建筑电气照明ppt课件.ppt
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1、2022年12月23日星期五2时30分30秒,1,建设工程教学部,第六章建筑电气照明,主要内容照明的基本概念(介绍照明的发展)照明术语与灯具(介绍常用的灯具以及基本照明术语)照明计算(照明的简单计算)照明线路(线路的布置与敷设),2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,2,第一节照明基本概念一、照明的概念 合理运用光线以达到满意的视觉效果,它归根结底是一种光线的应用技术,是光的控制与分配技术。二、照明的分类 分为天然照明和人工照明两种,天然照明的光源有太阳光和生物光;人工照明主要是电光源(灯具),也就是电气照明。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学
2、部,3,三、照明的任务 电气照明的首要任务是在缺乏自然光的情况下,创造一个适宜于进行视觉工作的环境。 合理的照明是保证安全、改善劳动条件、提高劳动生产力、减少生产事故、保护工作人员视力健康以及美化环境的必要措施。 今天的人工照明己不是单一的灯光,而是多种电器照明媒体与环境装饰紧密结合,形成了一门电气装饰综合艺术。他是应用光学、电学、建筑学和生理卫生学的综合科学技术。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,4,四、照明的发展历史 早在1802年英国科学家就揭示了白炽现象,从那时开始直到有了电以后,美国科学家爱迪生发明了第一只白炽灯,开始了人类利用电能照明的新天地。 在这之
3、后,GE、PHILIPS等国际知名大公司垄断了照明技术,一直到现在,光源的核心技术都掌握在这几家大公司之中,之后的许多新光源产品也都出自他们手中。 自从1879年托马斯. 爱迪生发明了世界上第一只实用型白炽灯泡以来,已经走过了一百多年的历史,电光源已经有了长足的进步。回顾历史,我们看到:,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,5,1931年成功研制高压汞灯;1936年荧光灯问世,引入了荧光灯;1949年白炽灯采用了柔白涂层技术;1958年引入了卤钨灯;1962年发明了高压钠灯;1974年引入了节能型荧光灯;1975年引入了冷光杯,之后引入了小功率金卤灯;1987年引入了
4、40W节能灯,之后引入高效节能灯;1994年发明了无极荧光灯;,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,6,五、照明技术的基本概念1、光的知识(1)电磁波谱 与所有物质一样,光也是一种物质,是物质的一种存在形式,是能引起视觉的辐射能,它以电磁波的形式在空间传播。光源是能被人们的眼睛所感受到的电磁波,其波长范围380780,长于780的为红外线、无线电等,短于380的为紫外线、X射线、宇宙射线等。可见光部分又分为解成红光、黄光、橙光、绿光、青光、蓝光、紫光等七种基本单色光。不同波长的光给人的颜色感觉不同,如图所示。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学
5、部,7,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,8,(2)光谱光源辐射的光往往由许多波长的单色光组成,把光线中不同强度的单色光按波长长短依次排列,称为光源的光谱。炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱2、光的量度单位(1)光通量 定义:光源在单位时间内发出的光量称为光通量。 表示:用符号表示。 单位:流明(lm)。 光效:电光源消耗1W电功率所发出的流明数(lmW),表征电光源的特性。电光源的光效越高越好它是评价光源的重要依据。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,9,(2)发光强度
6、定义:发光物体在某一个约定方向上单位立体角内(每球面内)的光通量,称为光源在该方向上的发光强度,称为光强。它是表征光源(物体)发光能力大小的物理量。 表示:用符号I表示。 单位:坎德拉(cd)。表达式:对于向各方向均匀辐射光通量的光源,各方向的光强相等,其值为: ,是光源在立体角内所辐射出的总光通量。光源发光范围内的立体角。例:100W普通白帜灯输出的光通量为1250lm,假设光源向四周是均匀发射其光通量的,求光源某方向上的光强。解:由 =1250/4=99.5cd,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,10,(3)照度定义:被照物体表面单位面积上所接受的光通量,称为该
7、被照面的照度。表示:用符号E表示。单位:勒克斯(lx)表达式:被光均匀照射的平面照度为: ,1lx=1lm/1m2.物理意义:表示1m2面积上均匀分布1lm的光通量的照度值。 例:100W普通白帜灯输出的光通量为1250lm,假设光源向四周是均匀发射其光通量的,求灯下2m处的照度值。解: 在40W白炽灯下1m处的照度为30lx;加搪瓷灯罩后为73lx;阴天中午室外为8000-20000lx;晴天中午在阳光下室外80000-120000lx。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,11,(4)亮度定义:发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。表达式: ,亮度用符号L表示
8、。单位:坎德拉每平方米(cd/m2)。其中:Ia为光源表面在视线方向上的发光强度; a为视线方向与表面S法线的夹角。单位:nt尼特。物体的亮度越大,人们就会感到它越亮。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,12,(5)色温定义:物理学上,铁、钨等标准黑体以它的绝对零度(-273)作为起点,当加热到一定温度时,就能呈现出有颜色的可见光,而且光的颜色是随着温度的升高而变化的,这种温度就称为光源的色温。它是电光源的技术参数之一。放射光能强的,光波短,紫蓝色光成分多,色温高;放射光能弱的,光波长,红橙色光成分多,色温低。单位:开尔文(K)(图见PPT)分类:(1)暖色光:色温
9、在3300K以下,它与白炽灯光色相近,红光成分较多,给人以温暖、健康、舒适的感觉,适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等场所,或温度比较低的地方。(2)暖白光:色温在3300K5300K之间。其光线柔和,使人有愉快、舒适、安祥的感觉,适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。(3)冷色光:又叫日光色,色温在5300K以上,光源接近自然光,有明亮的感觉,使人精力集中,适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,13,(6)显色性和显色指数 光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色逼真
10、的程度,显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到的颜色也就接近自然色,显色性低的光源对颜色再现较差,我们所见到的颜色偏差也较大,用显色指数(Ra)表示。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100,各类光源的显色指数各不相同,如:高压钠灯的显色指数为Ra=23,荧光灯管显色指数Ra=60-90。显色指数越接近100,显色性就越好。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,14,(7)频闪效应定义:当气体放电灯由交流50赫电源供电时,随着交流电压和电流的周期性变化,气体放电灯的光通量和工作面上的照度也产生频率为100赫的脉动,这种现象称为频闪效应(或闪烁现象)。 频闪效应
11、对照明的危害:1)人眼对物体的分辩能力下降,尤其当物体处于转动或晃动状态时,会使人产生错觉,影响生产和工作。(2)当脉动闪烁频率与灯下旋转物体的转速(或转动频率)一致或成整数倍时,人眼会误将旋转物体看成没有转动一样。易使人产生错觉而造成事故。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,15,第二节照明电光源与灯具一、光源的分类按发光原理可分为热辐射光源和气体放电光源两类。 1、热辐射光源:利用物体加热时辐射发光的原理所制造的光源。如白炽灯、卤钨灯等。 2、气体放电光源:利用电场作用下气体放电发光的原理所制造的光源。如荧光灯、高压汞灯、高(低)压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。,
12、2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,16,二、常用电光源1、白炽灯白炽灯是靠电流加热钨丝到白炽程度引起热辐射发光的,结构见图P181较宽的工作电压范围,从电池提供的几伏电压到市电电压,价格低廉,不需要附加电路。其主要应用是家庭照明及需要密集的低工作电压灯的地方,如手电筒、控制台照明等。仅有10%的输入能量转化为可见光能,典型的寿命从几十小时到几千小时不等。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,17,使用通电的方式加热玻璃泡壳内的灯丝,导致灯丝产生热辐射而发光的光源,灯头是白炽灯电连接和机械连接部分,按形式和用途主要可分为螺口式灯头,聚焦灯头及
13、特种灯头。最常用的螺口式灯头为E14、E27;最常用的插口灯头为B15、B22。常用于住宅基本照明及装饰照明,具有安装容易,立即启动,成本低廉等优点。主要部件:灯丝、支架、泡壳、填充气体、灯架。特点发光效率:8 20lm/W 显色性Ra :98 100色温范围:Tc= 2500K 2800K 平均寿命:1000Hr,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,18,普通白炽灯属于老一代光源,光效低,寿命短,应予限制,但不能完全取消,因为普通白炽灯没有电磁干扰,便于调节,适合需要频繁开关场合。对于局部照明、投光照明、信号指示以及水电丰富的山区和边远农村是不可缺少的光源。,202
14、2年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,19,应用,2、荧光灯 其性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径,填充气体的种类和压强,涂敷荧光灯粉及制造工艺。常用的荧光灯主要分以下三类:(1)直管灯:一般使用的有T5、T8、T12,常用于办公室,商场、主宅等一般公用建筑,具有可选光色多,可达到高照度兼顾经济性等优点。“T”表示灯管直径一个“T”表示1/8英寸T5管直径15mmT8管直径25mmT12管直径38mm荧光灯都可调配出3000K3500K4000K6500K四种标准“白色”。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,20,(2)高流明单端荧光灯高流明
15、单端荧光灯又称为是为高级商业照明中代替直管荧光灯设计。这种灯管与直管型灯管相比,主要的优点有:结构紧凑、流明维护系数高,还有它这种单端的设计使得灯具中的布线简单得多。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,21,(3)凑型荧光灯(CFLS)紧凑型荧光灯又称为节能灯,使用直径9-16mm细管弯曲或拼接成(U型、H型、螺旋型等),缩短了放电的线型长度。它的光效为白炽灯的五倍,寿命约800010000小时,常用于局部照明和紧急照明。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,22,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,23,3、卤钨
16、灯利用卤钨循环的原理,在白炽灯中充入微量的卤化物,白炽灯灯丝蒸发出来的钨和卤元素结合,生成的卤化钨分子扩散到灯丝上重新分解,使钨又回到灯丝上,从而既提高了灯的光效又延长了使用寿命。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,24,卤钨灯特点: 同额定功率相同的无卤素白炽灯相比,卤钨灯的体积要小得多,并允许充入高气压的较重气体(较昂贵),这些改变可延长寿命或提高光效。 卤钨灯和普通照明的白炽灯是同属白炽灯类产品,均系电流通过灯丝白炽发光,是普通白炽灯的升级换代产品。卤钨灯光效和寿命比普通白炽灯高一倍以上,因此,在许多照明场所如商业橱窗、展览厅(包括一般商业产品、文化艺术品以及
17、历史文物品的展览展示等)以及摄影照明等,要求显色性高,高档冷光或聚光的场合,可采用各种结构形式不同的卤钨灯取代普通白炽灯,来达到节约能源,提高照明质量的目的。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,25,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,26,应用场所卤钨灯广泛用于机动车照明、投射系统统、特种聚光灯、低价泛光照明、舞台及演播室照明及其他需要在紧凑、方便、性能良好上超过非卤素白炽灯的场合。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,27,三、常用电光源的特性与选用1、各种常用电光源的主要性能见表6-2,2022年12月23日
18、星期五2时30分30秒,建设工程教学部,28,从表中可以看出,这些性能指标之间有时是相互矛盾的,在选用电光源时首先应考虑光效高、寿命长其次再考虑显色指数、启动性能以及其他次要指标最后综合考虑环境条件、初期投资与年运行费用,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,29,2、电光源的选择选择照明光源时,一般考虑如下因素:(1)对于一般性生产车间、辅助车间、仓库和站房,以及非生产性建筑物、办公楼和宿舍、厂区道路等,优先考虑选用投资低廉的白炽灯和简座日光灯。(2)照明开闭频繁,需要及时点亮、调光和要求显色性好的场所,以及需要防止电磁波干扰的场所,宜采用白炽灯和卤钨灯。(3)对显色
19、性和照度要求较高,视看条件要求较好的场所,宜采用日光色荧光灯、白炽灯和卤钨灯。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,30,(4)荧光灯、高压汞灯和高压钠灯的抗振性较好,可用于振动较大的场所。(5)选用光源时还应考虑到照明器的安装高度。白炽灯适宜的悬挂高度为612m,荧光灯为24m,高压汞灯为518m,卤钨灯为624m。对于灯具高挂并需要大面积照明的场所,宜采用金属卤化物灯和氙灯。(6)在同一场所,当采用的一种光源的光色较差时,可考虑采用两种或多种光源混合照明。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,31,3、光源的规格三大光源公司金卤灯,202
20、2年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,32,普通金卤灯高压钠灯常用规格灯,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,33,光源的优缺点,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,34,光源灯头,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,35,五、照明灯具灯具是灯泡和灯罩的总称。1、分类直接型灯具 半直接型灯具 均匀漫射型灯具 半间接型灯具 间接型灯具,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,36,直接型灯具 这是用途最广泛的一科灯具。因为90%以上的光通向 下照射,所以灯具光通的利用率最高。如果
21、灯具是敞 口的,一般来说灯具效率也相当高。工作环境照明应 当优先采用这类灯具。 直接型灯具的光强分布大体可以分为三类,即:窄配光、中配光(或称余弦配光)和宽配光。高大空间的照明需用窄配光的灯具,这种灯具配备镜面反射罩并以大功率的(HID气体放电灯)灯或卤钨灯做光源, 能将光束控制在狭窄的范围内,获得很高的轴线光强。 在这种灯具照射下,水平照度高,阴影浓重。,2022年12月23日星期五2时30分30秒,建设工程教学部,37,半直接型灯具 在灯具上方发出少量的光线照亮顶棚,减小灯具与顶棚间的强烈对比,使环境亮度分布更加舒适。外包半透明散光罩的荧光灯吸顶灯具,下面敞口的半透明罩,以及上方留有较大的
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