电气照明系统

2.4电气照明系统一、光度学基本知识1、可见光波长：380~780mm2、光通量（流明——lm）指光源在单位时间内，向周围空间辐射的使人眼产生光感的辐射能。3、发光强度（坎德拉——cd）指光源向周围空间某一方向单位立体角内辐射的光通量。4、亮度（cd/m）发光体在视线方向单位投影面上的发光强度。25、照度（勒克司——lx）受照物体单位面积上接受的光通量。二、照明与视觉的关系1、视觉人的眼睛，在接收光源直接发出的光或被物体反射的光，光射入眼睛后产生的视知觉，是“光觉”（看见明亮）、“色觉”（看见颜色）、“形觉”（看见物体的形状），“动觉”（看见物体的运动）、和“立体觉”（看见物体的远、近、深、浅）等的综合。人眼能否清楚地识别物体，与下列条件有关物体的明亮程度及其与背景的亮度对比物体的颜色和色对比以及光的颜色物体的大小和视距的视角大小观察时间的长短2、视觉的工作特点（1）视野范围:水平范围——180垂直范围——130中心视场30范围内最清晰（2）明视觉和暗视觉明视觉——亮度在1.0cd/m以上的环境中人眼的视觉暗视觉——亮度在1.0cd/m以下的环境中人眼的视觉3、颜色感觉人眼对不同波长的光所引起的不同的色觉000224、视度在观察周围事物时，视觉的清晰程度5、影响视觉的因素（1）亮度物体只有具有一定的亮度才能在人烟的视网膜上成像。在一般亮度情况下，视力随亮度的增加而提高。当观察对象的周围亮度与中心亮度相等或周围稍暗时视力最好。若周围比中心亮，则视力显著下降。过高的亮度或强烈的亮度对比，则会引起眼睛的不舒适感而造成视力下降。人眼的视觉亮度在10cd/m~10cd/m-6242（2）视角物体的尺寸与物体到任眼的距离的比值为视角（3）亮度对比只有被观察的物体与其北京在亮度和颜色上存在差别时，人眼才能正常分辨。差别越大，看得越清楚，视觉越好。（4）识别时间指在一定的照度条件下，看清楚物体所用的时间。视角大的物体，照度高的地方，识别时间越短（5）眩光视影响视觉的重要因素。视力随亮度而显著地变化。在一般亮度情况下，视力随亮度的增加而提高。当观察对象的周围亮度与中心亮度相等或周围稍暗时视力最好。若周围比中心亮，则视力显著下降。过高的亮度或强烈的亮度对比，则会引起眼睛的不舒适感而造成视力下降，这种现象称为眩光。其原因是由于高亮度的刺激使瞳孔缩小;角膜或晶状体等眼内组织产生的光散射在眼内形成光幕;视网膜受高亮度的刺激使眼的明暗适应状态变坏，甚至导致破坏。产生眩光的主要因素1）周围暗，此时眼睛能适应的亮度很低;2）光源的亮度高;3）光源靠近视线4）光源的表观面积和数量。产生眩光的种类分为直射眩光、反射眩光和光幕眩光。降低眩光的方法利用眩光作用于式线角度的关系可以减小和消除眩光；增大背景亮度；降低眩光源的面积；降低光源的亮度。反射眩光产生于当光源同眼晴的位置，刚好保持正反射关系。眩光的程度使人产生不舒适惑时，称为不舒适眩光。能降低人眼视力的眩光。称为碍视眩光。在有些情况下，可以利用眩光来创造某种必要的气氛，例如很多数量小功率白炽灯泡组成花灯、串灯，用它来衬托富丽堂皇的环境，或者用投光灯把光投射在装饰物上。产生金碧辉煌的感觉。当然在多数情况下，我们的任务是限制那些不舒适的眩光和影响视力的眩光。（6）明适应和暗适应人的眼睛在明亮的条件下能看见物体，在微弱光亮下也能看见物体，除了靠变化瞳孔的大小来调节亮度之外，主要由视网膜的锥状体细胞工作，在暗处时由杆状体工作。在照明条件急剧变化的情况下，视觉过程需要适应，从黑暗中进入明亮的环境时，眼晴要经过约2分钟的时间才能重新恢复视力，这种现象称为明适应；从明亮处进入暗的环境时，眼睛达到适应所需要的时间更长，要有30~40分钟才能完全恢复视力，这时称为暗适应。急剧和频繁的适应会增加眼睛的疲劳，使视力迅速下降。（7）光谱灵敏度人的视觉与光的波长有关，称为光感的光谱灵敏度。明亮时视网膜锥状体工作，最大相对灵敏度在波长为555nm的黄绿光处。昏暗时视网膜杆状体工作，最大相对灵敏度移到507nm处，此时光谱的色感觉消失了。因此，人的视觉是在锥状体工作时有色觉，而且只有在明亮的条件下才会有良好的色感觉。由于亮度不同，有的颜色有显著的变化，有的颜色则大体上没有什么变化。蓝色（440～470nm）、蓝绿色（470~500nm）、黄色（560~600nm）等，在不同的亮度下色调并不变化。三、照明方式和种类1、照明的方式（1）一般照明——观众厅、会议厅、办公厅均匀照明——获得相同的照度而设置的照明分区照明——需要提高房间内某些特定工作区的照度（2）局部照明——局限于特定工作部位的固定或移动照明。（3）混合照明——一般照明与局部照明。2、照明的种类正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明等。四、电光源（一）分类1、热辐射光源。如：白炽灯、卤钨灯2、气体放电光源利用蒸汽的弧光放电或非金属的电离激发出可见光。（1）金属气体放电光源如：汞灯、钠灯（2）惰性气体放电光源如：氙灯、汞氙灯、霓虹灯（3）金属卤化物灯如：钠铊铟灯、金属卤素灯（二）电光源的主要技术指标1、额定电压、额定电流和额定功率额定电压——电光源正常工作的电压额定电流——在额定电压下工作通过的电流额定功率——在额定工作状态下所消耗的有功功率。2、额定光通量和发光效率发光效率——光电源在额定工作状态下每消耗1W的有功功率所发出的光通量,单位是lm/w。发光效率越高越节能。3、平均寿命电光源有效寿命的平均值。一般以小时表示。4、色表光源发光的颜色称为光源的色表，它可用色温表示。色温是指电光源发出光的颜色。色温在2000K时呈橙色;2500K左右呈浅橙色;3000K左右为橙白色;4000K左右为白中略橙，4500~7500K白色（5500~6000K最为接近）;日光的平均色温约为6000~6500K，蓝天的色温约在11000一20000K之间。5、显色性物体的颜色是物体对所照射的光源光谱有选择地吸收、反射和透射的结果。光源的显色性是电光源发出的光照射在物体上，对物体城线的颜色的真实程度。由于光源显色性的优劣主要取决于它的光谱分布，民用建筑中一般要求:宴会厅、展览厅等场所需选用显色指数大于80的照明光源;显色指数为60~80的光源可用于办公室。教室、餐厅及一般商店的营业厅;显色指数在40~60范围内的光源只能应用在那些不需特别识别色彩的库房等建筑物内;对于室外庭院，可采用显色指数低于40的光源。6、频闪效应指光通量随交流电压作周期性变化，使人产生闪烁感觉。（三）几种常用的照明电光源1、白炽灯（1）原理白炽灯是最早出现的光源。即所谓第一代光源，它是将灯丝加热到白炽的程度，利用热辐射发出可见光。（2）特点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。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。白炽灯的色温约为2400~2900K。（3）种类白炽灯的种类很多，有普通型磨砂型、漫射型、反射型、装饰型、局部照明灯泡、水下灯泡等。2、卤钨灯（1）原理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以抑制钨丝的蒸发。如果在玻壳内所充填的惰性气体另加入微量的卤素物质，利用卤钨的再生循环作用，被蒸发的钨与卤素结合成卤化钨，因灯管内壁具有很高的温度而不能附着其上，通过扩散或对流到高温的灯丝附近又被分解为卤素和钨，其中钨吸附在灯丝表面，卤素又和蒸发出来的钨反应，防止管壁发黑。灯管所充的卤素为碘或溴。溴比磺的化学性活泼，所以清洁管壁的效果更好。溴乃无色透明，故溴钨灯较碘钨灯的光效高，色温也有所提高。（2）特点它与白炽灯比较，光效提高30％，寿命增长50%。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，其色温特别适用于电视转播摄象照明。3、荧光灯（1）原理荧光灯是所谓第二代光源，它是一种低压汞蒸气放电灯。电感式镇流器：（2）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。荧光灯的额定寿命，是指每开关一次燃点3小时而言。开关频繁时，使灯丝所涂发射物质很快耗尽，缩短了灯管的使用寿命，因此它不适宜用于开关频繁的场所。（3）种类：按其荧光粉的不同可分为：日光色（6500K），与微阴的天空光相似；白色（4500K）与日出两小时后的太阳直射光相似；暖白色（3000K），与白炽灯光接近。按外形不同可分为直管形、环形和U形按灯丝工作方式分为热阴极式及冷阴极式按用途分为普通照明及装饰用的彩色荧光灯管以及小功率高光效的节能型灯管等。4、高压汞灯（1）原理（2）特点高压汞灯具有光效高、耐震、耐热、寿命长等特点。但启动时间较长，不宜于作室内照明光源，也不能单独做为事故照明光源。多用于车间、礼堂、展览馆等室内照明，或道路、广场的室外照明。高压汞灯的寿命通常是按每启动一次点燃5小时计算的，如果开关频繁则寿命缩短。5、高压钠灯（1）原理（2）特点高压钠灯具有光效高、紫外线辐射小、透雾性能好、光通维持性好、可任意位置点燃、耐震等特点，但显色性差，平均显色指数为21。它广泛用于道路照明，当与其它光源混光后，可用于照度要求高的高大空间场所。6、金属卤化物灯金属卤化物灯是近年发展起来的所谓第三代光源，它与高压汞灯类似，但在放电管中除了充有汞和氢气外，还加充发光的金属卤化物（以碘化物为主）。金属卤化物灯发光效率高、显色性能好、但平均寿命短。（1）镝灯（2）钠铊铟灯五、照明灯具1、分类（1）按灯具的结构特点分（2）按灯具的的安装方式分（3）按灯具的配光曲线分2、选择（1）通过环境选择灯具（2）按配光曲线选择灯具特深照型、深照型、配照型、漫散型、广照型等六、照明灯具的布置包括确定灯具的高度布置和平面布置两部分内容。即确定灯具在空间内的具体空间位置。1、布置原则灯具的布置应满足：（1）合理的照度水平，并具有一定的均匀度（2）适当的亮度分布;（3）必要的显色性和入射方向（4）限制眩光作用和阴影的产生（5）美观、协调2、灯具的高度布置确定灯具的悬吊高度应考虑如下因素（1）保证电气安全。（2）限制直接眩光。（3）便于维护管理。（4）和建筑尺寸配合（5）应防止晃动（6）应提高经济性照明灯具最低悬吊高度的规定3、灯具的水平布置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相配合，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。常见的几种布置方案：4、灯具合理布置的方法——距高比法（L/h）L——灯具之间的间距h——灯具的布置高度H——房间高度hF——工作面的高度hc——灯具的垂度hs——悬挂高度hs（1）部分灯具的最大允许距高比（2）对称配光灯具的距高比计算正方形布置的灯具:L=L1=L2长方形布置的灯具:L=L1L2菱形布置的灯具:L=L1+L222七、照明质量1、合适的照度2、照明的均匀度3、合适的亮度分布4、限制眩光5、光源的显色性6、照度的稳定性7、姘闪效应的消除八、装饰照明的主要方式1、灯光和灯具的色彩（1）与室内墙面的色彩相协调（2）与室内的窗帘、家具等色彩求得和谐（3）个人性格和喜好光源的颜色分类相关色温颜色特征3300暖3300~5300中间5300冷2、室内装饰照明的常用方式（1）花吊灯作为室内装饰重点（2）点光源吸顶或嵌入式直射光灯（3）光带和光盒（4）空间枝形网状照明（5）全发光天棚（6）光檐照明九、歌舞厅照明1、基础照明（1）顶棚嵌入式（2）多灯组合嵌入式（3）荧光线状排列形式（4）荧光灯组合嵌入式（5）顶棚分段式（6）豪华吊灯式（7）吸顶塑花灯式2、表演区照明3、歌舞厅效果照明（1）动态灯具：旋转灯（2）静态灯具：霓虹灯、聚光灯、星星灯