建筑电气之建筑照明系统

建筑电气之建筑照明系统第一页，共九十三页，2022年，8月28日6.1建筑照明概述一、照明的基本物理量1.电磁波的性质与电磁波谱

光是能量的一种形态，这种能量能从一个物体传播到另一个物体，在传播过程中无需任何物质作为媒介。这种能量的传递方式被称为辐射。第二页，共九十三页，2022年，8月28日第三页，共九十三页，2022年，8月28日

2、光辐射

光的本质是电磁波，是整个电磁波谱中极小范围的一部分。光是能量的一种形态。光是电磁辐射谱中能够引起人眼视觉的部分。波长在390~770nm范围的光辐射第四页，共九十三页，2022年，8月28日第五页，共九十三页，2022年，8月28日

3.光通量光源在单位时间内，向周围空间辐射出使人眼产生光感觉的能量称为光通量，符号为，单位流明（lm）。——辐射通量的光谱分布；——光谱光（视）效率；——辐射的光谱（视）效能的最大值，单位为流明每瓦特（））第六页，共九十三页，2022年，8月28日

只有可见光区的辐射功率能转变为光通量。光通量的大小取决于辐射功率的大小和光谱光效率。波长为555nm的辐射通量能够完全转变为光通量。光通量与光源的辐射强度有关，还与波长有关。人眼对波长555nm的黄、绿光最敏感。第七页，共九十三页，2022年，8月28日

4.发光强度发光强度是表征光源在给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。符号为I，单位：坎德拉（cd）。

发光强度是表征光源（物体）发光能力大小的物理量。ω0第八页，共九十三页，2022年，8月28日

球面度是一个立体角。如果以点光源所在的点为球心，作一个半径为r的球面，以球心为顶点的圆锥面在球面上截得的面积为A，由这个圆锥面和球面所包围的空间称为立体角，用符号Ω表示。A第九页，共九十三页，2022年，8月28日

5.照度

被照物体表面单位面积接收到的光通量。用符号E表示，单位：勒克司（lx）。

如果光通（lm）均匀地投射在面积为A（m2）的表面上，则该平面的照度值为：

照度是用来表达被照面上光的强弱的，判别被照物上的照明情况。第十页，共九十三页，2022年，8月28日晴朗满月夜0.2lx

白天良好采光100~500lx晴天室外太阳散射1000lx

中午太阳直射10万lx20lx是刚能识别人脸，作为交通区域内的最低照度。100lx是交通区能接受的照度水平，效果最好。200lx是所有工作室以及人需要在其中停留较长时间的最低照度。常见照度第十一页，共九十三页，2022年，8月28日当采用某方向发光强度为I的点状光源照明时，被照面上某点的的照度与它至光源的距离（r）平方成反比，和入射角的余弦（Icos）成正比。第十二页，共九十三页，2022年，8月28日

6.亮度光源在给定方向单位投影面积上的发光强度，称为光源在该方向上的亮度。符号为L，单位尼特（nt）。——由给定点的束元传输的并包含给定方向的立方角内传播的光通量。——包含给定点的射束截面积；——射束截面法线与射束方向间的夹角。第十三页，共九十三页，2022年，8月28日第十四页，共九十三页，2022年，8月28日光源对被照物体颜色显现的性质，称为光源的显色性。光源的显色指数是指在待测光源照射下的物体的颜色，与在另一相近色温的黑体或日光参照光源照射下相比，物体颜色相符合的程度。一般显色指数用Ra表示。国际上规定参照光源的显色指数为100。7、显色性和显色指数第十五页，共九十三页，2022年，8月28日1、显色系数是物体的心理色符合程度的度量。

2、基本等级：光源的显色指数愈高，其显色性能愈好。05080100R0很差一般优良显色指数第十六页，共九十三页，2022年，8月28日

8.色温

某个光源所发射的光的色度与黑体在某一温度下所发出的光的色度完全相同时，则黑体这个温度就称为该光源的色温。光源与黑体（或完全辐射体）的颜色相同时，该黑体的温度就称为光源的色温。第十七页，共九十三页，2022年，8月28日色温用绝对温度“K”表示，绝对温度等于摄氏温度加273。如正午的日光具有色温为6500K。光源色温（K）晴天室外光

13000全阴天室外光6500白天直射日光555045°斜射日光4800昼光色、荧光灯6500氙灯

5600炭精灯5500～6500常见光源色温表第十八页，共九十三页，2022年，8月28日

相关色温（K）色表大于5500冷色（B-W）3300~5500中间色（W）小于3300暖色（R-W）第十九页，共九十三页，2022年，8月28日9.频闪效应当气体放电灯由交流50Hz电源供电时，随着交流电压和电流的周期性变化，气体放电灯的光通量和工作面上的照度也产生频率为100Hz的脉动，这种现象称为频闪效应。第二十页，共九十三页，2022年，8月28日

在视觉内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，可引起不舒适感，并造成视觉降低的现象，称为眩光。10.眩光

眩光分为直接眩光和反射眩光。直接眩光又分为失能眩光和不舒适眩光。第二十一页，共九十三页，2022年，8月28日

第二十二页，共九十三页，2022年，8月28日二、照明方式

1．一般照明在整个场所或场所的某部分照度基本上均匀的照明。对于工作位置密度很大而对光照方向又无特殊要求，或工艺上不适宜装设局部照明的场所，可采用一般照明。2．局部照明局限于工作部位的固定或移动的照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时，可采用局部照明。但在整个场所不应只设局部照明而不设一般照明。第二十三页，共九十三页，2022年，8月28日

3．混合照明一般照明与局部照明共同组成的照明。对于工作面需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所，可采用混合照明。混合照明中的一般照明的照度不低于混合照明总照度的5～10%，并且最低照度不低于20lx。第二十四页，共九十三页，2022年，8月28日

4．照明方式的应用1）工作场所通常应设置一般照明；2）同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明；3）对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采用混合照明；4）在一个工作场所内不应只采用局部照明。第二十五页，共九十三页，2022年，8月28日三、照明种类

1.正常照明正常工作时使用的室内、外照明称为正常照明。2.应急照明正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续工作或人员安全通行的照明称为应急照明。应急照明主要有备用照明（确保正常活动继续进行）、安全照明（保证人员人身安全的照明）、疏散照明（保证安全出口通道能够辨认使用，使人员能够安全撤离的照明）。第二十六页，共九十三页，2022年，8月28日应急照明光源采用瞬时点亮的白炽灯或卤钨灯，灯具布置在主要通道、危险地段、出入口处，在灯具上加涂红色标记。疏散照明的标志安装在疏散走道距地1m以内的墙面上、楼梯口、安全门的顶部，底座采用非燃材料。应急照明的照度大于工作面上的总照度的10%。第二十七页，共九十三页，2022年，8月28日

3．值班照明在重要的车间和场所设置的供值班人员使用的照明称为值班照明。值班照明可利用正常照明中能单独控制的一部分，或应急照明中的一部分。

4.警卫照明用于有警卫任务的场所，根据警戒范围的需要装设警卫照明。第二十八页，共九十三页，2022年，8月28日

5．障碍照明装设在高层建筑物或构筑物上，作为航空障碍标志（信号）用的照明，并应执行民航和交通部门有关规定。障碍照明采用能穿透雾气的红光灯具。

6．标志照明借助照明以图文形式告知人们通道、位置、场所、设施等信息。

7．景观照明包括装饰照明、外观照明、庭院照明、建筑小品照明、喷泉照明、节日照明等，用于烘托气氛、美化环境。第二十九页，共九十三页，2022年，8月28日8．应用（1）工作场所均应设置正常照明。（2）工作场所下列情况应设置应急照明：1）正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；2）正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明。（3）大面积场所宜设置值班照明。（4）有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。（5）有危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据航行要求设置障碍照明。第三十页，共九十三页，2022年，8月28日四、绿色照明绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品（电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材，以及调光控制调和控光器件），改善提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。第三十一页，共九十三页，2022年，8月28日5.2光源灯具的选择

一、电光源电光源按发光原理分为热辐射光源和气体放电光源。气体放电光源按其发光的物质不同又可分为金属类（低压汞灯、高压汞灯）、惰性气体类（如氙灯、汞氙灯）、金属卤化物类（钠、铟）等第三十二页，共九十三页，2022年，8月28日第三十三页，共九十三页，2022年，8月28日光源第一代：热辐射光源第二代：低压气体放电光源第三代：HID高压气体放电光源第四代：自由电子激光光源1.热辐射光源：白炽灯、卤钨灯第三十四页，共九十三页，2022年，8月28日2.常用气体放电光源（1）低压荧光灯（2）高压汞灯（3）金属卤化灯（4）高压钠灯第三十五页，共九十三页，2022年，8月28日节能灯LED灯金卤灯高压汞灯高压钠灯低压银光灯管中管节能灯LED日光灯第三十六页，共九十三页，2022年，8月28日37常用照明光源主要光电特性

种类普通白炽灯卤钨灯荧光灯荧光高压汞灯金属卤化物灯高压钠灯光效(lm/W)7-1915-2132-7033-5652-11052-107色温(K)280028503000-650060004500-70002000显色指数(Ra)95-9995-9950-9340-5060-9520,40,60平均寿命(h)1000800-20002000-50004000-12000300-200003000-24000

表面亮度较大大小较大较大较大启动和再启动时间瞬时瞬时较短长长长受电压波动的影响大大较大较大较大较大受环境温度的影响小小大较小较小较小耐震性较差差较好好较好较好所需附件无无电容器镇流器启辉器镇流器镇流器镇流器频闪现象无无有有有有发热量(4.187kj/h1000lm)57(100W)41(500W)13(40W)17(400W)12(400W)8(400W)初始价格最低中中高高高运行价格最高低低中中中性能第三十七页，共九十三页，2022年，8月28日常用光源的适用场所光源名称适用场所举例白炽灯1.要求照度不很高的场所2.局部照明、应急照明3.要求频闪效应小或开关频繁的地方4.避免气体放电灯对无线电或测试设备干扰的场所

5.需要调光的场所高度较低的房间、仓库、办公室、礼堂、宿舍、次要道路、图书馆等卤钨灯1.照度要求较高，显色性要好，且无振动的场所2.要求频闪效应小的场所3.需要调光的场所礼堂、体育馆等荧光灯1.悬挂高度较低，又需要照度较高的场所2.需要正确识别色彩的场所办公室、学校等荧光高压汞灯照度要求高，但对光色无特殊要求的场所道路、广场、仓库等金属卤化物灯房子高大，要求照度较高、光色较好的场所体育馆、礼堂等高压钠灯1.要求照度高，但对光色无要求场所2.多烟尘场所道路照明、露天场地等第三十八页，共九十三页，2022年，8月28日5．光源选择的原则电光源的选择以绿色照明工程为原则。（1）限制白炽灯的应用。（2）利用卤钨灯取代普通的白炽灯。（3）推荐采用紧凑型荧光灯取代白炽灯。（4）推荐T8、T5细管荧光灯。（5）推荐采用钠灯和金属卤化物灯。（6）淘汰碘钨灯。（7）利用高效节能的灯具和灯具附件。（8）采用各种照明节能的控制设备和器件。第三十九页，共九十三页，2022年，8月28日三、光源的主要附件第四十页，共九十三页，2022年，8月28日第四十一页，共九十三页，2022年，8月28日镇流器是缠绕在硅钢片铁芯上的电感线圈，在起动时与启辉器配合产生瞬时高压脉冲促使气体放电，限制并稳定工作电流。启辉器是一个充有氖气的玻璃泡，内有一固定的静触片和用双金属片制成的U形动触片，启辉器内的小电容是为了在两触片断开时产生火花将触片烧坏，另一作用是消除电磁干扰。第四十二页，共九十三页，2022年，8月28日电感镇流器电子镇流器启辉器第四十三页，共九十三页，2022年，8月28日四、照明器1．照明器照明器一般是由光源、照明灯具及其附件共同组成的。照明器除具有固定光源、保护光源、美化环境的作用外，还可以对光源产生的光通量进行再分配、定向控制以及防止光源产生眩光。第四十四页，共九十三页，2022年，8月28日

按用途分类：功能性照明器

首先考虑使用，后考虑装饰效果。

装饰性照明器一般由装饰部件围绕光源组合而成，其作用主要是美化环境、烘托气氛。因此，首先应该考虑照明器的造型和光线的色泽，其次再考虑照明器的效率和限制眩光。第四十五页，共九十三页，2022年，8月28日按照明器防触电保护方式分类为了电气安全，照明器的所有带电部分必须采用绝缘材料等加以隔离。照明器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，照明器可分为0、Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ四类。第四十六页，共九十三页，2022年，8月28日按照明器的防尘、防水等分类为了防止人、工具或尘埃等固体异物触及或沉积在照明器带电部件上引起触电、短路等危险，也为了防止雨水等进入照明器内造成危险，有多种外壳防护方式起到保护电气绝缘和光源的作用。相应于不同的防尘、防水等级，目前采用特征字母“IP”后面跟两个数字来表示照明器的防尘、防水等级。第一个数字表示对人、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。第四十七页，共九十三页，2022年，8月28日按照明器光通量在空间的分布分类当照明器采用不同的照明器，其光通量在空间的分布状况是不同的。CIE将一般室内照明器的光通量在上、下半球空间分配比例来分有直接型、半直接型、漫射型、半间接型和间接型。其不同类型照明器光通量的分布。第四十八页，共九十三页，2022年，8月28日灯具按光通量分类

类别光通量分布特性（％）

特点

上半球上半球直接型0～10100～90光线集中，工作面上可获得充分照度。半直接型10～4090～60光线集中在工作面上，空间环境有适当照度比直接型眩光小。漫射型40～6060～40空间各方向光通量基本一致，无眩光。半间接型60～9040～10增加反射光的作用，使光线比较均匀柔和。

间接型90～10010～0扩散性好，光线柔和均匀，避免眩光，但光的利用率低。第四十九页，共九十三页，2022年，8月28日第五十页，共九十三页，2022年，8月28日

按照明器配光曲线分类

按照照明器的配光曲线分类实际是按照照明器光强分布特性类分类。特深照型深照型配照型广照型嵌入式荧光灯暗灯第五十一页，共九十三页，2022年，8月28日2）配照型

3）广照型

4）投光型灯具选择:

1）深照型第五十二页，共九十三页，2022年，8月28日开启型

闭合型

密闭型

防爆型

安全型

隔爆型结构型式特点开启型

光源与外界空间直接接触（无罩）。

闭合型

透明罩将光源包合起来，但内外空气仍能自由流通。封闭型

透明罩固定处加一般封闭，与外界隔绝比较可靠，但内外空气仍可有限流通。密封型

透明罩固定处加严密封闭，与外界隔绝相当可靠，内外空气不能流通。防爆型

透明罩本身及其固定处和灯具外壳，均能承受要求的压力，能安全使用在爆炸危险性介质的场所。按照明器结构特点分类第五十三页，共九十三页，2022年，8月28日五、照明器的布置1.灯具的平面布置矩形布置时菱形布置时第五十四页，共九十三页，2022年，8月28日边灯距墙约为相邻两灯距离的一半。第五十五页，共九十三页，2022年，8月28日灯具的悬挂高度指光源至地面的垂直距离

计算高度为光源至工作面的垂直距离，即等于灯具离地悬挂高度减去工作面的高度(通常取0.75m-0.8m)。第五十六页，共九十三页，2022年，8月28日6.3照明配电设备一、照明配电箱第五十七页，共九十三页，2022年，8月28日1.功能单元（1）电源总闸单元（2）漏电保护器单元（3）自动空气开关单元

2.保护功能（1）微型断路器（MCB）（2）隔离开关（3）漏电保护器（4）浪涌保护器（SPD）第五十八页，共九十三页，2022年，8月28日3.照明系统图第五十九页，共九十三页，2022年，8月28日二、电表箱1.单相电度表第六十页，共九十三页，2022年，8月28日3.

三相电度表第六十一页，共九十三页，2022年，8月28日单联单控双联单控三联单控四联单控单相两孔单相三孔单相三孔单相四孔单相五孔单相六孔单相七孔单相三孔带单联开关单相五孔带单联开关单相五孔带双联开关三相四孔电视电话电视、广播电话、网络电话、电视桌面单相五孔插座箱地面多媒体插座地面单相五孔防水防溅插座三、插座和开关第六十二页，共九十三页，2022年，8月28日第六十三页，共九十三页，2022年，8月28日第六十四页，共九十三页，2022年，8月28日2.开关按开关连接方式分单联开关、两联开关、三联开关、四联开关按控制方式分类有单控、双控和多控方式。第六十五页，共九十三页，2022年，8月28日开关接线翘板开关第六十六页，共九十三页，2022年，8月28日灯具接地

《建筑照明设计标准》（GB50034）规定“当采用Ⅰ类灯具时．灯具的外露可导电部分应可靠接地”。当采用Ⅰ类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠接地（或连接PE线），即三根线配电。第六十七页，共九十三页，2022年，8月28日开关接线NLPENLPENLPE第六十八页，共九十三页，2022年，8月28日PEPE第六十九页，共九十三页，2022年，8月28日6.4照度计算一、照度计算照明计算包括照度计算、亮度计算、眩光计算各种照明效果计算，通常所说的照明计算主要是指照度计算，只是在特定环境下才计算其亮度、眩光等指标。1）根据照明系统计算被照面上的照度；2）根据所需照度及照明器布置计算照明器的数量及光源功率。第七十页，共九十三页，2022年，8月28日

二、光源类型

光源的尺寸为d、光源到被照面的距离为L，灯具的长度为a，宽度为b,可将光源分为：

点光源

—5d＜L时；

线光源

—5a＞L,且5b≤L时；

面光源

—5a＞L,且5b＞L时。第七十一页，共九十三页，2022年，8月28日（1）水平面

式中：

—照射方向的光强，；

—点光源至计算点的距离，；

—被照水平面的法线与入射光线的夹角的余弦1、距离平方反比定律第七十二页，共九十三页，2022年，8月28日计算示例如图所示θ(°)051015202530354045Iθ(cd)234232232234232214202192182169θ(°)505560657075808590Iθ(cd)14110575352416940灯具维护系数K＝0.7,试求A点的水平面照度值。8只GC39型深照型灯具内装400W荧光高压汞灯hrc=10m,Ø＝20000lm光源光强分布（1000lm）如下：第七十三页，共九十三页，2022年，8月28日解：灯具距计算点A的水平距离为D

灯具距计算点A的空间距离为R，

以1点和3点为例

则第七十四页，共九十三页，2022年，8月28日同理计算

求A点的总照度值。第七十五页，共九十三页，2022年，8月28日（2）垂直面

式中：

—照射方向的光强，；

—点光源至计算点的距离，；

—被照垂直面的法线与入射光线的夹角的余弦。第七十六页，共九十三页，2022年，8月28日平面图侧面图

A和B两灯具间距为S,灯具离工作面的高度为MH,在它们下方的中间点Q处产生的水平照度为（3）1/2照度角法

第七十七页，共九十三页，2022年，8月28日为了使工作面上照明均匀,两灯具在点Q产生的照度EQ

应与每一个灯具，在其正下方产生的直接照度相等,即上式中,I0

是=00时的光强,而满足上式关系的角可记为

½，所以：，也可得出显然，当灯具安装的距高比大于2tan½时工作面上的照度就不会均匀。第七十八页，共九十三页，2022年，8月28日2.等照度曲线计算法

（1）空间等照度曲线

对于采用旋转对称配光的照明器利用“空间等照度曲线”进行水平面照度计算；对于非对称配光的照明器可利用“平面相对等照度曲线”进行计算；第七十九页，共九十三页，2022年，8月28日GC39型深照型灯具(内装GGY400型灯)的空间等照度曲线空间等照度曲线第八十页，共九十三页，2022年，8月28日应用空间等照度曲线法计算公式为：水平照度垂直照度倾斜面照度

Ø——光源的光通量，lｍ

∑e——各灯(1000lm)对计算点产生的

水平照度之和,lx

Ｋ——灯具的维护系数，Ｋ＜1第八十一页，共九十三页，2022年，8月28日

2.单位容量法每平方米所需的照明设备的安装容量是一定的。

──在某最低照度值下的单位容量值（W/m）；──房间内照明总安装容量（包括照明附件的功率损耗在内）（W）；──房间的面积（m）。第八十二页，共九十三页，2022年，8月28日6.5照明系统设计

一、照度标准照度标准值应按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分级。应急照明的照度标准值宜符合下列规定：（1）备用照明的照度值除另有规定外，不低于该场所一般照明照度值的10％；（2）安全照明的照度值不低于该场所一般照明照度值的5％；（3）疏散通道的疏散照明照度值不低于0.5lx。第八十三页，共九十三页，2022年，8月28日二、质量控制第八十四页，共九十三页，2022年，8月28日三、电源电压一般照明光源的电源电压应采用220V。1500W及以上的高强度气体放电灯的电源电压宜采用380V。移动式和手提式灯具应采用Ⅲ类灯具，用安全特低电压供电，其电压值应符合以下要求：（1）在干燥场所不大于50V；