工厂供电课件：电气照明

电气照明9.1-9.2

学习概要

照明基本知识

常见概念及其之间的关系

“卤钨循环”

照度

光源

光源评价指标

光源应用场合

大型体育场用什么光源照明9.3

工厂常用灯具1

灯具的遮光角是如何定义的？1

配光特性曲线常见的有哪几种(灯具分类)1

灯具均匀布置的常见方案有哪些？灯距如何计算1

灯具的悬挂高度和灯具的计算高度之间的关系1

灯具如何布置1

照度如何计算9.4

照度计算1

照明线路由哪几部分组成1

照明系统供电方式有哪些9.5

照明供电系统用电设备(灯

具、插座等)总配电进户配电干分配电支线220/380v箱箱线线PZ30-电源引自进线配电箱BLV-4

×

10注：配电至所有灯具的支线均采用BV-500-(2x2.5)-AB60001

绿色照明含义1

照明供电系统图和平面布置图有什么区别9.6

电气照明设计A

B

C

DDZA7

-60/1106000300030003000主要内容

电气照明的基本概念；

民用建筑的照明种类和照度标准；

电光源和灯具的选择及布置；

照度计算；

绿色照明。照明的基本概念

概述•照明

(lighting)

按其光源方式分，

有

自然照明

(

自

然采光)

和人工照明

两大类。•电气照明是现代人工照明极其重要的手段，

是现代建筑中不可缺少的部分

。

•电气照明是一门综合性的技术–不仅应用光学和电学方面的知识；电气照明具有灯光

稳定

、

色彩丰富

、

控制调节方便和安

全经济等优点–还涉及建筑学

、

生理学和美学等方面的知识。1光的各个波长区域•

光通量:光源在单位时间内，

向周围空间辐射出的使人眼产生光感的能量，

用符号Φ

表示，

其单位为流明(1m)。•

发光强度:

光源在某一个特定方向上的单位立体角内(单位

球面度内)所发生的光通量，

用符号Ia表示，

其单位为坎德

拉(cd)。•

亮度:发光体

(受照物体对人眼可看作是间接发光体)

在视

线方向单位投影面上的发光强度,用L表示，

它的单位称为

(cd/m2)。•

照度：

受照物体表面单位面积上的光通量，

用符号E表示，

其单位为lm／m2

。

或称勒克斯(1x)。1

我国规定照明设计中最低的照度标准•物体光照性能的表征参数：

反射比

、吸收比、透射比反

射

面

情

况反射比ρ刷白的墙壁、顶棚，窗子装有白色窗帘70%刷白的墙壁，但窗子未挂窗帘，或挂深色窗帘；

刷白的顶棚，

但房间潮湿；墙壁和顶棚虽未刷白，但洁净光亮50%有窗子的水泥墙壁、水泥顶棚；木墙壁、木顶棚；

糊有浅色

纸的墙壁、顶棚；

水泥地面30%有大量深色灰尘的墙壁、顶棚；无窗帘遮蔽的玻璃窗；未粉

刷的砖墙；

糊有深色纸的墙壁、顶棚；

较赃污的水泥地面及广

漆、沥青等地面10%墙壁、顶棚及地面的反射比近似值(参考)•

显色指数(Ra)：指在待测光源照射下物体的颜色与日光照

射下该物体的颜色相符合的程度。•

色温定义：

当将黑体加热至T度时发出的光谱与光源发出

的光谱相同时，则该光源的色温为T度。•

绝对黑体：如果一个物体能够在任何温度下全部吸收任何•

光效：

光源发出的光通量除以光源功率所得的商，简称光源的光效，其单位为lm/

W

(流明每瓦特)。•

显色性：

光源对被照物体颜色显现的性质将日光与其相当的参照光源

显色指数定为

100

。

物体颜色

失真越小，

则光源的显色指

数越高，

也就是光源的显色

性

能

越

好

。

白

炽灯的

一般

显色指

数为97

~

99

荧光灯的

为

75

~

90波长的辐射。•问题：

表中全阴天室外光具有色温为6500K，代表什么意思？•就是说黑体加热到6500K时发出的光的颜色与全阴天室外光的颜色相同。•照明的方式和种类–正常照明：

一般照明、局部照明和混合照明–事故照明–装饰照明–照明其它种类：

值班照明、警卫照明、障碍照明照明光源|

低气压灯

|

物灯〈〈灯

〈电光源(

〈

|〈热辐射发光光源化灯灯卤氙钠属压压金高高灯压灯虹气氖霓高管灯灯极电电二灯放放光光光光发发辉弧源光光发光电发放他体其气热辐射发光光源〈|灯灯汞钠灯压压光高低荧灯灯钨炽((

(真空灯两端引

入的

卤钨灯管一端引入的

卤钨灯管卤钨循环令

高压汞灯令

高压钠灯令

白炽灯令

荧光灯卤钨灯令令

金属卤化物灯令

管形氙灯特性参数白炽灯卤钨灯荧光灯高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯管形氙

灯额定功率(W)15

~1000500

~20006

~

12550

~100035

~1000125

~35001500

~

100000发光效率

(lm/W)10

~

1520

~

2540

~

9030

~

5070

~

10060

~

9020

~

40使用寿命(h)10001000

~150001500

~

50002500

~

60006000

~

1200010001000色温(K)2400

~

29203000

~32003000

~

650055002000

~

40004500

~70005000

~6000•各种照明光源的主要技术特性特性参数白炽灯卤钨灯荧光灯高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯管形氙灯一般显色指

数(%)97

~

9995

~

9975

~

9030

~

5020

~

2565

~

9095

~

97启动稳定时

间瞬时瞬时1

~

3s4

~

8min4

~8min4

~

8min瞬时再启动

时间间隔瞬时瞬时瞬时5

~10min10

~

15min10

~15min瞬时功率因数110.33

~

0.520.44

~0.670.440.4

~

0.60.4

~

0.9特性参数白炽灯卤钨灯荧光灯高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯管形氙灯电压波动

不宜大于±

5%UN±

5%UN低于5%自灭±

5%UN±

5%UN频闪效应无无有有有有有表面亮度大大小较大较大大大电压变化对光通量的影响大大较大较大大较大较大特性参数白炽灯卤钨灯荧光灯高压汞灯高压钠灯金属

卤化物灯管形氙灯环境温度变化对光通量的影响小小大较小较小较小小耐震性能较差差较好好较好好好需增装附

件无无镇流器

起辉器镇流器镇流器镇流器触发器镇流器

触发器适用场所广泛应用厂前区、

屋外配

电装置、

广场广泛应

用广场、车站、道路、屋外配电装置等广场、

街道、

交通枢

纽、展

览馆等大型广场、

体育场、

商场等广场、车站、大型屋外配电装置

a.

正弦分布型

光强是角度的正弦函数，

且当θ=90

°

时光强为最大

。

如GC15-A、B-1型散照型防水防尘灯。

b.广照型

最大光强分布在50°

~90

°

之间，

可在较广的面积上形成均匀的照度

。

如GC3-A、B-1光照型工厂灯。

c.

漫射型

各个角度的光强是基本一致的

。

如JXD1-2乳白色玻璃圆球灯

。

d.配照型

光强是角度的余弦函数，

且当θ=0

°

时光强为最大

。

如GC1-A、B-1配照型工厂灯。

e.深照型

光通量和最大光强值集中在0°

~30

°

间的立体角内

。

如GC5-A、B-2深照型工厂灯。

f.

特深照型

光通量和最大光强值集中在0°

~15

°

的狭小立体角内

。

如JS300镜面深照型工厂灯。令常用灯具的类型照明灯具a)

配照型工厂灯b)

广照型工厂灯c

)

深照型工厂灯d)斜照型工厂灯(弯灯)

e

)

广照型防水防尘灯

f)

圆球型工厂灯g)

双罩型工厂灯h)

机床局部照明灯工厂常用的几种灯具的外形和图形符号

室内灯具的悬挂高度

单位为Im／

m2

。

或

称勒克斯(1x)。

室内灯具不宜悬挂过高

。

如悬挂过高，

一方面降低了工作面上的照度，

而要满足照度的要求，

势必增大光源功率，

不经济；

另一方面运行维修

(如擦拭或更换灯泡)

也不方便。室内灯具也不宜悬挂过低

。

如悬挂过低，

一方面容易被人碰撞，

不安全；另一方面会产生眩光，

降低人的视觉。受照物体表面单位面积上的光通量，用符号

E表示

，

其W角光

源

种

类灯

具

型

式灯具遮光光源功率

/最低悬挂高度

/

m白炽灯有反射罩10°~30°≤1002.5150~2003.0300~5003.5乳白玻璃漫射罩—≤1002.2150~2002.5300~5003.0荧光灯无反射罩—≤403.2>403.0有反射罩—≤402.2>402.2附录表32

室内一般照明灯具距离地面的最低悬挂高度(据JBJ6-1996)角光

源

种

类灯

具

型

式灯具遮光光源功率

/

W最低悬挂高度

/

m荧光高压汞灯有反射罩10°~30°<1253.5125~2505.0≥4006.0有反射罩带格

栅>30°<1253.0125~2504.0≥4005.0金属卤化物灯、

高压钠灯、混光光源有反射罩10°~30°<1504.5150~2505.5250~4006.5>4007.5有反射罩带格

栅>30°<1504.0150~2504.5250~4005.5>4006.5附录表32

室内一般照明灯具距离地面的最低悬挂高度(据JBJ6-1996)

(续)灯具的遮光角

(又称保护角)

的含义它表征灯具的光线被灯罩遮盖的程度，

也表征避免灯具对人眼直射眩光的范围。灯具的遮光角令灯具的布置•均匀布置

(灯具布置与设备位置无关)

均匀布置的灯具可排列成正方形或矩形或菱形。•选择布置

(灯具布置与设备位置有关)

。

其中均匀布置比较美观均匀，

所以一般照明用得较多。菱形排列可使照度均匀

，

其中等边三角形的菱形布置

，

照度最为均匀。尽量使灯距l与l′

接近

灯具的均匀布置方案a)矩形布置

b)菱形布置问题

：

l

与l

′

之间什么关系？

均匀布置室内照明灯具的布置方案a)均匀布置

b)选择布置

选择布置灯具间的距离，

应按灯具的光强分布

、

悬挂高度

、

房屋结构及照度要求等多种因素而定

。

为了使工作面上获得较均匀

的照度，

灯间距离l与灯具在工作面上的悬挂高度

h之比

(简

称

距高比

)

一般不宜超过各类灯具所规定的最高距高比

。

例

如GC1-A

、

B-2G型工厂配照灯的最大允许距高比为1.35(参看

附录表),其余灯具的最大距高比可查有关设计手册或产品样本。从使整个房间获得较为均匀的照度考虑,最边缘一列灯具离墙的距离l’’为:靠墙有工作面时,可取l"

=

(0.25

~

0.3)l；靠墙为通道时,可取

l"

=

(0.4

~

0.6)l；其中

l为灯具间距离，对于矩形布置，灯间距离可取其纵向和横向的几何平均值。很关键例6-1某车间的平面面积为36×18m2

，桁架的跨度为18m，桁架之间相距6m，桁架下弦离地5.5m,工作面离地0.75m。现拟采用GC1-A-2G型工厂配照灯(装220V、125W荧光高压汞灯，即GGY-125型)作车间一般照明。试初步确定灯具的布置方案。解：根据车间的建筑结构，灯具宜悬挂在桁架上。如果灯具下吊0.5m,则灯具的悬挂高度(在工作面上的高度)为h

=5.5m−0.75m−0.5m

=4.25m由附录表查得GC1-A-2G型灯具的最大距高比l/h

=1.35，因此灯具间的合理距离为l

≤1.35h

=1.35×4.25m

=5.7m附录表几？置方案如图所示。例6-1的灯具布置方案(尺寸单位：m)该布置方案的灯距几何平均值为l

=m

=5.2m

<5.7m灯距符合要求，但工作面上的照度是否符合要求，尚待进一步的照度计算来检验。注

意

6m

和2.25m

的值怎

么确定的？根据车间的结构和以上计算所得的合理灯距,初步确定灯具的布照度计算–照度的计算方法：.用来计算水平工作面照度的利用系数法

、

概算曲线法和比功率法；.用来计算任一斜面上指定点照度的逐点计算法。.本章只讨论利用系数法。

利用系数法•利用系数的概念–

利用系数

(用u表示)

是指照明光源投射到工作面上的光

通量与光源发出的全部光通量之比。–用来表征光源的光通量有效利用的程度

。

u=Φe/

(

nΦ)•Φe为投射到工作面上的总光通量；•Φ为每盏灯发出的光通量；•

n为灯的个数。

利用系数值的大小与很多因素有关•灯具的悬挂高度越高

、

光效越高，

则利用系数越高；•房间的面积越大，

形状越接近正方形，

墙壁颜色越浅，

则利用系数就越高。•利用系数的确定–利用系数的值可按墙壁和顶棚的反射系数ρ及房间的

受照空间特征RCR来确定–(查有关设计手册，

下表给出了GC1-A

、B-1型配照

灯的利用系数，

供参考)

。1.主要规格数据光源容量：白炽灯150W灯具效率：85％遮光角：8.7°最大距高比：1.252.灯具外形及其配光曲线3.灯具利用系数u顶棚反射比ρc7050300墙壁反射比

ρw5030105030105030100室空间比(RCR)(地面反射比ρf

=20%)123456789100.660.570.490.430.380.340.300.270.240.220.640.530.440.380.320.280.240.210.190.160.610.490.400.330.280.230.200.170.150.130.640.550.470.420.370.320.290.260.230.210.610.510.430.370.310.270.230.210.180.160.590.480.390.330.270.230.190.170.150.130.610.520.450.400.350.310.280.250.230.210.590.490.410.360.310.270.230.200.180.160.570.470.380.320.270.230.190.170.150.130.540.440.360.300.250.210.180.150.130.11附录表35

GC1-A

、B-2G型工厂配照灯的主要技术数据和技术图表反射面情况反射系数%(

ρ

)大白粉刷的墙、顶棚，白窗帘70大白粉刷的墙、深窗帘或没窗帘；大白粉刷的顶棚、房间

潮湿；未刷白的墙和顶棚，但洁净光亮50水泥墙壁、顶棚，

有窗子；木墙、木顶棚；有浅色墙纸的

墙和顶棚；

水泥地面30灰尘较重的墙地面、顶棚；无窗帘的玻璃窗；

有深色墙纸

的墙、顶棚；未粉刷的墙；广漆、沥青地面10–ρ值的求取——查表RCR

=

5hRC

(l

+

b)

lb

室

空

间

高

度(指灯具开口平面到工作面的空间高度)房间长度房间宽度–RCR值的计算1室空间高度hRC受照工作面面积(矩形房间即为长宽乘积)E

=

av

S每盏灯的光通量灯的个数利用系数1计算工作面上的平均照度'

unΦ–

灯具减光系数——K

由于灯具在使用期间，

光源本身的光效要逐渐降低

、

灯具也要陈旧脏污

、

被照

场所的墙壁和顶棚也有污损的可能，

从而使工作面

上的光通量有所减少，

因此在计算工作面上的实际

平均照度时，

应计入一个小于1的灯具减光系数K。'

uKnΦav

S1计算工作面上的实际平均照度E

=

环境污

染特征类别灯具每年

擦洗次数减光系数清洁仪器仪表的装配车间，

电子元器件的装配车间，

实验室，

办公室，

设计室20.8一般机械加工车间，机械装配车间，

织布车间20.7污染严重锻工车间，

铸工车间，

碳化车

间，

水泥厂球磨车间30.6室外道路和广场20.7减光系数K值

利用系数法的计算步骤–①根据灯具的布置，确定室空间高度；–②计算室空间比RCR；–③确定反射系数

(查表)；–④确定利用系数u

(

由RCR值和反射系数查手册)；

–⑤根据有关手册或表查出布置灯具的光通量Φ；

–⑥根据有关手册查出减光系数K；–⑦计算平均照度和实际平均照度。例•有一机械加工车间长为32m，

宽为20m，

高为5m，柱间距4m

。

工作面的高度为0.8m

。

若采用GC1-

A-1型工厂配照灯

(电光源型号为PZ220

–

150

)

作车间的一般照明

。

车间的顶棚有效反射比ρc

为

50%，

墙壁的有效反射比ρw

为30%。–试确定灯具的布置方案，

并计算工作面上的平均

照度和实际平均照度

(设该车间的照度标准为75lx)

。额定电压(V)220额定功率(W)152540601001502003005001000光通量

(lm)1102203506301250209029204610830018600平均寿

命(h)1000PZ220型普通照明白炽灯的主要技术数据•解

1.确定布置方案–查表可知，

150~200W的白炽灯最低距地悬挂高度为3m，

故可设灯具的下吊高度为0.5m，则

室空间高度为hRC

=5-0.8-0.5=3.7m–又查表可知，该种灯具的最大距高比为1.25，即l/hRC

=1.25，则灯具间的合理距离为l≤1.25

hRC

=1.25

×3.7=4.625–初步确定灯具布置方案如图所示。•满足要求。•此时灯具个数为：

n=5

×

8=40

(个)l

=4×4=4m

<4.625m–该布置方案的实际灯间距为RCR

=

5hRC

(l

+

b)

=

5

×

3.7

×

(32

+

20)

=

1.5lb

32×20•2.用利用系数法计算照度–①计算

室空间比RCR：–②确定利用系数•查表可知：–ρc

=50%，ρw

=30%，RCR=1时，

u=0.79；–ρc

=50%，ρw

=30%，RCR=2时，

u=0.66。–运用插入法可知ρc

=50%，ρw

=30%，RCR=1.5时，u=0.72–③确定布置灯具的光通量•查表7可知，普通照明用的白炽灯200W其光通量Φ=2920lm–④确定减光系数•查表可知，机械加工车间的K=0.7–⑤计算平均照度E

v

=

=

=

131.4lxa'Eav

=

=

=

91.98lx–计算结果满足照度要求。–⑥计算实际平均照度绿色照明(一)绿色照明的历史绿色照明源于20世纪90年代，

它是指通过科学的照明设计，采用高

效的节电照明产品，运用合理的照明控制方法，达到节电、保护照

明环境和提高照明质量。完整的绿色照明内涵包含

高效节能

、环