建筑应用电工4.

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1、扬州职业大学电子工程系扬州职业大学电子工程系2014.32014.3贾湛编辑制作贾湛编辑制作 主讲：贾湛主讲：贾湛 第四章第四章 建筑电气照明技术建筑电气照明技术 v4.1 建筑电气照明基本知识 v4.3 建筑电气照明设计基础 v4.4 常用照明装置的安装 v4.5 应急照明的设置 v4.2 建筑电气照明装置 本章内容 本章学习目的及要求本章学习目的及要求 了解有关照明的基本概念了解有关照明的基本概念 ； 了解电光源的分类及参数了解电光源的分类及参数 理解电光源工作原理理解电光源工作原理 ； 了解各种灯具和照明器了解各种灯具和照明器 ； 掌握建筑电气照明设计的程序掌握建筑电气照明设计的程序 。

2、 了解常用照明装置的安装了解常用照明装置的安装 ； 了解应急照明的设置了解应急照明的设置 。 4.1建筑电气照明基本知识 4.1.1 照明技术的基本概念 光物质的一种存在形式，是能引起视觉的电磁波。 光谱光线中不同强度的单色光按波长长短依次排列。 常用的光度量 明视觉与暗视觉 亮度在10cd/m2 为明视觉， 亮度在10-2cd/m2为暗视觉。 实验表明：明视觉下对555纳米的黄绿光最敏感， 暗视觉下对507纳米的光最敏感。 辐射度量以能量单位评价光辐射的纯物理量。 光度量以视觉效果来评价光辐射的量。 两者有密切的关系，后者可由前者导出。 照明工程常用的光度量： 光通量（）、发光强度（I） 照

3、度（E）、亮度（L）。 光通量光源在单位时间内，向周围空间辐射 出的、使人眼产生光感觉的能量。 单位：流明(lm)。 光通量与光辐射的强弱及其波长都有关系。人眼对 可见光中波长为555nm的黄绿色光最灵敏。 注意它与辐射通量不同，是一个与感觉有关的，不 完全客观的量。 辐射通量辐射源在单位时间内，向周围空间辐 射出的能量。单位：瓦特（W） 光效即发光效率，光源消耗1W发出的流明数 (lmW)。 光通量 发光强度I(简称光强)光源在某一特定方向上 单位立体角内(每球面度，球的面积为4R2所张 球面度为4）辐射的光通量。 单位：坎德拉(cd) =每球面度流明(lmsr ) 。 对于向各方向均匀辐射

4、光通量的光源，各方向 的光强相等，其值为： I=/ 发光强度I 1979年第十六届国际计量大会通过决议 ，将坎德拉重新定义为：在给定方向上 能发射5.401014Hz的单色辐射源，在 此方向上的辐强度为（1/683）W/sr，其 发光强度定义为一个坎德拉cd。 照度E 照度E照物体表面单位面积上所接受的光通量 。 单位：勒克斯（lx）即 lm/m2 被光均匀照射的平面照度为：E=/S 夏日太阳下露天地面的照度 100010000lx 晴朗的夏日在采光良好的室内的照度 100500lx 满月在天顶时的地面照度大约是0.2lx 夜间无月时的地面照度大约10-4lx数量级 亮度L 亮度L发光体单位面

5、积向视线方向发出的发 光强度。 单位：坎德拉每平方米(cd/m2)。 由于物体在各个方向的亮度不一定相同，因 此常在符号L的右下角注明角度，用以表示与物 体表面法线成角方向的亮度。 物体的亮度越大， 人们就会感到它越亮。 S dS d 余弦辐射体 严格讲，只有绝对黑体才是真 正的余弦辐射体，粗糙表面的 辐射体或反射体及太阳等也可 近似地看作余弦辐射体。 即光强度余弦分布的光源称作余弦 辐射体或朗伯辐射体。 如图满足 对余弦辐射体有 可见，余弦辐射体亮度在 各个方向一样。 绝对黑体即能够 吸收外来一切电 磁辐射的物体 色温是电光源的 技术参数之一。当 光源的发光颜色与 黑体(能吸收全部光 能的物

6、体）加热到 某一个温度所发出 的光的颜色相同时 ，称该温度为光源 的颜色温度，简称 色温。 色温 黑体为理想的余 弦辐射体，其光 谱辐射出射度满 足普朗克公式 光色主要取决于光源的色温，并影响室内的气氛。 色温(K，开尔文)低，感觉温暖；色温高，感觉凉爽。 色温3300K为暖色，色温5300K为中间色，色温5300K 为冷色。 光源的色温应与照度相适应，即随着照度增加，色温也应 相应提高。否则，在低色温、高照度下，会使人感到酷热 ；而在高色温，低照度下，会使人感到阴森的气氛。设计 者应联系光、目的物和空间彼此关系，去判断其相互影响 。 光的强度能影响人对色彩的感觉，如红色的帘幕在强光下 更鲜明

7、，而弱光将使蓝色和绿色更突出。 光色 显色性和显色指数显色性和显色指数 显色性光源对被照物体颜色呈现的真实程度（同一物 体在不同的光源照射下，显示出不同的颜色）。 显色指数Ra表示显色真实程度的参数。 对同一物体，在被测光源的光照射下呈现的颜色，与在标 准光源的光照射下呈现的颜色的一致程度愈高，Ra则愈 大，显色性愈好。 光源显显色指数Ra光源显显色指数Ra 白炽炽灯97高压压汞灯2251 日光色荧荧光灯8094高压钠压钠 灯2030 白色荧荧光灯7585金属卤卤化物灯6065 暖白色荧荧光灯8090钠钠 铊铊 铟铟灯6065 卤钨卤钨 灯9599镝镝灯85以上 频闪效应由光照射频率引起的观察

8、到的物体运 动显现出不同于其实际运动的现象。 电光源在采用交流电源供电时，发出的光通量 也随之做周期性的变化。这就会使人眼产生闪烁的 感觉。在采用气体放电灯作为照明光源时，若被照 物体处于转动状态，且转动频率刚好是电源频率的 整倍数时，则转动的物体看上去就如没有转动一样 。频闪效应易使人产生错觉而造成事故。 眩光由于亮度分布或亮度范围不适宜，或者存 在着极端的亮度对比，以致引起不舒适感觉或降低 观察细部的能力的视觉现象。 频闪效应和眩光现象 反射率 反射率被物体反射的光通量中与射向物体的光 通量之比，即 反射面性质质反射率(%)反射面性质质反射率(%) 抹灰并大白粉刷的 顶顶棚和墙墙面 708

9、0混凝土地面1025 砖墙砖墙 或混凝土面(石 灰、大白)喷喷白 5060钢钢板地面1030 墙墙、顶顶棚为为水泥砂 浆浆抹面 30沥沥青地面 1112 混凝土屋面板30无色透明玻璃810 红砖墙红砖墙30 4.1.2 照明方式及种类 （1） 照明方式 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。对于工作位置密集而对光照方 向又无特殊要求，或工艺上不适宜装设局部照明装 置的场所，宜使用一般照明。 局部照明 局限于工作部位的固定的或移动 的照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有 要求时，宜采用局部照明。 混合照明 一般照明与局部照明共同组成的 照明。对于工作位置需要较高照度并对

10、照射方向有 特殊要求的场所，宜采用混合照明。 工作照明 正常工作时使用的室内外、值班照明同时 使用，但控制线路必须分开。 事故照明 当工作照明由于电气事故而断电后，为了 继续工作或从房间内疏散人员而设置的照明。 值班照明 在非生产时间内为了保护建筑物及生产的 安全，供值班人员使用的照明 。 障碍照明 装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。 装饰照明 装饰照明是为美化和装饰某一特定空间而 设置的照明。 艺术照明 艺术照明是通过运用不同的灯具、不同的 投光角度和不同的光色制造出一种特定空间气氛的照明。 （2）照明的种类 在照明的空间布置上还可以分为： 整体照明 为照亮整个场地，照度基本上均匀的 照明

11、。对于工作位置密度很大而对光照方向又无特殊要求 ，或受工艺技术条件限制不适合装设局部照明的，宜采用 整体照明。 局部照明 局限于工作部位的固定或移动的照明 。局部照明只能照射有限面积，对于局部地点需要高照度 时或对照射方向有要求时可装设局部照明。 混合照明 由整体照明与局部照明共同组成的照 明。是在整体照明的基础之上再加局部照明，有利于节约 能源。混合照明在现代室内照明设计上应用非常普遍，如 商场、展览馆、医院等。 （1）照度标准工作面应有的合适的最低照 度值。 在民用建筑照明设计中，应根据建筑性质 、建筑规模、等级标准、功能要求和使用条件 等选定照度值。 （2） 照明的质量对照度、亮度、眩光

12、、阴 影、显色性、稳定性等因素全面正确的处理。 影响照明质量的几个主要因素： 照度均匀与稳定性 适当的亮度分布 限制眩光和 减弱阴影 光源的显色性(3) 照明的经济性。 4.1.3 4.1.3 电气照明的基本要求电气照明的基本要求 4.2 建筑电气照明装置 4.2.1 电光源的分类及参数 1） 电光源的分类 按电光源的发光原理电光源主要分为两大类 。 （1 ）热辐射光源和电光源 热辐射光源当物体受热且热能足够大，使原 子或分子发生激烈的相互碰撞而激发产生光的光 源。 电热辐射光源利用电流加热的热辐射光源。 属于热辐射光源的灯有白炽灯、卤钨灯。 放电光源电流通过气体(或蒸气) 导致光发射的光源。

13、 特点：发光效率高、使用寿命长等。 按放电媒质分： 气体放电灯。是利用气体中的放电发光，例如氙灯、氖灯 等。 金属蒸气灯。是利用金属蒸气(如汞蒸气、钠蒸气等)中的 放电，而主要由金属蒸气产生光，例如汞灯、钠灯等。 按放电形式分： 辉光放电灯。放电电流小（10-610-1A） 。放电要有阳极 和阴极。放电时，阴极温度不高，但要有足够的电子发射， 又叫冷阴极灯。如霓虹灯。 弧光放电灯。放电电流大（ 10-1A以上） 。阴极工作在较 高的温度下，又叫热阴极灯，如荧光灯、汞灯、钠灯等。 （2）放电光源 钨丝辐射是一种黑体辐射，能承受2000K以上高温，在 可见光区域选择辐射率较高，其能量分布是连续光谱

14、，与辐 射温度有密切的关系。 气体放电在电场的作用下，载流子在气体或蒸汽中产生 并运动，从而使电流通过气体的过程。这个过程中气体以原 子辐射形式产生光辐射。 原子被电离成电子与离子，离子比电子重几千倍，很少移动 ，离子流是、总电流的0.1 % 1%。 低气压放电放电管内的气体一般是汞蒸气和钠蒸气，总 气压约为百分之一大气压。低气压时，组成气体的原子间距 离较大，它们的辐射看成是孤立原子产生的原子辐射，即线 光谱。 高气压放电（HID）放电管内气体压力升高到几个大气压 时，产生的放电就是高气压放电。它包括强的线光谱成分和 弱的连续光谱成分。 电光源的参数 (1) 额定电压和额定电流光源在预定要求

15、下的电压和电流 。（额定值下工作具有最好的效果） (2) 额定功率光源在额定电压下工作所消耗的功率。 (3) 发光效率光源所发出的光通量与消耗的功率P之比 。 (4) 寿命光源从初次通电工作的时候起到其完全丧失或部 分丧失使用价值的时候止的全部点燃时间。 寿命又分两种： 全寿命 有效寿命 (5) 光色包括色表和显色性两个方面。 色表光源本身发光的颜色，即从外观上看到的光颜色。 显色性被照物体所体现出的颜色。 第一代电光源：白炽灯（卤钨灯）第一代电光源：白炽灯（卤钨灯） 第二代电光源：荧光灯（日光灯、节能灯）第二代电光源：荧光灯（日光灯、节能灯） 第三代电光源：高强度气体放电灯（第三代电光源：高强度气体放电灯（HIDHID） 第四代电光源：电致发光光源（第四代电光源：电致发光光源（LEDLED） 电光源发展史电光源发展史 电电光源 固体发发光光源气体放电发电发 光光源 热辐热辐 射 光源 电电致发发光 光源 辉辉光 放电电 灯 弧光放电电灯 白 炽炽 灯 卤卤 钨钨 灯 场场致 发发光 灯 （EL） 半导导体 发发光二 极管 （LED） 氖氖 灯 霓