建筑电气2电光源与灯具课件

第二章电光源与灯具

2.1电光源的分类及主要技术指标一、电光源的分类电光源按工作原理分为两类:热辐射光源利用电流的热效应，把具有耐高温低挥发性的灯丝加热到白炽程度而产生可见光。典型产品有：白炽灯卤钨灯气体放电光源利用电流通过灯管中气体时，激发气体电离和放电而产生可见光。典型产品有：荧光灯高强气体放电灯（HID灯）高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯二、电光源的主要技术指标

光通量额定光通量指光源燃点100h时所发出的光通发光效率（光效）

指电能转换成光能的效率单位：Lm/w显色性及色表

用Ra及色温表示常用光源的光效光源光效/（Lm/W）光源光效/（Lm/W)白炽灯6～12金属卤化物灯

卤钨灯21～34钠-铊-铟灯75～80荧光灯65～78镝灯80高压汞灯40～60卤化锡灯50～60氙灯22～50高压钠灯130

色表与色温的相应关系色温色表色温色表2000K橙色4000K白中偏黄2500K浅橙色4500～7500K白色3000K橙白色6000～6500K日光色

常用电光源的显色指数电光源Ra电光源Ra白炽灯95～99卤钨灯95～99日光色荧光灯80～95氙灯95～97白色荧光灯75～85高压汞灯40暖白色荧光灯80～90高压钠灯251、白炽灯结构简单，成本低。有高度集光性，便于光的再分配。可频繁操作，对寿命无影响，使用方便。显色性好（99－100〕无闪烁寿命短（1000h〕光效低（10～20lm/w）受电压影响大2、卤钨灯寿命提高（1500～2000h〕光效提高（20～30lm/w)体积小显色性好色温较高不适于易燃易爆及多尘的场所水平安装耐震差3、荧光灯寿命长（3000h)光效高（25～85lm/w)光谱成分好表面亮度低不能频繁开闭（2h/次〕点燃迟有闪烁和频闪效应电压影响寿命（±≤10％)受温湿度影响大（<75-80%,18-250C)4、高压汞灯高压汞灯的结构与原理工作原理：当电源接通时，首先在相距较近的主电极E1和辅助电极E3之间发生辉光放电，产生大量的电子，激发汞原子电离，然后引起两个主电极E1和E2间的弧光放电，灯管启燃。同时汞原子电离通过外壳壁上的荧光粉将紫外线转化成可见光光源特性光效高（40～60lm/w)寿命长（2500～5000h,国外：24000h)耐震、耐热起动稳定时间4～8min再起动稳定时间5～10min寿命与起动次数关系：5h/次电压影响大（±≤5％)色温5500K，Ra：30～40点燃位置无特殊要求

不适于频繁开关或比较重要的场所，以及电压波动的线路。适于街道、广场大面积照明，室内使用最好与白炽灯混合使用。5、金属卤化物灯与汞灯相比，光效更高（70～100lm/w)显色性良好(Ra：60～90),光色好受环境影响较小，耐震好起动稳定时间4～10min再起动稳定时间10～15min电压波动影响大点燃位置要求高6、高压钠灯光效最高(150lm/w)寿命长（5000h,国外12000～20000h)受环境条件影响小透雾性好，色温2300K显色性差(Ra：20～25)起动稳定时间4～8min再起动稳定时间10～20min电压波动影响大(HID中最大<5%)例：新产品NGX改进显色型Ra：65NGG高显色型Ra：80

适于道路、机场、车站、码头等照明。室内多以混光形式出现，常与汞灯混光；与镝灯混光，可获得高光效，照度与光色改善的好处。7、低压钠灯光效最高（150lm/w)寿命长(2000~6000h)视觉敏感高，透雾性好起动稳定时间10min再起动稳定时间1min水平点燃光色、显色性差受环境影响小用于隧道、道路、厂区等多雾地区照明（3）LED灯（二极管灯）LED的定义:LED是LightEmittingDiode（发光二极管）的缩写。广泛见于日常生活中，如家用电器的指示灯，汽车后防雾灯等。LED的最显著特点是使用寿命长，光电转换效能高。

工作原理：PN结加正向电压时，电子和空穴在PN结处复合而发光优点：1°方向性好2°工作驱动电压低（<10V）、电流小交直流通用3°亮度可达100cd/m2，可以显示各种颜色、寿命达十年以上缺点：1°受温度和环境影响2°光效低25-30lm/w3°用LED拼接图案、文字时，部分的损坏会影响整体的显示效果

LED路灯LED光源的特点

电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境稳定性：10万小时，光衰为初始的50%响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级对环境污染：无有害金属汞颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构成。电光源的评价指标光的数量指标光通量、亮度、光强、紫外线、热辐射等光的质量指标

色温、显色性光谱分布和频闪效应等电气指标额定电压、额定电流、额定功率、起动特性

经济指标

发光效率、寿命、设备费用等机械特性心理性指标

装饰性、美观性舒适性等与使用有关的指标

普通性、互换性、光照稳定性与调光性等照明电光源性能比较与选择性能比较显色性好:白炽灯、卤钨灯、荧光灯、金属卤化物灯光效高：高压钠灯、金属卤化物灯、荧光灯寿命长：高压钠灯、高压汞灯能瞬时起动，再起动:白炽灯、卤钨灯受电压影响大：高压钠灯小：荧光灯电光源的选择按照明要求选光源按环境要求选择按使用的经济性要求选择室内照明光源的确定，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、起动点燃和再启燃时间等光电特性指标，以及环境条件对光源光电参数的影响。室内照明应优先采用高光效光源和高效灯具。在有连续调光、防止电磁波干扰、频繁开闭或室内装修设计需要的场所，可选用白炽灯或卤钨灯光源。

建筑照明设计标准GB50034-20043.2.3条:照明设计时可按下列条件选择光源:高度较低房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管形荧光灯商店营业厅宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯高度较高的工业厂房,应按照生产使用要求,采用金属卤化物灯或高压钠灯,亦可采用大功率细管径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100W3.2.4条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,使用其他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饰有特殊要求的场所3.2.5条应急照明应选用能快速点燃的光源3.2.6条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

2.3照明器

一、组成：光源+灯具二、灯具的作用：对光源发出的光通量进行再次分配防眩光，减少和防止光源的污染对光源的机械保护

装饰、美化环境三、照明器的特性照明器的光学特性有：配光曲线保护角效率1、照明器的配光曲线

照明器在空间各个方向上的光强分布称配光，如果用曲线方式表示的配光称配光曲线。

基本概念配光配光特性光中心光轴垂直角θ水平角α

灯具配光示意图光强的空间分布与配光曲线乳白玻璃半圆球罩灯的配光

带格栅多管荧光灯的配光2、保护角

指控照器开口边缘与发光体最远边缘的连线与水平之间的夹角。即：控照器遮挡光源的角度。3、灯具的效率灯具的效率指照明器所发出的光通量与光源所发出的光通量的比值

灯具的效率与灯罩材料、形状、及光学中心位置有关。如：白炽灯深照型照明器效率为0.6左右；白炽灯配照型照明器效率为0.7左右；简装荧光灯照明器的效率为0.97左右；格栅荧光灯照明器的效率为0.46左右。四、照明器的分类1、按配光曲线分类（1）按配光曲线的形状分类（2）按光通量在空间上、下半球的分配比例分类2、按结构特点分类3、按安装方式分类4、按防触电防护等级分类

照明器按配光曲线的形状分类1—正弦分布型2—广照型3—均匀配照型4—配照型5—深照型6—特深照型照明器按光通量在空间上、下半球的分配比例分类

配光曲线示意图照明器类型直接型半直接型漫射型间接型半间接型光通分配比例（%）上半球0-1010-4040-6060-9090-100下半球100-9090-6060-4040-1010-0特点光线集中，工作面上可获充分照度光线主要向下射出，其余透过灯具向四周射出光线柔和，各方向上光线基本一致，无眩光，但光通量损失较大光线主要反射到墙或顶棚后再反射到室内光线全部反射，能最大限度减弱阴和眩光照明器按结构特点分类示意图（a）开启型（b）闭合型（c）密闭型（d）防爆型（e）隔爆型（f）安全型

按安装方式分类（a）悬吊式（吊线、吊链、吊杆）（b）吸顶式（c）壁式（d）嵌入式（e）半嵌入式（f）落地式(g)台式（h）庭院式(i)道路、广场式按防触电防护等级分类等级定义说明0类依靠基本绝缘防触电，在易触及的部分及外壳和带电体间的绝缘安全程度低，用于安全程度好的场所，如空气干燥、尘埃少、木地板等条件下的吊灯、吸顶灯Ⅰ类除基本绝缘外，易触及的部分及外壳有接地装置，一旦绝缘失效时，不致有危险用于金属外壳灯具，如投光灯、路灯、庭院灯等，提高了安全程度Ⅱ类采用双重绝缘或加强绝缘作为安全保护，无保护地线绝缘性好，安全程度高，适用于环境差，人经常触摸的灯具，如台灯、手提灯等Ⅲ类采用特低安全电压（交流有效值不超过50V）灯内不产生高于此值的电压安全程度最高，可用于恶劣环境，如机床工作灯、儿童用灯等在选择灯具时，应根据环境条件和使用特点，合理地选定灯具的光强分布、效率、遮光角、类型、造型尺度以及灯的表观颜色等。室内灯具效率不低于70%，室外灯具不应低于40%（其中投光灯不宜低于55%）。灯具的遮光格栅的反射表面应选用难燃材料，其反射系数不应低于70%，遮光角宜为25～45度。灯具的选择灯具的选择按使用环境选择按配光特性选择按防触电保护要求选择按经济效果选择灯具形状应与建筑物风格相协调按使用环境选择正常环境开启式潮湿环境防水式特别潮湿环境防水防尘式腐蚀性气体密闭防爆振动场所防振特殊场所专用灯具按配光特性选择合理的光特性光强分布照明器表面亮度保护角按经济效果选择光通输出比高利用系数高寿命长光通衰减少安装维护方便经济性考核的两个指标:

初投资运行费用推广高效节能灯具(1)选用高效率灯具在满足眩光限制和配光要求的条件下,荧灯具效率不应低于:开敞式的为75%、带透明罩的为65%、带磨砂或棱镜保护罩的为55%和格栅的为60%。高强度气体放电灯灯具效率不应低于:开敞式的为75%、格栅或透光罩的为60%。(2)选用控光合理灯具根据使用场所条件,采用控光合理的灯具.如:蝙蝠翼式配光灯具、块板式高效灯具等,块板式灯具可提高灯具效率5%~20%。