第7章 电气照明概要

1、第二章第二章 电气照明电气照明照明可分天然照明和人工照明两大类。照明可分天然照明和人工照明两大类。现代人工照明是用电光源实现的，故现代人工照明是用电光源实现的，故又称电气照明。又称电气照明。合理的电气照明能改善工作条件，提合理的电气照明能改善工作条件，提高工作效率，保障工作者的视力健康，高工作效率，保障工作者的视力健康，减少工作事故、差错，同时美化环境，减少工作事故、差错，同时美化环境，有益于人们的身心健康。有益于人们的身心健康。照明设计是建筑电气设计中一个重要照明设计是建筑电气设计中一个重要的不可缺少的部分。的不可缺少的部分。照明设计首先要满足功能要求照明设计首先要满足功能要求方方便、实用，

2、便、实用，其次应力求节约电力及投资费用，其次应力求节约电力及投资费用，对光源、灯具、线路的选择、安装也对光源、灯具、线路的选择、安装也要求合理与美观。要求合理与美观。因此，因此，适用、经济、美观适用、经济、美观是照明设计是照明设计的一般原则。的一般原则。 电气照明设计主要包括电气照明设计主要包括电光源选择电光源选择灯具的选择和布置灯具的选择和布置照度计算照度计算照明供电部分照明供电部分 2.1 电气照明基本知识电气照明基本知识2.2电光源与灯具电光源与灯具2.3电气照明计算电气照明计算 2.4 电气照明平面图分析电气照明平面图分析 2.1 电气照明基本知识电气照明基本知识 照明是以光学为基础的

3、，同时要从光学的照明是以光学为基础的，同时要从光学的角度来考虑电气照明的基本要求，使得照角度来考虑电气照明的基本要求，使得照明满足生产和生活的需要，为此要对有关明满足生产和生活的需要，为此要对有关光学的几个物理量有所了解。光学的几个物理量有所了解。 光与视觉光与视觉 光射入眼睛后产生光射入眼睛后产生的视知觉是的视知觉是 光觉光觉-看见明亮看见明亮 色觉色觉-看见颜色看见颜色 形觉形觉-看见物体的看见物体的 形状形状 动觉动觉-看见物体的看见物体的运动运动 立体觉立体觉-看见物体看见物体的远、近、深、浅的远、近、深、浅 等的综合。等的综合。光源光源光通量F人眼人眼光源亮度光源亮度L物体亮度物体亮

4、度L发光强度发光强度I被照面被照面F照度照度E人眼接收光的示意图人眼接收光的示意图光通发散度光通发散度M2.1.1 基本物理量基本物理量1光通量光通量 一个光源不断地向周围辐射能量，在辐射一个光源不断地向周围辐射能量，在辐射的能量中，有一部分能量使人的视觉产生的能量中，有一部分能量使人的视觉产生光的感觉。光源在单位时间内，向周围空光的感觉。光源在单位时间内，向周围空间辐射的使视觉产生光感觉的能量的总和，间辐射的使视觉产生光感觉的能量的总和，称为光通量，用称为光通量，用表示，单位是流明表示，单位是流明(1m)。 光源消耗光源消耗1W电功率所发出的光通量电功率所发出的光通量，称，称为电光源的发光效

5、率，单位是流明为电光源的发光效率，单位是流明/瓦瓦(lm/W)。 通常，白炽灯的发光效率为通常，白炽灯的发光效率为10-20 lm/W；荧；荧光灯为光灯为50-60 lm/W；高压水银灯为；高压水银灯为40-60 lm/W；高压钠灯为；高压钠灯为80140 lm/W； 下表下表2.1是常用光源的光通量。发光效率是是常用光源的光通量。发光效率是研究光源和选择光源的重要指标之一。研究光源和选择光源的重要指标之一。 表表2.1 常用光源的光通量常用光源的光通量光源种光源种类类光通量光通量（lm）光源种光源种类类光通量光通量（lm）光源种类光源种类光通光通量量（lm）光源种光源种类类光通量光通量（lm

6、）太阳太阳3.91028钠灯钠灯100w9000荧光灯荧光灯20w930汞灯汞灯400w9200月亮月亮81016白炽灯白炽灯100w1038荧光灯荧光灯40w2200汞灯汞灯750w22500蜡烛蜡烛11.3白炽灯白炽灯1KW15810荧光灯荧光灯100w5000荧光汞荧光汞灯灯400w21000卤钨灯卤钨灯500w9750电石灯电石灯11.3汞灯汞灯250w4900荧光汞荧光汞灯灯1000w525002发光强度（光强）发光强度（光强） 由于辐射发光体在空间发出的光通量不均匀，大由于辐射发光体在空间发出的光通量不均匀，大小也不相等，小也不相等， 例如：同一个光源有、无灯罩被照面所得到效果例如

7、：同一个光源有、无灯罩被照面所得到效果是不同的，是不同的， 故为了表示辐射体在不同方向上光通量分布特性，故为了表示辐射体在不同方向上光通量分布特性，需引进光通量的角密度概念，即发光强度，简称需引进光通量的角密度概念，即发光强度，简称光强。光强。 用符号用符号I表示，单位是坎德拉表示，单位是坎德拉(cd)。式中：式中： d光源在光源在d立体角内所辐射出的光通量立体角内所辐射出的光通量(lm)； d微小立体角微小立体角(sr)，等于与之对应的封闭圆锥面，等于与之对应的封闭圆锥面面积面积s与该球面半径与该球面半径r2比值。比值。 I = d/d 1cd = 1lm/1sr光源=S/rI=/ 3照度照

8、度 照度是表示物体被照亮的程度的照度是表示物体被照亮的程度的物理量。当光通量投射到物体表物理量。当光通量投射到物体表面时，可以把表面照亮，面时，可以把表面照亮， 照度就是照射到物体表面的光通照度就是照射到物体表面的光通量量与物体表面面积与物体表面面积S的比值，的比值，即即E=/S 照度的单位是勒克斯照度的单位是勒克斯(lx)，面积，面积的单位是平方米的单位是平方米(m2)。 若被照面积是若被照面积是1m2，照射的光通，照射的光通量是量是1lm，则被照面上的照度就，则被照面上的照度就是是11x。自然光的照度估计晴天太阳直射下100000lx晴天时背阴处10000lx晴天时室内北窗附近2000lx

9、晴天时室内中央200lx晴天时室内角落20lx月夜0.2lx点光源产生的照度点光源产生的照度4亮度亮度 亮度是一个单位表面在某一方向上的光强亮度是一个单位表面在某一方向上的光强密度，密度， 它等于该方向上的发光强度和此方位所看它等于该方向上的发光强度和此方位所看到发光面面积之比，到发光面面积之比， 用用L表示，单位为坎德拉每平方米表示，单位为坎德拉每平方米(cdm2)，也称尼特，也称尼特(nt)。cosdAdIL 发光表面的亮度发光表面的亮度 有的国家用亮度作为建筑照明的规范标准。有的国家用亮度作为建筑照明的规范标准。它与照度的区别是它与材料的反光性能有它与照度的区别是它与材料的反光性能有关。

10、关。 对于均匀漫反射体来说，亮度与被照物体对于均匀漫反射体来说，亮度与被照物体的反射系数的反射系数有关。有关。 水泥地面的反射系数为水泥地面的反射系数为0.30.4，沥青路面，沥青路面的反射系数为的反射系数为0.10.12。 某点亮度某点亮度L与该点照度与该点照度E的关系近似为：的关系近似为：EL 5材料的反射、透射及吸收系数材料的反射、透射及吸收系数 光线如果不遇到物体时，总是按照直线方光线如果不遇到物体时，总是按照直线方向行进，当光线投射到被照面上后，向行进，当光线投射到被照面上后， 一部分光线被反射，一部分透过被照面，一部分光线被反射，一部分透过被照面，另一部分则被被照射面所吸收。另一部

11、分则被被照射面所吸收。 使得在相同的照度下，不同的物体有不同使得在相同的照度下，不同的物体有不同亮度。亮度。 各种材料的反光和透光能力对照明设计是很各种材料的反光和透光能力对照明设计是很重要的。重要的。 被物体反射、透射和吸收的光通量与射向该被物体反射、透射和吸收的光通量与射向该物体的总光通量之比，分别叫做反射系数物体的总光通量之比，分别叫做反射系数(率率)、透射系数、透射系数(率率)，和吸收系数，和吸收系数(率率)。 而反射系数与被照面的颜色和光洁度有关，而反射系数与被照面的颜色和光洁度有关，若被照面的颜色较暗，表面粗糙或有灰尘，若被照面的颜色较暗，表面粗糙或有灰尘，则反射的光通量便少，反射

12、率就小。则反射的光通量便少，反射率就小。 常用建筑材料的反射系数见下表常用建筑材料的反射系数见下表2.2。 表表2.2 常用建筑材料反射系数表常用建筑材料反射系数表2.1.2 照明质量的基本要求照明质量的基本要求衡量照明质量的好坏，主要有以下几个方面。衡量照明质量的好坏，主要有以下几个方面。1照度均匀照度均匀 如果在被照面上照度不均匀，当人的眼睛如果在被照面上照度不均匀，当人的眼睛从一个表面转移到另一个表面时，就需要从一个表面转移到另一个表面时，就需要一个适应过程，从而导致视觉疲劳。因此，一个适应过程，从而导致视觉疲劳。因此，为了使工作面上的照度均匀，在进行照明为了使工作面上的照度均匀，在进行

13、照明计算时，必须合理地布置灯具。计算时，必须合理地布置灯具。2照度合理照度合理 为了保证必要的视觉条件，提高工作效率，为了保证必要的视觉条件，提高工作效率，应根据建筑规模、空间尺度、服务对象、应根据建筑规模、空间尺度、服务对象、设计标准等条件，选择适当的照度值。设计标准等条件，选择适当的照度值。 在各类建筑中，工作面上的照度值可以按在各类建筑中，工作面上的照度值可以按表表5.3推荐照度值选取。推荐照度值选取。表表2.3 各类建筑中不同房间照度推荐值各类建筑中不同房间照度推荐值建筑性质建筑性质房间名称房间名称推荐照度推荐照度 （lx）居住建筑居住建筑厕所、厕所、盥洗室盥洗室餐室、厨房、起居室餐室

14、、厨房、起居室卧室卧室单宿、活动室单宿、活动室5-1515-3020-5030-50科教办公科教办公建筑建筑厕所、厕所、盥洗室、楼梯间、走道盥洗室、楼梯间、走道食堂、传达室食堂、传达室厨房厨房医务室、报告厅、办公室、会议室、接待室、实验室、阅览室、书库、教室医务室、报告厅、办公室、会议室、接待室、实验室、阅览室、书库、教室设计室、绘图室、打字室设计室、绘图室、打字室计算机房计算机房5-1530-7550-10075-150100-200150-300医疗建筑医疗建筑厕所、厕所、盥洗室楼梯间、走道盥洗室楼梯间、走道病房、健身室病房、健身室X线诊断室、化疗室、同位素扫描室线诊断室、化疗室、同位素扫

15、描室理疗室、麻醉室、候诊室理疗室、麻醉室、候诊室解剖室、化验室、药房、疹室、护士站、医生值班室、门诊挂号处、病案室解剖室、化验室、药房、疹室、护士站、医生值班室、门诊挂号处、病案室手术室、加速器治疗室、电子计算机手术室、加速器治疗室、电子计算机X线扫描室线扫描室5-1515-3030-7530-7575-150100-200商业建筑商业建筑厕所、更衣室、热水器厕所、更衣室、热水器楼梯间、冷库、库房楼梯间、冷库、库房一般旅馆客房、浴池一般旅馆客房、浴池大门厅、售票室、小吃店大门厅、售票室、小吃店餐厅、照相管营业厅、菜市场、粮店、钟表眼睛店、银行出纳厅、邮电营业厅餐厅、照相管营业厅、菜市场、粮店、

16、钟表眼睛店、银行出纳厅、邮电营业厅理发室、书店、服装商店理发室、书店、服装商店字画商店、百货商场字画商店、百货商场5-1510-2020-5030-7550-10070-150100-2003限制眩光限制眩光 光源的亮度较高时，对人眼的刺激作用，称光源的亮度较高时，对人眼的刺激作用，称为为眩光眩光。眩光使人在感觉上不舒适，而且对。眩光使人在感觉上不舒适，而且对视力危害较大。视力危害较大。 因此，必须采取相应的措施来限制眩光。因此，必须采取相应的措施来限制眩光。v一般可以采用一般可以采用限制光源的亮度限制光源的亮度，降低灯具表，降低灯具表面的亮度，面的亮度，v也可以通过也可以通过正确选择灯具正确

17、选择灯具，合理布置灯具的，合理布置灯具的位置，位置，v并选择并选择适当的悬挂高度适当的悬挂高度来限制眩光。当照明来限制眩光。当照明灯具悬挂高度增加，眩光作用就可以减小。灯具悬挂高度增加，眩光作用就可以减小。保护角保护角：光源下端（或灯丝）与灯具下檐连线同水平线：光源下端（或灯丝）与灯具下檐连线同水平线 之间的夹角，之间的夹角，作用作用：限制光源对人眼产生的眩光，角度越大，作用越大。限制光源对人眼产生的眩光，角度越大，作用越大。保护角保护角：一般要求在一般要求在1530之间；格栅灯具一般多取在之间；格栅灯具一般多取在 2545之间，保护角低于之间，保护角低于25时作用不大，高于时作用不大，高于4

18、5 时灯具的效率下降太多。时灯具的效率下降太多。办公室办公室格栅灯具推荐保护角为格栅灯具推荐保护角为45；商场商场用格栅灯具推荐保护角为用格栅灯具推荐保护角为25；纵方向分别为纵方向分别为20 和和15 光与视觉光与视觉 视力：视力：表明眼睛能识别细小物体的尺表明眼睛能识别细小物体的尺度度。 一般亮度下，视力随亮度的增加而一般亮度下，视力随亮度的增加而提高。提高。 当观察对象的周围亮度与中心亮度当观察对象的周围亮度与中心亮度相等或周围稍暗时视力最好。相等或周围稍暗时视力最好。若周若周围比中心亮，则视力下降。围比中心亮，则视力下降。 眩光：眩光：过高的亮度或亮度对比，会引过高的亮度或亮度对比，会

19、引起眼睛的不舒适感而造成视力下降的起眼睛的不舒适感而造成视力下降的现象现象。 原因：原因：由于高亮度的刺激使瞳孔缩由于高亮度的刺激使瞳孔缩小；角膜或晶状体等眼内组织产生小；角膜或晶状体等眼内组织产生的光散射在眼内形成光幕；视网膜的光散射在眼内形成光幕；视网膜受高亮度的刺激使眼的明暗适应状受高亮度的刺激使眼的明暗适应状态变坏，甚至导致破坏。态变坏，甚至导致破坏。人眼人眼刚刚能被人眼识别刚刚能被人眼识别出来的两个点到眼出来的两个点到眼睛的连线的夹角睛的连线的夹角称为视角；其倒数称为视角；其倒数1/ 即为视力。即为视力。4光源的显色性光源的显色性 在采用电气照明时，如果一切物体表面的颜色基本在采用电

20、气照明时，如果一切物体表面的颜色基本保持原来的颜色，这种光源的显色性就好。反之，保持原来的颜色，这种光源的显色性就好。反之，在光源照射下，物体的颜色发生了很大的变化，这在光源照射下，物体的颜色发生了很大的变化，这种光源的显色性就差。种光源的显色性就差。 在需要正确辨别色彩的场所，应采用显色性好的光在需要正确辨别色彩的场所，应采用显色性好的光源。如白炽灯、日光灯是显色性较好的光源，而高源。如白炽灯、日光灯是显色性较好的光源，而高压水银灯的显色性差。压水银灯的显色性差。 为了改善光色，有时可以采用两种光源混合使用。为了改善光色，有时可以采用两种光源混合使用。 由此可见，光源的显色性能也是衡量照明质

21、量好坏由此可见，光源的显色性能也是衡量照明质量好坏的一个因素。的一个因素。 照明质量的好坏，除上述诸因素外，还需考虑照度照明质量的好坏，除上述诸因素外，还需考虑照度的稳定性，消除频闪效应等。的稳定性，消除频闪效应等。 表表2.4 照明灯具距地面的最底悬挂高度规定照明灯具距地面的最底悬挂高度规定光源种类光源种类灯具形式灯具形式光源功率（光源功率（w）最底悬挂高度（最底悬挂高度（m）白炽灯白炽灯有反射罩有反射罩=5002.02.53.54.0有乳白玻璃慢反射罩有乳白玻璃慢反射罩=100150-200300-5002.02.53.0卤钨灯卤钨灯有反射罩有反射罩=5001000-20006.07.0荧

22、光灯荧光灯无反射罩无反射罩402.03.0有反射罩有反射罩=402.0荧光高压汞灯荧光高压汞灯有反射罩有反射罩=4003.55.06.0高压汞灯高压汞灯有反射罩有反射罩=4004.05.56.52.1.3照明方式照明方式 房屋的照明可分为正常照明和事故照明两大类。房屋的照明可分为正常照明和事故照明两大类。 正常照明是满足一般生产、生活需要的照明。正常照明是满足一般生产、生活需要的照明。 正常照明有三种照明方式。正常照明有三种照明方式。轮廓照明轮廓照明-上海某大楼上海某大楼n柔光管照明柔光管照明-苏州河金色堤岸苏州河金色堤岸1一般照明一般照明 一般照明又称为总体照明，可以使整个房一般照明又称为总

23、体照明，可以使整个房屋内都具有一定的照度。如教室、阅览室屋内都具有一定的照度。如教室、阅览室等都宜采用一般照明。等都宜采用一般照明。2局部照明局部照明 局部照明是为满足局部区域高照度的要求，局部照明是为满足局部区域高照度的要求，单独为该区域设置照明灯具的一种照明方式。单独为该区域设置照明灯具的一种照明方式。 局部照明又有固定式和移动式两种。固定式局部照明又有固定式和移动式两种。固定式局部照明的灯具是固定安装的；移动式局部局部照明的灯具是固定安装的；移动式局部照明灯具可以移动。照明灯具可以移动。 为了人身安全，移动式局部照明灯具的工作为了人身安全，移动式局部照明灯具的工作电压不得超过电压不得超过

24、36V。如检修设备时供临时照明。如检修设备时供临时照明用的手提灯。用的手提灯。3混合照明混合照明 由一般照明和局部照明组成的照明方式，由一般照明和局部照明组成的照明方式，称为混合照明。称为混合照明。 在整个工作场所采用一般照明，对于局部在整个工作场所采用一般照明，对于局部工作区域采用局部照明，以满足各种工作工作区域采用局部照明，以满足各种工作面的照度要求。这种照明方式，在工业厂面的照度要求。这种照明方式，在工业厂房中应用较多。房中应用较多。 4事故照明事故照明 在正常照明突然停电的情况下，供继续工作和使人在正常照明突然停电的情况下，供继续工作和使人员安全通行的照明，称为事故照明。如医院的手术员

25、安全通行的照明，称为事故照明。如医院的手术室、急救室，大型影剧院等都需要设置事故照明。室、急救室，大型影剧院等都需要设置事故照明。 事故照明应采用事故照明应采用白炽灯或碘钨灯等能瞬时点燃的光白炽灯或碘钨灯等能瞬时点燃的光源。源。 当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃，且当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃，且不需切换电源时，可采用其他光源。不需切换电源时，可采用其他光源。 用于继续工作的事故照明，在工作面上的照度不得用于继续工作的事故照明，在工作面上的照度不得低于一般照明推荐照度的低于一般照明推荐照度的10； 用于人员疏散的事故照明，其照度不应低于用于人员疏散的事故照明，其照度不应低于

26、0.5lx。2.1.4常用照明基本线路常用照明基本线路在照明平面图中清楚地表现了灯具、在照明平面图中清楚地表现了灯具、开关、插座的具体位置、安装方式，但灯开关、插座的具体位置、安装方式，但灯具和插座都是并联接于电源进线的两端，具和插座都是并联接于电源进线的两端，相线必须经过开关后再进入灯座，零线直相线必须经过开关后再进入灯座，零线直接进入灯座，保护接地线与灯具的金属外接进入灯座，保护接地线与灯具的金属外壳相连。壳相连。 v在一个建筑物内，有许多灯具和插座，一般有两在一个建筑物内，有许多灯具和插座，一般有两种接线方法：种接线方法：v一种是一种是直接接线法直接接线法，开关、灯具、插座直接从电，开关

27、、灯具、插座直接从电源干线上引接，导线中间允许有接头的安装接线源干线上引接，导线中间允许有接头的安装接线方法，如瓷夹配线、瓷柱配线等。方法，如瓷夹配线、瓷柱配线等。v目前工程广泛用的是线管配线、塑料护套线配线，目前工程广泛用的是线管配线、塑料护套线配线，线管内不准有接头，导线的分路接头只能在开关线管内不准有接头，导线的分路接头只能在开关盒、灯头盒、接线盒中引出，这种接线法称为盒、灯头盒、接线盒中引出，这种接线法称为共共头接线法头接线法。这种接线法比较可靠，但耗用导线较。这种接线法比较可靠，但耗用导线较多，变化复杂。多，变化复杂。v当灯具和开关的位置改变，进线方向改变，开关当灯具和开关的位置改变

28、，进线方向改变，开关的位置改变，都会使导线根数变化。的位置改变，都会使导线根数变化。 因此要真正的看懂照明平面图，就必须了因此要真正的看懂照明平面图，就必须了解导线根数变化的规律，掌握照明线路的解导线根数变化的规律，掌握照明线路的基本环节。基本环节。1.一只开关控制一盏灯或多盏灯一只开关控制一盏灯或多盏灯v在一个房间内，一只开关控制一盏灯，如图在一个房间内，一只开关控制一盏灯，如图5-1所示。所示。v这是最简单的照明布置图，采用线管配线，这是最简单的照明布置图，采用线管配线，v图图2-1（a）为照明平面图，到灯座的导线和灯座）为照明平面图，到灯座的导线和灯座与开关之间的导线都是两根，与开关之间

29、的导线都是两根，v但其意义不同，可见图但其意义不同，可见图2-1(c)透视接线图，到灯透视接线图，到灯座的两根导线，一根为中线（座的两根导线，一根为中线（N），一根为控制），一根为控制线（线（G）；）；v图图2-2（b）为系统图，简单明了；）为系统图，简单明了；v图图2-1（d）为原理图，分析其原理。在实际中要）为原理图，分析其原理。在实际中要注意导线根数的变化。注意导线根数的变化。 GNLLN（d）（c）（b）（a）图2-1一只开关控制一盏灯2.多个开关控制多盏灯多个开关控制多盏灯v图图5-2是两个房间的照明平面图，图中有一是两个房间的照明平面图，图中有一个照明配电箱、三盏灯、一个单控双联开

30、个照明配电箱、三盏灯、一个单控双联开关和一个单控但联开关，采用线管配线，关和一个单控但联开关，采用线管配线，v图图2-2（a）为其平面图，图中左图两盏灯）为其平面图，图中左图两盏灯之间为之间为3根线，中间一盏灯与单控双联开关根线，中间一盏灯与单控双联开关之间为之间为3根线，其余都是两根线，因为线管根线，其余都是两根线，因为线管的中间不允许接头，接头只能放在灯盒内的中间不允许接头，接头只能放在灯盒内或开关盒内，或开关盒内，v详见图详见图2-2（c）透视接线图。）透视接线图。(a)(b)(c)(d)(e)NLNLNNNLLGGL图图2-2多个开关控制多盏灯多个开关控制多盏灯 3.两个开关控制一盏灯

31、两个开关控制一盏灯v用两只双控开关在两处控制一盏灯，通常用在楼用两只双控开关在两处控制一盏灯，通常用在楼梯灯、楼上楼下灯的控制，对走廊灯，走廊两端梯灯、楼上楼下灯的控制，对走廊灯，走廊两端灯进行控制。灯进行控制。v其线路图、平面图、透视接线图如图其线路图、平面图、透视接线图如图2-3所示。所示。v在图示开关位置时，灯不亮，但无论扳动哪个开在图示开关位置时，灯不亮，但无论扳动哪个开关，灯都会亮。关，灯都会亮。v分析平面中线路导线的多少，可以画出透视接线分析平面中线路导线的多少，可以画出透视接线图，如图图，如图2-3（c）所示。）所示。(a)(b)(c)LNNL图图2-3两个开关控制一盏灯两个开关

32、控制一盏灯v照明平画图能清楚地表现灯具、开关、插照明平画图能清楚地表现灯具、开关、插座和线路的具体位置及安装方法，座和线路的具体位置及安装方法，v但同一方向的导线只用一根线表示，这对但同一方向的导线只用一根线表示，这对初学者来说，在线路的施工和接线时有一初学者来说，在线路的施工和接线时有一定的难度，这时要结合系统图来分析，并定的难度，这时要结合系统图来分析，并且画出灯具、开关、插座的线路接线图或且画出灯具、开关、插座的线路接线图或透视接线图，这样在施工中穿线、并头、透视接线图，这样在施工中穿线、并头、接线就不会搞错了。接线就不会搞错了。 v弄懂平面图、系统图、接线图的共同点和区弄懂平面图、系统

33、图、接线图的共同点和区别后，再看复杂的平面图就容易懂了。别后，再看复杂的平面图就容易懂了。v在实际施工中，关键是掌握原理接线图，不在实际施工中，关键是掌握原理接线图，不论灯具、开关位置如何变动，线路接线图始论灯具、开关位置如何变动，线路接线图始终不变，而透视接线图随开关位置、灯具位终不变，而透视接线图随开关位置、灯具位置、线路并头位置的变动而变动，置、线路并头位置的变动而变动，v所以一定要理解线路图，才能看懂任何复杂所以一定要理解线路图，才能看懂任何复杂的平面图和系统图。的平面图和系统图。 2.2电光源与灯具2.2.1电光源电光源 目前，电气照明采用的电光源可分为两大目前，电气照明采用的电光源

34、可分为两大类：一类是热辐射光源，如白炽灯、碘钨类：一类是热辐射光源，如白炽灯、碘钨灯；另一类是气体放电光源，如荧光灯、灯；另一类是气体放电光源，如荧光灯、高压水银灯、氙灯等。下面介绍几种在生高压水银灯、氙灯等。下面介绍几种在生产和生活中常用的电光源。产和生活中常用的电光源。1白炽灯白炽灯 白炽灯主要是由灯头、灯丝、玻璃泡组成，如图白炽灯主要是由灯头、灯丝、玻璃泡组成，如图2-7所示。灯丝用高熔点的钨丝材料绕制而成，并所示。灯丝用高熔点的钨丝材料绕制而成，并封入玻璃泡内，玻璃泡内抽成真空后，再充入惰封入玻璃泡内，玻璃泡内抽成真空后，再充入惰性气体氩或氮，以提高灯泡的使用寿命。当电流性气体氩或氮，

35、以提高灯泡的使用寿命。当电流通过灯丝时，由于电流的热效应，使之达到白炽通过灯丝时，由于电流的热效应，使之达到白炽而发光。由于白炽灯的结构简单、成本低、使用而发光。由于白炽灯的结构简单、成本低、使用方便、便于调光、启动迅速等优点，虽然它的发方便、便于调光、启动迅速等优点，虽然它的发光效率低，仍是当前广泛使用的一种电光源。光效率低，仍是当前广泛使用的一种电光源。 白炽灯构造白炽灯构造1玻璃壳；玻璃壳；2灯丝；灯丝；3钼丝钩支架；钼丝钩支架；5内导丝；内导丝；6外导丝；外导丝；7灯头灯头裸口 2玻璃泡 3灯丝 图2-7白炽灯结构图 2碘钨灯碘钨灯 白炽灯的主要缺点是发光效率低、寿命短。白炽灯的主要缺

36、点是发光效率低、寿命短。其主要原因是白炽灯泡在工作时，钨丝不断蒸发，其主要原因是白炽灯泡在工作时，钨丝不断蒸发，使灯丝截面越来越细，久而久之便使钨丝熔断，使灯丝截面越来越细，久而久之便使钨丝熔断，同时，蒸发的钨还会使玻璃泡内壁变黑，使灯泡的同时，蒸发的钨还会使玻璃泡内壁变黑，使灯泡的发光效率降低。发光效率降低。为了避免这种现象发生，在玻璃管内充入适量的氩为了避免这种现象发生，在玻璃管内充入适量的氩气和碘，形成碘钨灯。气和碘，形成碘钨灯。碘钨灯的结构如图碘钨灯的结构如图2-8所示。所示。灯管用耐高温的石英玻璃制成，螺旋状灯丝由支架灯管用耐高温的石英玻璃制成，螺旋状灯丝由支架支撑装设在灯管的轴线上

37、，灯管两端用钼箔与石英支撑装设在灯管的轴线上，灯管两端用钼箔与石英玻璃管密封，由两端引出电极。玻璃管密封，由两端引出电极。 管状卤钨灯构造简图管状卤钨灯构造简图1石英玻璃管；石英玻璃管；2螺旋状钨丝；螺旋状钨丝；3石英石英支架；支架；4钼箔；钼箔；5导丝；导丝；6电极电极q灯丝点燃后，灯丝在高温下工作，蒸发出来的钨灯丝点燃后，灯丝在高温下工作，蒸发出来的钨在管壁附近较低温处与碘化合成碘化钨，在管壁附近较低温处与碘化合成碘化钨，q当碘化钨向管心扩散时，移到灯丝附近，受高温当碘化钨向管心扩散时，移到灯丝附近，受高温而分解为钨和碘，而分解为钨和碘，q于是，钨回到灯丝上，碘原子重新向管壁扩散。于是，钨

38、回到灯丝上，碘原子重新向管壁扩散。q由此可见，碘的作用是把蒸发出来的钨不断送回由此可见，碘的作用是把蒸发出来的钨不断送回灯丝，这样便延长了灯丝的寿命，避免了管壁发灯丝，这样便延长了灯丝的寿命，避免了管壁发黑。黑。q由于管内的工作温度高，辐射的由于管内的工作温度高，辐射的可见光成分大可见光成分大，q而且管壁不易变黑，而且管壁不易变黑，提高了管壁的透光率提高了管壁的透光率,因而与因而与白炽灯相比，白炽灯相比，发光效率大大提高发光效率大大提高。 碘钨灯具有体积小、寿命长、发光效率高碘钨灯具有体积小、寿命长、发光效率高等优点，因而得到广泛的应用。等优点，因而得到广泛的应用。 碘钨灯使用时，应使灯管保持

39、水平，最大碘钨灯使用时，应使灯管保持水平，最大倾斜角不大于倾斜角不大于4，否则将使灯管寿命缩短。，否则将使灯管寿命缩短。 3荧光灯荧光灯 荧光灯又称日光灯，是目前广泛使用的一种电光源。荧光灯又称日光灯，是目前广泛使用的一种电光源。 荧光灯电路由灯管、镇流器、起辉器三个主要部荧光灯电路由灯管、镇流器、起辉器三个主要部件件钼成，如图钼成，如图2-9所示。所示。 图图2-9a为镇流器只有一个主线圈的荧光灯电路。为镇流器只有一个主线圈的荧光灯电路。 图图2-9b为镇流器具有一个主线圈和一个副线固的荧为镇流器具有一个主线圈和一个副线固的荧光灯电路。光灯电路。 副线圈的作用是荧光灯起辉时，副线圈中瞬间产生

40、副线圈的作用是荧光灯起辉时，副线圈中瞬间产生一部分感应电压，与主线圈中的感应电压、电源电一部分感应电压，与主线圈中的感应电压、电源电压共同作用后，帮助荧光灯尽快点燃。压共同作用后，帮助荧光灯尽快点燃。 荧光灯正常工作时，副线圈中不通过电流。在使用荧光灯正常工作时，副线圈中不通过电流。在使用时，主、副线圈的接头不能接错，否则将烧坏灯管时，主、副线圈的接头不能接错，否则将烧坏灯管或镇流器。或镇流器。 荧光灯的基本构造和常用接线图荧光灯的基本构造和常用接线图 （a）灯管）灯管 （b）启辉器）启辉器 （c）镇流器）镇流器 （d）接线圈）接线圈（a）具有一个主线圈的荧光灯电路）具有一个主线圈的荧光灯电路

41、 （b）具有一个主线圈和一个副线圈的荧光灯电）具有一个主线圈和一个副线圈的荧光灯电路路1开关开关 2镇流器镇流器3启辉器启辉器 4灯管灯管 5副线圈副线圈 6主线圈主线圈图图2-9荧光灯工作电路图荧光灯工作电路图12345643(a)(b) 灯管的结构是在玻璃灯管的两端各装有钨丝电极，灯管的结构是在玻璃灯管的两端各装有钨丝电极，电极与两根引入线焊接，并固定在玻璃柱上，引电极与两根引入线焊接，并固定在玻璃柱上，引入线与灯帽的两个灯脚连接。入线与灯帽的两个灯脚连接。 灯管内壁均匀地涂一层荧光粉，管内抽成真空并灯管内壁均匀地涂一层荧光粉，管内抽成真空并充人少量汞和惰性气体氩，如图充人少量汞和惰性气体

42、氩，如图5-10a所示。所示。 镇流器是一个具有铁心的线圈，自感系数较大。镇流器是一个具有铁心的线圈，自感系数较大。 起辉器的结构是在一个充有氖气的玻璃泡中装有起辉器的结构是在一个充有氖气的玻璃泡中装有固定的静触片和双金属片制成的固定的静触片和双金属片制成的U形动触片，如图形动触片，如图2-10b所示。所示。（a）荧光灯）荧光灯 1灯丝灯丝 2玻璃管玻璃管 3灯帽灯帽 4灯脚灯脚（b）启辉器）启辉器 1外壳外壳 2玻璃壳玻璃壳 3电极电极 4双金属片（动触片）双金属片（动触片） 5静触片静触片图图2-10荧光灯和启辉器的结构图荧光灯和启辉器的结构图123441253(a)(b) 荧光灯电路的工

43、作原理荧光灯电路的工作原理：l 当接通电源后，电源电压加在起辉器的动触片和静触片之当接通电源后，电源电压加在起辉器的动触片和静触片之间，由于电极间的间隙小，使泡内氖气产生辉光放电，其间，由于电极间的间隙小，使泡内氖气产生辉光放电，其热量使双金属片伸张，并与静触片接通，使热量使双金属片伸张，并与静触片接通，使灯管灯丝通过灯管灯丝通过电流而被加热，发射出大量电子电流而被加热，发射出大量电子。l 由于起辉器的动、静触片接通，辉光放电消失，双金属片由于起辉器的动、静触片接通，辉光放电消失，双金属片冷却后恢复原状，使动、静触片断开，电路的电流被突然冷却后恢复原状，使动、静触片断开，电路的电流被突然切断，

44、镇流器的线圈中瞬间产生一个自感电动势与电源电切断，镇流器的线圈中瞬间产生一个自感电动势与电源电压迭加，形成一个压迭加，形成一个高电压加在灯管的两端高电压加在灯管的两端。l 因管内存在大量电子，在高电压作用下，使因管内存在大量电子，在高电压作用下，使气体击穿气体击穿，随，随后在较低电压作用下维持放电状态而形成电流通路，后在较低电压作用下维持放电状态而形成电流通路，l 这时，镇流器由于本身的阻抗，产生较大的电压降，使这时，镇流器由于本身的阻抗，产生较大的电压降，使灯灯管两端维持较低的工作电压管两端维持较低的工作电压。l 当灯管两极放电时，管内当灯管两极放电时，管内汞原子受到电子的碰撞汞原子受到电子

45、的碰撞，激发产，激发产生紫外线，照射到灯管内壁的荧光粉上，发出近乎白色的生紫外线，照射到灯管内壁的荧光粉上，发出近乎白色的可见光。可见光。 荧光灯的主要优点是发光效率高荧光灯的主要优点是发光效率高(一般可达一般可达5060 lm/W)、寿命长、光色柔和等，因此、寿命长、光色柔和等，因此得到广泛应用。得到广泛应用。 荧光灯在使用过程中应注意以下几点：荧光灯在使用过程中应注意以下几点： （1）荧光灯工作的最适宜温度为）荧光灯工作的最适宜温度为1825，环境温度过高或过低都会造成起辉困难和发环境温度过高或过低都会造成起辉困难和发光效率降低。光效率降低。（2）荧光灯不宜频繁启动，否则会缩短灯管）荧光灯

46、不宜频繁启动，否则会缩短灯管寿命。寿命。 （3）荧光灯的发光是随交流电的变化周期性地）荧光灯的发光是随交流电的变化周期性地闪烁，这种现象称为频闪效应。闪烁，这种现象称为频闪效应。o 如果在用荧光灯照明的场所有转动物体，转动的如果在用荧光灯照明的场所有转动物体，转动的频率又正好是灯光周期变化的整数倍时，则转动频率又正好是灯光周期变化的整数倍时，则转动的物体看上去好像是静止的，的物体看上去好像是静止的，o 这种错误判断容易造成人身事故，这种错误判断容易造成人身事故，o 所以，在机加工车间一般不宜采用荧光灯照明。所以，在机加工车间一般不宜采用荧光灯照明。（4）灯管必须与相应规格的镇流器、起辉器配）灯

47、管必须与相应规格的镇流器、起辉器配套使用。套使用。4荧光高压水银灯荧光高压水银灯 高压水银灯的主要构成部分是涂有荧光粉的玻璃高压水银灯的主要构成部分是涂有荧光粉的玻璃管壳和放电管。管壳和放电管。 放电管内装有主电极放电管内装有主电极E1、E2和辅助电极和辅助电极E3，并，并在放电管内充入适量的水银和氩气。在放电管内充入适量的水银和氩气。 在玻璃外壳内装有与辅助电极相串联的附加电阻在玻璃外壳内装有与辅助电极相串联的附加电阻和电极引线。和电极引线。 玻璃外壳与放电管之间抽成真空并充入少量惰性玻璃外壳与放电管之间抽成真空并充入少量惰性气体。气体。 高压水银灯的结构和工作原理如图高压水银灯的结构和工作

48、原理如图2-11所示。所示。1玻璃管壳玻璃管壳 2放电管放电管 3主电极主电极E2 4主电极主电极E1 5辅助电极辅助电极E3 6附加电阻附加电阻图图2-11荧光高压水银灯结构和工作原理荧光高压水银灯结构和工作原理 123456LS220V 荧光高压水银灯的主要特点是：荧光高压水银灯的主要特点是：（1）发光效率高，使用寿命长，但显色性差。）发光效率高，使用寿命长，但显色性差。o 一般主要用于道路、广场等大面积场合的照明。一般主要用于道路、广场等大面积场合的照明。（2）荧光高压水银灯熄灭后，由于放电管仍保持）荧光高压水银灯熄灭后，由于放电管仍保持较高的蒸气压力，不能立即重新点燃，必须经过较高的蒸

49、气压力，不能立即重新点燃，必须经过510min的冷却，管内的水银蒸气凝结后才能再的冷却，管内的水银蒸气凝结后才能再次点燃，次点燃，o 故不宜用于频繁开关的场所。故不宜用于频繁开关的场所。 随着科学技术的不断发展，新型电光源不断出现。随着科学技术的不断发展，新型电光源不断出现。 如高压钠灯、氙灯、钠铊铟灯等，它们的发光原理都很如高压钠灯、氙灯、钠铊铟灯等，它们的发光原理都很有特色，其结构和工作原理各异。有特色，其结构和工作原理各异。U形形启辉器启辉器光纤照明光纤照明表表2.6 常用照明电光源的主要特征比较常用照明电光源的主要特征比较光源名称白炽灯卤钨灯荧光灯荧光高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯普通型

50、显色改进型功率范围（w）15-100010-20006-12550-100035-1000150-400150-3500光效（lm/w）7-1915-2527-7532-5365-13087-9555-110平均寿命（h）10001000-35003000-70003500-600016000-2400012000500-10000一般显色指数99-10065-8030-40216060-85色温（k）2400-29002700-30503000-65005500210023004300-7000启动稳定时间瞬时1-4s4-8min5-6min4-10min再启动时间瞬时1-4s5-10 mi

51、n1-3 min10-15 min功率因数10.27-0.60.44-0.670.50.5-0.95频闪效应不明显明显表面亮度大小较大大电源电压变化对光通量的影响大较大大较大温度变化对光通量的影响小大较小耐震性能较差差较好好较好好所需附件无镇流器起辉器镇流器镇流器、触发器2.2.2灯具灯具 灯具是对光源发出的光线进行再分配的装置。灯具是对光源发出的光线进行再分配的装置。 因为光源发出的光线向四周辐射，得不到很好的因为光源发出的光线向四周辐射，得不到很好的利用，经济上是一种损失。利用，经济上是一种损失。 同时，光线太强，还会产生耀眼的眩光，同时，光线太强，还会产生耀眼的眩光， 所以，常常在光源上

52、加装灯罩，使光线按需要进所以，常常在光源上加装灯罩，使光线按需要进行分布。行分布。 灯具的另一个主要作用就是固定光源，在一定程灯具的另一个主要作用就是固定光源，在一定程度上还具有保护光源不受外力损伤的作用，同时度上还具有保护光源不受外力损伤的作用，同时起到装饰、美化建筑物的作用。起到装饰、美化建筑物的作用。 按照光通量重新分配的情况不同，灯具可分为下按照光通量重新分配的情况不同，灯具可分为下列几种形式：列几种形式：1直射照明直射照明 能使能使90以上的光通量向下投射，使大部分光线以上的光通量向下投射，使大部分光线集中到工作面上的灯具。例如，工厂常用的深照集中到工作面上的灯具。例如，工厂常用的深

53、照型灯具、配照型灯具。型灯具、配照型灯具。2半直射照明半直射照明 使使60以上的光通量向下投射，这种灯具虽不如以上的光通量向下投射，这种灯具虽不如直射照明的光通量向下集中，但是，由于增加了直射照明的光通量向下集中，但是，由于增加了天棚、墙壁的扩散光，全室较明亮，阴影变淡。天棚、墙壁的扩散光，全室较明亮，阴影变淡。例如，家庭用的塑料碗形灯。例如，家庭用的塑料碗形灯。3漫射式照明漫射式照明 投射到周围空间各个方向的光通量大致相同，如投射到周围空间各个方向的光通量大致相同，如乳白玻璃圆球灯。乳白玻璃圆球灯。4间接照明间接照明 使使90以上的光线向上投射到天棚、墙壁或特种以上的光线向上投射到天棚、墙壁

54、或特种反射器上面，然后反射到被照面上，采用这种照反射器上面，然后反射到被照面上，采用这种照明时对天棚和墙面要求较高。间接照明时光的利明时对天棚和墙面要求较高。间接照明时光的利用率低，但是，照明光线柔和，阴影基本被消除。用率低，但是，照明光线柔和，阴影基本被消除。例如，金属制反射型吊灯、金属制反射型壁灯等。例如，金属制反射型吊灯、金属制反射型壁灯等。 几种常用的照明灯具形式，如图几种常用的照明灯具形式，如图2-12所示。所示。 （a）配罩型）配罩型 （b）广照型）广照型 （c）深照型）深照型 （d）球型）球型图图2-12照明灯具形式照明灯具形式(a)(b)(c)(d) 在选用灯具时，除了选用灯具

55、的形式外，还应正在选用灯具时，除了选用灯具的形式外，还应正确选用安装方式，建筑物灯具的安装方式通常有确选用安装方式，建筑物灯具的安装方式通常有下列几种下列几种(图图2-13)： （a）吸顶式）吸顶式 （b）嵌入式）嵌入式 （c）悬挂式）悬挂式 （d）壁装式）壁装式图图2-13电气照明灯具安装方式电气照明灯具安装方式(a)(b)(c)(d) 1吸顶式吸顶式 将照明灯具直接安装在天棚上，称为吸顶式。为了防止眩光，将照明灯具直接安装在天棚上，称为吸顶式。为了防止眩光，常采用乳白玻璃吸顶灯或乳白塑料吸顶灯。常采用乳白玻璃吸顶灯或乳白塑料吸顶灯。 2嵌入式嵌入式 将照明灯具嵌入天棚内的安装方式，称为嵌入

56、式。具有吊顶将照明灯具嵌入天棚内的安装方式，称为嵌入式。具有吊顶的房间常采用嵌入式。的房间常采用嵌入式。 3悬挂式悬挂式 用软导线、链子等将灯具从天棚处吊下来的方式，称为悬挂用软导线、链子等将灯具从天棚处吊下来的方式，称为悬挂式。悬挂式在一般照明中是应用较多的一种安装方式。式。悬挂式在一般照明中是应用较多的一种安装方式。 4壁装式壁装式 用托架将灯具直接安装在墙壁上的方式，称为壁装式。壁装用托架将灯具直接安装在墙壁上的方式，称为壁装式。壁装式照明灯具主要作为装饰之用，兼作局部照明，是一种辅助式照明灯具主要作为装饰之用，兼作局部照明，是一种辅助性照明。性照明。 除上述常用照明形式和安装方式外，为

57、适应特殊环境的需要，除上述常用照明形式和安装方式外，为适应特殊环境的需要，还有一些特殊的照明灯具，如防水灯具、防爆灯具等。还有一些特殊的照明灯具，如防水灯具、防爆灯具等。灯具分类灯具分类直接照明直接照明半直接照明半直接照明漫射照明漫射照明灯灯具具配配光光上半球光通上半球光通(%)下半球光通下半球光通(%) 0/100-10/90-40/60 - 60/40 配光曲配光曲线示意线示意灯型示例灯型示例搪瓷深照灯、嵌入式荧搪瓷深照灯、嵌入式荧光灯、发光天棚灯光灯、发光天棚灯下部开口的乳下部开口的乳白玻璃罩灯白玻璃罩灯不开口的乳白不开口的乳白玻璃罩灯玻璃罩灯灯具分类灯具分类半间接照明半间接照明间接照明

58、间接照明灯灯具具配配光光上半球光通上半球光通(%)下半球光通下半球光通(%)60/40-90/10-100/0配光曲配光曲线示意线示意灯型示例灯型示例上部开口的乳白玻上部开口的乳白玻璃罩灯璃罩灯上部开口的金属罩灯、暗上部开口的金属罩灯、暗槽反射光带槽反射光带2.3电气照明计算电气照明计算 照明计算是照明设计的重要内容之一，照明计算照明计算是照明设计的重要内容之一，照明计算的目的是根据所需的照度值及其他已知条件，来的目的是根据所需的照度值及其他已知条件，来决定灯泡的容量和灯的数量，也可以在灯具、容决定灯泡的容量和灯的数量，也可以在灯具、容量及布置都已确定的情况下，计算某点的照度。量及布置都已确定

59、的情况下，计算某点的照度。 照明计算有三种基本方法：利用系数法、单位容照明计算有三种基本方法：利用系数法、单位容量法和逐点训计算法。量法和逐点训计算法。 利用系数法和单位容量法考虑了直射光和反射光利用系数法和单位容量法考虑了直射光和反射光产生的照度，结果是水平面上的照度；产生的照度，结果是水平面上的照度； 遂点计算法仅考虑直射光线产生的照度，可以计遂点计算法仅考虑直射光线产生的照度，可以计算任意面算任意面上某一点的直射照度。上某一点的直射照度。 本节只介绍利用系数法和单位容量法，对于逐点本节只介绍利用系数法和单位容量法，对于逐点计算法可以参阅其他参考书。计算法可以参阅其他参考书。2.3.1利用

60、系数法利用系数法利用系数法利用系数法 (1)利用系数的概念利用系数的概念 照明光源的利用系数是表征照明光源的光通量有照明光源的利用系数是表征照明光源的光通量有效利用程度的一个参数，用投射到工作面上的光效利用程度的一个参数，用投射到工作面上的光通量通量(包括直射光通量和多方反射到工作面上的光包括直射光通量和多方反射到工作面上的光通量通量)与全部光源发出的光通量之比来表示，即：与全部光源发出的光通量之比来表示，即：n/tt式中：式中：投射到工作面上的光通量（有效光通）；投射到工作面上的光通量（有效光通）；每盏灯发出的光通量；每盏灯发出的光通量；灯数灯数。 n 利用系数利用系数与下列因素有关：与下列