项目6 电气照明课件

建筑设备（建筑工程类专业）112电气照明照明分天然照明和人工照明两大类。

天然照明受自然条件的限制，不能根椐人们的需要得到所需的采光，难以保证人们生产、生活和学习的需要。在缺乏自然光的工作场所和工作区域内，或夜幕降临之后，则需要采取人工照明措施。

人工照明实际上是用电气照明来实现的。本章主要介绍：电气照明基础知识、电光源与灯具、照明设计的主要内容及照明设计的主要成果。2电气照明已成为现代建筑中不可缺少的组成部分之一，并对人们生产、生活和学习产生着越来越大的影响。

照明系统由照明装置和电气部分组成。照明系统的照明装置是指灯具及其附件。照明系统的电气部分指照明配电盘、照明线路及照明开关等。

312.1电光源与灯具

12.1.1电光源

1、常见的照明电光源

常见的照明电光源，按其发光机理可分为两大类：热辐射光源和气体放电光源。热辐射光源是利用物体被加热时辐射发光的原理所制造的光源，如白炽灯、卤钨灯即属此类；气体放电光源是利用气体放电时发光的原理制造的光源，如荧光灯、高压汞灯、高（气）压钠灯、金属卤化物灯和氙灯均属此类。5照明电光源虽已推出了第三代产品，但目前仍然是新老产品共存的时代。下面分别介绍这些常见的照明光源：

（1）白炽灯白炽灯是第一代光源的代表。其光谱能量为连续分布，故显色性好。白炽灯具有结构简单、使用灵活、可调光、能瞬间点燃、无频闪现象、可在任意位置点燃、价格便宜等优点，所以仍是目前广泛使用的电光源之一。6但因其极大部分热辐射为红外线，故发光效率很低。另外，电源电压变化对灯泡的寿命和发光效率有严重影响。7③漫射型如白玻壳内表面涂以扩散良好的白色无机粉末，使灯泡亮度降低，并具有良好的漫射光性能。

④反射型在灯泡玻壳内上部涂以反射膜，形成抛物线状的反射面，使光通向一定方向投射，500W反射型灯泡可获得5400lm的光通量。9

⑤局部照明型灯泡额定电压为6V、12V、36V，其发光效率较220V灯泡提高20%30%。适用于移动式局部照明及安装高度较低、易碰撞或潮湿的场所。⑥水下照明型灯泡在水下能承受25个大气压力，功率为1000W、1500W，玻壳用彩色玻璃制成，用于喷泉、瀑布等作为水中装饰照明。10

（2）卤钨灯

卤钨灯是一种管状光源，它是在具有钨丝且耐高温的石英灯管中充以微量的卤化物（碘化物和溴化物），利用卤化物的再生循环作用来提高发光效率的一种光源。

卤钨灯的光谱能量分布为连续型，故显色性好。卤钨灯具有体积小、功率大、发光效率高、能瞬间点燃、可调光、无频闪效应、光通稳定和寿命长等优点。其缺点是：对电压波动比较敏感、灯管表面温度很高。这种灯适用于：面积较大、空间高的场所，其色温特别适用于电视转播摄像照明。11②白色：其色温约为4500K，与日出2小时后的太阳直射光相似。

③暖白色：其色温约为3000K，与白炽灯光接近。该类灯的管壁分蓝、绿、红三个狭窄区域，并分别涂有发光的三基色荧光粉，其色温与暖白色荧光灯接近。13

荧光灯与白炽灯相比，具有更显著的优点，即光色好。特别是日光色荧光灯，其光谱特性接近天然光的谱线，且光线柔和、温度较低，而发光效率比白炽灯高2～3倍，使用寿命长（可达3000h以上）。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。14

（4）高（气）压水银荧光灯高压水银荧光灯又称高压汞灯，其发光原理与荧光灯一样，但结构却有很大的差异。该灯的灯管由内管和外管组成，内管为石英放电管。由于它的内管的工作气压为2～6个大气压，故得名高压汞灯。除自镇式高压汞灯不必再配用镇流器外，其他的高压汞灯需配用镇流器。高压汞灯具有功率大、光效高、耐震、耐热、寿命长等特点，常用于空间高大的建筑物中，悬挂高度一般在5m以上。15

（6）钠灯在放电发光管内除了充有适量的汞和惰性气体氩或氙以外，再加入足够的钠，使其放电管内以钠的放电发光为主，这种光源称为钠灯。视其放电管内气压不同分为低压钠灯和高压钠灯。

①低压钠灯低压钠灯发出589nm的光谱，接近人眼最敏感的是555nm的黄绿光。这种光透雾能力强，发光效率最高，适用于街道、航道、机场跑道等照明。17②高压钠灯提高钠蒸气压力即为高压钠灯，其共振谱线加宽，光谱能量集中分布在人眼较灵敏的区域内，光色得到改善，成金白色，但发光效率有所降低。高压钠灯具有光效高、紫外线辐射小、透雾性好、可在任意位置点燃等优点，但显色性差。它广泛用于道路照明，当与其他光源混光后，可用于照度要求高的高大空间场所。18

（7）氙灯

氙灯是一种灯管内填充高纯度氙气的弧光放电灯。高压氙灯放电时能产生很强的白光，其光谱接近太阳光，故有“小太阳”之称。它具有功率大（能发出数十万流明的光通量）、光色好、能瞬时启动、工作稳定、耐低温、耐高温和耐震等优点。但与其他气体放电灯相比，它光效低、寿命短、价格较高、需采用触发器启动。因此，它适用于大面积场所照明，如高大厂房、广场、海港和机场等。19光源色调照明效果适宜照明场所黄色光热烈，活泼，愉快舞厅、餐厅、宴会厅、舞台、会议厅、食品商店白色光明亮，开朗，大方教室、办公室、展览厅、百货商店红色光庄严，危险，禁止障碍灯、警灯、庄严性布置绿、蓝色光宁静，优雅，安全病室、休息室、客房、庭院、道路粉红色光镇静精神病室不同光色的照明效果表12-521

2、光源的选择做照明设计时，光源选择是重要的环节之一。应根据被照对象和场所对光源（色调、显色性、效率和频闪效应等）的要求，选择照明光源。（1）用于室内照明室内照明一般采用白炽灯、荧光灯。在需要防止电磁波辐射的场所，不宜选用气放电光源。

（2）对有振动的场所对于振动较大的场所，宜选用高压汞灯或高压钠灯。22

（3）对于需要大面积照明且有高挂条件的场所，宜采用金属卤化物灯、高压钠灯或长弧氙灯。

（4）对显色要求高的场所

对于识别颜色要求较高的场所，宜采用显色指数较高的日光色荧光灯、白炽灯和卤钨灯。在同一场所内，当用一种光源不能满足光色要求时，可采用不同光源混光的办法来解决。常见的有荧光高压汞灯与白炽灯（或卤钨灯）混光。23控照器虽为光源的附件，也有自身的重要作用。控照器的作用有如下几个方面：重新分配光源产生的光通量；限制光源的眩光作用以减少和防止光源的污染；保护光源免遭机械破坏；安装和固定光源；它和光源配合还可起一定装饰作用。25

1、灯具分类为便于选择使用，可从不同角度对照明灯具作如下分类：

（1）按光源情况分

①按光源类型可分为：白炽灯具、卤钨灯具和荧光灯具等。

②按光源数目可分为：普通灯具、组合花灯灯具（由几个或几十个光源组合而成）。26

（2）按控照器情况分

①按结构形式即按控照器结构的严密程度分为：

开启式：光源和外界环境直接接触的普遍灯具。

保护式：有闭合的透光罩，但罩内外可以自由流通空气，如走廊吸顶灯等。

密闭式：透光罩将其内外空气隔绝。如浴室的防水防尘灯。

防爆灯：严格密闭。在任何情况下都不会因灯具而导致爆炸。用于易燃易爆场所。27CIE对灯具配光的分类表12-629③按材料的光学性能分

反射型灯罩主要由金属材料制成，可分为：

漫反射型由涂瓷釉金属板制成，其中最简单的形式是搪瓷伞形罩。

定向反射型由磨光的或镶有镀银的金属板制成。30

定向漫反射型由经过酸蚀的，或由涂以银漆的金属板制成。

折射型灯罩用具有棱镜结构的玻璃制成，经折射可使光线在空间任意分布。

透射型灯罩用乳白玻璃或塑料等漫射材料制成，或用磨砂玻璃等材料制成。透过灯罩可隐约看见灯丝。31

（3）按安装方式分可分为自在器线吊式X、固定线吊式X1、防水线吊式X2、“人”字线吊式X3、杆吊式G、链吊式L、座灯头式Z、吸顶式D、壁式B和嵌入式R等，32图12—1灯具安装方式33

2、灯具的主要特性

（1）配光曲线

一个光源配上了灯罩后，其光通就要重新分配，称为灯具的配光。灯具的配光以配光曲线表示。配光曲线形象地描述了光强在空间各个方向的分布情况。对于大部分灯具来说，这种曲线是三维空间的，而且是旋转对称的。为了表达上的方便，人们往往取其平面图形来代表，并用极坐标绘制，34图12-2极坐标表示的配光曲线

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（2）光效率

光效率是指由控照器输出的光通量Φ1与光源的辐射光通量Φ之比值，此值总是小于1。

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（3）保护角保护角指控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，即控制器遮挡光源的角度，如图12—4所示。37

照明灯具的三个特性之间紧密相关，相互制约。如为改善配光需加罩，为减弱眩光需增大保护角，但都造成光效率降低。为此，需研制一种可以任意改变保护角大小但不增加尺寸的新型控制器，遮光格栅（可任意调节格板的角度）就是其中的一种。3839

3、灯具的布置灯具的布置包括：灯具的高度布置和平面布置两部分内容，即确定灯具在房间内的具体空间位置。（1）灯具的竖向布置灯具的竖向布置如图12-5示：4041图中，hc称垂度；h称计算高度；hp称工作面的高度；hs称悬吊高度，单位为m。确定灯具的悬吊高度（hs）应考虑如下因素：

①保证电气安全

对一般车间不宜低于2.4m，对电气车间可降至2m。对民用建筑一般无限制；

②限制直接眩光

和光源种类、功率及灯具形式相对应，规定出最低悬吊高度见表12-7。对于不考虑限制直接眩光的普通住房，悬吊高度可降至2m。42

③便于维护管理

用梯子维护时不超过6～7m。用升降机维护时，高度由升降机的升降高度确定。有行车时多装于屋架的下弦。

④与建筑尺寸配合如吸顶灯的悬吊高度高度即为建筑的净高。⑤应防止晃动垂度hc一般为0.3～1.5m,多取为0.7m。43

⑥应提高经济性即应符合表12-8所规定的合理距高比L∕h。对于直射型灯具，查表12-8求值即可。对于半直射型和漫射型灯具，除满足表12-8的要求外，尚应考虑光源通过顶棚二次配光的均匀性。⑦一些参考数据一般灯具的悬挂高度为2.4～4.0m;配照型灯具的悬挂高度为3.0～6.0m;搪瓷探照型灯具悬挂高度为5.0～10m;镜面探照型灯具悬挂高度为8.0～20m;44

（2）灯具的平面布置

灯具的平面布置对照明的质量有重要的影响，对以下方面内容有决定性的作用：光的投射方向、工作面的照度、照明的均匀性、反射眩光和直射眩光、视野内各平面的高度分布、阴影、照明装置的安装功率和初次投资、用电的安全性、维修的方便性等。

灯具的平面布置方式分为：均匀布置和选择布置两种，两者结合形成混合布置。45

对于均匀布灯的一般照明系统，灯具的平面布置应考虑以下因素：①与建筑结构配合，做到考虑功能、照顾美观、防止阴影、方便施工。

②与室内设备布置情况配合，尽量靠近工作面，但不应装在大型设备的上方。③应保证用电安全，和裸露导电部分应保持规定的距离。

④应考虑经济性。4612.2室内照明设计照明设计的目的是在建筑物内创造一个人工的照明环境，以满足人们的生活、学习、工作的需要。在进行照明设计时，要正确规划照明系统，确定照明标准的数量依据，在此基础上还要再考虑照明质量问题。4712.2.1室内照明设计的数量依据为了保证照明设计的结果使人的眼睛能轻松地、清晰地把被观察物从背景上分辨出来，即满足一定的视力条件，根据国家的经济和电力发展水平，国家有关部门颁布了人工照明的数量依据，即照度标准。

我国现行的照度标准分为工业建筑照度标准和民用建筑照度标准两大类。481、工业建筑照度标准

《工业企业照明设计标准》（TJ34-79）将各类工业建筑，按照所观察物体的最细小部分的尺寸将视觉工作分为10等（特别精细、高度精细、精细、很精细、稍粗糙、很粗糙、特别粗糙、一般观察生产过程、大件贮存、有自行发光材料的车间）。在此基础上制定出通用生产车间和工作场所工作面上的照度标准，见表12—9。49

2、民用建筑照度标准

民用建筑照度标准是指工作区参考平面上的平均照度，祥见《建筑电气设计技术规程》（JGJ16-83）。该标准中按照视力条件将各类民用建筑归纳为居住建筑、科技（教）办公建筑、医疗建筑、影剧院礼堂建筑、汽车库、室外设施、体育建筑、商业建筑、宾馆（饭店）建筑、机电用房和火车站等11大类。50

12.2.2室内照明设计的质量要求

良好的照明环境,不仅要具有足够的照度即足够的照明数量,而且对照度的均匀度、亮度分布、眩光的限制、显色性、照度的稳定性也有一定的要求即有良好的照明质量。51

12.2.3室内照明的设计方法

根据建筑照明设计的基本要求，确定照明方式，选择照明光源及灯具，确定灯具布置方案后，还需要进行必要的照度计算和供电系统的负荷计算及照明电气设备与线路的选择，最后绘制出电气照明供电系统图和电气照明平面施工图。52照明计算的目的是使空间获得符合视觉要求的亮度分配，使工作面上达到适宜的照度标准。因亮度计算相当困难，故以直接计算与亮度成正比的照度值间接反映亮度值，使得计算简化。因而所谓照明计算，实际是照度计算。5312.3建筑电气施工图12.3.1电气照明供电系统图

电气照明供电系统是指：由电源(包栝变压器或室外供电网络等）引向配电盘、配电线路（简称配线)，以及开关、插座、照明灯具、其他（家用）电器的整个网络系统。

电能由室外供电网络经接户线、进户线引入建筑内部，然后经过配电干线接入分配电盘，最后经过室内配线将电能分配给各用电设备和照明灯具。54

室内配线通常有明配线和暗配线两种。导线沿墙壁、天花板、行架及柱子等明线敷设称为明配线；导线穿管埋设在墙内、地坪内或装设在顶棚里的称为暗配线。

电气照明供电系统图是：设计者在确定了室内灯具、插座、开关、配电箱等的数量与位置后，根据建筑物内部的情况，从配电箱到各用电设备供电敷设线路的具体设计方案。这种设计方案反映在设计图纸中，是进行室内配线施工的技术依据。55

一套完整的施工图，内容以图纸为主，一般分为：1、图纸目录2、设计总说明3、配电系统图4、平面图5、大样图6、二次接线图7、设备材料表此外，还有电气原理图、设备布置图、安装接线图等。56建筑电气工程施工图根据建筑物功能不同，电气设计内容不同。通常可分为内线工程和外线工程。（1）内线工程：照明系统图、动力系统图、电话工程系统图等。（2）外线工程：架空线路图、室外电源配电线路图。57电气照明供电系统图的内容

（1）供电电源：应表明照明工程是由单相供电还是由三相供电以及电源的电压和频率。可用文字按下述格式表示：m—fv其中：m相数；f电源的频率；v电源的电压。58例如：在电气照明供、配电系统图上的进户线旁边表有：3N50Hz380/220V

则表示三相四线（N表示零线）制供电，电源的频率为50Hz，电源的电压为380/220V。

（2）配线的接线方式

从系统图上可以直接表示出配线的接线方式是放射式、树干式还是混合式。一般在多层建筑中，多采用混合式。59

（3）配线的型号、截面、穿管管径、管材、敷设部位及敷设方式：

配线的导线型号、截面、穿管管径、管材、敷设部位及敷设方式可用文字格式表达：a(bc)-d-ea导线的型号b导线的根数c导线的截面积d导线的敷设方式及穿管管径；e导线的敷设部位60例如：在一段配线的旁边标注有：BV(350+225)-SC50-FC，表示该线路采用铜芯塑料绝缘线，三根50mm2，两根25mm2，穿钢管敷设，敷设部位沿地面暗设。

（4）配电箱中的控制、保护设备和计量仪表：配电箱中的控制设备（开关的规格、型号）、保护设备（溶丝、瓷插式熔断器的规格、型号）和计量仪表（分单相或三相功率表）都须标注在系统图中。61

（5）相别划分用三相电源向单相用电回路分配电能时，应在单相用电各回路导线旁边标注相别a、b、c，避免施工时发生事故。

（6）照明供电系