照明技术(照明灯具)

照明灯具定义为：

能透光、分配和改变光源光分布的器具。包括除光源外所有用于固定和保护光源所需的全部零部件，以及与电源连接所必需的线路附件。它在照明设备中是除光源之外的第二要素。为了使光源发出的光辐射合乎要求地分配到被照面上，以满足视觉要求和美化、装饰环境，必需正确地选择照明灯具。5.1灯具的特性

1、灯具的特性照明灯具的（配光）特性可以从灯具的配光曲线、保护角、灯具光效率三个指标加以衡量。（1）配光曲线：所谓配光曲线就是以平面曲线图的形式反映灯具在空间各个方向上发光强度的分布状况。一般灯具可以用极坐标配光曲线。具有旋转轴对称的灯具在通过光源中心及旋转轴的平面上测出不同角度的发光强度值，以某一个位置为起点，不同角度上发光强度矢量的顶端所勾勒出的轨迹就是灯具的极坐标配光曲线。如图。由于是旋转轴对称，所以任意一个通过旋转轴的平面，上面的曲线形状都是一样的。如果是非旋转轴对称比如说管型荧光灯灯具则需要多个平面的配光曲线才能表明空间分布特性。对于像投光灯、聚光灯、探照灯类的灯具,其光辐射的范围集中用直角坐标配光曲能将其分布特性表达清楚。3．等光强曲线图(等烛光图)

不对称配光的灯具需要用许多平面上的配光曲线才能表示其光强在空间的分布，使用不便，也不醒目，不能反映各平面间的联系，此时可采用等光强图表示法。

为了正确表示发光体空间的光分布，可以设想将它放在一个外面标有地球上经度和纬度线的一个球体中心，球体半径与发光体的尺寸要满足“点光源”的条件。发光体射向空间的每根光线都可以用球体上每点坐标表示，将光源射向球体上光强相同的各方向的点用线连接起来，成为封闭的等光强曲线(类似于地球表面的等高线)就能表示光强在空间各方向的分布，见图5－4。要像图5－4表示的那样在球体上给出等光强曲线是十分费力的事，最好的办法是将球体及其坐标用平面图形和相应的角度坐标来表示，并要求平面图形上坐标角度内的面积与球体下相应的立体角成正比例，以便于光通量计算。常用的有圆形网图、矩形网图，以及正弦网图。第四章建筑照明设备（2）保护角：保护角又叫遮光角，用于衡量灯具为了防止眩光而遮挡住光源直射光范围的大小。用光源发光体从灯具出口边缘辐射出去的光线和出口边缘水平面之间的夹角表示。如图。（3）灯具光效率：灯具的光效率η是指在相同的使用条件下，灯具输出的总光通量Ф’与灯具中光源发出的总光通量Ф之比，即：η＝Ф‘∕Ф×100％光效率的数值总是小于1的。灯具光效率越高，光源光通量的利用程度越大，也就越节能。实际中应优先采用效率高的灯具。2．灯具的分类灯具的分类方法有按国际照明学会(CIE)配光分类法、安装方式分类法和应用环境分类法等。

CIE对灯具上半球和下半球发射的光通百分比来区分配光特征，不同配光特征适用于不同场所，表给出了各类灯具的比较。

第三章照明系统设计根据安装方式，灯具大致可分为吸顶灯、壁灯、嵌入式灯、半嵌入式灯、吊灯等。壁灯主要用于局部照明、装饰照明或不适合在顶棚安装或没有顶棚的场所；吸顶灯主要用于没有吊顶的房间内；嵌入式和半嵌入式灯具主要用于有吊顶的房间内，其中嵌入式灯具的限制眩光作用比半嵌入式要好；吊灯是应用最广泛的一种；它主要是利用吊杆、吊链、吊管、吊线来吊装灯具，以达到不同的效果。第三章照明系统设计按防触电保护分类：为了保护人身和设备安全，灯具所有带电部分（如灯头座，引线，接头等）必需有防直接触电和防间接触电的安全保护措施。根据使用环境的不同，灯具的防护级别分为四个等级，具体见表。按灯具的防护结构形式分类：（1）开启式灯具：灯具敞开，光源与周围环境直接接触，属于普通灯具。（2）闭合式灯具：灯具有闭合的透光罩，但罩内外空气是流通的，不能阻止灰尘、湿气进入。（3）密闭式灯具：灯罩密封将内外空气隔绝，罩内外空气不能流通，能有效地防湿、防尘。（4）防爆式灯具：使用防爆型外罩，采用严格密封措施，确保在任何情况下都不会因灯具而造成爆炸危险。用于不正常情况下可能会发生爆炸的场所。（5）隔爆式灯具：结构坚实，即使内部发生爆炸也不会对灯罩外产生影响。用于在正常情况下就可能发生爆炸危险的场所。第三章照明系统设计

按灯具外壳的防护等级分类：根据我国灯具外壳防护等级分类的规定，使用IP防护等级系统。等级代号由字母“IP”和两个特征数字组成，第一个特征数字表示灯具防止人体触及或接近灯外壳内部的带电体，防止固体物进入内部的等级；第二个特征数字表示灯具防止湿气、水进入内部的等级。两个特征数字的等级含义见表。四、建筑装饰照明装置将灯与建筑构件(顶棚、墙、梁、柱、檐及窗帘盒等)合成一体的照明方式，因其有较好的建筑装饰作用，所以常称为建筑装饰照明。常用型式有以下几种：

1．发光顶棚。在透光吊顶与建筑构造之间装灯时，该顶棚就成了发光顶棚。其一般构造如图。发光顶棚的光源安装在顶棚上面的夹层中。夹层要有一定的高度，以保证灯之间的距离与灯悬挂高度之比值选得恰当，并可以在夹层中对照明设备进行维护。发光顶棚的优点是工作面上可以获得均匀的照度，可以减小，甚至消除室内的阴影，且顶棚明亮，使人觉得敞亮，但这种照明方式往往缺乏立体感，显得平淡单调，因此大面积的发光顶棚已较少采用。2．光带。房间顶棚上长条状的照明装置称为光带。采用光带照明可以克服发光顶棚照明的平淡单调，并可在顶棚上排列成各种图案，装饰效果好。光带的光源最常用的是荧光灯。光带的透光部分所用材料可以与发光顶棚一样，主要用漫射透光材料或格栅型透光面。用抛光铝合金制成的大格栅透光面使用较多，其特点是既能有效地控制眩光，又能获得较高的灯具效率。

3．檐板照明装置。利用不透光檐板遮住光源，将墙壁照亮的照明设备就称檐板照明装置。这种照明装置中的檐板作为建筑装饰构件，可以安装在墙的上部，也可固定在顶棚上。与窗帘盒合为一体的就称为窗帘盒照明装置。无论是檐板照明装置还是窗帘盒照明装置，一般多采用荧光灯作光源。

4．暗槽照明装置。凡是利用凹槽遮住光源，并将光主要投向上方和侧方的间接照明装置就称暗槽照明装置。暗槽照明装置种类多种多样，图4-8中介绍了其中几种形式。暗槽照明装置基本上属于间接照明，光线柔和，无阴影。比较多地用于装饰照明，能形成温馨的气氛。灯具的选择灯具选用的基本原则有以下几点：①功能原则：合乎要求的配光曲线、保护角、灯具效率，款式符合环境的使用条件；②安全原则：符合防触电安全保护规定要求；③经济原则：初投资和运行费用最小化；④协调原则：灯饰与环境整体风格协调一致。选择灯具时综合考虑以上原则。1、按使用环境选择灯具（1）无特殊防尘、防潮等要求的一般环境中宜使用高效率的普通式灯具。（2）有特殊要求的场合要使用有专门防护结构及外壳的防护式灯具。1）在潮湿场所，应采用防潮、防水的密闭型灯具或带防水灯头的开启式灯具。2）灰尘多的场所，根据灰尘数量和性质可以采用防尘型灯具或尘密型灯具。3）在有爆炸、火灾危险的地方，根据此类场所现行国家标准和规范的有关规定，分等级选择相应的灯具。4）在高温场所，宜采用带散热孔的开启式灯具，而不宜使用有密封罩的灯具；如必需使用，可采用耐高温光源。5）在震动或晃动较大的场所，灯具应带保护网和有减震措施，防止灯泡脱落掉下。6）在可能会受到机械性损伤的场所，灯具应有保护网。7）在有腐蚀性气体和蒸汽的场所，宜采用耐腐蚀材料（玻璃、工程塑料、表面喷塑钢壳、搪瓷等）制成的密闭式灯具；如采用开启式灯具，各部件必需有防腐蚀、防水措施。2、按配光特性选择灯具（1）窄配光类（深照型）的灯具，使光线在较小立体角内分布，保护角大，不易产生眩光，发出的光通量能最大限度地直接落在被照面上，利用率高。象体育馆、企业的高大厂房、高速公路等照度要求较高的地方，可以采用。但是灯具必须高密度排列，才能保证照度的均匀度。（2）中配光类（中照型）的灯具，使光线在中等立体角内分布，配光曲线要宽一些，直接照射面积较大，合理的布局和灯具高度可以眩光。适合用于中等照度的一般室内照明。（3）宽配光类（广照型）的灯具，使光线在较大立体角内分布，适用于照度要求低的场所，如楼道、厕所等。灯具的布置1、灯具布置的基本要求室内灯具布置应满足以下几个方面：（1）符合规定的照度值，工作面上照度均匀（2）有效地控制眩光和阴影（3）符合使用场所要求的照明方式（4）方便灯具的维护修理（5）保证光源用电安全（7）符合节能的要求，提高光效，将光源安装容量降至最低（8）布置整齐、美观大方，与室内环境协调一致

室外灯具的布置，要根据具体的使用要求来定。如道路照明、广场照明等。2、灯具的平面布置室内灯具平面布置方式有均匀布置和选择性布置两种。（1）均匀布置：采用同类型灯具按固定的几何图形均匀排列，可以使整个区域有均匀的照度。常见的有直线型、正方形、矩形、菱形等，见图。室内灯具作一般照明使用的，通常采用均匀布置方式。（2）选择性布置：根据环境对灯光的不同要求，选择布灯的方式和位置。一般只有在需要局部照明或定向照明时，根据情况才考虑用选择性布置。

灯具布置是否合理，可以从照度均匀度反映出来。照度均匀度主要取决于灯具的间距L与计算高度h（灯具至工作面的高度）的比值（即距高比）。在h一定的条件下，L/h值小，照度的均匀度好，但由于布置的灯具较多，经济性差；

L/h值过大，则不能保证照度的均匀度。每种灯具都有一个最佳的距高比（见表），实际采用L/h的数值在此范围内，就可满足照度均匀度要求，并且有较小的电能消耗。为保持整个场所的照度均匀度，靠边的灯具不能离墙太远，一般在0.25～0.5L,当靠墙有视觉工作要求时，灯具距离墙不应大于0.75m。灯具种类距高比（L/h）宜采用单行布置的房间高度多行布置单行布置乳白玻璃圆球灯、散照型放水防尘灯、天棚灯2.3～3.21.9～2.51.3H无漫透射罩的配照型灯1.8～2.51.8～2.01.2H搪瓷深照型灯1.6～