D第四章 照明工程

本章首先介绍照明工程中的电光源，接着介绍照明器，然后说明照明配电系统的组成和配电线路的结线；最后通过照明工程实例分析，说明照明系统图和平面图的阅读方法。内容提要：第四章照明工程第一节照明电光源一、电光源的种类按其工作原理分为两大类（一）热辐射光源

利用电能使物体加热到白炽的程度而发光的光源，如白炽灯、卤钨灯（二）气体放电光源

利用气体或蒸气的放电而发光的光源，如荧光灯、荧光高压汞灯等。照明电光源的具体分类见下页图：热辐射光源（白炽灯）气体放电光源普通白炽灯卤钨灯低压气体放电灯高压气体放电灯荧光灯低压钠灯高压汞灯金属卤化物灯高压钠灯氙灯

白炽灯具有显色性好，结构简单，使用灵活，能瞬时点燃，无频闪现象，可调光，可在任意位置点燃，价格便宜等特点。二、常用电光源1.白炽灯（1）构造原理

白炽灯是第一代光源，它由玻壳、灯丝、芯柱、灯头等组成，它将灯丝加热到白炽的程度，利用热辐射发出可见光。（2）特点因其极大部分辐射为红外线，故光效最低。由于灯丝的蒸发很快，所以寿命也较短。

白炽灯的钨丝在热辐射过程中蒸发并附着在灯泡内壁，使灯泡射出伪光通愈来愈低。为了减缓这种进程，通常在灯泡内充以惰性气体(卤族元素)，利用“卤钨循环”以抑制钨丝的蒸发。

2.卤钨灯

（1）构造、原理

卤钨灯是在白炽灯基础上改进而得。卤钨灯主要由电极、灯丝、石英灯管组成。卤钨灯有单端引出和双端引出两种，构造如下页图所示。

为维持正常的卤钨循环，管形卤钨灯工作时需水平安装，倾角不得大于±4。，以免缩短灯的寿命。

（2）特点

它与白炽灯比较,光效提高30%，寿命增长50%，一般达1500小时。卤钨灯具有体积小、功率大、能够瞬时点燃、可调光、无频闪效应、显色性好和光通维持性好等特点。

这种灯多用于较大空间、要求高照度的场所，也适用于电视转播摄像照明。

直管式荧光灯的外形如下页图所示。荧光灯管的主要部件是灯头、热阴极和内壁涂有荧光粉的玻璃管。热阴极为涂有热发射电子物质的钨丝，玻璃管在抽真空后充入气压很低的汞蒸气和惰性气体氩。在管内壁涂上不同的荧光粉，则可制成月光色、白色、暖白色以及三基色荧光灯。3.荧光灯（1）构造、原理

荧光灯是第二代光源，它是一种低压汞蒸气放电灯。（2）荧光灯的工作电路

开关频繁会缩短灯管寿命，电压偏移对荧光灯的寿命和光效影响较大，环境温度和湿度对荧光灯的工作影响大。

（3）特点

荧光灯具有表面亮度低，表面温度低，光效高，寿命长，显色性较好，光通分布均匀等特点。它被广泛用于进行精细工作、照度要求高或进行长时间紧张视力工作的场所。

（4）紧凑型荧光灯（节能灯）

高压汞灯又称高压水银灯，是一种较新型的电光源。高压汞灯主要优点是发光效率高、寿命长、省电、耐震，广泛用于街道、广场、车站、施工工地等大面积场所的照明。

4.高强度气体放电灯

高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯都属于高强度气体放电灯，其结构外形见下页图，它们主要由灯头、玻璃外壳、放电管和附件等几部分构成（1）高压汞灯高压汞灯

高压钠灯是利用钠蒸气放电的气体放电灯，它具有光效高、耐震、紫外线辐射小、寿命长、透雾性好、亮度高等优点。适合需要高亮度和高光效的场所使用，如交通要道、机场跑道、航道、码头等场所的照明用。（2）高压钠灯（3）金属卤化物灯

金属卤化物灯是第三代光源。其优点是发光效率高、光色好，适用于电视摄影、印染、体育馆及需要高照度、高显色性的场所。高压钠灯

金属卤化物灯主要由一个透明的玻璃外壳和耐高温的石英玻璃管组成。壳和管之间充入氮气及其他惰性气体、汞蒸气和金属卤化物(碘化钠、碘化铊、碘化铟等)，目前常用的金属卤化物有镝灯、钠铊铟灯、氙灯等。金属卤化物灯

照明器是根据人们对照明质量的要求，重新分布光源发出的光通，防止人眼受强光作用的一种设备。

包括光源、控制光线方向的光学器件（反射器、折射器）、固定和防护灯泡以及连接电源所需的组件和供装饰、调整和安装的部件等。第二节照明器一、照明器及其作用1.照明器照明器是指光源和灯具的总称。2.照明器的作用

照明器的主要作用就是固定和保护电光源，并使之与电源安全可靠地连接；合理分配光输出；装饰、美化环境二、照明器的分类

照明器形态各异，种类繁多，可从不同的角度进行分类。1.按安装方式分类（1）吸顶式

照明器吸附在顶棚上。

（2）悬吊式照明器挂吊在顶棚上。根据挂吊的材料不同可分为线吊式、链吊式和管吊式。（3）壁式照明器吸附在墙壁。

（5）台式主要供局部照明用。

（6）庭院式

（4）嵌入式照明器的大部分或全部嵌入顶棚内，只露出发光面。（1）开启式

其光源与外界的空间相通。

（2）闭合式其光源被透光罩包合，但内外空气仍能流通。

（3）密闭式

（4）防爆式2.按灯具的结构特点分1.光和光通量2.发光强度3.照度4.亮度5.光源的显色性6.色温

第三节光学基本知识光是一种辐射能，其本质是一种电磁波，可见光的波长为380～780mm。光通量（luminousflux），光源在单位时间内，向周围空间辐射出的使人产生光感的能量,用符号Φ表示，其单位为流明（lm）。光通量与光辐射的强度及其波长有关。光效（lm/W）,电光源每消耗1瓦功率所发出的流明数。光效是衡量电光源性能优劣的重要指标，光效越高越好。1.光和光通量

光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度（luminousintensity），用符号I表示，单位为坎德拉（cd），简称光强。光强是反映电光源发光强弱程度的物理量。对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，其各个方向的发光强度相同，其值为I=Φ/Ω;

式中Φ—光源在立体角Ω内所辐射的总光通量；

Ω—空间立体角，，S为Ω相对应的球面积，r为球半径。2.发光强度

照度（illuminance）是表征被照面上光的强弱的物理量，用受照物体单位面积上的光通量表示。照度的符号为E，单位是勒克斯（lx）。如果光通量均匀地投射到面积为S的表面上，则该表面的光通量为

3.照度4亮度发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为亮度（luminace），用符号L表示，单位为cd/m2。

光源对被照物体颜色显现的性质称为光源的显色性能。物体的颜色以日光或与日光相当的参考光源照射下的颜色为准。光源的显色性能用被测光源照明时与由参考光源照明时物体颜色相符程度，显色指数（Rа）来衡量。日光的显色指数为100，白炽灯的显色指数为97～99，荧光灯的为75～90。5.光源的显色性能

当光源发射出的光的颜色与黑体（能吸收全部光能的物体）在某一温度时发出的光的颜色相同时，该温度就称为光源的色温，符号为T，单位是开尔文（K）。6.色温1.合适的照度2.照度分布的均匀性3.眩光的限制4.光源的显色性5.照明的稳定性和波动深度的要求

为了获得良好的照明质量，通常要考虑以下几个因素：照明质量一般照明

在整个场所或场所的某部分照度基本均匀的照明。局部照明

为照亮某个局部而设置的照明称为局部照明。混合照明

对于工作位置需要较高照度而对光照方向有特殊要求的场所宜采用混合照明。照明方式和种类（1）照明方式工作照明

正常工作时用来保证被照明场所正常工作时具有适合视力条件的照度。事故照明

用于在工作照明因故障失去后，维持暂时继续工作或安全疏散人员。值班照明

在非生产时间供值班人员使用的照明称为值班照明。警卫照明

用于警卫地区周界的照明。障碍照明

装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。照明方式和种类（2）照明种类

照明配电系统一般由进户线、总配电箱、干线、分配电箱、支线和用电设备（灯具、插座等）组成。第四节照明配电系统一、照明配电系统的组成

二、照明配电系统常用的结线方式

结线方式指配电箱之间的连接方式，如下图。4.常用导线型号

①BBLX，BBX：棉纱编制橡皮绝缘铝芯、铜芯电线。三、照明配电线路1.进户线

它是由建筑物外引至总配电箱的一段线路。2.干线

它是从总配电箱到分配电箱的线路。3.支线

它是由分配电箱引到各用电设备的线路。②BLV，BV：塑料绝缘铝芯、铜芯电线。⑦XLV，XV：橡皮绝缘、聚氯乙烯护套铝芯、铜芯电力电缆。③BLVV，BVV：塑料绝缘塑料护套铝芯、铜芯电线。④BLXF，BXF，BLXY，BXY：橡皮绝缘、氯丁橡胶护套或聚氯乙烯护套铝芯、铜芯电线。⑤VLV，VV：聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铝芯、铜芯电力电缆，又称全塑电缆。⑥YJLV，YJV：交联聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铝芯、铜芯电力电缆。所谓暗敷设，就是将导线穿于管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部或在混凝土板孔内敷设等。四、照明配电线路的敷设

照明线路按其敷设方式可以分为明敷设和暗敷设两种。所谓明敷设，就是将绝缘导线直接或穿于管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及桁架、支架等处。明敷有几种方法：瓷珠、瓷夹、瓷瓶(绝缘子)明敷；塑料卡、铝卡、金属卡明敷；导线穿塑料管、钢管明敷；导线通过塑料线槽、金属线槽明敷等。

绝缘导线穿入保护管内敷设，称为管子配线。这种配线方法安全，可避免腐蚀气体的侵蚀和遭受机械损伤，更换导线方便。因此，此种配线方法是目前采用最广泛的一种。管子配线工程的施工内容可分为两大部分，即配管(管子敷设)和穿线。

常用配线方法有：瓷瓶配线、管子配线、线槽配线、塑料护套配线、钢索配线等。1.管子配线2.线槽配线

线槽配线就是先将线槽固定在建筑物上，然后再将导线敷设在线槽中的配线方式，它由槽底、槽盖、及附件组成。线槽分金属线槽和塑料线槽两种类型。金属线槽多由厚度为0.4～1.5mm的钢板制成，一般适用于正常环境(干燥和不易受机械损伤)的室内场所明敷设。其中具有槽盖的封闭式金属线槽，具有与金属管相当的耐火性能，可用在建筑物顶棚内敷设。

塑料线槽由难燃型硬质聚氯乙烯工程塑料挤压成型

塑料护套线具有双层塑料保护层，即线芯绝缘为内层，外面再统包一层塑料绝缘护套，常用有BVV型、BLVV型、BVVB型和BLVVB型。塑料护套线配线主要用于住宅及办公等建筑室内电气照明等明敷线路，用铝皮线卡(钢精轧头)或塑料钢钉线卡将导线直接固定于墙壁、顶棚或建筑物构件的表面。但应避开烟道和其他发热表面，与各种管道相遇时，应加保护管保护且绕行，与其他管道间的最小距离不得小于规范规定。3.塑料护套线配线在一般工业厂房或高大场所内，当屋架较高，跨度较大，而又要求灯具安装高度较低时，照明线路可采用钢索配线。4.钢索敷线钢索配线就是在建筑物两端墙壁上或柱、梁之间架设一根用花篮螺栓拉紧的钢索，再将导线和灯具敷设悬挂在钢索上的配线方式。

导线在钢索上敷设可以采用管子配线、鼓形瓷瓶配线和塑料护套线配线等，与前面不同的是增加了钢索的架设。第五节灯具布置与照度计算

灯具的布置

总体原则：灯具的布置应考虑到工作面的照度、照度均匀性、眩光的限制、维修方便、美观、与建筑风格协调。

布灯的合理性距高比合适（L/h）

L：灯具的间距，

h：灯具的计算高度，

灯具离墙的距离一般为灯具间距的1/2~1/3

灯具安装高度适宜h垂度计算高度工作面高度一般为0.75mLLBBAA双管荧光灯嵌入式安装A—A方向：L/h≤1.25B—B方向：L/h≤1.20灯具的布置图

均匀性布灯

选择性布灯

不考虑室内设施的摆设位置，将灯具均匀的有规律的排列。一般场合均采用此方案。优点：照度均匀、美观、整体效果好。需注意与风扇、风口、扬声器、探头、喷淋头的位置配合。

根据工作场所设施布置情况，有选择的布置。照明设计照度标准不同类型的建筑、或同一建筑中不同功能的房间、或不同的部位，照度标准不相同。工程设计中，按照《建筑照明设计标准》GB50034-2013执行。类别参考平面及其高度照度标准值（lx）一般阅览室、0.75m水平面300老年读者阅览室0.75m水平面500陈列室、目录室、出纳室0.75m水平面300工作间0.75m水平面300书库0.75m垂直面50图书馆建筑照明标准值类别参考平面及其高度照度标准值（lx）普通办公室0.75m水平面300高档办公室0.75m水平面500会议室0.75m水平面300接待室、前台0.75m水平面300营业厅0.75m水平面300资料、档案室0.75m水平面200办公建筑照明标准值类别参考平面及其高度照度标准值（lx）教室课桌面300实验室实验桌面300美术教室桌面500多媒体教室0.75m水平面300教室黑板黑板面500学校建筑照明标准值

照度计算单位容量法

n≥式中：

S：被照面积（m2）

ρ：每个灯具内灯泡总功率（W）

ω：单位面积所需安装功率（W/m2）

n：被照面积内灯具数量ω·Sρ计算高度（m）房间面积（m2）荧光灯照度（lx）3050751001502002~310~1515~2525~5050~150150~300300以上3.22.72.42.11.91.85.24.53.93.43.23.07.86.75.85.14.74.510.48.97.76.86.35.915.613.411.610.29.48.9211815.413.612.511.83~410~1515~2020~3030~5050~120120~300300以上4.53.33.22.72.42.11.97.56.25.34.53.93.43.211.39.38.06.85.85.14.81512.410.697.76.86.3231915.913.611.610.29.5302521.218.115.413.512.6带反射罩荧光灯单位面积安装功率（W/m2）利用系数法

F0=n=E0·Sn·η·KE0·SF0·η·K式中：F0：每个灯具中光源的总光通量（lm）E0：工作面上的平均照度（lx）S：房间面积（m2）n：灯具数量（盏）K：维护系数（一般为0.70）η：灯具的利用系数（查利用系数表得到）例：某教室长15m，宽10m，高3.5m，拟选用带有反射罩的2x40W（每只灯管的光通量为2200lm）普通双管荧光灯均匀性布置，吸顶安装，桌面设计平均照度为300lx，采用单位容量法，确定该教室的灯具数量。解：灯具计算高度h=3.5-0.75=2.75m

查表得ω=20.4W/m2n≥==31.9只

该教室的灯具数量可取32只。ω·Sρ20.4x1502·（40+8）教室灯具平面布置图1500010000采用均匀性布灯、如下图示：

照明功率密度根据《建筑照明设计标准》GB50034-2013，在照明设计中，各类建筑的房间照明功率密度不能够超过规范中规定的强制性执行标准。《建筑照明设计标准》GB50034-2013中部分强制性条文第6.3.2条办公建筑照明功率密度不应大于下表的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。房间或场所照明功率密度（W/m2）对应照度值（lx）现行值目标值普通办公室98300高档办公室、设计室1513.5500会议室98300营业厅1110300文件整理、复印、发行室119300档案室87200办公建筑照明功率密度值第6.3.6条

学校建筑照明功率密度值不应大于下表的规定。当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照明功率密度值应按比例提高或折减。房间或场所照明功率密度（W/m2）对应照度值（lx）现行值目标值教室、阅览室98300实验室98300美术教室1513.5500多媒体教室98300学校建筑照明功率密度值接上例：教室设计照度为300lx时，选用2x40W（2200lm）的普通荧光灯需要31盏以上(取32盏）才可以满足设计照度值。验算照明功率密度：32x2x4815x10=20.4W/m2（＞11W/m2）

现阶段，为了满足规范中规定的照明功率密度值，必须采用高光效的光源，如上例中采用2x36W（3900lm）的荧光灯，只需要18盏即可满足（采用电子镇流器）。18x2x(36+4)15x10=9.6W/m2(＜11W/m2)照明设计图纸照明平面图照明平面图主要应表达下列内容：在建筑平面图的基础上绘制出配电箱、灯具、开关、插座、线路等平面布置，标出回路的编号。标注出线路走向、引入线规格、线路敷设方式和标高、灯具型号容量及安装方式和标高。等等。照明设计图纸由照明平面图和照明系统图组成.照明系统图用单线图表示某个照明配电箱（柜）中系统的组成、相互关系及其主要特征的一种简图。照明系统图上通常可表示：配电箱进、出线的型号、规格、根数、敷设方式及部位；各种开关的型号规格，用电参数（如：设备容量、需要系数、计算容量、计算电流、cosφ等）；回路编号、相序等。L1L2L3L1L2L3L1L2L3L1L2L3DPN—16A/1PDPNvigi—16A/2PC65N—20A/4PINT100—63A/4PWL1—BV2x2.5—PVC16—CCWX1—BV3x2.5—PVC20—FCWL2—BV2x2.5—PVC16—CCWL3—BV2x2.5—PVC16—CCWL4—BV2x2.5—PVC16—CCWX2—BV3x2.5—PVC20—FCWX3—BV5x4—PVC25—FCWX4—BV5x4—PVC25—FC照明照明照明照明单相插座单相插座三相插座三相插座Pe=18KWKx=0.8Cosφ=0.85Pjs=14.4KWIjs=27.3AWL1-BV5x10-PVC40-WC/FC某照明系统图导线标注格式：a—b（cxd）e—f其中：

a：回路编号（WL：照明回路；WX：插座回路）

b：导线型号

c：导线根数

d：导线截面积（mm2)e：敷设管材及管径

f：敷设部位（FC：地面内暗敷，CC：顶板内敷设）漏电保护器是漏电电流动作保护的简称，是断路器的一个重要分支。主要用来防止人身电击伤亡及因电气设备或线路漏电而引起的火灾事故。第六节照明控制及保护设备控制及保护设备是一些常用的低压电器，它们在电路中主要实现通断、保护、控制或调节作用，如熔断器、自动空气开关、漏电保护器、照明开关、插座、照明配电箱等。照明线路的过流保护一般采用熔断器或自动开关（低压断路器）。一、漏电保护器漏电保护器

实际上漏电保护器是在断路器内增设一套漏电保护元件所组成，它具有漏电保护的功能外，还具有断路器的功能。右图是漏电保护器的工作原理

漏电保护器是在规定条件下，当漏电电流达到或超过给定值时，能自动断开电路的机械开关电器。

单相的漏电保护器可作为低压电网的单相线路的总保护（装在总配电箱中）、末端保护（装在分配电箱中）、单机（装在控制箱中）和家庭用电保护（装在住户配电箱中)等；三相的漏电保护器可作为低压电网的三相线路的总保护等。漏电保护器在民用建筑中用得较多，广泛应用于中性点直接接地的低压电网线路中，如TN－C－S、TN－S系统。

插座是各种移动电器的电源接取口，如台灯、电视机、电风扇、洗衣机等都使用插座。插座的安装高度应符合设计的规定，当设计无规定时应符合施工规范要求。

照明开关按其安装方式可分为明装开关和暗装开关两种；按其开关操作方式有拉线开关、跷板开关、床头开关等；按其控制方式有单控开关和双控开关。三、插座二、照明开关

③同一场所的三相插座，其接线的相位必须一致。插座的接线应符合下列要求：①单相两孔插座，面对插座的右孔或上孔与相线相接，左孔或下孔与零线相接；单相三孔插座，面对插座右孔与相线相接。②单相三孔、三相四孔及三相五孔插座的接地线或接零线均应接在上孔。插座的接地端子不应与零线端子直接连接。照明配电箱的安装高度应符合施工图纸要求。若无要求时，一般底边距地面为1.5m，安装垂直偏差不应大于3mm。配电箱上应注明用电回路名称。

照明配电箱有标准型和非标准型两种。标准配电箱可按设计要求直接向生产厂家购买，非标准配电箱可自行制作。照明配电箱型号繁多，但其安装方式有悬挂式明装和嵌入式暗装两种。四、照明配电箱照明配电箱这是一种最简单的照明控制线路，其平面图上的多线表示如下页图(a)所示。图(b)为一只开关控制多盏灯。五、照明控制

照明控制主要满足安全、节能、便于管理和维护等要求。熟悉掌握照明基本控制线路是提高读图效率的基本手段。常用照明基本控制线路见下页图。（1）一只开关控制一盏灯或多盏灯。①开关必须接在相线上，零线不进开关，直接接灯座。

图(c)，控制开关装在相线上，控制灯的亮灭，而插座不受开关控制。线路中间不能有接头，接头要在接线端子处。

②一只开关控制多盏灯时，几盏灯均应并联接线，而不是串联接线。（2）一只开关控制一盏灯并与插座相连（3）一组双控开关控制一盏灯图(d)是用2只双控开关控制一盏灯的线路。从图中看出双控开关比普通开关多了一个接点，开关上要接3根线，所以也有人称双控开关为三线开关，通常用于楼梯、走廊等处。

主要表示照明供配电系统各部分的组成以及各部分之间的相互关系。照明系统图一般用单线图的形式绘制，图中还标出配电箱、开关、熔断器、导线的型号和规格，保护管径和敷设方式、用电设备名称等。

第七节照明工程图一、照明工程图的组成

照明工程图主要由施工说明、主要设备材料表、照明系统图和照明平面图组1.照明系统图图中还用规定的文字符号对电气设备、电气线路等进行标注。

多层建筑可绘出标准层照明平面图。一般照明工程无剖面图。2.照明平面图

主要表示照明设备的具体安装平面位置以及照明线路的平面走向路径。

照明平面图一般是在建筑平面图的基础上，用规定的电气图形符号以单线图的形式绘制的。在系统图或平面图的图线旁标注一固定的文字符号，用以说明线路的用途、导线型号、规格、根数、线路敷设方式及敷设部位等。二、常用电气文字标注1.导线的标注

a－b(c×d)e－f其中a——线路编号或线路用途的符号；

b——导线型号；

c——导线根数；

d——导线截面，单位为mm2；

e——保护管管径，单位为mm；

f——线路敷设方式和敷设部位，其具体的文字符号见下表。导线标注的基本格式是：

表示有3根截面分别为4mm2的铝芯橡皮绝缘导线，穿直径15mm的水煤气钢管，沿墙暗敷设，在此未标注线路