第13章建筑电气照明

1、第十三章 建筑电气照明 第一节 照明基本知识 第二节 光源和灯具 第三节 照明设计 第四节 照明设计图纸 第一节 照明基本知识 一、相对视度KA 由于人眼对不同波长的可见光有不同的灵 敏度，故辐射能量相同的不同波长的可见 光看起来明暗程度不同。某一波长的单色 光在人眼中能形成视觉的程度称相对视度 KA。不同波长的单色光KA值不同。 相对视度曲线（又称光谱光效率）可以衡 量不同波长光的视觉效果。 二、光电度量单位 1.光通量 指光源在单位时间内向周围空间辐 射出去的、能引起光感的电磁能量大小。常用 F表示，单位名称流明（1m）。光通连量是光 流的时间速率概念，流明用来描述发光体发出 的光量多少的

2、单位。 可按下式计算： （13-1） 式中 ：波长为的光的光通量（1m）； ：波长为的光的相对视度； ：波长为的光的辐射功率（W）。 多色光的光通量为所含单色光的光通量之和， 即： （13-2） PKF680 F K P n i iiP KFFFF n 1 21 680 2.发光强度（简称光强）是指光源在某一特定 方向上，单位立体角（单位示面度sr）内的光 通量，常用符号I表示，单位为坎德拉（cd）。 光强与光通量的关系如下： （1）对于向各方向均匀发射光通量的发光体 （13-3） （2）对于各种不同形状的均匀发光体： （13-4） （3）向各方向不均匀发射光通量的发光体，在 各方向上的光强不

3、同。 )(/cdFI )(2/ )(/ )(/ )(4/ 2 2 cdFI cdFI cdFI cdFI 发光半圆球 发光圆柱体 单面发光圆盘 发光圆球 3. 照度 指物体表面所得到的光通量与该物体表 面积的比值，用E表示，单位为勒克斯（lx）。 照度用来表示被照面上光的强弱，以入射光通量 的面密度表示：1lx=1lm/1m2。 照度与光通量的关系为：当被照面积S上光通量 均匀分布时，则 E=F/S （13-5） 当被照面积S上的光通量分布不均匀时，则 E=dF/ds （13-5a） 点光源在按照面S2上产生的照度： （13-6） 2 2 1 111 2 2 coscoscos cos/r a

4、I r S S aI S aI aS I S F E aaa 4.亮度 是指表面某一视线方向的单位投影面上所 发出或反射的发光强度，常用符号L表示， 单位为cd/m2。亮度具有方向性。只有一定 亮度的表面才可在人眼中形成视觉。 5、面发光度光的出射度（光度） 是指 发光表面单位面积发出的光通量，常用符 号M表示，单位为辐射勒克斯（rlx）： 1rlx=1lm/m2. 光的出射度和照度具有相同的量纲，区别 在于出射度表示发光体发出的光通量，而 照度表示被照面所接受的光通量。 三、材料的光学性质 1、光的反射、透射和吸收 光通量F照射到物体上，其中一部分被反射 （ ）、一部分被吸收（Fa），其余被

5、透 射。根据能量守恒定律三者之间关系式为： (13-7) 2.光线的分布 光线经物体的反射和透射后的分布情况不 同 。 F FFFF a 第二节 光源和灯具 一、电光源 （一）电光源的分类 按工作原理分为热辐射光源、气体放电光 源。 （二）电光源的主要特性 （三）常用电光源 1.白炽灯 2.卤钨灯 3.荧光灯 二、灯具 （一）控照器 控照器一般为金属、玻璃或塑料制成。按照 控照器的光学性质可分为反射型、折射型和 透射型等多种类型。 控照器主要特性包括配光曲线、光效率和保 护角。 控照器的保护角指控照器开口边缘与发光 体（灯丝）最远边缘的连线与水平线之间 的夹角，即控照顺遮挡光源的角度，用下 式

6、确定： (13-8) 式中 h:发光体（灯丝）至按照器下缘高差 （mm）； c:控照下缘与发光体（灯丝）下缘最远 边缘水平距离（mm）。 chtg/ （二）灯具的分类 灯具分类方法有多种： 按光源分为白炽灯、卤钨灯和荧光灯等； 1.按光源数目可分为普遍灯具、组合花灯灯具； 2.按控照结构的密封程度有开启式灯具、防护式灯具、密闭式灯 具和防爆灯具； 3.按配光曲线有直射型灯具、半直射型灯具、漫射型灯具、反射 型灯具和半反射型灯具。按照配光曲线的形状又可分为广照 型、均匀配照型、配照型、深照型和特深照型5种。 4.按材料的光学性能又可分为反射型灯罩、折射型灯罩和透射型 灯罩。 5.按安装方式分为自

7、在器线吊式（CP）、固定线吊式（CP1）、 防水线吊式（CP2）、人字线吊式（CP3）、杆吊式（P）、 链吊式（CH）、座灯式（CL）、吸顶式（S）、壁式（W） 或嵌入式（R）等。 （三）发光装置 发光装置是把照明灯具与室内建筑或装饰 组合为一体，形成具有照明功能的室内建 筑或装饰体，是一种需要与土建工程同时 设计、同时施工，形成统一整体的照明设 施。 发光装置的特点是将光源的发光表面扩大， 使整个受照面照度均匀、阴影淡薄，消除 了直接眩光，消弱了反射眩光，使整个建 筑空间内形成一种宁静安逸的照明气氛。 但是，如果采用不同形式的顶棚配合不同 形式的灯具，则可以形成各种不同的照明 环境。 三、照

8、明电源和灯具的选择 （一）照明光源的选择 室内电光源应根据使用场所的不同合理地 选择光源的光效、显色性、寿命、启动点 燃和再启燃时间等光电特性指标、环境条 件对光源光电参数的影响、建筑功能特点 及对照明可靠性的要求、设备档次、长年 运行费用，以及电源电压等因素，确定光 源的类型、功率、电压的数量，应优先采 用高光效光源和高效灯具。 （二）灯具的选择 一种光源的经济性比较法可用下式确定： （13-9） 式中 C：光源在寿命期内单位时间、单位光 通量所需的费用（元/1mh）； C1：灯泡的价格（元）； F：光源的总光通量（1m）； T：灯泡的平均寿命（h）； Fp：灯泡寿命期内耗用的电费（元）。

9、TF CF C p 1 （13-10） 式中 W1：灯泡的输入功率（W）； WB：镇流器的损耗功率（W）； f：电费单价（元/kWh）。 灯具满足使用性要求，是指结合环境条件、 建筑结构情况等安装使用中的各种因素。 灯具满足功能性要求，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，可起到渲染建筑、烘托环境和满 足各种不同需要及要求。 f TWW F B p 3 1 10 )( 四、灯具的布置 （一）灯具的竖向布置 （二）灯具的平面布置 应周密考虑光的投射方向、工作面的照度、 反射眩光和直射眩光、照明

10、均匀性、视野 内各平面的亮度分布、阴影、照明装置的 安装功率和初次投资、用电的安全性、维 护管理的方便性等因素。 第三节 照明设计 一、照明种类 （一）视觉照明 为保证生活、工作和生产活动的正常进行，在 人眼中必须形成对周围事物的足够视觉，满足 人们视觉需要。可分为正常照明、事故照明、 障碍照明、警卫值班照明。 （二）气氛照明 是指在特定的环境和场所，用于创造和渲染某 种与人们当时所从事活动相适应的气氛，以满 足人们心理和生理上的要求。这类照明又可分 为建筑彩灯、专用彩灯和装饰照明等。 二、照度计算 在照明计算中首先是制定合理的照明标准，然 后进行照明计算。在建筑照明设计中的照明计 算中采用照

11、度作为基本照明度量单位。 计算程序有两种： （1）已知照明系统和照度标准，求所需光源的 功率和总功率。用以进行照明的设计； （2）已知照明系统和光源的功率与总功率，求 在某点产生的照度。用以进行照明的验算。 上述各种计算方法若按计算参数的具体形式划 分，可归纳为平均照度计算和点照度计算两种 类型。一般均匀照明系统采用平均照度法。平 均照度法分为单位容量法和利用系数法。 （一）单位容量法 又称为单位功率法。又 分为估算法和单位功率法。 估算法：根据不同建筑物的估算指标，用 下式计算确定建筑总照明用电量： （13-11） 式中 P：建筑物（或功能相同的所有房间） 的照明总用电量（kW）； S：建筑

12、物（或功能相同的所有房间） 的总面积（m2）； ：单位建筑面积安装功率（估算指 标），W/m2。 进而可根据灯数n确定每璁盏灯的瓦数： （13-12） 3 10 S )(10 3 W n P 单位功率法：根据建筑设计所确定的房间 面积（m2）、房间功能所确定的最低照度 （1x）、灯具选择布置所确定的灯具形式 和计算高度h，查相应表格即可找出单位建 筑面积的安装功率 ,进而采用和估算法相 同的公式和步骤，就可求出建筑的总照明 用电量P和每盏灯的瓦数 。 (二)利用系数法 利用系数，是指投射到被照面上的光通量F与房 间内全部灯具辐射的总光通量nF之比值（n为房 内的灯具数，F0为每盏灯具的辐射光通

13、量）。 （13-13a） （13-13b） 式中 a：房间的长度（m）； b：房间的宽度（m）； s：房间的面积（m2）； h：灯具的计算高度（m）。 1 0 nF F )()(bah s bah ab I 根据利用系数的定义，可求出每盏灯具的幅射光 通量 。 F值是被照面上实际接受的光通量，可按照下式 计算确定： （13-13c） 式中 E：由房间功能确定的照度标准（最低照度值） （1x）； S：房间的面积（m2）； K：减光补偿系数，是考虑到在使用过程中灯 具和建筑内表面被污染，受照面实际接受的光通 量将有所下降的情况，为保证确定的照度标准而 引入的减光补偿修正系数 。 故 （13-14）

14、 n F F 0 ESKZF n ESKZ F0 第四节 照明设计图纸 一、照明平面图 照明设计图纸包括：照明平面图和电照系 统图，平面图中反映出灯具的型号、功率、 数量、平面位置、高度布置、安装方式以 及设计照度，另外还有：配电盘编号、安 装方式、数目、平面布置，室内布线的导 线型号、截面、根数、敷设方式和平面布 置等。 二、照明负荷计算 照明平面图完成后，确定了电源数目和位 置、灯具等用电设备的型号规格合平面布 置、配电盘位置和盘间的接线方式、划分 配电范围和设备组、每个配电盘中配电支 路的编号和负荷状况，进行照明负荷计算， 以选择系统中电气设备的型号和规格。 三、照明供配电系统及照明系统图 （一）接户线 是引入电源