灯具的基本知识新

灯具的基本知识JShao

-----不亮灯时:点缀空间,美化环境成为室内外重要的装饰物(器件)

平衡重心,突出重点,协调环境

-----亮灯时:创造环境(满足心理感觉)

赏心悦目,表达意境保持效率,提高效能用心理量表达:亮暗,明快,朦胧等JShao2.灯具的定义由光源和照明附加组成的设备,主要用来重新分配光源光线和防止眼睛免受强光刺激.还包括固定和保护光源以及将其连接电源所必须的组件.

以上为IEC的定义,我国常将光源除外JShao3.灯具发出的光线的功能

1)照明功能:光线照明被照面,眼睛观看被照面或被照明空间,而不看灯的自身,亦称此类灯具为照明器

2)信号功能:发出的光线很弱,不能用来照明其他物体,眼睛直接观看光源和其发出的光线,用于传递信号(颜色和变化),亦称信号灯

3)效果功能:用光的强弱,色彩和运动表现和创造气氛,亦称影视舞台灯JShao4.一个灯具的基本要求安全要求:不伤及人生和环境安全的安全要求性能要求:照明/信号/效果(光学性能)寿命----表面处理,材料,紧固件,元器件维护和保养方便美学要求:外观和造型价格要求:性价比,物有所值JShao5.灯具的安全要求对有生命的(人/动植物):防触电,防辐照在灯具的整个寿命期内,在它适合的环境和使用情况下不会丧失功能(如水,尘,摇动和拉拔等),也不会跌落等对眼睛,皮肤,植物产生危害对环境不会产生不安全:在启动,运行和断开时都是安全的不会过热,不会引爆外界气体不会损坏珍品JShao6.灯具的性能要求光的要求:不同的场所有不同的光线(照明,信号或效果)要求,就有不同的灯具和相应的光强分布与之对应.如办公室,道路,建筑立面等寿命:除易损件外,应有一定的工作周期,如工业灯的一代人,居室灯的室内装饰等.不老化,不变色,不丧失功能JShao

灯具维护和保养的方便换光源,换电器附件,擦洗和清洁7.灯具的美学环境和风格结合,互相交融白天和晚上的完美个性和共性的表现

8.价值和价格:价格和能耗/节能好的性价比JShao按其用途来分类:有民用灯具、工矿灯具、舞台灯具、车船灯具、防爆灯具和路灯灯具等倘若按其安装方式来分类:有嵌入式、吸顶式、悬挂式、落地式和移动式等按防触电保护方式分类:

为了电气安全,灯具所有带电部分必须采用绝缘材料等加以隔离,灯具的这种保护人身安全的措施称为防触电保护,根据防触电保护方式，灯具可分为0,I,Ⅱ和Ⅲ4类灯具的分类JShao灯具的防触电保护分类JShao目前采用特征字母“IP’’后面跟两个数字来表示灯具的防尘、防水等级;第1个数字表示对人、固体异物或尘埃的防护能力,第二个数字表示对水的防护能力;在防尘能力和防水能力之间存在一定的依赖关系，也就是说第一个数字和第二个数宇间有一定的依存关系灯具的防尘、防水等级JShao防护等级特征字母IP后面数字的意义第一位特征数字JShao防护等级特征字母IP后面数字的意义第二位特征数字JShaoIP后两数字可能的配合JShao灯具按光通量分布分类根据灯具向上、下半个空间发出的光通量的比例来分类的方法;

CIE将一般室内照明的灯具分成5类:

直接灯具、半直接灯具、全漫射(直接一间接)灯具、半间接灯具和间接灯具JShao灯具按光束角分类直接型灯具按光强分布分类针对带有反射器的直接型灯具;

其光束的宽窄变化范围大,有的非常集中,向下直射,有的散布在整个半空间;

按光束的宽窄,直接灯具又可分为特狭照型、狭照型、中照型(扩散型或余弦型)、广照型和特广照型5种JShao灯具按光束角分类投光灯按光束角分类描写投光灯光强分布采用V-H系统;

对投光灯的光束角的定义是:在V=00

或(和)在H=00的截面内,光强为峰值光强1/10的光束的夹角,灯具在水平方向和垂直方向上的光束角有可能不同投光灯的光束角在本例中,光束角为600JShao美国电气制造联合会(NEMA,NationalElectricalManufacturesAssociation)

根据光束角的大小将投光灯分成9种,如果某一投光灯具,它的光束性能用

H5V4表示,则说明它在水平方向的光束角在710～1000的范围内,而垂直方向的光束角在470～700的范围内;

投光灯具的光束角越小,光投射的距离越远灯具按光束角分类投光灯的NEMA分类JShao

1965年CIE路灯灯具分类是基于灯具的截光特性;

路灯灯具被分成截光型、半截光型和非截光型3种;

非截光型灯具不限制水平光,故眩光较厉害;

给出的光强值是指每1000lm时的光强值,但不管光通量有多大,光强的最大值不能超过1000cd灯具按光束角分类路灯灯具按截光性能分类JShaoC-g坐标系统,适合于路灯及其室内灯具灯具光强的空间分布JShao灯具光强的空间分布V-H坐标系统,适合于室外灯具JShao空间坐标的平面描述直角坐标配光曲线极坐标配光曲线注:灯具两个方向的表示为水平方向2700-900,垂直方向为00-1800JShao配光曲线数据处理如果知道一灯具的配光曲线,在配光曲线上选择一点,即知道这一灯具在角度q时,相对于光源的光通量为1000lm情况下,灯具的光强值如有一套灯具总光通量为6000lm,300方向时,配光曲线上查出的光强值为300cd/1000lm

实际的光强值为=(300*6000)/1000=1800cdJShao对不密封的灯具,尘埃积集会对光输出的程度有影响,有六中不同结构灯具按维护性能分类JShao灯具按安装面材料分类灯具安装的表面有可燃和不可燃两种材料,按此特性将灯具分为两类:

只能安装在不可燃表面的灯具和安装在可燃表面的灯具,后者又称防燃 灯具,标记FJShao特殊区域的照明要求和灯具选择爆炸和火灾危险(在此,我们仅针对爆炸性气体环境危险区域进行介绍:)爆炸性气体环境危险区域的照明要求在许多工业中,存在着爆炸性危险区域.通常存在易燃物质、液体、蒸汽或烟雾的场所被定义为爆炸危险区域.存在爆炸危险区域的工业有:化学品厂、药厂、炼油厂和电厂等.在选择灯具时,我们应该清楚以下概念:爆炸性气体环境危险区域分区爆炸性气体混合物的分级爆炸性气体混合物的温度分组防爆形式防爆标志JShao爆炸性气体环境危险区域分区根据爆炸性物质出现的频繁程度和持续时间,爆炸性气体环境危险区域有不同的分区:

这里所指的危险区域是指三维空间,不仅指水平面,还包括垂直面

JShao爆炸性物质的分类

爆炸性气体混合物的分级爆炸性气体环境的气体混合物可划分为两类:I类和II类I类指矿井甲烷,容许电气设备存在,一般不用多作考虑I类: 150oC(可能堆积粉尘时) 450oC(防止堆积粉尘时)JShaoII类根据最大试验安全间隙或最小点燃电流比又可分为IIA、IIB、IIC三个级别IIA指最低爆炸率,IIC指最高爆炸率最小点燃电流比(MICR)为各种易燃物质按照它们最小点燃电流值与实验值的甲烷的最小电流值之比JShao爆炸性气体混合物的温度分组就灯具而言,有两种不同的相关温度:环境温度灯具及其他电气设备一般设汁环境沮度在-20℃-40℃,在此温度范围内,一般无特殊标记.如果电气设备设计环境温度在此温度范围之外,该设备产品标签上必须注明适用环境温度范围最高表面温度最高表面温度是指灯具表面能使蒸气或气体燃烧的温度,电气设备必须在标签上注明最大表面温度以上温度是灯具表面的最高允许值JShao爆炸性物质粉尘的分类按燃烧剧烈程度分组按其点燃温度分组JShao防爆型式易燃场所使用的电气设备包括灯具必须特别制造,才能达到防火及防止因火花或高温引起的爆炸使用于不同区域的电气设备包括灯具都有共同的特性:牢固的结构;确保使用中最小温升;故障条件下正常运行防护方式及适用分区描述如下:

JShao在照明中,防护方式EEXd经常和EEXe、EEXI一起应用于灯具EEXd指灯具在隔爆外壳内部,隔爆外壳结构坚固能承受最大的温升而不爆炸,当灯具内气体蒸发逸出前,外壳能冷却气体至安全温度,避免发生爆炸;EEXe在正常运行条件下不会产生电弧和火花;EEXP具有正压外壳以保持内部保护气体的压力高于周围爆炸性环境的压力,从而阻止外部气体混合物进入外壳;EEXn在正常条件下不会点燃周围爆炸性气体混合物JShao防爆标志:参照IEC/CENELEC欧洲标准总标为“EEX”防爆标志顺序:温度组别爆炸性气体级别爆炸性物质类别防爆形式JShaonIIT4C灯具表面最大温度允许值爆炸性气体级别爆炸性物质类别防爆形式:无火花型举例:EEXJShao火灾危险环境的照明要求在生产、加工、处理、转运或储存过程中出现或可能出现火灾危险物时,必须按火灾危险环境的要求选择照明灯具,在火灾危险环境中,能引起火灾危险的可燃物质可分为:可燃液体:柴油、润滑油、变压器油等;可燃粉尘:铝粉、焦炭粉、煤粉、面粉、合成树脂粉等;固体状可燃物质:碳、焦炭、木等;可燃纤维:棉花纤维、麻纤维、丝毛纤维、木质纤维、合成纤维等JShao火灾危险环境应根据火灾事故发生的可能性和后果,以及按危险程度及物质状态的不同,按下列规定进行分区:21区:具有闪点高于环境温度的可燃液体,在数量和配置上能引起火灾危险的环境;22区:具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维,虽不可能形成爆炸性混合物,但在数量和配置上能引起火灾危险的环境;23区:具有固体状可燃性物质,在数量和配置上能引起火灾危险的环境在火灾危险内,外壳表面温度较高和有火花的灯具应远离可燃物质,在灯具选择时,应根据区域等级和使用条件,按下列表的规定选择:表中的防护等级的标志应符合国家标准《外壳防护等级分类》的规定JShao洁净室根据工厂的工艺要求,洁净室是为了形成一个极清洁的工业环境,可能拥有洁净厂房的工业领域主要有:集成电路、电子元件、半导体、计算机;制药、食品、生物实验室等每一个洁净室都有具体的灰尘等级要求,洁净厂房灰尘是根据美国标准209{美国联帮标准(USFederal,Standard209)}所定义的:指每立方英尺空气中含小于0.5微米的灰尘颗粒的数量洁净厂房的照明要求JShao使用灯具1.按光线(照明功能)要求来选择不同场所,有不同的照明要求,应选择不同的灯具,这样才能达到节能的效果.包括以下几点:配光曲线使用光源的功率,色温和显色性灯具的眩光发光口面的大小和形状JShao相同照度及其分布可以用不同的光源和灯具加以组合后得到,原因是一个照明场所往往由不止一个灯具的贡献,即每一个点上的照度大多由几个灯具提供.因此光源和灯具的选择显得十分重要:

光源:选择发光效率高,发光体亮度和线度合适,光色和色温符合使用要求.

灯具:选择配光符合要求,效率高,光源使用寿命长,表面亮度符合要求,灯具防护能力好和寿命长的产品.下举两例:JShao举例1:铁路站台视觉作业内容:候车､交谈､安全､安保视觉作业要求:看清地面､行李､同行人和陌生人的衣着､动作和脸部表情看清人脸需要的照度:

距离(m)45681012脸部照度(lx)0.81.01.21.92.74.0脸部照度指脸部的垂直照度JShao作业需要的认知距离关系亲密熟悉一般提防距离(m)~0.51.0510公共场所为保安需要,有安全感的距离在5m以上,因此脸上的垂直照度需要4lx以上,按:垂直照度/平均照度~1:2来看,需要的水平照度约8-12lxJShao需要的照度:CIE推荐的站台水平照度名称Eh(lx)Eh

min/Eh

ave

GR敞开,小站台100.2550敞开,中站台200.4045敞开,大站台500.4045有顶,小站台与楼梯500.4045有顶,大站台与楼梯1000.5045JShaoIESNA推荐的站台照度:垂直照度:A级(30lx)水平照度:A级(30lx)CIE推荐室外居住区的照度(保安):

半柱面照度5-10lx

约垂直照度8-15lx

由此可见,站台是公共场所,照度值自然高于室外居住区的照度.JShao站台的照明灯具的基本要求:1)光源要求:显色性好Ra80以上色温(冷白光)Tc4000K功率估算:若单灯照明面积10mＸ10m大站台:50lxＸ10mX10m=5000lm需5000/0.7/0.7/80=150W其中两个0.7:维护系数和灯具效率;80:光源发光效率(lm/w)建议采用金属卤化物灯为光源JShao2)配光要求

a)光源安装方向:裸光源在垂直于灯管轴线的方向上的光强约1500cd,对于高度在4-4.5m的站台来说,地面的照度为70lx,因此光源应垂直于地面以减少光源直接光带来的照度不均匀.JShaob)考虑到受照面上需要垂直照度和水平照度接近的要求(主要是照亮任何物的垂直面),所以灯具的配光应是宽配光,即蝙蝠翼或更宽的配光.JShao3)灯具的其它要求

a)外壳防护等级:为防止灰尘和小虫的侵入,需要密封的灯具,出光口面上有透明或棱镜的防护玻璃.外壳防护等级要求在IP54或以上,从而达到较好的维护系数.b)灯具的外壳必须接地,是1类灯具.保证灯具的电气安全.c)灯具的换光源的结构必须简单和快捷,密封圈的材料必须耐用.耐压紧和耐老化.d)注意光源的直接光造成的眩光,建议使用有棱镜的防护玻璃,减少眩光.JShao举例二:编组站的投光灯视觉作业内容:观察,了解和处理情况视觉作业要求:看清在编组的车辆和轨道上的障碍物和驾驶机插车车辆.看清轨道,车辆和障碍物的基本要求:1)障碍物或观察对象(包括对方车辆)的颜色较深,不易与背景分辩,但体积较大;2)环境空旷,周围反射不好;3)车辆在运动,有一定的速度;4)尽量减少来自灯具的眩光干扰.JShao1).照明要求:(1)照度要求:CIE:平面和减速编组站:10-15lx

驼峰编组站:20-50lxIESNA:平面和减速编组站:水平20,垂直照度5lx

驼峰编组站:水平照度30,垂直照度100lx(2)眩光:CIE要求:GR≤45JShao2).灯具的安装条件:安装高度:10-12m的龙门架上;两龙门的距离在100m以上;每条铁轨上面一个投光灯.3)灯具的光度要求:如只有一个灯具贡献,那么灯具中心光强:I=EH2/cos3

γ=20X102/cos384.3º=2X106cd.往往有左右两侧灯具共同贡献,一个灯具的中心光强约占2X10