《建筑电气a》ppt课件

《《建筑电气a》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《建筑电气a》ppt课件（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、主编：关光福 主讲：朱向平,教材：建 筑 电 气,出版社,ISBN 978-5624-4112-0,课程：建筑供电与照明,从照明的历史说起 篝火三万年（创造了原始文明）；油灯和蜡烛3000年（发展了中世纪文明）；汉、唐（无捻台灯）领先世界。17世纪末欧洲出现了汽灯 130多年前（1879年），爱迪生的伟大发明-白炽灯，帮助人类开创了电气照明时代 1939年，荧光灯（交流电子镇流器，三基色稀土荧光粉，紧凑型荧光节能灯 ） 1969年，HID灯（高压钠灯，金卤灯 ） 21世纪将进入以LED （1964）为代表的新型照明光源时代，被称为第四代光源 绿色照明，智能电网，低碳经济,1 光学基本知识 1.

2、1 光的性质、度量 1.1.1 光的性质 光是能量的一种存在形式，具有波、粒二重性。 单一波长的光呈一种颜色，称单色光(如激光)；而大多数的光(如日光和通常使用的灯光)都是由不同波长的光混合而成，称为复合光。,1.1.2 光的度量 光的度量方法主要有2种：一种是用辐射度学的物理方法来度量，称为辐射度量，它是纯粹的物理方法，不考虑人的视觉效果；另一种是用光度学的方法来度量，称为光度量，它是考虑了人的视觉效果的生理物理方法。 照明设计中通常采用的都是光度量。 1)光通量,建筑环境与设备工程系列教材,由于光是一种电磁波，因此光可用光通的射线形式来描述，而人眼对光能量的感觉则用光通量来衡量。 光源在单

3、位时间内，向周围空间辐射出的、使人眼产生光感觉的能量，称为光通量，用表示，单位为lm。 人眼对可见光中波长为555 nm的黄绿色光最灵敏，波长离555 nm越远，人眼的灵敏度 越低。 2)发光强度,光源在某一个特定方向上单位立体角d内(每球面度)辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，简称光强，用I表示，单位为cd。 球面上某部分与其球心所对应的空间，叫做立体角，单位为sr。,图1.1 光强的概念,发光强度常用于说明光源和灯具发出的光通量在选定方向上的分布密度。 3)照度 光通量和光强主要用以表明光源或发光体发射光的强弱，而照度则是用来表明被照面上接收到的光的强弱。 被照面上的光通密度称为

4、照度。它是射入单位面积的光通量，用E表示，单位为lx(1 lx=1 lm/m2)。,4)光出射度 如果光源是一个面光源，则发光面面积元出射的光通量称光出射度，以M表示，单位为rlx。 5)亮度 将发光体在某一视线方向单位投影面积上的发光强度，称为该发光体在这一方向上的亮度(图1.2)，用L表示，单位为nt。,常见光源的表面亮度：太阳的表面亮度为1.6109 cd/m2；钨丝灯为(2.020)106 cd/m2；40 W荧光灯约为7 000 cd/m2。 1.2 照度标准 照度标准制订的依据主要考虑视觉功效特性、视疲劳性、经济性。 影响人的视力的因素主要有：生理因素、背景亮度、亮度对比及年龄。,

5、我国采用的照度标准为建筑照明设计 标准(GB 500342004)，该标准具有以下特点： 工业与民用照明标准合并，标准值唯一，不再分高、中、低等级。 标准值的制定参考了国际标准而有较大提高。 与90版、92版规范相同，照度值为工作面上的平均照度值，需要考虑维护系数。一般情况下，工作面的参考高度仍为 0.75 m。,照度值计算的允许偏差控制在-10%+10%。灯具数量在10只以下时，可允许超过此范围。 增设了医院、学校、博物馆、展览馆的照度标准。,1.3 颜色的特性、眩光 1.3.1 颜色的形成 发光体发出的光所产生的颜色，称为光源色，它取决于光的波长成分。如果发光体发出的是单色光，那么它的光色

6、将完全取 决于单色光的波长；如果波长不同，则单色光的颜色也不同。当发光体发出的是复合光，那么它的光色将取决于它的光谱能量分布。,1.3.2 颜色的基本性质 颜色可分为彩色和非彩色(非彩色是指黑色、白色和介于二者之间的深浅不同的灰色，称黑白系列或无色系列)。根据光的波长也可依次排成一个系列，称为彩色系列。 颜色有3个基本属性：色调、明度、彩度。 人们用色调来表明颜色的不同，通常把各种光谱色归纳成有限种色调。 明度是指颜色的明暗程度。 彩度是指颜色的深浅程度。,1.3.3 颜色的表示 1)孟塞尔表色系统 (1)色调H (2)明度V (3)彩度C 2)CIE表色系统 CIE表色系统是国际电工照明委员

7、会采用的表色系统，其原理是任何一种颜色都可以由三原色(指红(R)、绿(G)、蓝(B)按不同比例混合而成。,3)光源的颜色 光源的颜色取决于光源的光谱能量分布，即不同频率(波长)能量的组合。它主要包含色表和显色性2方面含义。 (1)光源的色表 光源的色表系指光源的表观颜色，是人眼观看到光源所发出的光的颜色。在照明应用方面，光源的色表可用色温或相关色温来表示。 (2)光源的显色性 光源所发出的光照射到物体上，对物体颜色显示的真实程度，称,为光源的显色性。在电气照明技术中，光源的显色性一般以Ra来表示。 1.3.4 眩光 视觉内存在强烈亮度 对比或过高的亮度,引 起人眼产生不舒适的 感觉或视力下降，

8、这 种现象称为眩光。 根据眩光对视觉的影,图1.3 眩光与视线角度的关系,响程度，可分为失能眩光和不舒适眩光。失能眩光系指光线过强造成对人眼的伤害，且不易恢复，能造成视觉可见度下降，直接影响视觉功能，也称为减视眩光，严重时将造成失明。,2 电光源与灯具 2.1 电光源的分类及主要技术指标 2.1.1 电光源的分类 凡是可以将其他形式能量转换成光能，从而提供光通量的设备；称为光源；将电能转换成光源能的设备，称为电光源。现代照明用的光源除日光外，大部分都是电光源。常用的电光源按其工作原理可分为热辐射光源和气体放电光源2大类。 1)热辐射光源,热辐射光源是利用电流把具有耐高温、低挥发性的灯丝加热到白

9、炽程度而产生可见光。常见的有白炽灯、卤钨灯等，它们都是以钨丝为辐射体的。 2)气体放电光源 气体放电光源是利用电流通过灯管中气体时，激发气体电离和放电而产生可见光。常见的有荧光灯、荧光高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、氙灯等。气体放电光源具有光效高、寿命长的优点，按其放电形式又分为辉光放电灯和弧光放电灯。,2.1.2 电光源的主要技术指标 电光源的主要技术指标由电学指标和光学指标组成。 1)电学指标(略) 2)光学指标 (1)额定光通 额定光通是指灯泡在额定工作情况下发出的光通量，一般以额定光通表示光源的发光能力。光源的光通量输出受许多因素影响，主要与光源的寿命有关，一般表示光源的额定光通有2

10、种方式：一种,是以光源的初始光通量作为额定光通，用于在整个使用过程中光通量衰减不大的光源；另一种是以光源使用了100 h后的光通量作为额定光通，用于光源在使用过程中衰减较大的光源。 2)发光效率 灯泡的发光效率即为光源的能量转换效率，也指电光源每消耗1 W电功率所发出的光通量,简称光效，单位为lm/W。 (3)寿命电光源的寿命是电光源的重要性能指标，以累计使用时间表示，分为全寿命、有效寿命和平均寿命。,全寿命是指电光源从开始使用直到完全不能使用为止的全部时间。,通常将电光源的光通量衰减到初始值的70%时所使用的时间称为有效寿命；同一批电光源虽然同时使用，却不会同时损坏，通常将每批抽样试品有效寿

11、命的平均值称 为平均寿命。光源的寿命通常是指平均 寿命。 (4)光谱能量分布曲线 表示电光源所辐射各种波长的光的成分和相对强度的分布状况，称为光谱能量分布曲线。这种按不同波长所对应的相对强度绘制的曲线，称为电光源相对光谱能量分布曲线。,(5)光色 电光源的光色有2方面的含义，即色表和显色性。 色表是人眼观看到的光源所发出的颜色，可用色温指标来表示。色温是当黑体被加热到某一温度时，发出的光的颜色与光源所发出的光的颜色相同，就将黑体被加 热的温度称为该光源的颜色温度，简称 色温。 当光源的色温小于3 300 K时，给人的感觉是温暖的，称为暖色光；当色温大于5 000 K时，给人的感觉是冷的，称为冷

12、色光。,(6)启燃与再启燃时间 启燃时间。 再启燃时间。 2.1.3 电光源型号的表示方法 GB 279681规定了各种光源型号的表示方,法。它一般由3部分组成：第一部分为字母，由光源名称主要特征的3个以内汉语拼音首字母组成；第二部分和第三部分一 般为数字，表示光源的额定电压或额定 功率。 2.2 常用电光源 2.2.1 白炽灯 1)构造特点 白炽灯主要由灯头、灯丝和 玻璃壳、支架组成。,图2.1 白炽灯的构造,2)白炽灯的分类 按其特性和用途来分，有真空灯泡和充气灯泡；按其结构的不同，可分为普通型、磨砂型、漫射型、反射型、装饰型，以及红外线灯泡、局部照明灯泡(低压灯泡)、水下灯泡等。 3)白

13、炽灯的光电参数及特性,(1)额定电压和额定功率 (2)光通量与发光效率 (3)白炽灯的寿命 (4)白炽灯的光色 (5)启燃时间 2.2.2 卤钨灯,1)卤钨灯的构造特点 卤钨灯主要由电极、 钨丝和石英灯管组成。,图2.2 管形卤钨灯结构图,2)卤钨灯的分类 3)卤钨灯的光电参数及特性 (1)额定电压与额定功率 (2)光效与寿命 (3)卤钨灯的光色 (4)启燃时间 2.2.3 荧光灯 1)荧光灯的构造特点 荧光灯由灯头、热阴极和内壁涂有荧光粉的玻璃管组成。,图2.3 直管形荧光灯构造,荧光灯具有光色好、光效高、寿命长、光通分布均匀、显色性较好、表 面亮度低、表面温度低等优 点，广泛应用于各类建筑

14、的 室内照明。,图2.4 荧光灯工作电路,2)荧光灯的分类 (1)直管型荧光灯 (2)高光通单端荧光灯 (3)紧凑型荧光灯 3)荧光灯的光电参数及特性,(1)光源的光色 (2)光效与寿命 (3)电源电压变化的影响 (4)环境温度的影响 (5)频闪效应 消除频闪效应的措施主要有：对三管和多管荧光灯采用三相分别接入或电容移相的方法，使整个照明器发出的光通量变化幅度控制在一定范围；采用电子整流器使荧光灯工作在高频状态；采用直流供电的荧光灯管。,表2.13 直管型荧光灯技术参数,表2.14 U形、环形、H形荧光灯技术参数,2.2.4 高强度气体放电灯(HID灯) 高强度气体放电灯是高压汞灯、高压钠灯和

15、金属卤化物灯的统称。,1)高压汞灯 高压汞灯又称高压水银灯，是一种应用较广的电光源。高压汞灯具有发光效率高、寿命长、省电、耐振、耐热等优点。 (1)构造与原理 (2)性能与类型 高压汞灯的类型有：荧光 高压汞灯、自整流高压汞 灯、反射型高压汞灯和紫 外线高压汞灯等。,图2.5 高压汞灯,2)高压钠灯 高压钠灯是利用高压钠蒸汽放电的气体放电灯，具有光效高、紫外线辐射小、透雾性好、寿命长、耐振、亮度高等特点。 (1)构造与原理 (2)基本性能 3)金属卤化物灯 优点是光效高、光色好。 (1)构造和原理 (2)基本性能,金属卤化物灯适用于要求高照度、高显色性的场所。 2.2.5 氙灯 氙灯又称小太阳

16、，是一种惰性气体弧光放电灯。 氙灯适用于广场、机场、码头等场所的照明，也可用于需要正确辨色场所的工作 照明。 2.2.6 其他电光源 1)无极荧光灯,无极荧光灯由放电管、功率耦合器、灯头、高频发生器组成。 2)场致发光灯 场致发光灯由玻璃板、透明导电膜、荧光粉层、高介电常数反射层、铝箔和防潮绝缘层迭合组合，发光屏与电极之间距离仅几十微米，电场强度较高。 3)半导体灯 半导体灯又称发光二极管(LED)。LED灯,的发光过程包括3部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。 半导体灯LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐振动，响应速度快、冷光源、安全可靠、有利于环保等特点，广泛应用于指示灯、交通信号灯、显示屏、景观照明等领域。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源推广应用。 4)太阳能灯 太阳能灯的工作原理是利用光敏电池板,(光伏电源)将太阳能转成电能储存在镍氢电池中。 2.2