教学课件：第9章电气照明教程.ppt

9-1 照明基本知识9-2 照明种类和方式9-3 灯具与照明装置9-4 室内照明设计与管理,第九章 电气照明,照明基本知识：光及光的度量 照明质量,光,光的电磁波理论认为光是能在空间传播的一种电磁波。,电磁波波谱图,9-1 照明基本知识,光,在电磁波谱中，波长为 380-780nm(1nm10-9m)的电磁波，作用于人的视觉器官能产生视觉可见光。不同波长的可见光，在视觉上会形成不同的颜色。通常将可见光分为：红(780630nm)、橙(630600nm)、黄(600570nm)、绿(570490nm)、青(490450nm)、蓝(450430nm)、紫(430380nm)。,9-1 照明基本知识,光的度量,9-1 照明基本知识,光的度量,光通量 光源在单位时间内向周围空间辐射出的，使人产生光感的能量。说明光源发光能力的基本量。符号:F，单位:流明（lm）思考：一只电功率为40 W的白炽灯发射的光通量为370lm，而一只电功率为40 W的荧光灯发射的光通量为2800lm，是白炽灯的7倍多，为什么？,9-1 照明基本知识,光的度量,2.光强 光源在某一个特定方向上单位立体角内的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，用于描述发光体空间发光强度的分布。符号：I，单位：坎德拉(cd)光强(cd)=光通量(lm)/立体角(sr),9-1 照明基本知识,圆球形的立体角是4,光的度量,3.照度 被照面单位面积上接受的光通量称为照度。等于入射到被照面的光通量与被照面面积之比。符号：E，单位:勒克斯（lx）照度（lx）=投射到被照面的光通量(lm)/被照面表面积(m2),9-1 照明基本知识,光的度量,亮度 被视物表面在某一方向单位投影面上发射或反射的光强称为亮度。符号：L，单位：坎德拉/平方米（cd/m2）亮度具有方向性。具有一定亮度的表面才可在人眼中形成视觉。,9-1 照明基本知识,照明质量,(一)合适的照度照度是决定物体明亮程度的指标，在一定范围内照度增加可使视觉功能提高。合适的照度有利于保护视力，提高工作和学习效率。选用的照度值应不低于规范推荐值。,9-1 照明基本知识,9-1 照明基本知识,照明质量,9-1 照明基本知识,照明质量,9-1 照明基本知识,照明质量,9-1 照明基本知识,照明质量,照明质量,(二)照明的均匀度在工作环境中，人们希望被照场所的照度均匀或比较均匀。如果有彼此照度极不相同的表面，将会导致视觉疲劳。因此，工作面与周围的照度应力求均匀。最低均匀度：最低照度(Emin)和最高照度(Emax)之比平均均匀度：最低照度(Emin)和平均照度(Eav)之比一般室内照明的最低均匀度应在0.3以上，平均均匀度应在0.7以上。,9-1 照明基本知识,照明质量,9-1 照明基本知识,U1 最低均匀度：最低照度(Emin)和最高照度(Emax)之比U2 平均均匀度：最低照度(Emin)和平均照度(Eav)之比,照明质量,(三)合适的亮度分布亮度不均匀会造成视觉不舒适。但过于均匀也是不必要的，适当的亮度变化能使空间气氛活跃起来。室内各表面的亮度比推荐值:观察对象与工作面之间(如书与桌子之间)3:1观察对象与周围环境之间10:1光源与背景(环境)之间20:1视野内最大的亮度差40:1,9-1 照明基本知识,照明质量,(四)光源的显色性在需要正确辨色的场所，应采用显色指数高的光源，如白炽灯、日光色荧光灯等。,9-1 照明基本知识,照明质量,9-1 照明基本知识,Ra 显色指数：定义光源显色性评价的普遍方法。,照明质量,(五)照度的稳定性照度变化引起的照明忽亮忽暗，不但会分散人们的注意力，给工作和学习带来不利，而且将导致视觉疲劳。因此，照度的稳定性应予保证。保证措施?,9-1 照明基本知识,照明质量,(五)照度的稳定性保证措施：保证照明供电电压的质量。避免光源的摆动，灯具应设置在没有气流冲击的地方或采取牢固的吊装方式。,9-1 照明基本知识,照明质量,(六)限制眩光当人们观察高亮度物体时，眩光会使视力逐渐降低。为了限制眩光，可适当降低光源和照明器表面亮度，如对有的光源，可用漫射玻璃限制眩光。,9-1 照明基本知识,照明质量,(七)合适的色温影响空间气氛：色温在3300k以下时，光色偏红，给人温暖的感觉，色温超过5000k时颜色偏白色光，给人清冷的感觉。影响人们对周边环境色彩的感觉：例如在红色的光源下，人们往往不能完美地看到红色。,9-1 照明基本知识,9-1 照明基本知识9-2 照明种类和方式9-3 灯具与照明装置9-4 室内照明设计与管理,第九章 电气照明,照明种类和方式：照明种类 照明方式,照明种类,（1）正常照明（2）应急照明（3）警卫照明（4）障碍照明（5）景观照明,9-2 照明种类和方式,照明种类,（1）正常照明 在正常情况下使用的室内外照明称为正常照明。（2）应急照明 在正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续工作或安全疏散通行的照明。分为备用照明，安全照明，疏散照明。（3）警卫照明 为加强对人员，财产，建筑物，材料 和设备的保卫而采用的照明，如用于 警戒以及配合闭路电视监控而配备的 照明。,9-2 照明种类和方式,照明种类,（4）障碍照明 装设在建筑物或构筑物上作为障碍标志用的照明。为了保证夜航的安全，在飞机场周围较高的建筑物上，船舶航行的航道两侧的建筑物上，应按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明。障碍灯应为红色，有条件的宜采用闪光照明，并且接入应急电源回路。（5）景观照明 用于特定建筑物，景观而设置的带艺术装饰性的照明。,9-2 照明种类和方式,照明方式,（1）一般照明 为照亮整个场所而设置的均匀照明。适用于工作位置密度很大而对光照方向无特殊要求,例如办公室、体育馆和教室等。（2）局部照明 为特定视觉工作用的，为照亮某个局部而设置的照明。（3）混合照明 一般照明与局部照明共同组成的照明。,9-2 照明种类和方式,9-1 照明基本知识9-2 照明种类和方式9-3 灯具与照明装置9-4 室内照明设计与管理,第九章 电气照明,灯具与照明装置：电光源 灯具 照明装置,电光源,利用电能做功，产生可见光的光源叫电光源。根据其由电能转换光能的工作原理不同分类：热辐射光源：利用物体通电加热而辐射发光的原理制成，如白炽灯、卤钨灯等。气体放电光源：利用气体放电时发光的原理制成的，如荧光灯、荧光高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等。,9-3 灯具与照明装置,干燥气体通常是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压，就有电流通过气体，这个现象称为气体放电。,白炽灯发光原理：白炽灯依靠电流通过灯丝时产生大量的热，使灯丝温度达到白炽的程度(2400-3000K）而发光。优点：构造简单，使用灵活，可调光，能瞬间点燃，无频闪，价格低。缺点？,电光源,9-3 灯具与照明装置,白炽灯缺点：1，光效低，电能只有20%以下被转换成光能其余的均被转换为红外线辐射能和热能，造成浪费。2，普通白炽灯工作时,灯丝温度很高，钨蒸发之后沉积在灯泡壁上，导致：1.玻壳黑化，透光性降低；2.灯泡光效率降低；3.钨蒸发使灯丝变细，灯丝容易熔断，使用寿命降低。改进措施？,电光源,9-3 灯具与照明装置,白炽灯改进措施把坡壳抽成真空，在玻壳中充入对钨丝不起化学作用、热传导小、具有足够的电气绝缘强度的惰性气体，以抑制钨的蒸发，提高灯泡的使用寿命，保持灯泡的透光性。使用注意白炽灯表面温度高，因此严禁在易燃场所使用;使用中应防止水溅到灯泡上，以免玻璃壳炸裂;更换时先断开电源。,电光源,9-3 灯具与照明装置,荧光灯低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线，从而使荧光粉发出可见光。优点：光效高，寿命长，显色性好。缺点：需与镇流器（限流和产生瞬间高压）一起使用，不宜用于频繁启动的场合。,电光源,9-3 灯具与照明装置,荧光灯(1)荧光灯对环境的适应性较差，如温度过高或过低会造成启燃困难，最适宜的温度为18-25oC。(2)电压偏低，会造成荧光灯启燃困难甚至不能启燃。(3)普通荧光灯点燃需一定的时间，不适用于要求照明不间断的场所(4)不同规格的镇流器与不同规格的日光灯不能混用。(5)破碎的灯管要及时妥善处理，防止汞害。,电光源,9-3 灯具与照明装置,电光源,9-3 灯具与照明装置,节能灯（紧凑型节能荧光灯）灯管、镇流器和灯头紧密地联成一体（镇流器放在灯头内。,高压汞灯气体放电灯，充有汞和惰性气体，工作时灯内汞蒸气处于高压状态。光色偏白偏冷。优点：发光效率高，寿命长，省电，耐震，广泛用于施工现场、广场、车站等大面积场所的照明。,电光源,9-3 灯具与照明装置,1-灯头;2-玻璃壳;3-抽气管;4-支架;5-导线;6-主电极;7-启动电阻;8-辅助电极;9-石英放电管,高压钠灯在高压汞灯的基础上加入钠蒸汽；光色偏黄偏暖。优点：发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强，不诱虫。广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。,电光源,9-3 灯具与照明装置,LED灯LED(Light Emitting Diode)，发光二极管，是一种能够将电能直接转化为可见光的固态的半导体器件。,电光源,9-3 灯具与照明装置,LED灯优点1，节能。2，寿命长。3，适用性好，因单颗LED的体积小，可以做成任何形状。4，回应时间短，ns（纳秒）级别，普通灯ms（毫秒）级别。5，环保，无有害金属，废弃物容易回收。6，色彩绚丽，发光色彩纯正，并能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光。缺点：价格贵。,电光源,9-3 灯具与照明装置,灯具（灯罩）,主要作用安装和固定光源，保护光源免遭机械破坏，重新分配光源发出的光通量，限制光源的眩光作用，减少和防止光源的污染，装饰作用。材料：金属，玻璃或塑料,9-3 灯具与照明装置,灯具（灯罩）,1.灯具的效率灯具向周围空间投射的光通量与光源发出的光通量之比。数值取决于灯罩开口的大小和灯罩材料的光学特性。反映灯具的技术经济效果。2.灯具的遮光角投光边界线与灯罩开口平面的夹角。灯具的遮光角愈大，则配光范围愈狭窄；在要求配光分布宽广，且又要避免直接眩光时，应该在灯具开口处用能够透射光线的玻璃灯罩，也可以用各种形状的格栅。,9-3 灯具与照明装置,(1)吸顶式 照明器吸附在顶棚上,适用于顶棚比较光洁且房间不高的建筑内。这种安装方式常有一个较亮的顶棚，光通利用率不高。(2)嵌入式 照明器的大部分或全部嵌入顶棚内，只露出发光面。适用于低矮的房间。一般来说顶棚较暗，照明效率不高。(3)悬吊式 照明器挂吊在顶棚上。根据挂吊的材料不同可分为线吊式、链吊式和管吊式。这种照明器离工作面近，常用于建筑物内的一般照明。,9-3 灯具与照明装置,按安装方式分类,(4)壁式 照明器吸附在墙壁上。壁灯不能作为一般照明的主要照明器，只能作为辅助照明，也有装饰效果。(5)枝形组合式照明器由多枝形灯具组合成一定图案，俗称花灯。一般为吊式，以装饰照明为主。大型花灯灯饰常用于大型建筑大厅内，小型花灯也可用于宾馆、会议厅等。(6)嵌墙式 照明器的大部分或全部嵌入墙内或底板面上，只露出很小的发光面。这种照明器常作为走廊和楼梯的深夜照明灯。,9-3 灯具与照明装置,按安装方式分类,(7)台式 主要供局部照明用，如放置在办公桌、工作台上等。(8)庭院式 主要用于公园、宾馆花园等场所，与园林建筑结合，无论是白天或晚上都具有艺术效果。(9)立式又称落地灯，常用于局部照明，摆设在沙发和茶几附近。(10)道路、广场式 主要用于广场和道路照明。,按安装方式分类,9-3 灯具与照明装置,应根据周围的环境条件和使用要求，合理地选定灯具的光强度、效率、遮光角、类型、造型尺度以及灯具的表观颜色等。应满足以下几方面的要求:(1)技术性要求(2)经济性要求(3)环境使用性要求(4)建筑功能性要求,灯具的选用,9-3 灯具与照明装置,(1)技术性要求。满足配光(使工作面上有足够的照度和亮度，在视野中亮度合理分布)和限制眩光等方面的要求。(2)经济性要求。要全面考虑综合一次性投资和年运行管理费用，以达到在满足照度等技术要求的前提下，综合费用最省的目的。一般应选用光效高、寿命长的灯具。,灯具的选用,9-3 灯具与照明装置,(3)环境使用性要求。灯具应符合环境条件、建筑结构等各种要求。如潮湿处(如厨房、卫生间)可选保护式防水灯头。(4)建筑功能性要求。是指根据不同的建筑功能，恰当确定灯具的光、色、型、体和布置，合理运用光照的方向性、光色的多样性、照度的层次性和光点的连续性等技术手段，渲染建筑、美化环境。,灯具的选用,9-3 灯具与照明装置,9-1 照明基本知识9-2 照明种类和方式9-3 灯具与照明装置9-4 室内照明设计与管理,第九章 电气照明,设计与管理：灯具的布置 室内照明设计 自动控制与管理,灯具的布置,1、布置原则：（1）合理的照度水平，并具有一定的均匀度（2）适当的亮度分布;（3）必要的显色性和入射方向（4）限制眩光作用和阴影的产生（5）美观、协调,9-4 室内照明设计与管理,灯具的布置,2、灯具的高度布置，应考虑以下因素:（1）保证电气安全。（2）限制直接眩光。（3）便于维护管理。（4）和建筑尺寸配合（5）应防止晃动（6）应提高经济性,9-4 室内照明设计与管理,照明灯具最低悬吊高度的规定,9-4 室内照明设计与管理,灯具的布置,3、灯具的水平布置，应考虑以下因素:（1）与建筑结构配合，做到考虑功能、照顾美观、防止阴影、方便施工;（2）与室内设备布置情况相配合，尽量靠近工作面，但不应装在大型设备的上方。（3）应保证用电安全，和裸露导电部分应保持规定的距离。（4）应考虑经济性。,9-4 室内照明设计与管理,室内照明设计步骤和内容,根据室内照度要求，确定照明种类和照明方式；选择照明光源及灯具，确定灯具布置方案；进行必要的照度计算和供电系统的负荷计算；照明电器设备与线路的选择计算；绘制出照明平面图和相应的供电系统图。,9-4 室内照明设计与管理,自动控制与管理,照明控制方式跷板开关控制方式（最常用）断路器控制方式（节能效果最差）定时控制方式（不够灵活）光电感应控制方式（照度检测控制）智能控制方式（集中管理，多方式相结合）,9-4 室内照明设计与管理,自动控制与管理,智能照明控制与监控功能照明设备组的时间程序控制（预先编制程序）照明设备的联动功能（消防联动，打开应急照明）照明监控（走廊，楼梯，办公室，外立面等）,9-4 室内照明设计与管理,现状：由于人们粗线条的使用习惯，下班后，灯光通明、空调依然运转等等现象屡见不鲜。而物业管理人员无法对区内的众多办公建筑群、公共照明设备做到集中管理。有没有一种技术可根据时间、照度或人员进出等条件对照明、空调等用电设备在不影响办公人员正常使用的情况下进行智能化控制呢？,自动控制与管理,9-4 室内照明设计与管理,1、办公室照明：灵活设定条件参数（时间、照度及人员进出情况等）进行智能化控制，比如设定时间参数，下班后自动关闭办公室灯光。2、公共区域照明：分区控制结合照度采集及人员进出情况实现智能化控制，避免公共区域灯用电的浪费。3、基于IP网络传输，对离散的照明、空调等用电设备进行集中监控。（空调管理：空调的开关状态、温度进行实时监控，场景设定等。）,自动控制与管理,9-4 室内照明设计与管理,现状：公共地下车库照明管理一般采用灯光24小时处于开启状态，能耗较高。有的采用低功率日光灯省电，但光线不足，给车库留下安全隐患。如何通过技术手段（现代的通信技术、计算机技术等）实现对车库照明的智能化控制，达到按需照明，实现车库的节能？,每只灯泡一天消耗2度电,自动控制与管理,9-4 室内照明设计与管理,小组讨论（四）将本章所学习的电光源和灯具，分别布置在北师大珠海分校的校园以及各个建筑内，并说明理由。讨论车库按需照明的实现方法。有哪些其它的场所或空间，能够通过电气设备的管理实现节能？具体进行描述。,