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单位。 可按下式计算： （13

2、-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）PKF680FKPniiiPKFFFFn1216802.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同。 )(/cdFI)(2/)(/)(/)(4/22cdFIcdFI

3、cdFIcdFI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） 22111122coscoscoscos/raIrSSaISaIaSISFEaaa4.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

4、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 。FFFFFa第二节 光源和灯具一、电光源（一）电光源的分类

5、 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；

6、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

7、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、

8、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）。TFCFCp1 （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

9、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。 fTWWFBp3110)( 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，

10、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

11、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） 310S)(103WnP 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

12、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）。10nFF)()(bahsbahabI 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

13、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）nFF 0ESKZF nESKZF0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 是引入电源的电能供