建筑电气技术第4章-建筑照明系统课件.ppt
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- 建筑 电气 技术 照明 系统 课件
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1、第第4章章 建筑照明系统建筑照明系统 n学习目标学习目标:u了解建筑电气照明的基本知识,掌握建筑电气照明工了解建筑电气照明的基本知识,掌握建筑电气照明工程设计的基本内容,包括电光源及其灯具的特性及选程设计的基本内容,包括电光源及其灯具的特性及选型、照度计算、建筑物内及建筑物外照明设计的基本型、照度计算、建筑物内及建筑物外照明设计的基本原理;能够进行照明电气线路的设计。原理;能够进行照明电气线路的设计。n 内容框架:内容框架:u第第1节节 照明系统概述照明系统概述u第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择u第第3节节 照明配电设备照明配电设备 u第第4节节 照度计算照度计算u第第5节节 照明系统
2、设计照明系统设计u第第6节节 照明系统的实例照明系统的实例 n 重点重点/ /难点:难点:u照度计算、照明系统设计。照度计算、照明系统设计。 第第1节节 照明系统概述照明系统概述 n 11 照明的基本物理量照明的基本物理量u1光通量光通量光通量光通量光源在单位时间内,向外辐射出使人眼光源在单位时间内,向外辐射出使人眼产生产生光感觉(可见光)光感觉(可见光)的能量,符号为的能量,符号为,单位为,单位为流明流明(lm)。是说明光源发光能力的基本量。通常该参数在产品出厂的技术参数表中给定。例如 220 V /40 W 普通白炽灯的光通量为 350 lm,而 220 V /40 W 荧光灯的光通量大于
3、2 000 lm,是白炽灯的几倍,即光源光通量越大,人们对周围环境的感觉越亮。辐射通量辐射通量光源在单位时间内向四周空间辐射的光源在单位时间内向四周空间辐射的能量,它由各种能量,它由各种不同波长不同波长的辐射通量组成。的辐射通量组成。可见光可见光一般指:能引起视觉的电磁波,波长范围约在一般指:能引起视觉的电磁波,波长范围约在 0.78 m 红光到红光到 0.38 m 紫光之间。紫光之间。 第第1节节 照明系统概述照明系统概述 u2发光强度发光强度发光强度发光强度光源在光源在给定方向给定方向上、上、单位立体角单位立体角(单位单位球面度球面度)内辐射的光通量,符号为内辐射的光通量,符号为I,单位为
4、,单位为坎德拉坎德拉(cd)。发光强度是表征发光强度是表征光源光源(物体物体)发光强弱程度发光强弱程度的物理量。的物理量。工程上,光源或光源加灯具的发光强度常见于各种配光曲线图,表示了空间各个方向上光强的分布情况。 第第1节节 照明系统概述照明系统概述 u3照度照度照度照度被照物体表面被照物体表面单位面积单位面积接收到接收到的光通量,的光通量,符号为符号为E,单位为,单位为勒克司勒克司(lx)。照度不考虑被照面的性质照度不考虑被照面的性质(反射、透射和吸收反射、透射和吸收)、不、不考虑观察者在哪个方向,因此它考虑观察者在哪个方向,因此它只表明被照物体上只表明被照物体上光(被照射)的强弱光(被照
5、射)的强弱,并不表示被照物体的,并不表示被照物体的明暗程明暗程度度。 第第1节节 照明系统概述照明系统概述在照明工程设计中,常常要根据技术参数中的光通在照明工程设计中,常常要根据技术参数中的光通量以及国家标准给定的各种照度标准值进行各种灯量以及国家标准给定的各种照度标准值进行各种灯具样式、位置、数量的选择。具样式、位置、数量的选择。第第1节节 照明系统概述照明系统概述 u4亮度亮度亮度亮度光源在光源在给定方向给定方向单位投影面积上的单位投影面积上的发光强发光强度度。符号为。符号为L,单位:,单位:尼特尼特(nt)。人眼对人眼对明暗的感觉明暗的感觉不是取决于物体上的照度,而是不是取决于物体上的照
6、度,而是取决于物体在眼睛视网膜上成像的照度。取决于物体在眼睛视网膜上成像的照度。“亮度亮度”是衡量是衡量照明质量(明暗程度)照明质量(明暗程度)的一个重要的一个重要依据。依据。 第第1节节 照明系统概述照明系统概述 u5色温色温色温是电光源的技术参数之一。色温是电光源的技术参数之一。色温色温当光源的当光源的发光颜色与黑体发光颜色与黑体(能吸收全部光能能吸收全部光能辐射而不反射、不远光的理想物体辐射而不反射、不远光的理想物体)被加热到某一温被加热到某一温度所发出的光的颜色相同时的该度所发出的光的颜色相同时的该温度温度。色温用绝对温度表示,绝对温度等于摄氏温度加 273 K。例如温度为2 000
7、K的光源发出的光呈橙色,3 000 K左右呈橙白色,4 500 7 000 K 近似白色。例如:白炽灯的色温为例如:白炽灯的色温为24002900K。 第第1节节 照明系统概述照明系统概述光源有颜色,就会带给人们冷暖感觉,这种感觉可光源有颜色,就会带给人们冷暖感觉,这种感觉可由光源的色温高低确定。由光源的色温高低确定。通常色温小于通常色温小于3 300 K时产生温暖感,大于时产生温暖感,大于5 000 K时产生冷感,时产生冷感,3 300 K至至5 000 K时产生爽快感。时产生爽快感。所以在照明设计安装时,可根据不同的使用场合,所以在照明设计安装时,可根据不同的使用场合,采用具有不同色温的光
8、源,使人们身在其中时获得采用具有不同色温的光源,使人们身在其中时获得最佳舒适感。最佳舒适感。冷暖感觉:冷暖感觉:暖色暖色-红色、橙色和黄色产生温暖的感觉;红色、橙色和黄色产生温暖的感觉;冷色冷色-青绿、青蓝、青紫颜色产生凉爽的感觉;青绿、青蓝、青紫颜色产生凉爽的感觉;中性色中性色-黑、白、灰。黑、白、灰。第第1节节 照明系统概述照明系统概述第第1节节 照明系统概述照明系统概述 u6显色性和显色指数显色性和显色指数光源的显色性光源的显色性同一颜色的物体在具有不同光谱同一颜色的物体在具有不同光谱能量分布的光源照射下,显出不同的颜色,即能量分布的光源照射下,显出不同的颜色,即光源光源对被照物体颜色显
9、现对被照物体颜色显现的性质。的性质。光源的显色指数光源的显色指数指在待测光源照射下的物体的指在待测光源照射下的物体的颜色与在另一相近色温的黑体或日光参照光源照颜色与在另一相近色温的黑体或日光参照光源照射下相比,射下相比,物体颜色相符合物体颜色相符合的程度。符号为的程度。符号为Ra。颜色失真越少,显色指数越高颜色失真越少,显色指数越高,光源的显色性好。,光源的显色性好。国际上规定参照光源的显色指数为国际上规定参照光源的显色指数为100。 第第1节节 照明系统概述照明系统概述第第1节节 照明系统概述照明系统概述u7发光效率发光效率发光效率发光效率简称为光效。针对照明灯而言,是指简称为光效。针对照明
10、灯而言,是指光源发出的总光通量与电灯消耗电功率的光源发出的总光通量与电灯消耗电功率的比值比值,也,也就是单位功率的光通量。就是单位功率的光通量。例如:一般白炽灯的发光效率约为例如:一般白炽灯的发光效率约为7.1 17 lm /W ,荧光灯的发光效率约为荧光灯的发光效率约为 25 67 lm /W ,荧光灯的,荧光灯的发光效率比白炽灯高。发光效率比白炽灯高。发光效率越高,说明在同样的亮度下,可以使用功发光效率越高,说明在同样的亮度下,可以使用功率小的光源,即可以节约电能。率小的光源,即可以节约电能。第第1节节 照明系统概述照明系统概述n 小结小结u以上常用的光度单位,从不同的侧面表达了物体的光以
11、上常用的光度单位,从不同的侧面表达了物体的光学特征。学特征。光通量光通量-针对光源而言的,表征了发光体辐射光能的多少,针对光源而言的,表征了发光体辐射光能的多少,不同的发光体具有不同的能量;不同的发光体具有不同的能量;发光效率发光效率-针对光源而言的,表示了光源发光的质量和效率,针对光源而言的,表示了光源发光的质量和效率,根据这个参数可以判别光源是否节能;根据这个参数可以判别光源是否节能;发光强度发光强度-针对光源而言的,表明光通量在空间的分布状况,针对光源而言的,表明光通量在空间的分布状况,工程上用配光曲线图加以描述;工程上用配光曲线图加以描述;照度照度-是针对被照物而言的,表示被照面接受光
12、通量的面密是针对被照物而言的,表示被照面接受光通量的面密度,用来鉴定被照面的照明情况;度,用来鉴定被照面的照明情况;亮度亮度-表示发光体在视线方向单位面积上的发光强度,它表表示发光体在视线方向单位面积上的发光强度,它表明物体的明亮程度。明物体的明亮程度。光源显色性和色温光源显色性和色温-是光源的两个重要颜色指标。是光源的两个重要颜色指标。第第1节节 照明系统概述照明系统概述 n12 照明方式照明方式u照明方式照明方式-指照明设备按其安装部位或使用指照明设备按其安装部位或使用功能构成的基本制式。功能构成的基本制式。u有工业企业照明和民用建筑照明。有工业企业照明和民用建筑照明。工业企业照明设计标准
13、工业企业照明设计标准(GB 5003492)适)适用于生产车间、工业企业辅助建筑、厂区露天工作用于生产车间、工业企业辅助建筑、厂区露天工作场所和交通运输线路等;场所和交通运输线路等;民用建筑照明设计标准民用建筑照明设计标准(GBJ13390)适用)适用于图书馆、办公楼、商店、影院剧场、旅馆、铁路于图书馆、办公楼、商店、影院剧场、旅馆、铁路旅客站、港口旅客站、体育场、体育馆和住宅。旅客站、港口旅客站、体育场、体育馆和住宅。第第1节节 照明系统概述照明系统概述 u按照明设备安装部位区分:按照明设备安装部位区分:建筑物外照明建筑物外照明建筑物内照明建筑物内照明u建筑物外照明建筑物外照明(使用功能分使
14、用功能分) :建筑物泛光照明建筑物泛光照明道路照明道路照明区街照明区街照明公园和广场照明公园和广场照明溶洞照明溶洞照明水景照明水景照明第第1节节 照明系统概述照明系统概述 n 建筑物内照明(按使用功能分)建筑物内照明(按使用功能分)u1一般照明一般照明不考虑特殊部位的需要,照亮整个场地,照度比较不考虑特殊部位的需要,照亮整个场地,照度比较均匀均匀。如仓。如仓库、办公室、会议室、教室、候车室、营业大厅等。库、办公室、会议室、教室、候车室、营业大厅等。可有分区照明,以节约能源。可有分区照明,以节约能源。u2局部照明局部照明局限于工作部位局限于工作部位的固定或移动的照明。如车间内机床灯、商店的固定或
15、移动的照明。如车间内机床灯、商店橱窗的射灯、办公桌上的台灯等橱窗的射灯、办公桌上的台灯等整个场所不应只设局部照明而不设一般照明。整个场所不应只设局部照明而不设一般照明。u3混合照明混合照明一般照明与局部照明共同组成的照明。一般照明与局部照明共同组成的照明。其一般照明的照度不低于混合照明总照度的其一般照明的照度不低于混合照明总照度的510。第第1节节 照明系统概述照明系统概述 n 13 照明种类(按光照形式的不同分类)照明种类(按光照形式的不同分类)u直接照明直接照明-灯具的灯具的 90% 100% 的光通量直接投射到的光通量直接投射到工作面上。常用于整体环境照明,裸露装设的白炽灯、工作面上。常
16、用于整体环境照明,裸露装设的白炽灯、荧光灯。荧光灯。u半直接照明半直接照明-60% 90% 的光通量。的光通量。u均匀漫射照明均匀漫射照明-40% 60% 的光通量。的光通量。u半间接照明半间接照明-10% 40% 的光通量。的光通量。u间接照明间接照明-10% 以下的光通量。以下的光通量。u定向照明定向照明-光线从某一特定方向投射到工作面。光线从某一特定方向投射到工作面。u重点照明重点照明-为突出特定的目标。为突出特定的目标。u漫射照明漫射照明-投射在工作面的光在任何方向上均无明显投射在工作面的光在任何方向上均无明显差别。差别。u泛光照明泛光照明-由投光灯来照射某一情景或目标,且照度由投光灯
17、来照射某一情景或目标,且照度比其周围照度明显高。比其周围照度明显高。第第1节节 照明系统概述照明系统概述 n 13 照明种类(照明种类(按照明用途的不同分类按照明用途的不同分类)正常照明正常照明正常工作时,一般可以单独使用。正常工作时,一般可以单独使用。应急照明应急照明为正常照明因故障,供事故情况下的为正常照明因故障,供事故情况下的照明。有备用照明、安全照明、疏散照明等。照明。有备用照明、安全照明、疏散照明等。值班照明值班照明可利用正常照明或应急照明小的一部可利用正常照明或应急照明小的一部分。分。警卫照明警卫照明警戒。警戒。障碍照明障碍照明航空障碍标志,采用能穿透雾气的红航空障碍标志,采用能穿
18、透雾气的红光灯具。光灯具。标志照明标志照明借助照明以图文形式告知人们通道、借助照明以图文形式告知人们通道、位置、场所、设施等信息。位置、场所、设施等信息。景观照明景观照明有装饰照明、庭院照明、喷泉照明、有装饰照明、庭院照明、喷泉照明、节日照明等。节日照明等。 第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 n 21 电光源电光源u人类最早发明的电光源是弧光灯和白炽灯。人类最早发明的电光源是弧光灯和白炽灯。1807 年英国的戴维制成了碳极度弧光灯。年英国的戴维制成了碳极度弧光灯。1878年,美国的布拉许利用弧光灯在街道和广场照年,美国的布拉许利用弧光灯在街道和广场照明取得了成功。明取得了成功。1879
19、年年 10月月 22日,美国著名电学家和发明家爱迪日,美国著名电学家和发明家爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯,揭开生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯,揭开了电应用于日常生活的序幕。了电应用于日常生活的序幕。u随着科学技术突飞猛进的发展,各种新光源产品不仅随着科学技术突飞猛进的发展,各种新光源产品不仅在数量上,而且在质量上也产生了质的飞跃。发光效在数量上,而且在质量上也产生了质的飞跃。发光效率高,显色性好,使用寿命长的新型电光源产品不断率高,显色性好,使用寿命长的新型电光源产品不断应用于建筑照明中。应用于建筑照明中。u本节主要介绍热辐射电光源、气体放电光源等电光源本节主要介绍热辐射
20、电光源、气体放电光源等电光源的工作原理、技术参数以及比较和应用。的工作原理、技术参数以及比较和应用。第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 n21 电光源分类:电光源分类:第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 u1光源型号光源型号GB27968l规定了白炽灯和气体放电灯的型号标规定了白炽灯和气体放电灯的型号标准。准。白炽光源的型号命名:白炽光源的型号命名: 例如例如 PZ220 -100 - E27,PZ表示普通照明;表示普通照明;220表示额定工作电压表示额定工作电压 220 V;100表示额定功表示额定功率率 100W ;E 表示螺口式灯头(表示螺口式灯头(B 表示插口);表示插口)
21、;27 表示灯头直径为表示灯头直径为 27 mm。第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 u气体放电光源的型号命名:气体放电光源的型号命名:例如:例如:YH40RR,YH 表示环形荧光灯管,表示环形荧光灯管,40 表表示额定功率示额定功率40 W ,RR 表示日光色。命名举例表示日光色。命名举例详见表详见表 2 -27。第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 u光源的相关参数:光源的相关参数:额定电压额定电压指光源及其附件组成的回路所需电源指光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值。电压的额定值。额定功率
22、额定功率指光源自身及其附件消耗的功率之和。指光源自身及其附件消耗的功率之和。起动时间起动时间指光源接通电源开始至光源发出的光指光源接通电源开始至光源发出的光通量达到稳定值时所需的时间。通量达到稳定值时所需的时间。有效寿命有效寿命指光源光通量衰减到初始值的指光源光通量衰减到初始值的70时时的寿命。的寿命。全寿命全寿命指光源从开始使用到无法使用的寿命。指光源从开始使用到无法使用的寿命。平均寿命平均寿命指光源有效寿命的平均值。指光源有效寿命的平均值。 第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 u2热辐射光源热辐射光源热辐射光源热辐射光源利用物体通电使之利用物体通电使之发热到白炽状态发热到白炽状态而发
23、光的原理所制造的光源。其功率因数接近而发光的原理所制造的光源。其功率因数接近1。白炽灯:白炽灯:靠钨丝白炽体的高温热辐射发光;靠钨丝白炽体的高温热辐射发光;显色性好;显色性好;只有极少部分为可见光,其只有极少部分为可见光,其发光效率低发光效率低;抗震性较差;抗震性较差;灯丝发热蒸发出的钨分子在玻璃泡上有灯丝发热蒸发出的钨分子在玻璃泡上有黑化黑化现象;现象;平均寿命一般达平均寿命一般达1000h;电源电压变化电源电压变化会直接影响其使用寿命和发光效率;会直接影响其使用寿命和发光效率;常用在建筑物常用在建筑物室内照明室内照明和施工工地的和施工工地的临时照明临时照明。第第2节节 光源灯具的选择光源灯
24、具的选择白炽灯分类白炽灯分类按其用途和使用场合分:普通白炽灯、装饰灯、按其用途和使用场合分:普通白炽灯、装饰灯、舞台灯、照相灯、信号灯、指示灯;舞台灯、照相灯、信号灯、指示灯;按定向发光性能分:聚光灯、反射灯;按定向发光性能分:聚光灯、反射灯;按玻璃壳特性分:磨砂灯、涂白灯、乳白灯、彩按玻璃壳特性分:磨砂灯、涂白灯、乳白灯、彩色灯;色灯;按是否充入气体分:真空灯、充气灯;按是否充入气体分:真空灯、充气灯;按使用电压高低分:市电灯、低压灯、经济灯等,按使用电压高低分:市电灯、低压灯、经济灯等,低压灯额定电压低压灯额定电压 12 36 V,经济灯电压在,经济灯电压在 1.5 8 V。结构结构灯头、
25、玻璃泡、支架、钨丝及惰性气体构成。灯头、玻璃泡、支架、钨丝及惰性气体构成。第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择第第2节节 光源灯具的选择光源灯具的选择 卤钨灯:卤钨灯:发光原理发光原理在白炽灯的基础上改进, 就是卤钨灯泡内所填充的气体含有部分卤族元素或卤化物。当充入卤素物质的灯泡通电工作时,从灯丝蒸发出来的钨,在灯泡壁区域内与卤素化合,形成一种挥发性的卤钨化合物。卤钨化合物在灯泡中扩散运动,当扩散到较热的灯丝周围区域时,卤钨化合物分解成卤素和钨,释放出来的钨沉积在灯丝上
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