电气照明技术复习.ppt

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1、第一章 照明技术的基本知识,1.1 光的基本概念1.2 常用的光度量1.3 材料的光学特性,1.3 材料的光学性质,一、光的反射、透射和吸收比 光线遇到物体时，可能被反射，或者被吸收，被透射。反射比 吸收比 透射比 能量守恒定律,1、规则反射：光的入射角等于反射角（反射定律）2、散反射：反射光向各个不同方向散开，但总的方向一致，遵循反射定律3、漫反射：反射光被分散在各个方向，不存在规则反射。4、混合反射：光线从某一方向入射到瓷釉或带有高度光泽的漆层上时，其反射特性介于规则反射和漫反射（或散反射）之间。,光的反射,规则反射 散反射 漫反射,混合反射,光的反射,材料的反射比和吸收比,光的透射,光线

2、入射到透明或半透明材料表面时，一部分被反射、被吸收，而大部分可以透射过去。1、规则透射：按几何光学定律透射（regular transmission），如光学平板，棱镜，透镜 2、散透射：光线穿过散透射材料（磨砂玻璃）时，透射方向发光强度较大，其它方向上发光强度小。此时表面亮度也不均匀，透射方向较亮，其他方向较弱。3、漫透射：光线照射到散射性好的透光材料（如乳白玻璃）时，透射光将向所有方向散开，并均匀分布在整个半球空间内。4、混合透射：介于漫透射（或散透射）与规则透射之间。,规则透射,材料表面具有选择性地反射或透射光通量的性能 光谱反射比 光谱透射比 通常所说的反射比是对色温为5500K的白光

3、而言,材料的光谱特征,几种颜色的光谱反射系数,视觉与颜色,2.1 人眼与视觉2.2 视觉特性 2.3 视觉功效2.4 颜色特性2.5 表色系统2.6 颜色与显色,五、眩光由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒适感觉或者降低观察细部的能力的视觉现象不舒适眩光和失能眩光,视觉功效,一、对比敏感度与可见度 亮度对比对比敏感度可见度：人眼确定物体存在或形状的难易程度。（或能见度）（取决于视角、背景亮度、亮度对比）,亮度差,临界亮度差,颜色特性,一、光谱能量（功率）分布 光源的光谱辐射能量（功率）按波长分布称为光谱能量（功率）分布；二、颜色的基本特征 1、分类：彩色

4、和非彩色；中性色：白色、黑色和灰色物体对光谱各波长的反射没有选择性，故称为“中性色”。,彩色的三个特性：色调、明度、彩度色调：色相，可见光谱不同波长的辐射，在视觉上表现为各种色调；明度：颜色相对明暗的特性彩度：彩色的纯洁度 黑白无彩色只有明度。,1、颜色光的混合：属于相加混合RGB，是由不同颜色的光谱引起眼睛的同时兴奋。光的相加混合可用于不同类型光源的混合照明、舞台照明、彩色电视的颜色合成等方面；2、物体颜色的混合：属于相减混合，青品黄（CMYK）。掌握颜色混合的规律，一定要注意颜色相加混合与颜色相减混合的区别。,颜色混合,表色系统,一、分类 将颜色进行分类，并用数字、字母来表示；1、孟塞尔表

5、色系统：目前用得最广泛的表色系统，采用颜色图册的表色系统，即按颜色的三个特性进行分类，并以它们的组合来表示。色调H，明度V，彩度C，表示为：HV/C,孟塞尔色调与彩度,三原色学说：光谱的全部颜色可以用红R、绿G、蓝B三种光谱波长的光混合得到；r+g+b=1CIE色度图：用三原色比例x，y，z来表示一种颜色 x+y+z=1,CIE表色系统,不同灯具的CIE色坐标,颜色与显色,一、光源的颜色 1、光源的色温（Tc）：当一个光源的颜色与黑体（完全辐射体）在某一温度时发出的光色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，单位为K。2、光源的显色性（1）标准光源：CIE规定了四种标准光源。（2）显色指数：用“

6、显色指数”表示光源的显色性。显色指数分为特殊显色指数（Ri）和一般显色指数（Ra）两种；,光源的显色指数Ra：100-80 显色性优良；79-50 显色性一般；50 显色性较差；二、物体的颜色：物体表面的颜色是它对照明光线中某一种波长的光反射（或透射），比其它波长的光要强得多，反射（透射）得最强的波长的光，即为该物体的色彩。,第一节 照明电光源的分类及性能指标,第二节 白炽灯,第三节 卤钨灯,第四节 荧光灯,第五节 高强度气体放电灯,第六节 低压钠灯,第七节 场致发光灯和半导体灯,第八节 照明电光源性能比较和选用,第二章 照明电光源,主要介绍:,一、电光源的分类,二、照明电光源的主要性能指标,

7、三、光源型号命名,小 结,第一节 照明电光源的分类及性能指标,第二章,1、分类,电光源,固体发光光源,气体放电光源,热辐射光源：白炽灯、卤钨灯,电致发光光源：半导体灯（发光二极管）,辉光放电光源：霓虹灯,弧光放电光源,低压：低压汞灯/钠灯,高压：高压汞灯/钠灯、金卤灯,一、电光源的分类（3-1）,2-1,2、气体放电的伏安特性,OC段：非自持放电,电流约在 106A以下,具有负的伏安特性,D点：着火点,可自持放电,E点：稳定的自持放电点,自持放电,辉光放电,弧光放电,单独接电源时无法稳定工作,一、电光源的分类（3-2）,2-1,常用镇流器：电感、节能型电感、电子、电子调光,3、气体放电光源的电

8、气附件,1)镇流器,功能：防止电流失控、保证放电灯在正常电特性下工作,一、电光源的分类（3-3）,2-1,2)启辉器,功能：预热灯的电极,并与串联的镇流器 一起产生脉冲电压使灯启动,3)补偿电容器,功能：提高功率因数cos,减少线路损耗,1.额定电压(V),光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值,灯泡(灯管)的设计功率值,2.额定功率(W),二、照明电光源的主要性能指标（3-1）,2-1,灯泡(灯管)额定工作时所发出的光通量(额定光通量),3.光通量(lm),灯泡(灯管)在额定状态下消耗单位电功率所发出的光通量简称光效,4.发光效率(lm/W),保证电光源正常工作、经济运行光源能产生额定的

9、光通量,光源在额定电压下工作时所具有的有功功率值,光源供电电压是额定的、电功率是额定的、且光源在使用的有效寿命期内,累积点燃的小时数,5.寿命(h),二、照明电光源的主要性能指标（3-2）,2-1,全寿命:从第1次点燃起到损坏止累计点燃的小时数,平均寿命:同一组光源试样从一同点燃起到50%损 坏止累计点燃的小时数,有效寿命:从点燃起到光通量衰减为初始值的某一 百分数时累计点燃的小时数,色表和显色性,6.颜色特性(光色指标),取决于光源的光谱能量分布，用显色指数描述,取决于光源的色温分暖、中间、冷色,7.启(点)燃时间与再启(点)燃时间(min),启燃时间：从光源接通电源起到光通量达稳定值所需的

10、时间,再启燃时间：正常工作的光源熄灭后将其重新点燃所需的时间,是指保证光通量额定值的损耗20%30%的时间,闪烁 交流供电的光源点燃时,其光通量随电流的增减发生周期性明暗变化的现象,8.闪烁与频闪效应,频闪效应 在以一定频率变化的光线照射下,观察到的物体运动呈现静止或不同于实际运动状态的现象,消除频闪效应的方法 移相、使用电子镇流器,二、照明电光源的主要性能指标（3-3）,2-1,主要内容:,一、卤钨循环,二、卤钨灯的结构特点,三、主要类型及其光电参数,小 结,第三节 卤钨灯,第二章,一、卤钨循环（1-1）,1.卤钨循环反应,低温时产生化合反应高温时产生分解反应,2.卤钨循环过程,钨丝通电其温

11、度蒸发钨钨朝泡壁方向扩散，并与卤素反应产生卤化钨卤化物扩散到灯丝周围并分解钨沉积在灯丝上，卤素再扩散到泡壁区参与下一轮循环,2-3,3.卤钨循环温度,钨和多种卤素成分生成无色卤化钨的玻壳温度范围不同,碘钨灯：250600溴钨灯：2001100,主要内容:,一、结构及工作原理,二、主要类型,三、参数及其工作特性,小 结,第四节 荧光灯,第二章,一、结构及工作原理（1-1）,1.玻管,2.荧光粉,3.电极,4.汞和惰性气体,形状：细长管型玻管长度：约每英尺10W管径：T12、T8、T5,将紫外辐射转换成可见光,发射电子,汞：放电介质惰性气体：抑制电极上电子发射材料的蒸发与溅散,T代表1/8英寸(3

12、.175mm)管径约为T后面的数乘3.175mm,2-4,1.灯管电压和灯管功率,灯管电压：工作电流在灯管上产生的电压降,灯管功率：灯管在额定电流下消耗的功率,2.颜色特性,荧光灯的颜色特性取决于荧光粉的配方,色温：常用三种标准白色 暖白光(2900K)、冷白光(4300K)、日光(6500K),Ra：卤粉(5070)、三基色(8085)、三基色多谱带(90),三、参数及工作特性（1-1）,2-4,卤磷酸钙荧光粉 三基色荧光粉,3.光通量和发光效率,额定光通量指点燃100h后的输出光通量,光效：一般在2782lm/W,4.寿命,平均寿命：30005000h（国产）,注意：使用寿命与其启动的频繁

13、程度有关 启动越频繁，使用寿命越短,三、参数及工作特性（1-1）,2-4,5.电压特性,电压灯管电流电极过 热电子发射物消耗寿命,电压灯管电流电极温度需多次启动电子发射 物消耗寿命,调光较困难,6.温湿度对灯性能的影响,温度的影响 温度变蒸气压强变光通量输出变影响光效 最佳点灯环境温度:2035,湿度的影响 湿度过高(75%80%)会使灯具启动困难、缩短寿命 相对湿度在60%以下对荧光灯工作有利,7.频闪效应,频闪效应较明显,三、参数及工作特性（1-1）,2-4,主要内容:,一、荧光高压汞灯,二、金属卤化物灯,三、高压钠灯,小 结,第五节 高强度气体放电灯(HID灯),第二章,1.结构,2.类

14、型及应用,灯头：一般为螺口灯头,放电管：封装有主、辅电极 充有汞和氩气,玻璃外壳：减少放电管的热量损失，且内壁涂有荧光粉以提高 光效或改善光色,普通型：道路/广场照明,反射型：聚光/泛光照明,自镇流型：一般不用,一、荧光高压汞灯（2-1）,2-5,主要用于室外照明,3.基本性能,启燃时间：48min，再启燃时间:510min,发光效率：普通/反射型4060lm/W 自镇流型1230lm/W,颜色特性：色温 50005400K，显色指数 3040,有效寿命：普通/反射型 5000h，自镇流型 3000h,电压特性：电压过低不启动/自熄 电压过高寿命降低,一、荧光高压汞灯（2-2）,2-5,1.结

15、构,2.主要类型及参数,与汞灯相似，但放电管内充有金属卤化物，以提高光效、改善光色,钠铊铟灯：80lm/W、5500K、Ra6070,镝灯：75lm/W、色温接近日光、Ra 90,钪钠灯：80lm/W、Ra 6070,二、金属卤化物灯（1-1）,2-5,3.基本性能,启燃时间：415min，再启燃时间：10min左右,电压特性：电压变化10%色温将降低500K或升高1000K 电压突降自熄,1.结构,2.主要类型,与汞灯相似，但属于高压钠蒸气放电光源,普通：色温20002100K，显色指数约2025 光效约90150lm/W,平均寿命约28500 h,改显：色温约23002500K,显色指数约

16、60左右,高显：色温约25003000K,显色指数约80左右,三、高压钠灯（1-1）,2-5,3.基本特性,启燃时间:48min,再启燃时间:1015min,电源电压变化主要影响光通量输出和灯的稳定工作,主要内容:,一、电光源性能比较,二、电光源的选用,小 结,第八节 照明电光源性能比较和选用,第二章,一、电光源性能比较（1-1）,2-8,1.选择原则,选用的光源应符合国家现行相关标准的有关规定,按照明设施的目的和用途选择光源 主要应满足显色性、启动时间等条件,按环境要求选择,按投资与运行费用选择 在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比

17、较后确定,二、电光源的选用（3-1）,2-8,2.选择举例,高度较低房间,如办公/教室等宜采用细管直管荧光灯,营业厅宜采用细管直管或紧凑荧光灯或小功率金卤灯,高度较高的工业厂房宜采用金卤灯或高压钠灯，亦可采用大 功率细管荧光灯,一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光 高压汞灯,一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊 情况下需采用时，其额定功率不应超过100W,二、电光源的选用（3-2）,2-8,下列工作场所可采用白炽灯,要求瞬时启动和连续调光的场所,使用其它光源技术经济不合理时,对防止电磁干扰要求严格的场所,开关灯频繁的场所,照度要求不高，且照明时间较短的场所,对装

18、饰有特殊要求的场所,应急照明应选用能快速点燃的光源,应根据识别颜色要求和场所特点,选用相应显色指数的光源,二、电光源的选用（3-3）,2-8,固定和保护光源及附件，并为其供电,控制光源光线的扩散程 度，实现需要的配光,保证照明安全,装饰美化环境,第三章 照明灯具(灯具),除光源外用于固定和保护光源的全部部件，以及与电源连接所必需的线路附件,第一节 灯具的光学特性,第二节 灯具的分类,第三节 照明灯具的选用,主要内容:,一、光强的空间分布特性,二、亮度分布和保护角,三、灯具的效率,小 结,第一节 灯具的光学特性,第三章,1.定义,光源的光强在空间的分布特性通常用曲线或表格表示,极坐标配光曲线,直

19、角坐标配光曲线,2.常用形式,一、配光特性（3-1）,3-1,轴旋转对称配光灯具用,表格,YG701-3型荧光灯具横向垂直面发光强度值,光线集中的聚光型灯具多用,用于定量计算,一、配光特性（3-2）,3-1,理论配光函数表达式,注意：配光表达式的应用 线状灯具纵向配光函数值I,/I,0与图中曲线比较,与之最接近的曲线即为该灯具纵向配光的类型,线状灯具的纵向配光多用,3.实际光强的换算,为便于比较，配光曲线都是假定光源的光通量为1000lm来绘制的,若实际光源的光通量不是1000lm,则必须对由配光曲线上查出的光强值进行修正,换算公式：,式中 I灯具中实际光源在方向的光强，cd,I(1000)灯

20、具中1000lm光源在方向的光强，cd,灯具中实际光源的光通量总和，lm,一、配光特性（3-3）,3-1,1.亮度分布,含义：灯具在不同观察方向(方向)上的平均亮度值,实验证明：若灯具4585垂直角()范围内亮度过高则易引起眩光,取值方法：查亮度分布曲线,计算：,二、亮度分布和保护角（2-1）,3-1,一般由厂家提供,二、亮度分布和保护角（2-2）,3-1,格栅灯具保护角:一格片底与下一(相邻)格片顶的连线与水平 线之间的夹角,注意：GB50034-2004中直接型灯具遮光角的规定,作用：遮挡光源的直射光，以限制由光源引起的直接眩光,定义,2.保护角(遮光角),一般灯具保护角:光源发光体最边缘

21、的一点和灯具出光口的连 线同水平线之间的夹角,其角度值等同于CIE室内工作场所照明S 008/E-2001的规定；适用于长时间有人工作的房间或场所内，以限制视野内过高亮度或对比引起的直接眩光,1.定义,2.建筑照明设计标准（GB50034-2004）规定,荧光灯灯具的效率不应低于下列规定,高强度气体放电灯灯具的效率不应低于下列规定,灯具发出的总光通量1与光源发出的总光通量之比,三、灯具的效率（1-1）,3-1,本节小结:,一、光强的空间分布特性(配光特性)表示方法：极坐标、直线坐标、表格、函数,二、亮度分布和保护角 亮度分布：对照明质量的影响眩光 保护角：定义、作用、国家标准,三、灯具的效率

22、定义、国家标准,第一节 灯具的光学特性,第三章,主要内容:,一、按灯具出射光线的分布分类,二、按灯具的结构和功能分类,三、其它分类方法,小 结,第二节 灯具的分类,第三章,1.CIE光通分类,根据灯具发出光通量在上下两个半球空间的分布情况分类,灯的上半部分几乎没有光线，光通量利用 率最高顶棚很暗，与明亮的灯具易形成对比眩光光线集中且方向性强，易产生较浓重阴影,下射光通供作业照明上射光通供环境照明减少了灯具与顶棚间的强烈对比，使室内环境亮度适宜、缓解阴影,适当安装可使直 接眩光最小，光 线柔和均匀 光通量损失较多,增加散射光照明效果，光 线更加柔和均匀 光通损失更多，经济性差灯具易积尘而影响其效

23、率,反射光照明，无阴影和眩光 光损失大，缺 乏立体感,直接型,半直接型,全漫射(直-间接)型,半间接型,间接型,一、按灯具出射光线的分布分类（2-1）,3-2,此法已为国际照明界普遍接受,灯具的距高比 两个相邻灯具中心之间距离 s 与灯具到工作面的高度 h 之比,2.直接型灯具按距高比分类,灯具的允许距高比 s与h之比的最大允许值,1/2照度角 1/2照度点Q和光中心的连线与光轴之间的夹角,按距高比分类：特狭照、狭照、中照、广照、特广照型,一、按灯具出射光线的分布分类（2-2）,3-2,计算高度（m）,防护型式,防护等级分类表示法,1.按灯具外壳防护等级分类,第一个特征数字A类(表3-9),第

24、二个特征数字B和C类(表3-10）,IP+两个特征数字,二、按灯具的结构和功能分类（3-1）,3-2,A类：防止人体触及或接近外壳内部的带电部分 防止固体异物进入外壳内部 B类：防止水进入外壳内部达到有害程度 C类：防止潮气进入外壳内部达到有害程度 灯具应能在相对湿度为90%以上的时正常工作,2.按防触电保护分类,二、按灯具的结构和功能分类（3-2）,3-2,2007年新修订的灯具一般安全要求与试验GB 7000.1-2007，取消了0类 灯具，从2009年1月1日实施；从此时起，不再生产、销售和使用0类灯具。在实际应用中，对于类灯具必须增设PE线，并按低压配电设计规范要求 作接地故障保护，对

25、于类灯具不必接地，对于类灯具不允许接地,开启：光源与外界空间直接接触,无透光罩包合,3.按灯具的结构特点分类,闭合：透光罩将光源包合起来,灯内外空气能自由流通,封闭：透光罩固定处加一般封闭,灯内外空气仍能流通,密闭：透光罩固定处严格封闭,灯内外空气不能流通,防爆：透明罩及固定处和灯具外壳均能承受要求的压力,防腐：外壳用耐腐蚀材料,且密封良好,对灯内易受腐蚀的部件实行密封隔离,二、按灯具的结构和功能分类（3-3）,3-2,主要内容:,一、配光的选择,二、按环境条件选择,三、按防触电保护要求选择,四、经济性,五、灯具外形应与建筑物相协调,小 结,第三节 照明灯具的选用,第三章,一、配光的选择（1-

26、1）,1.选择原则,办公室及公共建筑选用半直接型灯具 如宽而矮的房间宜选s/h允许=1.52.5的宽配光灯具,工业厂房选用直接型灯具(开启)如中等宽和高的房间宜用距高比为0.81.5的中配光灯具 窄而高的房间宜用距高比为0.51.0的窄配光灯具,需限制眩光场所选用表面亮度低、保护角符合规定的灯具,需垂直照度场所选用不 对称配光或指向型灯具,主要考虑眩光限制和配光要求,尽可能选择效率高的灯具,2.选择举例,3-3,国家标准规定了荧光灯和HID灯的最低效率荧光灯:开敞-75%、透明罩-65%、磨砂-55%、格栅-60%HID灯:开敞-75%、格栅或透光罩-60%,1.潮湿的场所：应用相应防护等级的

27、防水灯具或开敞式灯具,2.有腐蚀性气体或蒸汽的场所：宜用防腐密闭灯具或开敞式灯具,3.高温场所：宜用散热性能好、耐高温的灯具,4.有尘埃的场所：应按防尘的相应防护等级选适宜的灯具,5.有爆炸或火灾危险场所：应按有关规定选适宜的灯具,6.有洁净要求场所：应用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具,7.需防紫外线照射场所：应用隔紫灯具或无紫光源,二、按环境条件选择（1-1）,3-3,国家现行相关标准和规范,要带防水灯头,各部分应有防腐蚀或防水措施,8.直接安装在可燃材料表面的灯具，应采用标有 标志的灯具,三、按防触电保护要求选择（1-1）,3-3,第一节 点光源的点照度计算,第二节 线光源的点照度计算,第三

28、节 平均照度计算,第四章 照度计算,照明原理与工程,主要介绍:,一、指向平面照度,二、水平面照度,三、倾斜面和垂直面照度,五、实用计算图标表,四、实际照度计算公式,第一节 点光源的点照度计算,第四章,小 结,六、点光源直射照度计算举例,1.含义,点源在N平面P点产生的En与光源射向被照点的光强I成正比 与光源至被照点距离l的平方成反比,一、指向平面照度（1-1）,4-1,与入射光垂直的平面,用N表示,指向平面照度：光源在N平面上某点所产生的法线方向照度En,2.计算公式,3.结论,点光源,N平面上一点,含P点的面元,光源对面元所形成的立体角,入射光与光轴的夹角,点照度计算的距离平方反比定律,点

29、源在H平面P点产生的Eh与光源射向被照点的光强I及被照面与入射光线的夹角的余弦成正比,与光源至被照点距离 l 的平方成反比,1.含义,二、水平面照度（1-1）,4-1,水平面照度：光源在水平面H上某点所产生的法线方向照度Eh,2.计算公式,3.结论,而，,则,或,H平面与N平面的夹角，也是Eh与En之间的夹角,1.点光源在不同平面上P点的照度比,三、倾斜面和垂直面照度（1-1）,4-1,2.倾斜面照度Ei,3.垂直面照度Ev,则,得,将90代入下式,得,倾斜照度系数,倾斜角：倾斜面的背光面与水平面之间的夹角,点源在不同平面同一点的照度比为点源至该平面的垂线长度之比,四、实际照度计算公式（1-1

30、）,4-1,1.点照度计算公式回顾,2.实际照度计算公式,理论推导,或,灯具配光特性的绘制条件是光源光通 量为1000lm,若I 从配光特性上查取 则需按实际光源光通量进行换算,实际应用中的减光问题：光源光通量 随点燃时间衰减、灯具老化积尘其效 率减少、房间积尘引起其反射光减少,考虑灯具的维护系数K,Eh 为水平面照度，lx;I 为灯具内光源总光通量为1000lm时方向光强，cd;为灯具内实际光源的总光通量，lm;K 为维护系数。,1.空间等照度曲线,光源总光通量为1000lmh1m，K1,五、实用计算图表（1-1）,4-1,Eh与P点坐标(h,d)的关系曲线,2.平面相对等照度曲线,绘制条件

31、,计算公式,光源总光通量为1000lm维护系数K1,绘制条件,计算公式,Eh与P点坐标(d/h,)的关系曲线,例4-1 有一接待室长6.6m，宽4.4m，净高3.0m，桌面高度为0.8m，采用6只JXDS-2平圆吸顶灯照明。已知房间顶棚的反射比为0.7，墙面的平均反射比为0.5。求房间内桌面上A点的照度。,六、点光源直射照度计算举例(1-1),4-1,解 按点源水平照度计算公式计算,灯1(或灯4)对A点产生的E1,4,灯2(或灯5)对A点产生的E2,5,灯3(或灯6)对A点产生的E3,6,A点的实际照度EA,本节小结:,一、指向平面照度：,二、水平面照度：,五、实用计算图标表：照度曲线,四、实

32、际照度计算公式：,第一节 点光源的点照度计算,第四章,计算举例,或,三、倾斜面照度：垂直面照度：,K等于照明装置在使用一定周期后，规定表面上的平均照度(亮 度)与该装置在相同条件下新安装时,在同一表面上所得到的平 均照度(亮度)之比,K小于1设计余量，其值可查表(表4-1),维护系数概念,主要介绍:,一、线光源在水平面的点照度计算,二、线光源在垂直面的点照度计算,三、特殊情况下的照度计算,五、计算举例,四、应用线光源等照度曲线计算,第二节 线光源的点照度计算,第四章,小 结,1.公式推导思路,假设：光源在ABP平面与横向平面 的交线方向的光强为I,0,一、线光源在水平面的点照度计算(3-1),

33、4-2,则该方向上的单位光强为,取线元dx：并设dx指向P点方向与 横向平面之间的夹角为,则：,假设：纵向平面的光强分布为,(A、C、D、E类),纵向配光函数f()cosn,则：,假设：dx在P点产生的指向A端的 法线照度为,假设：点源dx在P点产生的法线照度为,一、线光源在水平面的点照度计算(3-2),4-2,求：线光源在P点产生的法线照度,水平方位系数,一、线光源在水平面的点照度计算(3-3),4-2,整理En：,2.实际计算公式,求水平照度Eh：,和,和,考虑实际光源总光通量和减光因素,二、线光源在垂直面的点照度计算(1-1),4-2,1.公式推导思路,线光源在P点产生的垂直面照度Ex公

34、式，可借助线光源在P点产生的水平面照度Eh公式的推导思路,2.计算公式,(A、C、D、E类),令,垂直方位系数,处理方法将线光源分段或延长计算各段光源在该点产生的照度求各段光源在该点照度的代数和,三、特殊情况下的照度计算(2-1),4-2,1.计算点不在线光源端部垂直面,举例说明,使各段线光源都有一个端部与计算点在同一个垂直面内,将AB分段为AC和CB，并延长至AD,求各段照度：EhAD、EhBD、EhAC、EhCB,求照度的代数和:,三、特殊情况下的照度计算(2-2),4-2,2.不连续线光源,各段光源间的距离sh/4cos：按连续线光源考虑 但光强或单位长度光强乘修正系数C,各段光源间的距

35、离sh/4cos：先分段计算，后求代数和,各段光源特性相同(即灯具相同)且并按同一轴线布置,式中 l各段光源的长度，m;s各段光源间的距离，m；N整列光源光源的段数,四、应用线光源等照度曲线计算(1-1),4-2,1.线光源等照度曲线,绘制条件,计算公式,光源总光通量为1000lm、维护系数K1、计算高度h1,2.应用线光源等照度曲线计算水平照度,线光源的总光通量，lm,水平面相对照度,各线光源对计算点产生的相对照度算术和，lx,h灯具的计算高度，mK维护系数,五、计算举例(2-1),4-2,例4-2 由四盏YG701-3三管荧光灯具(336W)组成一条连续光带,如图4-17所示。已知YG70

36、1-3的光强分布如表4-2和表4-3所示，求P点的水平照度。,解 按方位系数法的基本公式计算,计算配光函数值，确定灯具类型,计算方位角1和2,查方位系数Fx,值与理论配光函数之比较,C类,五、计算举例(2-2),4-2,计算垂直角,求Eh,用直线内插法求得,求光强,查表4-2得,本节小结:,一、线光源在水平面的点照度计算,二、线光源在垂直面的点照度计算,三、特殊情况下的照度计算,五、计算举例,四、应用线光源等照度曲线计算,第二节 线光源的点照度计算,第四章,主要介绍:,一、利用系数的有关概念,二、平均照度计算,三、平均照度计算举例,小 结,四、平均照度的简化计算,第三节 平均照度计算,第四章,

37、1.灯具的利用系数,式中 f由灯具发出的最后落到工作面上的光通量,lm,每个灯具内光源额定总光通量,lm,注意,公式,f直接光通量间接光通量，故U1,编制灯具在不同条件下的利用系数表，以便简化计算，但不 同灯具的利用系数表不能混用,灯具直射,经室内各表面反射,一、利用系数的有关概念（4-1）,4-3,2.室形指数和空间系数,矩形房间的三个空间,顶棚：灯具平面到顶棚之空间,地板：工作面与地板之空间,室空间：灯具平面与工作面空间,一、利用系数的有关概念（4-2）,4-3,顶棚空间高度,室空间高度,地板空间高度,室形指数RI,l房间长度，m,w房间宽度，m,空间系数,室空间系数,顶棚空间系数,地板空

38、间系数,宽而矮：13中等宽和高：36窄而高：610,约0.65.0,3.有效空间反射比,有效顶棚空间反射比cc,有效地板空间反射比fc,式中 A0顶棚(或地板)空间平面面积，m2,顶棚(或地板)空间各表面的平均反射比,As顶棚(或地板)空间内所有表面的总面积，m2,一、利用系数的有关概念（4-3）,4-3,4.墙面平均反射比w,Ai第i 块表面的面积，m2,i第i块表面的反射比,5.利用系数表举例,简式荧光灯的利用系数表（部分,fc=20%）,一、利用系数的有关概念（4-4）,4-3,1.基本计算公式,式中 Eav工作面平均照度，lx,每只灯具内光源的总光通量，lm,N灯具数量,U利用系数,A

39、工作面面积，m2,K维护系数,二、平均照度计算（3-1）,4-3,计算满足照度标准要求所需灯具数量,验算已知照明系统照度,2.平均照度计算步骤,确定房间的空间系数RCR,计算有效空间反射比cc和fc以及墙面平均反射比w,根据灯具的利用系数表，确定利用系数U,根据房间的污染特征，确定维护系数K,代入公式，计算平均照度Eav,二、平均照度计算（3-2）,4-3,3.确定利用系数U时应注意的问题,不同灯具的利用系数表不能混用,若RCR不是整数，可用直线内插法计算,若反射比不是10的整数倍，可四舍五入,若fc与利用系数表编制条件不同(20%)则应修正,二、平均照度计算（3-3）,4-3,例4-3：有一

40、教室长6.6m，宽6.6m，高3.6m。在离顶棚0.5m的高度内安装有8只YG1-1型36W荧光灯具，课桌高度为0.8m，教室内各表面的反射比见图(4-19)所示。试计算课桌面上的平均照度(36W荧光灯光通量取3350lm)。,解：采用利用系数法计算,求室空间系数RCR,hrc 3.60.50.82.3m,三、平均照度计算举例（7-1）,4-3,三、平均照度计算举例（7-2）,4-3,求各反射比,求cc,A06.66.643.6m2,As43.6 6.60.5 4 56.8m2,70%,求fc,A043.6m2,，As43.6 6.60.8 4 64.72m2,10%,求w,由图知：w50%,

41、确定利用系数U,查灯具的利用系数表（附录1-2）,RCR3,cc70%,w50%时,U0.53,RCR4,cc70%,w50%时,U0.46,用直线内插法求利用系数,RCR3.48,cc70%,w50%时,U0.5,修正fc20%时对利用系数的影响（附录1-4）,fc10%:RCR3的系数为0.957,RCR4的系数为0.963,直线内插后,RCR3.48,fc10%时的修正系数为0.96,三、平均照度计算举例（7-3）,4-3,求利用系数U,RCR3.48,cc70%,w50%,fc10%时,U0.960.50.48,确定维护系数K,查表4-1：K0.8,计算平均照度Eav,三、平均照度计算

42、举例（7-4）,4-3,满足现行标准要求时本教室所需灯具数量：,不满足要求,原因：,取N12盏,300lx,讨论:,光源光效低、或灯具数量少、或灯具的利用系数低,解决方案：,选光效更高光源、或增加灯具数量、或提高利用系数,三、平均照度计算举例（7-5）,4-3,布灯方案一,距高比：,A-A：1.7/2.30.74,B-B：2.2/2.30.96,三、平均照度计算举例（7-6）,4-3,布灯方案二,距高比：,A-A：3.3/2.31.44,B-B：2.2/2.30.96,三、平均照度计算举例（7-7）,4-3,编制条件：假定照度是100lx，将利用系数法的计算结果绘制成曲线,1.灯具概算曲线法,

43、灯具概算曲线：房间面积与所用灯具数量的关系曲线,概算曲线的应用：已知灯具类型、光源光通量、计算高度、房间面积、房间各面的反射比和维护系数 从概算曲线上查得所需灯具的数量N,四、平均照度的简化计算（9-1）,4-3,灯具概算曲线举例(CDG101-NC400),四、平均照度的简化计算（9-2）,4-3,使用概算曲线应注意的问题,不同型号的灯具，其概算曲线不能混用,若实际情况与绘制条件不同，应修正,式中,n实际应采用的灯具数量，个,N由概算曲线上查得的灯具数量，个,K实际采用的维护系数,K概算曲线上假设的维护系数,E设计所要求的平均照度，lx,实际灯具的光源总光通量，lm,绘制概算曲线所用灯具的光

44、源总光通量，lm,四、平均照度的简化计算（9-3）,4-3,概算曲线法应用举例,某车间长48m,宽18m,工作面高0.8m,灯具距工作面10m;有效顶棚反射比cc0.5,墙面平均反射比w0.3,有效地板反射比fc0.2；选用CDG101-NG400型灯具照明。若工作面照度要求达到50lx,试用灯具概算曲线计算所需灯数。,解：用灯具的概算曲线计算,由曲线得cc0.5,w0.3,fc0.2,h10m时，N5.5,工作面面积A4818 864 m2,计算高度h10m,根据实际照明现场情况，取n3个,当照度为50lx时所需灯数：,四、平均照度的简化计算（9-4）,4-3,2.单位容量法,依据利用系数计

45、算法，在一定假设条件下编制而成单位容 量计算表,单位容量计算表分为：单位功率计算表：达到设计照度时1m2的面积上需要 安装的电功率,W/m2 单位光通量计算表：达到设计照度时1m2的面积上需 要的光通量,lm/m2,注意:编制条件不同时,单位容量计算表有不同形式,四、平均照度的简化计算（9-5）,4-3,单位容量计算表举例（部分）,四、平均照度的简化计算（9-6）,4-3,上述单位容量计算表的编制条件,室内顶棚反射比为70%；墙面平均反射比为50%；地板反 射比为20%,计算平均照度为1lx，维护系数为0.7,白炽灯的光效为12.5lm/W(220V，100W);荧光灯的光效 为60lm/W(

46、220V，40W),灯具效率70%；遮光格栅灯具的效率55%,灯具配光分类符合国际照明委员会的规定,四、平均照度的简化计算（9-7）,4-3,单位电功率,单位容量法计算公式,P、设计照度下房间需要的最低电功率、光通量(W、lm),P0、0照度为1lx时的单位电功率、光通量(W/m2.lx、lm/m2.lx),A工作面的面积,m2,E设计照度,lx,N达到设计照度时所需灯具的数量,P、每个灯具的光源总功率、光通量(W、lm),C1、C2、C3修正系数,四、平均照度的简化计算（9-8）,4-3,单位光通量,C1对反射比的修正、C2对灯具中光源的修正、C3对灯具效率的修正,所选灯具为半直接型配光灯具

47、，查表得,有一房间面积A为9654(m2)，房间高度为3.6m。已知室内顶棚反射比为70%、墙面反射比为50%、地板反射比为20%，K0.7，拟选用40W(含电子镇流器的功率损耗)普通单管荧光吊链灯具(简式荧光灯具)，hcc0.6m，如要求设计照度为100lx，试确定灯具数量。,单位容量法计算举例,解：,hrc3.6hcc3.60.63.0 m,四、平均照度的简化计算（9-9）,4-3,直线内插：P00.0565,RCR5.0，P00.0614 RCR4.0，P00.0556,则：PP0AE 0.056554100305.1 W,故灯具数量:,选用8盏40W荧光灯具,本节小结:,一、利用系数法

48、精确计算法 考虑直射光和反射光 关键：利用系数(室空间系数、反射比）要求：正确使用计算公式,二、概算曲线法和单位容量法简化计算法 概算达到设计照度时所需灯具数量 要求：熟练使用基本公式进行计算,第三节 平均照度计算,第四章,第一节 概述,第二节 照明方式和种类,第三节 照明质量,第四节 灯具的布置,第五节 照明光照设计节能,第五章 照明光照设计,照明原理与工程,主要介绍:,一、光照设计的基本要求,二、照明的目的,三、光照设计的步骤,小 结,第一节 概述,第五章,1.适用,提供一定数量和质量的照明，保证规定的可见度水平,2.经济,采用高效新型光源和灯具，充分发挥照明设施的实际效益，尽量能以较少的

49、投资获得较好的照明效果,在符合各项规程、标准的前提下，还要符合国家当前的电力、设备和材料等方面的生产水平，尽量节省投资,3.美观,起装饰房间、美化环境的作用,一、光照设计的基本要求（1-1）,5-1,1.明视照明,以满足工作需要为目的的照明要确保照明场所的视觉条件主要涉及到照明生理学,2.环境照明,以周围环境为照明对象的照明为了给照明场所造成一定的特殊气氛主要涉及照明心理学,注意：明视照明和环境照明的设计要求不同，见表5-1,二、照明的目的（1-1）,5-1,了解建筑物及各房间的工艺性质和生产、使用要求 了解建筑物的建筑结构、建筑装饰和其它建筑设备情况，获 得建筑物的平面图、立面图和剖面图,1

50、.收集原始资料，了解工艺及建筑情况,2.确定照明方式和种类，并选择合理的照度,根据建筑功能，确定照明方式和种类根据建筑性质和各场所的用途，选择照度标准值,三、光照设计的步骤（2-1）,5-1,3.选择合适的光源,4.选择灯具类型,5.确定灯具的安装高度,综合考虑眩光限制、安全、灯具的利用系数等因素,6.确定灯具布置,灯具布置依照明方式确定,7.进行照度计算,验算照度是否达到国家标准要求的照度值,计算达到国家标准要求的照度值时需要灯具的数量,7.确定灯具布置,6.进行照度计算,若：,三、光照设计的步骤（2-2）,5-1,主要内容:,一、照明方式,二、照明种类,小 结,第二节 照明方式和种类,第五