电气照明技术复习

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1.3 材料的光学性质 一、光的反射、透射和吸收比 光线遇到物体时，可能被反射，或者被吸收，被透射。 反射比 吸收比 透射比 能量守恒定律 1 、规则反射：光的入射角等于反射角（反射定律） 2 、散反射：反射光向各个不同方向散开，但总的方向一致，遵循反射定律 3 、漫反射：反射光被分散在各个方向，不存在规则反射。 4 、混合反射：光线从某一方向入射到瓷釉或带有高度光泽的漆层上时，其反射特性介于规则反射和漫反射（或散反射）之间。 光的反射 规则反射 散反射 漫反射 混合反射 光的反射 材料的反射比和吸收比 材料 反射比 吸收比 规则反射 银 0.92 0.08 铝（普通） 60~73 40 ～ 27 铝（电解抛光） 0.75~0.84 （光泽）， 0.62~0.70 （无光） ---- 玻璃镜 0.82~0.88 0.18~0.12 漫反射 硫酸钡 0.95 0.05 石膏 0.87 0.13 氧化镁 0.975 0.025 建筑材料 木材（白木） 0.40~0.60 0.60~0.40 抹灰、白灰墙壁 0.75 0.25 混凝土 0.25 0.75 白色瓷砖 0.65~0.80 0.35~0.20 透明无色玻璃 0.08~0.10 0.01~0.03 光的透射 光线入射到透明或半透明材料表面时，一部分被反射、被吸收，而大部分可以透射过去。 1 、规则透射 ：按几何光学定律透射（ regular transmission ），如光学平板，棱镜，透镜 2 、散透射 ：光线穿过散透射材料（磨砂玻璃）时，透射方向发光强度较大，其它方向上发光强度小。此时表面亮度也不均匀，透射方向较亮，其他方向较弱。 3 、漫透射 ：光线照射到散射性好的透光材料（如乳白玻璃）时，透射光将向所有方向散开，并均匀分布在整个半球空间内。 4 、混合透射：介于漫透射（或散透射）与规则透射之间。 规则透射 材料表面具有选择性地反射或透射光通量的性能 光谱反射比 光谱透射比 通常所说的反射比是对色温为 5500K 的白光而言 材料的光谱特征 几种颜色的光谱反射系数 视觉与颜色 2.1 人眼与视觉 2.2 视觉特性 2.3 视觉功效 2.4 颜色特性 2.5 表色系统 2.6 颜色与显色 五、眩光 由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒适感觉或者降低观察细部的能力的视觉现象 不舒适眩光和失能眩光 视觉功效 一、对比敏感度与可见度 亮度对比 对比敏感度 可见度：人眼确定物体存在或形状的难易程度。（或能见度） （取决于视角、背景亮度、亮度对比） 亮度差 临界亮度差 颜色特性 一、光谱能量（功率）分布 光源的光谱辐射能量（功率）按波长分布称为光谱能量（功率）分布； 二、颜色的基本特征 1 、分类： 彩色和非彩色； 中性色：白色、黑色和灰色物体对光谱各波长的反射没有选择性，故称为“中性色”。 彩色的三个特性：色调、明度、彩度 色调：色相，可见光谱不同波长的辐射，在视觉上表现为各种色调； 明度：颜色相对明暗的特性 彩度：彩色的纯洁度 黑白 无彩色只有明度。 1 、颜色光的混合：属于相加混合 RGB ，是由不同颜色的光谱引起眼睛的同时兴奋。 光的相加混合可用于不同类型光源的混合照明、舞台照明、彩色电视的颜色合成等方面； 2 、物体颜色的混合：属于相减混合 ，青品黄（ CMYK ） 。 掌握颜色混合的规律，一定要注意颜色相加混合与颜色相减混合的区别。 颜色混合 表色系统 一、分类 将颜色进行分类，并用数字、字母来表示； 1 、孟塞尔表色系统：目前用得最广泛的表色系统，采用颜色图册的表色系统，即按颜色的三个特性进行分类，并以它们的组合来表示。 色调 H ，明度 V ，彩度 C ，表示为： HV/C 孟塞尔色调与彩度 三原色学说：光谱的全部颜色可以用红 R 、绿 G 、蓝 B 三种光谱波长的光混合得到； r+g+b =1 CIE 色度图： 用三原色比例 x ， y ， z 来表示一种颜色 x+y+z=1 CIE 表色系统 不同灯具的 CIE 色坐标 颜色与显色 一、光源的颜色 1 、光源的色温（ T c ）：当一个光源的颜色与黑体（完全辐射体）在某一温度时发出的光色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，单位为 K 。 2 、光源的显色性 （ 1 ）标准光源： CIE 规定了四种标准光源。 （ 2 ）显色指数：用“显色指数 ” 表示光源的显色性。 显色指数分为特殊显色指数（ Ri ） 和一般显色指数（ Ra ）两种 ； 光源的显色指数 Ra ： 　 100-80 　　　 显色性优良； 　 79-50 　　 显色性一般； 　　　 < 50 　　 显色性较差； 二、物体的颜色： 物体表面的颜色是它对照 明 光线中某一种波长的光反射（或透射），比其它波长的光要强得多，反射（透射）得最强的波长的光，即为该物体的色彩。 第一节 照明电光源的分类及性能指标 第二节 白炽灯 第三节 卤钨灯 第四节 荧光灯 第五节 高强度气体放电灯 第六节 低压钠灯 第七节 场致发光灯和半导体灯 第八节 照明电光源性能比较和选用 第二章 照明电光源 主要介绍 : 一、 电光源的分类 二、 照明电光源的主要性能指标 三、 光源型号命名 小 结 第一节 照明电光源的分类及性能指标 第二章 1 、分类 电光源 固体发 光光源 气体放 电光源 热辐射光源：白炽灯、卤钨灯 电致发光光源：半导体灯（发光二极管） 辉光放电光源：霓虹灯 弧光放电光源 低压：低压汞灯 / 钠灯 高压：高压汞灯 / 钠灯、金卤灯 一、电光源的分类 （ 3-1 ） 2-1 2 、气体放电的伏安特性 ★ OC 段：非自持放电 , 电流约在 10 － 6 A 以下 具有负的伏安特性 ★ D 点：着火点 , 可自持放电 ★ E 点：稳定的自持放电点 ★ 自持放电 辉光 放电 弧光 放电 单独接电源时无法稳定工作 一、电光源的分类 （ 3-2 ） 2-1 ★ 常用镇流器： 电感、节能型电感、电子 、电子调光 3 、气体放电光源的电气附件 1 ) 镇流器 ★ 功能：防止电流失控、保证放电灯在正常电特性下工作 一、电光源的分类 （ 3-3 ） 2-1 2 ) 启辉器 ★ 功能：预热灯的电极 , 并与串联的镇流器 一起产生脉冲电压使灯启动 3 ) 补偿电容器 ★ 功能：提高功率因数 cos  , 减少线路损耗 1. 额定电压 ( V ) 光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值 灯泡 ( 灯管 ) 的设计功率值 2. 额定功率 ( W ) 二、照明电光源的主要性能指标 （ 3-1 ） 2-1 灯泡 ( 灯管 ) 额定工作时所发出的光通量 ( 额定光通量 ) 3. 光通量 ( lm ) 灯泡 ( 灯管 ) 在额定状态下消耗单位电功率所发出的光通量 —— 简称光效 4. 发光效率 ( lm/W ) 两种定义形式 新光源 刚开始点燃 时的光通量 ( 初始光通量 ) 新光源 点燃 100h 以后 的光通量 保证电光源正常工作、经济运行 —— 光源能产生额定的光通量 光源在额定电压下工作时所具有的有功功率值 光源供电电压是额定的、电功率是额定的、且光源在使用的有效寿命期内 累积点燃的小时数 5. 寿命 ( h ) 二、照明电光源的主要性能指标 （ 3-2 ） 2-1 寿命的定义 全寿命 : 从第 1 次点燃起到损坏止累计点燃的小时数 平均寿命 : 同一组光源试样从一同点燃起到 50% 损 坏止累计点燃的小时数 有效寿命 : 从点燃起到光通量衰减为初始值的某一 百分数时累计点燃的小时数 色表和显色性 6. 颜色特性 ( 光色指标 ) 取决于光源的光谱能量分布，用显色指数描述 取决于光源的色温 分暖、中间、冷色 7. 启 ( 点 ) 燃时间与再启 ( 点 ) 燃时间 ( min ) 启燃时间：从光源接通电源起到光通量达稳定值所需的时间 再启燃时间：正常工作的光源熄灭后将其重新点燃所需的时间 是指保证光通量额定值的损耗≮ 20% ～ 30% 的时间 ★ 闪烁 交流供电的光源点燃时 , 其光通量随电流的增减发生周期性 明暗变化的现象 8. 闪烁与频闪效应 ★ 频闪效应 在以一定频率变化的光线照射下 , 观察到的物体运动呈现静 止或不同于实际运动状态的现象 ★ 消除频闪效应的方法 移相、使用电子镇流器 二、照明电光源的主要性能指标 （ 3-3 ） 2-1 主要内容 : 一、 卤钨循环 二、 卤钨灯的结构特点 三、 主要类型及其光电参数 小 结 第三节 卤钨灯 第二章 一、卤钨循环 （ 1-1 ） 1. 卤钨循环反应 低温时产生化合反应 高温时产生分解反应 2. 卤钨循环过程 钨丝通电其温度↑→蒸发钨→钨朝 泡壁方向扩散，并与卤素反应产生卤 化钨→卤化物扩散到灯丝周围并分解 →钨沉积在灯丝上，卤素再扩散到泡 壁区参与下一轮循环 2-3 3. 卤钨循环温度 钨 和多种 卤素 成分生成无色 卤化钨 的玻壳温度范围不同 碘钨灯： 250 ～ 600℃ 溴钨灯： 200 ～ 1100℃ 主要内容 : 一、 结构及工作原理 二、 主要类型 三、 参数及其工作特性 小 结 第四节 荧光灯 第二章 一、结构及工作原理 （ 1-1 ） 1. 玻管 2. 荧光粉 3. 电极 4. 汞和惰性气体 形状：细长管型玻管 长度：约每英尺 10W 管径： T12 、 T8 、 T5 将紫外辐射转换成可见光 发射电子 汞：放电介质 惰性气体：抑制电极上电子发射材料的蒸发与溅散 T 代表 1/8 英寸 ( 3.175mm ) 管径 约为 T 后面的数乘 3.175mm 2-4 1. 灯管电压和灯管功率 灯管电压：工作电流在灯管上产生的电压降 灯管功率：灯管在额定电流下消耗的功率 2. 颜色特性 荧光灯的颜色特性取决于荧光粉的配方 色温：常用三种标准白色 暖白光 ( 2900K ) 、 冷白光 ( 4300K ) 、 日光 ( 6500K ) R a ：卤粉 ( 50 ～ 70 ) 、三基色 ( 80 ～ 85 ) 、三基色多谱带 ( ＞ 90 ) 三、参数及工作特性 （ 1-1 ） 2-4 卤磷酸钙荧光粉 三基色荧光粉 3. 光通量和发光效率 额定光通量指点燃 100h 后的输出光通量 光效：一般在 27 ～ 82lm/W 4. 寿命 平均寿命： 3000 ～ 5000h （国产） 注意： 使用寿命与其启动的频繁程度有关 启动越频繁，使用寿命越短 三、参数及工作特性 （ 1-1 ） 2-4 5. 电压特性 ★ 电压↑→灯管电流↑→电极过 热→电子发射物消耗↑→寿命↓ ★ 电压↓→灯管电流↓→电极温度↓→需多次启动→电子发射 物消耗↑→寿命↓ ★ 调光较困难 6. 温湿度对灯性能的影响 ★ 温度的影响 温度变→蒸气压强变→光通量输出变→影响光效 最佳点灯环境温度 : 20 ～ 35℃ ★ 湿度的影响 湿度过高 ( 75% ～ 80% ) 会使 灯具启动困难、缩短寿命 相对湿度在 60% 以下对荧光 灯工作有利 7. 频闪效应 ★ 频闪效应较明显 三、参数及工作特性 （ 1-1 ） 2-4 主要内容 : 一、 荧光高压汞灯 二、 金属卤化物灯 三、 高压钠灯 小 结 第五节 高强度气体放电灯 ( HID 灯 ) 第二章 1. 结构 2. 类型及应用 ★ 灯头：一般为螺口灯头 ★ 放电管：封装有主、辅电极 充有汞和氩气 ★ 玻璃外壳：减少放电管的热量损失，且内壁涂有荧光粉以提高 光效或改善光色 ★ 普通型 ： 道路 / 广场照明 ★ 反射型：聚光 / 泛光照明 ★ 自镇流型 ： 一般不用 一、荧光高压汞灯 （ 2-1 ） 2-5 主要用于室外照明 3. 基本性能 ★ 启燃时间： 4 ～ 8min ， 再启燃时间 : 5 ～ 10min ★ 发光效率： 普通 / 反射型 ——40 ～ 60lm/W 自镇流型 ——12 ～ 30lm/W ★ 颜色特性：色温 —— 5000 ～ 5400K ，显色指数 —— 30 ～ 40 ★ 有效寿命：普通 / 反射型 —— 5000h ，自镇流型 —— 3000h ★ 电压特性： 电压过低→不启动 / 自熄 　 电压过高→寿命降低 一、荧光高压汞灯 （ 2-2 ） 2-5 1. 结构 2. 主要类型及参数 与汞灯相似，但放电管内充有金属卤化物，以提高光效、改善光色 ★ 钠铊铟灯 ： 80lm/W 、 5500K 、 R a ＝ 60 ～ 70 ★ 镝灯 ： 75lm/W 、色温 接近日光、 R a ＝ 90 ★ 钪钠灯 ： 80lm/W 、 R a ＝ 60 ～ 70 二、金属卤化物灯 （ 1-1 ） 2-5 3. 基本性能 ★ 启燃时间： 4 ～ 15min ， 再启燃时间： 10min 左右 ★ 电压特性：电压变化 10% → 色温将降低 500K 或升高 1000K 电压突降→自熄 1. 结构 2. 主要类型 与汞灯相似，但属于高 压钠蒸气放电光源 ★ 普通 ： 色温 2000 ～ 2100K ，显色指数约 20 ～ 25 光效约 90 ～ 150lm/W , 平均寿命约 28500 h ★ 改显 ： 色温约 2300 ～ 2500K , 显色指数约 60 左右 ★ 高显 ： 色温约 2500 ～ 3000K , 显色指数约 80 左右 三、高压钠灯 （ 1-1 ） 2-5 3. 基本特性 ★ 启燃时间 : 4 ～ 8min , 再启燃时间 : 10 ～ 15min ★ 电源电压变化 主要影响光通量输出和灯的稳定工作 主要内容 : 一、 电光源性能比较 二、 电光源的选用 小 结 第八节 照明电光源性能比较和选用 第二章 光源种类 光效 ( lm/W ) 显色指数 ( R a ) 色温 ( K ) 平均寿命 ( h ) 普通照明 白炽灯 15 100 2800 1000 卤钨灯 25 100 3000 2000 ～ 5000 普通荧光灯 70 70 全系列 10000 三基色荧光灯 93 80 ～ 98 全系列 12000 紧凑型荧光灯 60 85 全系列 8000 高压汞灯 50 45 3300 ～ 4300 6000 金属卤化物灯 75 ～ 95 65 ～ 92 3000/4500/5600 6000 ～ 20000 高压钠灯 100 ～ 200 23/60/85 1950/2200/2500 24000 低压钠灯 200 很差 1750 28000 一、电光源性能比较 （ 1-1 ） 2-8 1. 选择原则 ① 选用的光源应符合国家现行相关标准的有关规定 ② 按照明设施的目的和用途选择光源 主要应满足显色性、启动时间等条件 ③ 按环境要求选择 ④ 按投资与运行费用选择 在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源及镇流 器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定 二、电光源的选用 （ 3-1 ） 2-8 2. 选择举例 ① 高度较低房间 , 如办公 / 教室等宜采用细管直管荧光灯 ② 营业厅宜采用细管直管或紧凑荧光灯或小功率金卤灯 ③ 高度较高的工业厂房宜采用金卤灯或高压钠灯，亦可采用大 功率细管荧光灯 ④ 一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光 高压汞灯    ⑤ 一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊 情况下需采用时，其额定功率不应超过 100W 二、电光源的选用 （ 3-2 ） 2-8 ⑥ 下列工作场所可采用白炽灯 ★ 要求瞬时启动和连续调光的场所 , 使用其它光源技术经济不合理时 ★ 对防止电磁干扰要求严格的场所 ★ 开关灯频繁的场所 ★ 照度要求不高，且照明时间较短的场所 ★ 对装饰有特殊要求的场所 ⑦ 应急照明应选用能快速点燃的光源 ⑧ 应根据识别颜色要求和场所特点 , 选用相应显色指数的光源 二、电光源的选用 （ 3-3 ） 2-8 灯具的作用 ① 固定和保护光源及附件， 并为其供电 ② 控制光源光线的扩散程 度，实现需要的配光 ③ 保证照明安全 ④ 装饰美化环境 第三章 照明灯具 ( 灯具 ) 除光源外用于固定和保护光源的全部部件，以及与电源连接所必需的线路附件 第一节 灯具的光学特性 第二节 灯具的分类 第三节 照明灯具的选用 主要内容 : 一、 光强的空间分布特性 二、 亮度分布和保护角 三、 灯具的效率 小 结 第一节 灯具的光学特性 第三章 1. 定义 光源的光强在空间的分布特性 —— 通 常用曲线或表格表示 ① 极坐标配光曲线 ② 直角坐标配光曲线 2. 常用形式 一、配光特性 （ 3-1 ） 3-1 轴旋转对称配光灯具用 ③ 表格 θ ( º ) 0 5 10 15 20 25 30 35 … I θ,0 (cd) 228 236 230 224 209 191 176 159 … YG701-3 型荧光灯具横向垂直面发光强度值 光线集中 的聚光型 灯具多用 用于定量计算 一、配光特性 （ 3-2 ） 3-1 ④ 理论配光函数表达式 D 类： A 类： B 类： C 类： E 类： 注意：配光表达式的应用 线状灯具纵向配光函数值 I θ,α / I θ,0 与图中曲线比较 , 与之最接近的曲线即为该灯 具纵向配光的类型 线状灯具的纵向配光多用 3. 实际光强的换算 为便于比较， 配光曲线都是假定光源的光通量为 1000lm 来绘制的 , 若实际光源的光通量不是 1000lm , 则必须对由配光曲线上查出的光强值进行修正 换算公式： 式中 I θ —— 灯具中实际光源在 θ 方向的光强， cd I θ(1000) —— 灯具中 1000lm 光源在 θ 方向的光强， cd Φ —— 灯具中实际光源的光通量总和， lm 一、配光特性 （ 3-3 ） 3-1 1. 亮度分布 ★ 含义：灯具在不同观察方向 ( θ 方向 ) 上的 平均亮度值 ★ 实验证明： 若灯具 45 º ～ 85 º 垂直角 ( θ ) 范围内亮度过高则易引起 眩光 ★ 取值方法：查亮度分布曲线 计算： 二、亮度分布和保护角 （ 2-1 ） 3-1 一般由厂家提供 二、亮度分布和保护角 （ 2-2 ） 3-1 ② 格栅灯具保护角 : 一格片底与下一 ( 相邻 ) 格片顶的连线与水平 线之间的夹角 ★ 注意： GB50034-2004 中直接型灯具遮光角的 规定 ★ 作用：遮挡光源的直射光 ，以 限制由光源引起的直接眩光 ★ 定义 2. 保护角 ( 遮光角 ) 光源平均亮度 (kcd/m 2 ) 1 ～ 20 20 ～ 50 50 ～ 500 ≥500 遮光角 ( º ) 10 15 20 30 ① 一般灯具保护角 : 光源发光体最边缘的一点和灯具出光口的连 线同水平线之间的夹角 其角度值等同于 CIE《 室内工作场所照明 》S 008/E-2001 的规定；适用于长时间有人工作的房间或场所内，以限制视野内过高亮度或对比引起的直接眩光 1. 定义 2. 建筑照明设计标准（ GB50034-2004 ）规定 ★ 荧光灯灯具的效率不应低于下列规定 灯具出光口形式 开敞式 保护罩 ( 玻璃或塑料 ) 格栅 透明 磨砂、棱镜 灯具效率 75% 65% 55% 60% ★ 高强度气体放电灯灯具的效率不应低于下列规定 灯具出光口形式 开敞式 格栅或透光罩 灯具效率 75% 60% 灯具发出的总光通量 Φ 1 与光源发出的总光通量 Φ 之比 三、灯具的效率 （ 1-1 ） 3-1 本节小结 : 一、光强的空间分布特性 ( 配光特性 ) 表示方法：极坐标、直线坐标、表格、函数 二、亮度分布和保护角 亮度分布：对照明质量的影响→眩光 保护角：定义、作用、国家标准 三、灯具的效率 定义、国家标准 第一节 灯具的光学特性 第三章 主要内容 : 一、 按灯具出射光线的分布分类 二、 按灯具的结构和功能分类 三、 其它分类方法 小 结 第二节 灯具的分类 第三章 1. CIE 光通分类 —— 根据灯具发出光通量在上下两个半球空间的分布情况分类 ★ 灯的上半部分几乎没有光线，光通量利用 率最高 ★ 顶棚很暗，与明亮的灯具易形成对比眩光 ★ 光线集中且方向性强，易产生较浓重阴影 ★ 下射光通供作业照明 ★ 上射光通供环境照明 ★ 减少了灯具与顶棚间的强烈对比， 使室内环境亮度适宜、缓解阴影 ★ 适当安装可使直 接眩光最小，光 线柔和均匀 ★ 光通量损失较多 ★ 增加散射光照明效果，光 线更加柔和均匀 ★ 光通损失更多，经济性差 ★ 灯具易积尘而影响其效率 ★ 反射光照明， 无阴影和眩光 ★ 光损失大，缺 乏立体感 直接型 半直接型 全漫射 ( 直 - 间接 ) 型 半间接型 间接型 一、按灯具出射光线的分布分类 （ 2-1 ） 3-2 —— 此法已为国际照明界普遍接受 ★ 灯具的 距高比 两个相邻灯具中心之间距离 s 与灯具到工作面的高度 h 之比 2. 直接型灯具按距高比分类 ★ 灯具的 允许距高比 s 与 h 之比的最大允许值 ★ 1/2 照度角 1/2 照度点 Q 和光中心的连线与光轴之间的夹角 θ ★ 按距高比分类： 特狭照、狭照、中照、广照、特广照型 一、按灯具出射光线的分布分类 （ 2-2 ） 3-2 计算高度（ m ） ★ 防护型式 ★ 防护等级分类表示法 1. 按灯具外壳防护等级分类 第一个特征数字 → A 类 ( 表 3-9 ) 第二个特征数字 → B 和 C 类 ( 表 3-10 ） IP+ 两 个特征数字 二、按灯具的结构和功能分类 （ 3-1 ） 3-2 A 类：防止人体触及或接近外壳内部的带电部分 防止固体异物进入外壳内部 B 类：防止水进入外壳内部达到有害程度 C 类 ：防止潮气进入外壳内部达到有害程度 灯具应能在相对湿度为 90% 以上的时正常工作 2. 按防触电保护分类 二、按灯具的结构和功能分类 （ 3-2 ） 3-2 ★ 2007 年新修订的 《 灯具一般安全要求与试验 》GB 7000.1-2007 ，取消了 0 类 灯具，从 2009 年 1 月 1 日实施；从此时起，不再生产、销售和使用 0 类灯具。 ★ 在实际应用中，对于 Ⅰ 类灯具必须增设 PE 线，并按低压配电设计规范要求 作接地故障保护，对于 Ⅱ 类灯具不必接地，对于 Ⅲ 类灯具不允许接地 ★ 开启：光源与外界空间直接接触 , 无透光罩包合 3. 按灯具的结构特点分类 ★ 闭合：透光罩将光源包合起来 , 灯内外空气能自由流通 ★ 封闭：透光罩固定处加一般封闭 , 灯内外空气仍能流通 ★ 密闭：透光罩固定处严格封闭 , 灯内外空气不能流通 ★ 防爆：透明罩及固定处和灯具外壳均能承受要求的压力 ★ 防腐：外壳用耐腐蚀材料 , 且密封良好 对灯内易受腐蚀的部件实行密封隔离 二、按灯具的结构和功能分类 （ 3-3 ） 3-2 主要内容 : 一、 配光的选择 二、 按环境条件选择 三、 按防触电保护要求选择 四、 经济性 五、 灯具外形应与建筑物相协调 小 结 第三节 照明灯具的选用 第三章 一、配光的选择 （ 1-1 ） 1. 选择原则 ★ 办公室及公共建筑选用半直接型灯具 如宽而矮的房间宜选 s / h 允许 = 1.5 ～ 2.5 的 宽配光灯具 ★ 工业厂房选用直接型灯具 ( 开启 ) 如中等宽和高的房间宜用距高比为 0.8 ～ 1.5 的 中配光灯具 窄而高的房间宜用距高比为 0.5 ～ 1.0 的 窄配光灯具 ★ 需限制眩光场所选用表面亮度低、保护角符合规定的灯具 ★ 需垂直照度场所选用不 对称配光或指向型灯具 主要考虑眩光限制和配光要求 , 尽可能选择效率高的灯具 2. 选择举例 10 1 ～ 20 30 20 15 遮光角 ( º ) ≥500 50 ～ 500 20 ～ 50 光源平均亮度 (kcd/m 2 ) 3-3 国家标准规定了荧光灯和 HID 灯的最低效率 荧光灯 : 开敞 -75% 、透明罩 -65% 、磨砂 -55% 、格栅 -60% HID 灯 : 开敞 -75% 、格栅或透光罩 -60% 1. 潮湿 的场所：应用相应防护等级的防水灯具或开敞式灯具 2. 有 腐蚀性气体 或 蒸汽 的场所：宜用防腐密闭灯具或开敞式灯具 3. 高温 场所：宜用散热性能好、耐高温的灯具 4. 有 尘埃 的场所：应按防尘的相应防护等级选适宜的灯具 5. 有 爆炸 或 火灾危险 场所：应按有关规定选适宜的灯具 6. 有 洁净要求 场所：应用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具 7. 需 防紫外线 照射场所：应用隔紫灯具或无紫光源 二、按环境条件选择 （ 1-1 ） 3-3 国家现行相关标准和规范 要带防水灯头 各部分应有防腐蚀或防水措施 8. 直接安装在 可燃材料表面 的灯具，应采用标有 标志的灯具 等级 定    义 应    用 0 类 依靠基本绝缘防止触电，一旦绝缘失效，只靠周围环境提供保护，否则易触及部件和外壳会带电 用于安全程度好的环境，如空气干燥、木地板的场所 Ⅰ 类 除靠基本绝缘防触电外，可能触及的导电部件要与保护导线（地线）连接，万一基本绝缘失效时，导电部件不会带电 用于金属外壳的灯具，如投光灯、路灯、庭院灯等提高安全程度 Ⅱ 类 采用双重绝缘或加强绝缘作为安全防护，无保护导线 适用于环境差、人经常触摸的灯具 Ⅲ 类 采用特低安全电压 ( 交流有效值≯ 50V ) , 灯内不会产生高于此值的电压 用于恶劣环境，如机床灯、儿童用灯等 三、按防触电保护要求选择 （ 1-1 ） 3-3 第一节 点光源的点照度计算 第二节 线光源的点照度计算 第三节 平均照度计算 第四章 照度计算 照明原理与工程 主要介绍 : 一、 指向平面照度 二、 水平面照度 三、 倾斜面和垂直面照度 五、 实用计算图标表 四、 实际照度计算公式 第一节 点光源的点照度计算 第四章 小 结 六、 点光源直射照度计算举例 1. 含义 点源在 N 平面 P 点产生的 E n 与光源射向被照点的光强 I θ 成正比 与光源至被照点距离 l 的平方成反比 一、指向平面照度 （ 1-1 ） 4-1 与入射光垂直的平面 , 用 N 表示 指向平面照度：光源在 N 平面上某点所产生的法线方向照度 E n 2. 计算公式 3. 结论 点光源 N 平面上一点 含 P 点的面元 光源对面元所 形成的立体角 入射光与光轴的夹角 —— 点照度计算的距离平方反比定律 点源在 H 平面 P 点产生的 E h 与光源射向被照点的光强 I θ 及被照 面与入射光线的夹角 θ 的余弦成正比 , 与光源至被照点距离 l 的 平方成反比 1. 含义 二、水平面照度 （ 1-1 ） 4-1 水平面照度：光源在水平面 H 上某点所产生的法线方向照度 E h 2. 计算公式 3. 结论 而 ， 则 或 H 平面与 N 平面的夹角，也是 E h 与 E n 之间的夹角 + 1. 点光源在不同平面上 P 点的照度比 三、倾斜面和垂直面照度 （ 1-1 ） 4-1 2. 倾斜面照度 E i 3. 垂直面照度 E v 则 得 将 δ ＝ 90º 代入下式 得 倾斜照度系数 倾斜角：倾斜面的背光面与水平面之间的夹角 点源在不同平面同一点的照度比为点源至该平面的垂线长度之比 四、实际照度计算公式 （ 1-1 ） 4-1 1. 点照度计算公式回顾 2. 实际照度计算公式 理论 推导 或 照度计算的实际问题 ① 灯具配光特性的绘制条件是光源光通 量为 1000lm, 若 I θ 从配光特性上查取 则需按实际光源光通量进行换算 ② 实际应用中的减光问题：光源光通量 随点燃时间衰减、灯具老化积尘其效 率减少、房间积尘引起其反射光减少 考虑灯具的 维护系数 K E h 为水平面照度， lx; I θ 为灯具内光源总光通量为 1000lm 时 θ 方向光强， cd; Φ 为灯具内实际光源的总光通量， lm; K 为维护系数。 1. 空间等照度曲线 光源总光通量为 1000lm h ＝ 1m ， K ＝ 1 五、实用计算图表 （ 1-1 ） 4-1 E h 与 P 点坐标 ( h,d ) 的关系曲线 2. 平面相对等照度曲线 ★ 绘制条件 ★ 计算公式 光源总光通量为 1000lm 维护系数 K ＝ 1 ★ 绘制条件 ★ 计算公式 E h 与 P 点坐标 ( d/h,β ) 的关系曲线 例 4-1 有一接待室长 6.6m ，宽 4.4m ，净高 3.0m ，桌面高度为 0.8m ， 采用 6 只 JXDS-2 平圆吸顶灯照明。已知房间顶棚的反射比为 0.7 ，墙面的 平均反射比为 0.5 。求房间内桌面上 A 点的照度。 六、点光源直射照度计算举例 ( 1-1 ) 4-1 解 按点源水平照度计算公式计算 ① 灯 1 ( 或灯 4 ) 对 A 点产生的 E 1,4 ② 灯 2 ( 或灯 5 ) 对 A 点产生的 E 2,5 ③ 灯 3 ( 或灯 6 ) 对 A 点产生的 E 3,6 ④ A 点的实际照度 E A 本节小结 : 一、指向平面照度： 二、水平面照度： 五、实用计算图标表：照度曲线 四、实际照度计算公式： 第一节 点光源的点照度计算 第四章 计算 举例 或 三、倾斜面照度： 垂直面照度： ★ K 等于照明装置在使用一定周期后，规定表面上的平均照度 ( 亮 度 ) 与该装置在相同条件下新安装时 , 在同一表面上所得到的平 均照度 ( 亮度 ) 之比 ★ K 小于 1→ 设计余量，其值可查表 ( 表 4-1 ) 环境污 染特征 房间或场所举例 灯具最少 擦拭次数 维护 系数值 室 内 清洁 卧室、办公室、餐厅、阅览室、教室、病房、客房、仪器仪表装配间、电子器件装配间、检验室等 2 次 / 年 0.8 一般 商店营业厅、候车室、影剧院、机加工车间、机械装配车间、体育馆等 2 次 / 年 0.7 污染 严重 厨房、锻工车间、铸工车间、水泥车间等 3 次 / 年 0.6 室外 雨棚、站台 2 次 / 年 0.65 维护系数概念 主要介绍 : 一、 线光源在水平面的点照度计算 二、 线光源在垂直面的点照度计算 三、 特殊情况下的照度计算 五、 计算举例 四、 应用线光源等照度曲线计算 第二节 线光源的点照度计算 第四章 小 结 1. 公式推导思路 ★ 假设： 光源在 ABP 平面与横向平面 的交线方向的光强为 I θ,0 一、线光源在水平面的点照度计算 ( 3-1 ) 4-2 则该方向上的单位光强为 ★ 取线元 dx ： 并设 dx 指向 P 点方向与 横向平面之间的夹角为 α , 则： ★ 假设： 纵向平面的光强分布为 —— ( A 、 C 、 D 、 E 类 ) 纵向配光函数 f ( α ) ＝ cos n α , 则： ★ 假设： dx 在 P 点产生的指向 A 端的 法线照度为 ★ 假设： 点源 dx 在 P 点产生的法线照度为 一、线光源在水平面的点照度计算 ( 3-2 ) 4-2 ★ 求： 线光源在 P 点产生的法线照度 —— 水平方位系数 一、线光源在水平面的点照度计算 ( 3-3 ) 4-2 ★ 整理 E n ： 2. 实际计算公式 ★ 求水平照度 E h ： 和 和 —— 考虑实际光源总光通量和减光因素 二、线光源在垂直面的点照度计算 ( 1-1 ) 4-2 1. 公式推导思路 线光源在 P 点产生的垂直面照 度 E x 公式，可借助 线光源在 P 点产生的水平面照度 E h 公 式的推导思路 2. 计算公式 —— ( A 、 C 、 D 、 E 类 ) 令 垂直方位系数 ★ 处理方法 ①将线光源分段或延长 ②计算各段光源在该点产生的照度 ③求各段光源在该点照度的代数和 三、特殊情况下的照度计算 ( 2-1 ) 4-2 1. 计算点不在线光源端部垂直面 ★ 举例说明 使各段线光源都有一个端部与计算点在同一个垂直面内 ① 将 AB 分段为 AC 和 CB ，并延长至 AD ② 求各段照度： E hAD 、 E hBD 、 E hAC 、 E hCB ③ 求照度的代数和 : 三、特殊情况下的照度计算 ( 2-2 ) 4-2 2. 不连续线光源 ★ 各段光源间的距离 s ≤ h /4cos θ ： 按连续线光源考虑 但光强或单位长度光强乘修正系数 C ★ 各段光源间的距离 s ＞ h /4cos θ ： 先分段计算，后求代数和 各段光源特性相同 ( 即灯具相同 ) 且并按同一轴线布置 式中 l ' —— 各段光源的长度， m; s —— 各段光源间的距离， m ； N —— 整列光源光源的段数 四、应用线光源等照度曲线计算 ( 1-1 ) 4-2 1. 线光源等照度曲线 ★ 绘制条件 ★ 计算公式 光源总光通量为 1000lm 、维护系数 K ＝ 1 、计算高度 h ＝ 1 2. 应用线光源等照度曲线计算水平照度 Φ —— 线光源的总光通量， lm 水平面相对照度 —— 各线光源对计算点产生的相对照度算术和， lx h —— 灯具的计算高度， m K —— 维护系数 五、计算举例 ( 2-1 ) 4-2 例 4-2 由四盏 YG701-3 三管荧光灯具 ( 3×36W ) 组成一条连续光带 , 如图 4-17 所示。已知 YG701-3 的光强分布如表 4-2 和表 4-3 所示，求 P 点的 水平照度。 解 按方位系数法的基本公式计算 ① 计算配光函数值，确定灯具类型 ② 计算方位角 α 1 和 α 2 ③ 查方位系数 F x 值与理论配光函数之比较 C 类 五、计算举例 ( 2-2 ) 4-2 ④ 计算垂直角 θ ⑥ 求 E h 用直线内插法求得 ⑤ 求光强 查表 4-2 得 本节小结 : 一、线光源在水平面的点照度计算 二、线光源在垂直面的点照度计算 三、特殊情况下的照度计算 五、计算举例 四、应用线光源等照度曲线计算 第二节 线光源的点照度计算 第四章 主要介绍 : 一、 利用系数的有关概念 二、 平均照度计算 三、 平均照度计算举例 小 结 四、 平均照度的简化计算 第三节 平均照度计算 第四章 1. 灯具的利用系数 式中 Φ f —— 由灯具发出的最后落到 工作面上的光通量 , lm Φ —— 每个灯具内光源额定总光通量 , lm ★ 注意 ★ 公式 ① Φ f ＝直接光通量＋间接光通量，故 U ＜ 1 ② 编制灯具在不同条件下的利用系数表，以便简化计算，但不 同灯具的利用系数表不能混用 灯具直射 经室内各表面反射 一、利用系数的有关概念 （ 4-1 ） 4-3 2. 室形指数和空间系数 ★ 矩形房间的三个空间 顶棚 ：灯具平面到顶棚之空间 地板 ：工作面与地板之空间 室空间 ：灯具平面与工作面空间 一、利用系数的有关概念 （ 4-2 ） 4-3 顶棚空间高度 室空间高度 地板空间高度 ★ 室形指数 RI l —— 房间长度， m w —— 房间宽度， m ★ 空间系数 室空间系数 顶棚空间系数 地板空间系数 宽而矮： 1 ～ 3 中等宽和高： 3 ～ 6 窄而高： 6 ～ 10 约 0.6 ～ 5.0 3. 有效空间反射比 ★ 有效顶棚空间反射比 ρ cc ★ 有效地板空间反射比 ρ fc 式中 A 0 —— 顶棚 ( 或地板 ) 空间平面面积， m 2 ρ —— 顶棚 ( 或地板 ) 空间各表面的平均反射比 A s —— 顶棚 ( 或地板 ) 空间内所有表面的总面积， m 2 一、利用系数的有关概念 （ 4-3 ） 4-3 4. 墙面平均反射比 ρ w A i —— 第 i 块表面的面积， m 2 ρ i —— 第 i 块表面的反射比 5. 利用系数表举例 简式荧光灯的利用系数表（部分 , ρ fc =20% ） ρ cc 0.70 0.50 0.30 0.10 ρ w 0.70 0.50 0.30 0.10 0.70 0.50 0.30 0.10 0.70 0.50 0.30 0.10 0.70 0.50 0.30 0.10 RCR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.75 0.71 0.67 0.63 0.68 0.61 0.55 0.50 0.61 0.53 0.46 0.41 0.56 0.46 0.39 0.34 0.51 0.41 0.34 0.29 0.47 0.37 0.30 0.25 0.43 0.33 0.26 0.21 0.40 0.29 0.23 0.18 0.37 0.27 0.20 0.16 0.34 0.24 0.17 0.13 0.67 0.63 0.60 0.57 0.60 0.54 0.50 0.46 0.54 0.47 0.42 0.38 0.49 0.41 0.36 0.31 0.45 0.37 0.31 0.26 0.41 0.33 0.27 0.23 0.38 0.30 0.24 0.20 0.35 0.27 0.21 0.17 0.33 0.24 0.19 0.15 0.30 0.21 0.16 0.12 0.59 0.26 0.54 0.52 0.53 0.48 0.45 0.41 0.47 0.42 0.38 0.34 0.43 0.37 0.32 0.28 0.39 0.33 0.28 0.24 0.36 0.29 0.25 0.21 0.33 0.26 0.22 0.18 0.31 0.24 0.19 0.16 0.29 0.22 0.17 0.14 0.26 0.19 0.15 0.11 0.52 0.50 0.48 0.16 0.46 0.43 0.40 0.37 0.41 0.37 0.34 0.31 0.37 0.33 0.29 0.26 0.34 0.29 0.25 0.22 0.32 0.26 0.22 0.19 0.29 0.24 0.20 0.16 0.27 0.21 0.17 0.14 0.25 0.19 0.15 0.12 0.23 0.17 0.13 0.10 一、利用系数的有关概念 （ 4-4 ） 4-3 1. 基本计算公式 式中 E av —— 工作面平均照度， lx Φ —— 每只灯具内光源的总光通量， lm N —— 灯具数量 U —— 利用系数 A —— 工作面面积， m 2 K —— 维护系数 二、平均照度计算 （ 3-1 ） 4-3 计算满足照度标准要求所需灯具数量 验算已知照 明系统照度 2. 平均照度计算步骤 ① 确定房间的空间系数 RCR ② 计算有效空间反射比 ρ cc 和 ρ fc 以及墙面平均反射比 ρ w ③ 根据灯具的利用系数表，确定利用系数 U ④ 根据房间的污染特征，确定维护系数 K ⑤ 代入公式，计算平均照度 E av 二、平均照度计算 （ 3-2 ） 4-3 3. 确定利用系数 U 时应注意的问题 ① 不同灯具的利用系数表 不能混用 ② 若 RCR 不是整数，可用 直线内插 法计算 ③ 若反射比不是 10 的整数倍，可 四舍五入 ④ 若 ρ fc 与利用系数表编制条件不同 (≠ 20% ) 则应 修正 二、平均照度计算 （ 3-3 ） 4-3 例 4-3 ： 有一教室长 6.6m ，宽 6.6m ，高 3.6m 。在离顶棚 0.5m 的高度 内安装有 8 只 YG1-1 型 36W 荧光灯具，课桌高度为 0.8m ，教室内各表 面的反射比见图 ( 4-19 ) 所示。试计算课桌面上的平均照度 ( 36W 荧光 灯光通量取 3350lm ) 。 解： 采用利用系数法计算 ① 求室空间系数 RCR h rc ＝ 3.6 － 0.5 － 0.8 ＝ 2.3m 三、平均照度计算举例 （ 7-1 ） 4-3 三、平均照度计算举例 （ 7-2 ） 4-3 ② 求各反射比 ★ 求 ρ cc A 0 ＝ 6.6×6.6 ＝ 43.6m 2 A s ＝ 43.6 ＋ 6.6×0.5 ×4 ＝ 56.8m 2 ≈ 70% ★ 求 ρ fc A 0 ＝ 43.6m 2 ， A s ＝ 43.6 ＋ 6.6×0.8 ×4 ＝ 64.72m 2 ≈ 10% ★ 求 ρ w 由图知： ρ w ＝ 50% ③ 确定利用系数 U ★ 查灯具的利用系数表（附录 1-2 ） RCR ＝ 3, ρ cc ＝ 70%, ρ w ＝ 50% 时 , U ＝ 0.53 RCR ＝ 4, ρ cc ＝ 70%, ρ w ＝ 50% 时 , U ＝ 0.46 ★ 用直线内插法求利用系数 RCR ＝ 3.48 , ρ cc ＝ 70%, ρ w ＝ 50% 时 , U ＝ 0.5 ★ 修正 ρ fc ≠20% 时对利用系数的影响（附录 1-4 ） ρ fc ＝ 10% : RCR ＝ 3 的系数为 0.957, RCR ＝ 4 的系数为 0.963 直线内插后 , RCR ＝ 3.48, ρ fc ＝ 10% 时的修正系数为 0.96 三、平均照度计算举例 （ 7-3 ） 4-3 ★ 求利用系数 U RCR ＝ 3.48, ρ cc ＝ 70%, ρ w ＝ 50%, ρ fc ＝ 10% 时 , U ＝ 0.96×0.5 ＝ 0.48 ④ 确定维护系数 K 查表 4-1 ： K ＝ 0.8 ⑤ 计算平均照度 E av 三、平均照度计算举例 （ 7-4 ） 4-3 满足现行标准要求时本教室所需灯具数量： 不满足要求 原因： 取 N ＝ 12 盏 300lx 讨论 : 光源光效低、或灯具数量少、或灯具的利用系数低 解决方案： 选光效更高光源、或增加灯具数量、或提高利用系数 ＜ 三、平均照度计算举例 （ 7-5 ） 4-3 布灯方案一 距高比： A-A ： 1.7/2.3 ＝ 0.74 B-B ： 2.2/2.3 ＝ 0.96 三、平均照度计算举例 （ 7-6 ） 4-3 布灯方案二 距高比： A-A ： 3.3/2.3 ＝ 1.44 B-B ： 2.2/2.3 ＝ 0.96 三、平均照度计算举例 （ 7-7 ） 4-3 ★ 编制条件： 假定照度是 100lx ，将利用系数法的计算结果绘制成曲线 1. 灯具概算曲线法 ★ 灯具概算曲线： 房间面积与所用灯具数量的关系曲线 ★ 概算曲线的应用： 已知灯具类型、光源光通量、计算高度、房间面积、房间各面的反射比和维护系数 从概算曲线上查得所需灯具的数量 N 四、平均照度的简化计算 （ 9-1 ） 4-3 ★ 灯具概算曲线举例 ( CDG101-NC400 ) 四、平均照度的简化计算 （ 9-2 ） 4-3 ★ 使用概算曲线应注意的问题 ① 不同型号的灯具，其概算曲线不能混用 ② 若实际情况与绘制条件不同，应修正 式中 n —— 实际应采用的灯具数量，个 N —— 由概算曲线上查得的灯具数量，个 K—— 实际采用的维护系数 K ´ —— 概算曲线上假设的维护系数 E—— 设计所要求的平均照度， lx Φ—— 实际灯具的光源总光通量， lm Φ ´ —— 绘制概算曲线所用灯具的光源总光通量， lm 四、平均照度的简化计算 （ 9-3 ） 4-3 ★ 概算曲线法应用举例 某车间长 48m, 宽 18m , 工作面高 0.8m , 灯具距工作面 10m ; 有 效顶棚反射比 ρ cc ＝ 0.5 , 墙面平均反射比 ρ w ＝ 0.3 , 有效地板反 射比 ρ fc ＝ 0.2 ； 选用 CDG101-NG400 型灯具照明 。 若工作面照 度要求达到 50lx, 试用灯具概算曲线计算所需灯数。 解：用灯具的概算曲线计算 由曲线得 ρ cc ＝ 0.5 , ρ w ＝ 0.3 , ρ fc ＝ 0.2 , h ＝ 10m 时， N ＝ 5.5 工作面面积 A ＝ 48×18 ＝ 864 m 2 , 计算高度 h ＝ 10m 根据实际照明现场情况，取 n ＝ 3 个 当照度为 50lx 时所需灯数： 四、平均照度的简化计算 （ 9-4 ） 4-3 2. 单位容量法 ★ 依据利用系数计算法，在一定假设条件下编制而成单位容 量计算表 ★ 单位容量计算表分为： ① 单位功率 计算表：达到设计照度时 1m 2 的面积上需要 安装的电功率 , W/m 2 ② 单位光通量 计算表：达到设计照度时 1m 2 的面积上需 要的光通量 , lm/m 2 ★ 注意 : 编制条件 不同时 , 单位容量计算表有不同形式 四、平均照度的简化计算 （ 9-5 ） 4-3 ★ 单位容量计算表举例（部分） RCR （ RI ） 直接型配光灯具 半直接型 配光灯具 均匀漫设型 配光灯具 半间接型 配光灯具 间接型 配光灯具 s ≤0.9 h s ≤1.3 h 8.33 （ 0.6 ） 0.4308 0.0897 5.3846 0.4000 0.0833 5.000 0.4308 0.0897 5.3846 0.4308 0.0897 5.3846 0.6335 0.1292 7.7783 0.7001 0.1454 7.7506 6.25 （ 0.8 ） 0.3500 0.0729 4.3750 0.3111 0.6480 3.8889 0.3500 0.0729 4.3750 0.3394 0.0707 4.2424 0.5094 0.1055 6.3641 0.5600 0.1163 7.0005 5.0 （ 1.0 ） 0.3111 0.0648 3.8889 0.2732 0.0569 3.4146 0.2947 0.0614 3.6842 0.2876 0.0598 3.5897 0.4308 0.0894 5.3850 0.4868 0.1012 6.0874 4.0 （ 1.25 ） 0.2732 0.0569 3.4146 0.2383 0.0496 2.9787 0.2667 0.0556 3.3333 0.2489 0.0519 3.1111 0.3694 0.0808 4.8580 0.3996 0.0829 5.0004 四、平均照度的简化计算 （ 9-6 ） 4-3 ★ 上述单位容量计算表的编制条件 ① 室内顶棚反射比为 70% ；墙面平均反射比为 50% ；地板反 射比为 20% ② 计算平均照度为 1lx ， 维护系数为 0.7 ③ 白炽灯的光效为 12.5lm/W ( 220V ， 100W ); 荧光灯的光效 为 60lm/W ( 220V ， 40W ) ④ 灯具效率 ≮ 70% ；遮光格栅灯具的效率 ≮ 55% ⑤ 灯具配光分类符合国际照明委员会的规定 四、平均照度的简化计算 （ 9-7 ） 4-3 ① 单位电功率 ★ 单位容量法计算公式 P 、 Φ —— 设计照度下房间需要的最低电功率、光通量 ( W 、 lm ) P 0 、 Φ 0 —— 照度为 1lx 时的单位电功率、光通量 ( W/m 2 .lx 、 lm/m 2 .lx ) A —— 工作面的面积 , m 2 E —— 设计照度 , lx N —— 达到设计照度时所需灯具的数量 P ´ 、 Φ ´ — 每个灯具的光源总功率、光通量 ( W 、 lm ) C 1 、 C 2 、 C 3 —— 修正系数 四、平均照度的简化计算 （ 9-8 ） 4-3 ② 单位光通量 C 1 —— 对反射比的修正、 C 2 —— 对灯具中光源的修正、 C 3 —— 对灯具效率的修正 所选灯具为半直接型配光灯具，查表得 有一房间面积 A 为 9 × 6 ＝ 54 ( m 2 ) ， 房间高度为 3.6m 。 已知室内顶棚 反射比为 70% 、 墙面反射比为 50% 、 地板反射比为 20% ， K ＝ 0.7 ， 拟 选用 40W ( 含电子镇流器的功率损耗 ) 普通单管荧光吊链灯具 ( 简式荧光 灯具 ) ， h cc ＝ 0.6m ， 如要求设计照度为 100lx ， 试确定灯具数量。 ★ 单位容量法计算举例 解： h rc ＝ 3.6 － h cc ＝ 3.6 － 0.6 ＝ 3.0 m 四、平均照度的简化计算 （ 9-9 ） 4-3 —— 直线内插： P 0 ＝ 0.0565 RCR ＝ 5.0 ， P 0 ＝ 0.0614 RCR ＝ 4.0 ， P 0 ＝ 0.0556 则： P ＝ P 0 AE ＝ 0.0565×54×100 ＝ 305.1 W 故灯具数量 : —— 选用 8 盏 40W 荧光灯具 本节小结 : 一、利用系数法 —— 精确计算法 考虑直射光和反射光 关键：利用系数 ( 室空间系数、反射比） 要求： 正确使用 计算公式 二、概算曲线法和单位容量法 —— 简化计算法 概算达到设计照度时所需灯具数量 要求： 熟练使用 基本公式进行计算 第三节 平均照度计算 第四章 第一节 概述 第二节 照明方式和种类 第三节 照明质量 第四节 灯具的布置 第五节 照明光照设计节能 第五章 照明光照设计 照明原理与工程 主要介绍 : 一、 光照设计的基本要求 二、 照明的目的 三、 光照设计的步骤 小 结 第一节 概述 第五章 1. 适用 提供一定数量和质量的照明，保证规定的可见度水平 2. 经济 ★ 采用 高效新型光源和灯具 ，充分发挥照明设施的实际 效益，尽量能以较少的投资获得较好的照明效果 ★ 在符合各项规程、标准的前提下，还要符合国家当前 的电力、设备和材料等方面的生产水平，尽量节省投资 3. 美观 起 装饰 房间、 美化 环境的作用 一、光照设计的基本要求 （ 1-1 ） 5-1 1. 明视照明 ★ 以满足工作需要为目的的照明 ★ 要确保照明场所的视觉条件 ★ 主要涉及到照明生理学 2. 环境照明 ★ 以周围环境为照明对象的照明 ★ 为了给照明场所造成一定的特殊气氛 ★ 主要涉及照明心理学 注意： 明视照明和环境照明的设计要求不同，见表 5-1 二、照明的目的 （ 1-1 ） 5-1 ① 了解建筑物及各房间的工艺性质和生产、使用要求 ② 了解建筑物的建筑结构、建筑装饰和其它建筑设备情况，获 得建筑物的平面图、立面图和剖面图 1. 收集原始资料，了解工艺及建筑情况 2. 确定照明方式和种类，并选择合理的照度 ① 根据建筑功能，确定照明方式和种类 ② 根据建筑性质和各场所的用途，选择照度标准值 三、光照设计的步骤 （ 2-1 ） 5-1 3. 选择合适的光源 4. 选择灯具类型 5. 确定灯具的安装高度 综合考虑眩光限制、安全、灯具的利用系数等因素 6. 确定灯具布置 灯具布置依照明方式确定 7. 进行照度计算 验算照度是否达到国家标准要求的照度值 计算达到国家标准要求的照度值时需要灯具的数量 7. 确定灯具布置 6. 进行照度计算 若： 三、光照设计的步骤 （ 2-2 ） 5-1 主要内容 : 一、 照明方式 二、 照明种类 小 结 第二节 照明方式和种类 第五章 特点： ① 由对称排列在顶棚上的灯具组成 ② 在室内可获得较好的亮度分布和照度均匀度 一、照明方式 （ 3-1 ） 5-2 1. 一般 照明 为照亮整个场所而设置的均匀照明 对某一特定区域 ( 如进行工作的地点 ) 设计成 不同照度来照亮该区域的一般照明 特点： ① 将灯具集中或分区集中设置在工作区的上方 ②非工作区的照度可降低为工作区的 1/3 ～ 1/5 2. 分区一般 照明 照明设备按其安装部位或使用功能所构成的基本制式 特定视觉工作用的、为照亮某个局部 而设置的照明 特点： ①将灯具装设在靠近工作台面的上方 ②可在局部范围以较小的光源功率获得较高的照度 ③易于调整和改变光的方向 3. 局部 照明 由一般照明与局部照明组成的照明 特点： ① 增加工作区的照度 ②减少工作面的阴影和光斑 ③减少照明设施总功率 4. 混合 照明 一、照明方式 （ 3-2 ） 5-2 注意： 照明方式的选择 —— 符合 GB 50034-2004 的 规定 ① 为照亮整个场所，除旅馆客房外，均应设置一般照明 ② 同一场所的不同区域有不同照度要求时 , 应设分区一般照明 ③ 对于部分作业面照度要求较高 , 作业面密度不大的场所，只 采用一般照明不合理的场所 , 宜采用混合照明 ④ 在一个工作场所内不应只采用局部照明 节约能源 需增大安装功率，不利于节能 易造成亮度分布不均匀 一、照明方式 （ 3-3 ） 5-2 1. 分 类 ① 正常照明：正常情况下使用的室内外照明 ② 应急照明：因正常照明的电源失效而启用的照明 ③ 值班照明：非工作时间 , 为值班所设置的照明 ④ 警卫照明：用于警戒而安装的照明 ⑤ 障碍照明：在可能危及航行安全的建筑物或构筑物上安装 的标志灯 GB 50034-2004 将照明种类划分为 : 按照明功能进行划分 二、照明种类 （ 3-1 ） 5-2 主要内容 : 一、 照度水平 二、 照度均匀度 三、 亮度分布 四、 眩光 五、 光的颜色 六、 照度的稳定性 七、 阴影和造型立体感 第三节 照明质量 第五章 小 结 ★ GB 50034-2004 中规定：照度标准值按 0 .5 、 1 、 3 、 5 、 10 、 15 、 20 、 30 、 50 、 75 、 100 、 150 、 200 、 300 、 500 、 750 、 1000 、 1500 、 2000 、 3000 、 5000 lx 分级 1. 照度标准 ★ GB 50034-2004 中规定的照度值均为作业面或参考平面 上的维持平均照度值 ① 规定表面上的平均照度不得低于此数值，以确保 工作时视觉安全和视觉功效 ②它是在照明装置必须进行维护的时刻，规定表面 上的平均照度 一、照度水平 （ 4-1 ） 5-3 3 . 照度标准值的选择 ★ 符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可 按照度标准值分级 提高一级 ② 连续长时间紧张的视觉作业 ① 视觉要求的精细作业场所 ③ 识别移动对象 , 要求识别时间短促而辨认困难时 ④ 视觉作业对操作安全有重要影响时 ⑤ 识别对象亮度对比小于 0.3 时 ⑥ 作业精度要求较高 , 且产生差错会造成很大损失时 ⑦ 视觉能力低于正常能力时 ⑧ 建筑等级和功能要求高时 视觉安全 视觉功效 建筑功能 建筑等级 一、照度水平 （ 4-3 ） 5-3 ★ 符合下列条件时之一及以上时，作业面或参考平面的照度， 可按照度标准值分级 降低一级 ★ 在一般情况下，设计照度值与照度标准值相比较，可以允许 有 -10% ～ +10% 的偏差   ① 进行很短时间的作业时 ② 作业精度或速度无关紧要时 ③ 建筑等级和功能要求较低时 视觉安全 视觉功效 建筑功能 建筑等级 一、照度水平 （ 4-4 ） 5-3 ● 原因：布灯需要 光源功率及光通量变化的不连续性 ● 适用：装设 10 个灯具以上的照明场所 1 . 定义 照度均匀度：规定平面上的最小照度与平均照度之比 2. GB 50034-2004 规定 ① 公共建筑的工作房间和工业建筑作业区域内的一般照明照度 均匀度， 不应小于 0.7 ，而 作业面邻近周围的照度均匀度不应 小于 0.5 ② 房间或场所内的通道和其他非作业区域的一般照明的照度值 不宜低于作业区域一般照明照度的 1/3 令人满意的均匀度 作业面外 0.5m 范围之内 3. 提高照度均匀度的措施 实际布灯的距高比小于或等于灯具的最大允许距高比 二、照度均匀度 （ 1-1 ） 5-3 1 . 亮度分布对照明质量的影响 A . 视野内的亮度分布会影响作业的 可见度 B . 视野内不同的亮度分布影响视觉 舒适度 2. 工作区亮度分布的要求 A . 对于长时间连续工作的房间，所有表面的亮度都是重要的 B . 通常通过控制作业面邻近周围的照度和工作房间表面的反 射比，来间接地获得合理的亮度分布 三、亮度分布 （ 3-1 ） 5-3 四、眩光 （ 6-1 ） 5-3 1. 影响不舒适眩光的因素 ① 光源与观察者的相对位置 ② 光源 ( 灯具 ) 的大小和在观察方向上的亮度 ③ 周围环境的亮度 眩光角 眩光角大→眩光严重 在 γ = 45 ° ～ 85 ° 内 光源表面 的亮度越高 , 产生眩光的可能性越大、眩光越强烈 亮度对比大→产生眩光的可能性越大 γ ≥45  时有可能产生眩光 方法 : ② 现行国家标准的评价方法 室内照明：统一眩光值 UGR ——13—16—19—22—25—28 高 低 室外照明：眩光值 GR ——10—30—50—70—90 高 低 UGR 或 GR 与标准值比较 若实际 UGR （ GR ）值 ＜ 标准值，符合要求 若实际 UGR （ GR ） 值 ＞ 标准值，不符合要求 四、眩光 （ 6-3 ） 5-3 3. 眩光的限制方法 ——GB 50034-2004 对 眩光限制的规定 ★ 合理选择灯具的保护角 —— 直接型灯具的保护角不应小于下表的规定： 光源平均亮度 （ kcd/m 2 ） 遮光角 （ º ） 光源平均亮度 （ kcd/m 2 ） 遮光角 （ º ） 1 ～ 20 20 ～ 50 10 15 50 ～ 500 ≥500 20 30 ★ 公共和工业建筑常用房间或场所的最大允许 UGR 值及室外体 育场所的最大允许 GR 值宜符合 “ 标准 ” 中的规定 ① 直接眩光的限制方法 ★ 合理选择灯具 —— 表面亮度、配光 ( γ = 45 ° ～ 85 ° ) 四、眩光 （ 6-4 ） 5-3 ★ 避免将灯具安装在干扰区 , 使视觉作业避开或远离照明光源 同人眼形成的镜面反射区域 ② 反射眩光和光幕反射的限制方法 四、眩光 （ 6-5 ） 5-3 产生光幕反射的光幕区 ★ 尽量增加从侧面射向视觉作业上的光通量 ★ 顶棚、墙面和工作面尽量选用低光泽度的浅色饰面 ★ 选用发光面大、亮度低、配光宽但在视线方向亮度锐减的灯具 中宽配光 宽配光 2— 蝙蝠翼配光 形成漫反射 四、眩光 （ 6-6 ） 5-3 但避免出现光斑 或照亮顶棚和墙面降低亮度对比 1. 光源的色表 色表的选择是心理学、美学问题，它取决于照度、室内和 家具的颜色、气候环境和应用场所条件等因素 通常情况下： ★ 在温暖气候条件下喜欢冷色表光源、在寒冷条件下喜欢暖色 表光源、一般情况下采用中间色表光源 ★ 要强调室内和家具的颜色时，用与之颜色相近色表的光源 五、光的颜色 （ 4-1 ） 5-3 ★ 低照度场所用暖色表 , 中等照度用中间色表 , 高照度用冷色表 光源的颜色分类、照度及应用 色表 类属光源示例 相关照度（ lx ） 应用场所 ≤ 500 500 ～ 3000 ≥ 3000 暖 白炽灯、卤钨灯、暖白色直管荧光灯、高压钠灯 舒适 刺激 不自然 客房、卧室、病房、酒吧、餐厅 中间 暖白色直管和稀土节能荧光灯、金属卤化物灯 中性 舒适 刺激 办公室、教室、阅览室、诊室、检验室、机加工车间、仪表装配 冷 日光色直管和稀土节能荧光灯、荧光高压汞灯 冷 中性 舒适 热加工车间、高照度场所 五、光的颜色 （ 4-2 ） 5-3 2. 光源的显色性 ——GB 50034-2004 规定 ★ 长期工作或停留的房间或场所 , 光源的显色指数不宜小于 80 ★ 灯具安装高度大于 6m 的工业建筑场所 , 显色指数可低于 80 ， 但必须能够辨别 安全色 ★ 常用房间或场所的显色指数最小允许值应符合 “ 标准 ” 的规定   ★ 体育建筑的显色指数最小允许值： 有彩色电视转播 ——80 无彩色电视转播 ——60   五、光的颜色 （ 4-3 ） 5-3 光源的显色性及应用 显色指数 色表 适用场所示例 类属光源示例 R a ≥ 80 暖 画廊、居室、观众厅、接待室、高级宴会厅、手术室 白炽灯 卤钨灯 三基色荧光灯 高显色钠灯 镝灯 中间 诊断室、办公室、教室、高级商店营业厅、排演厅、化妆室 冷 医院、印刷、纺织车间、油漆车间 60 ≤ R a ＜ 80 暖 中间 冷 阅览室、休息室、自选商场、报告厅、厨房、侯机厅、餐厅 直管荧光灯 稀土节能荧光灯 金属卤化物灯 40 ≤ R a ＜ 60 行李间、库房、汽车库、室外门廊 荧光高压汞灯 直管荧光灯 20 ≤ R a ＜ 40 颜色要求不高的库房、室外道路照明 普通高压钠灯 五、光的颜色 （ 4-4 ） 5-3 第五节 照明光照节能设计 第五章 主要内容 : 一、 照明设计节能的评价标准 二、 光照节能设计的措施 小 结 1. 照明功率密度 LPD 标准 ★ LPD 值：房间或场所在达到规定照度时的最大照明功率密度值 ★ LPD 值的计算 一、照明设计节能的评价标准 （ 4-1 ） 5-5 GB 50034—2004 规定七类建筑的 LPD 限值 —— 作为强制性条文发布 ( 居住建筑除外 ) 式中 LPD —— 照明功率密度值， W/m 2 P —— 每个灯具的输入功率 ( 气体放电灯含镇流器功耗 ) ， W ∑ P —— 房间或场所达到规定照度所需灯具的总输入功率， W A —— 房间或场所的面积， m 2 一、照明设计节能的评价标准 （ 4-4 ） 5-5 3. 设计中降低 LPD 值的措施 ① 提高 η s —— 选用高光效光源、减低镇流器的功耗 ② 提高 U —— 选用配光与室形相适应的高效灯具 ③ 合理确定照度标准值 E av —— 设计照度不宜超过 10% 标准值 1. 推广使用高光效光源 ① 各种光源的效率 ② 各种光源的经济效益 二、光照节能设计的措施 （ 8-1 ） 5-5 低压钠灯、高压钠灯、金卤灯、荧光灯、卤钨灯、白炽灯 光效高 光效低 ★ 紧凑型荧光灯取代普通白炽灯：节电 70% 以上 ★ 细管径荧光灯取代粗管径荧光灯：节电 10% ～ 30% ★ 高压钠灯和金卤灯取代荧光高压汞灯：节电 37.5% 二、光照节能设计的措施 （ 8-2 ） 5-5 ★ 合理选用光源的措施 A. 尽量减少白炽灯的使用量 B. 推广使用细管径 T8 荧光灯和紧凑型荧光灯 C. 逐步减少高压汞灯的使用量 D. 积极推广高压钠灯和金卤灯 注意： 目前，在民用建筑中尚不可能完全 不用热辐射光源，因而现行标准规定了一 个限制范围， 即可根据装修设计和建筑功 能需要决定采用与否。 若需用： 宜用双螺 旋、充气或涂反射层的白炽灯，或小功率 高效卤钨灯；无特殊需要时功率≯ 100W T8→T12 ，条件许可时用 T5→T12 ( T8 ） 取代白炽灯 光效较低，显色性差 光效高，寿命长 选用光源措施： 应根据使用场所、建筑 性质、视觉要求、照明的数量和质量要 求选择光源，主要考虑光源的光效、光 色、寿命、启动性能、工作的可靠性、 稳定性及价格因素。尽量选用新型光源 光效高、寿命长、显色性好，虽价格较高，一次投资大，但从整体效果看，由于使用数量减少，运行维护费用降低，在技术经济上还是合理的 2. 采用高效率节能灯具 ① 选用配光合理的灯具 ② 选用高效灯具 RCR ＝ 1~3→ 宽配光 ( s / h ＝ 1.5~2.5 ) RCR ＝ 3~6→ 中配光 ( s / h ＝ 0.8~1.5 ) RCR ＝ 6~10→ 窄配光 ( s / h ＝ 0.5~0.8 ) 二、光照节能设计的措施 （ 8-3 ） 5-5 在满足眩光限制要求或装饰需要条件下 , 应选直射光通比例高的灯具 优先选用开启式直接型灯具 不宜采用带漫射透光罩的包合式灯具和装有格栅的灯具 规定：室内用灯效率不宜低于 70% ，装有遮光格栅灯具效率不应低于 60% ，室外用灯效率不宜低于 50% 前者的效率比后者高 20% ～ 40% 注意： T8 荧光灯的最佳环境温度为 25 ～ 28℃ ，而 T5 荧光 灯则为 35℃ ，故 T5 荧光灯一般不适合采用全开敞式灯具 ③ 选用利用系数高的灯具 ④ 选用高光通维持率的灯具 二、光照节能设计的措施 （ 8-4 ） 5-5 利用系数取决于灯具的效率、配光，房间的各表面反射比及体形 一般情况下：灯具效率高，利用系数高 灯具配光适应房间体形，利用系数高 房间各表面用浅色装饰，反射比大，利用系数高 若 RCR 一定 , 但利用系数＜ 0.5 时 , 则应调换不同配光的灯具 维持率取决于光源点燃时间的长短 灯具反射面老化、积尘 灯具消耗相同能量时的输出光通量较 初始值减少 , 造成效率降低 , 能源浪费 措施：将反射、保护罩经处理 , 防止灯具老化和积尘 在反射面或保护罩上镀光触媒膜使其具有自洁功能 采用活性炭过滤器 涂 SiO 2 保护膜、防尘 密闭、真空镀铝等 可见光与膜面上所积油污等有机物进 行氧化还原反应生成水或碳酸气体，从而除去附在油污上的沙尘等无机物 密闭式灯具专设通气孔，气孔中安装过滤 器 , 吸附外部空气中的尘土以降低灯内污染 ⑤ 尽量选用不带光学附件的灯具 ⑥ 采用空调和照明一体化灯具 二、光照节能设计的措施 （ 8-5 ） 5-5 嵌入式荧光灯具附件与效率关系 光学附件 灯具效率 (%) 灯具效率之比 (%) 开启式 82 100 透明棱镜板 66 80 乳白玻璃板 53 65 常用包合式的玻璃罩、格栅、有机玻璃 板和棱镜等 , 用来改变配光、减少眩光、 保护光源免受损伤、增加装饰效果，但 会引起光输出下降，电力消耗增加 形式：将灯具与空调回风口结合 作用： 通过回风口带走灯具产生的大部分热量，气流组织合理，综合效益 高 ( 减少空调设备负荷；灯具温升下降使光通输出增加、寿命延长 ) 灯具、火灾探测器以及空调送、回风口有机结合为一体，因而设备 布置美观、照度均匀 使用：有集中空调且照明容量大的场所 由于通过灯具回风，大约 50 % ～ 70 % 的 “ 照明热量 ” 被 直接排走而不进入房间 “ 照明热量 ” 全部进入房间 调节送风必须中和室内的 “ 照明热量 ” 二、光照节能设计的措施 （ 8-6 ） 5-5 3. 推广采用节能镇流器 ① 镇流器对照明节能的影响 镇流器作为气体放电灯的电器附件，由于其自身功耗约占灯管功率 的 20 % ～ 25 %, 因此推广使用低能耗镇流器是照明节能不可忽视的措施 ② 镇流器的主要类型 电子型： 25 ～ 50kHz 、 节能电感型： 50Hz 、传统电感型： 50Hz 灯功率（ W) 镇流器功耗占灯功率的百分比（ % ） 普通电感型 节能电感型 电子型 20 以下 40 ～ 50 20 ～ 30 ＜ 10 30 30 ～ 40 ＜ 15 ＜ 10 40 22 ～ 25 ＜ 12 ＜ 10 100 15 ～ 20 ＜ 11 ＜ 10 150 15 ～ 18 ＜ 12 ＜ 10 250 14 ～ 18 ＜ 10 ＜ 10 400 12 ～ 14 ＜ 9 5 ～ 10 1000 以上 10 ～ 11 ＜ 8 5 ～ 10 随荧光灯产量 ( 使用量 ) 的高速增长，镇流器耗 电量已约占照明系统总耗电量的 10% ～ 20% 二、光照节能设计的措施 （ 8-7 ） 5-5 ③ 选择镇流器的原则 综合考虑可靠性、寿命、功耗 频闪、噪声、谐波含量、性价等 比较对象 普通电感镇流器 节能电感镇流器 电子镇流器 自身功耗 ( W ) 8 ～ 9 ＜ 5 3 ～ 5 光效比 1 1 1.15 价格比 1 ( 10 ～ 13 元 / 只 ) 1.4 ～ 1.7 ( 15 ～ 20 元 / 只 ) 3 ～ 7 ( 半桥： 30 元 / 只 ) 重量比 1 1.5 左右 0.3 左右 寿命 ( 年 ) 10 10 5 ～ 10 可靠性 较好 好 差 电磁干扰 ( EMI ) 几乎不存在 几乎不存在 存在 抗瞬变电涌能力 好 好 差 ( 加抗瞬变电涌保护除外 ) 灯光闪烁度 差 差 好 系统功率因数 0.5 ～ 0.6 0.5 ～ 0.6 ( 不补偿 ) 0.9 以上 国产 40W ( 36W ) 荧光灯用镇流器性能对比 虽符合绿色照明要求，但目前产品质量 参差不齐，大部分产品寿命太短，一般 无法在其有效寿命期内收回初次安装多 付的成本，其市场份额在缩小，该现象 已引起政府及企业的重视 若按每日工作 10h 计 , 约一年多时间就会以节约的电费来 收回初次安装多付的成本 , 符合中国市场经济发展水平和 市场趋势 , 有巨大的潜在市场。是荧光灯用镇流器的首选 二、光照节能设计的措施 （ 8-8 ） 5-5 4. 合理选择照度标准值和照明方式 ① 根据照明要求的档次高低合理选择照度标准值 ② 严格限制照明功率密度 LPD 值 ③ 合理选择照明方式：照度要求高的场所采用混合照明方式、 少用一般照明方式，适当采用分区一般照明方式 第一节 概述 第二节 照明供电 第三节 照明线路计算 第四节 照明线路的保护 第五节 导线、电缆的敷设与选择 第六章 照明电气设计 照明原理与工程 主要介绍 : 一、 电气设计的基本要求 二、 电气设计的主要任务 三、 电气设计步骤 第一节 概述 第六章 1. 正确选择供电电压、配电方式 —— 确保照明设备对电能质量的要求 2. 进行负荷计算 —— 正确地选择导线、控制与保护电器 3. 选择合理、方便的控制方式 —— 以便照明系统的管理、维护和节能 4. 选择合理的保护方法 —— 确保照明装置和人身的电气安全 5. 尽量减少电气部分的投资和年运行费 二、电气设计的主要任务 （ 1-1 ） 6-1 1. 收集原始资料 2. 确定供电电源 3. 确定配电系统 4. 确定控制方式 5. 确定保护措施 6. 进行线路计算 7. 选择电线 ( 缆 ) 8. 确定计量方式 —— 电源情况、负荷对供电的要求 —— 确定供电电源，选择供电电压 —— 划分配电分区，确定网络接线方式 —— 灯具控制形式（开关数量和安装位置） —— 短路、过负荷、单相接地保护 —— 计算负荷、电流、电压损失，保护整定 —— 型号、截面及敷设方式 —— 电能计量与其它用电统一考虑 三、电气设计步骤 （ 1-1 ） 6-1 主要介绍 : 一、 照明对供电电源的要求 二、 照明供电方式 三、 照明供电网络 小 结 四、 照明供电设备 第二节 照明供电 第六章 1. 照明对电源电压质量的要求 ① 电压偏移 ★ 电压偏移对照明的影响 ： 正偏移→电压↑ ( ＞ U n ) → 寿命↓ 负偏移→电压↓ ( ＜ U n ) 光通量↓→照度↓ 在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离标称值的程度 ★ GB50034-2004 规定： 灯具的端电压不宜大于其额定电压的 105% ，亦不宜低于其 额定电压的下列数值： 一般工作场所 —— 95% 远离变电所的小面积一般工作场所 —— 90% 应急照明和用安全特低电压供电的照明 —— 90% 一、照明对供电电源的要求 （ 6-1 ） 6-2 多次启动→寿命↓ ② 电压波动 ★ 电压波动对照明的影响 ： 在某一时段内，电压幅值急剧变化而偏离标称值的程度 电压波动→光通量变化→产生闪烁→刺激眼睛→照明质量↓ 电压骤降→气体放电灯自熄→无法正常工作 ( 再启燃时间长 ) ★ 对电压波动允许值的限制 ： 荧光灯 : 160V 高压钠灯、金卤灯 : 183 ～ 190V 当电压波动值＜ U n 1% 时，波动次数不受限制 当电压波动值＞ U n 1% 时， 1h 内允许的波动次数 n 电压波动百 分数绝对值 6-2 一、照明对供电电源的要求 （ 6-2 ） ① 照明负荷分级 2. 照明对供电可靠性的要求 ★ 一级负荷 —— 符合下列条件之一者 中断正常照明将 造成 人身伤亡 重大的政治影响 重大的经济损失 公共场所秩序严重混乱 注意： 一级负荷中符合下列条件之一者为 特别重要 负荷 6-2 一、照明对供电电源的要求 （ 6-4 ） 发生爆炸、火灾及严重中毒事故等场所 特别重要的交通 / 通信枢纽、国家级建筑（国宾馆、会堂等） 影响实时处理计算机及计算机网络正常工作 ★ 二级负荷 —— 符合下列条件之一者 中断正常照明将 造成 较大的政治影响 较大的经济损失 公共场所秩序混乱 ★ 三级负荷 不属于一、二级负荷的照明负荷均属于三级负荷 6-2 一、照明对供电电源的要求 （ 6-5 ） ② 照明负荷对电源的要求 ★ 一级负荷 普通一级负荷： 两个独立电源供电 特别重要 负荷：除两个独立电源外，还必须增设应急电源 ★ 二级负荷 两个电源供电 ★ 三级负荷 单 电源供电 6-2 一、照明对供电电源的要求 （ 6-6 ） ① 三级照明负荷 1. 正常 照明的供电方式 ★ 照明与电力共用变压器 ( 一台 ) 照明接自变电所 低压总断路器之 后，且与电力在 母线上分开 正常照明接自 变电所低压干 线总断路器前 ★ 外部线路供电 照明与电力分线 路供电，适用于 不设变电所的较 大建筑物 照明与电力合 用供电线路， 适用于较小的 建筑物 二、照明供电方式 （ 6-1 ） 6-2 ② 二级照明负荷 ★ 两台变压器的供电方式 电源来自双变压器变电所，两台变 压器的电源是独立的，设有联络开 关。照明电源自变压器低压总断路 器后，当一台变压器停电时，通过 联络断路器接到另一段干线上。 电源来自两个单变压器变电所， 且两个变压器电源是相互独立的 高压电源。照明与电力在母线上 分开供电，应急照明由两台变压 器交叉供电。 6-2 二、照明供电方式 （ 6-2 ） ③ 一级照明负荷 ★ 双变压器变电所 ★ 单变压器变电所 + 应急电源 正常照明负荷由单台变 压器供电，且与电力在 母线上分开供电；应急 照明负荷由应急电源供 电。照明负荷容量小时 可用。 6-2 二、照明供电方式 （ 6-3 ） 照明电源来自双变压器变 电所，两台变压器电源是 独立的，设有联络开关。 照明电源自变压器低压总 断路器后，当一台变压器 停电时，通过联络断路器 接到另一段干线上。 电源来自两个单变压器变电 所，且两个变压器电源是相 互独立的高压电源。照明与 电力在母线上分开供电（各 带一半照明负荷），应急照 明由两台变压器交叉供电。 ★ 单变压器变电所 ④ 特别重要照明负荷 ★ 第三电源为自启动发电机 两路独立电源，照明专用变 压器，由自启动发电机作为 第三独立电源。 电源来自双变压器变电所，两台变压器的 电源是独立的，设有联络开关。照明电源 自变压器低压总断路器后，当一台变压器 停电时，通过联络断路器接到另一段干线 上；由蓄电池组或 UPS 作为第三独立电源 ★ 第三电源为蓄电池或 UPS 等 6-2 二、照明供电方式 （ 6-4 ） 1. 照明供电网络的组成 将 电能从变电所低压配电屏送至照明配电箱的线路 馈电线 将 电能从总配电箱送至各照明分配电箱的线路 干 线 将 电能从分配电箱送至每一个照明负荷的线路 分支线 三部分： 三、照明供电网络 （ 8-1 ） 6-2 照明电源从低压配电屏到用户配电箱之间的接线方式 汇集支线接入干线的配电装置 汇集干线接入总进户线的配电装置 2. 照明供电网络的接线形式（配电方式） 常用三种形式： 各负荷独立受电，可靠性高，但建设费用高，用于重要照明负荷 放射式 结构简单、经济，但干线故障时影响范围大，可靠性差，用于一般照明负荷 树干式 放射与树干式混合运用，具有两者的优点，照明负荷应用最普遍 混合式 6-2 三、照明供电网络 （ 8-2 ） 4. 照明供电网络的接地形式 ① TN 系统 ★ TN-S 系统 ★ TN-C 系统 ★ TN-C-S 系统 电源中性点 N 直接接地、设备外露可导电部分与 N 点直接电气连接的系统 N N N L1 L2 L3 N P E L1 L2 L3 PEN L1 L2 L3 N P E 外露可导电部分 外露可导电部分 外露可导电部分 PEN 设备外露可导电部分通过 PE 线与 N 点连接 N 线与 PE 线合一 ——PEN 线 系统前半部分为 TN-C 系统后半部分为 TN-S TN-C 系统 TN-S 系统 6-2 三、照明供电网络 （ 8-4 ） ② TT 系统 电源中性点 N 直接接地、设备外露可导电部分直接接地的系统 工作接地 保护接地 6-2 三、照明供电网络 （ 8-5 ） 三、照明供电网络 （ 8-6 ） 5. 照明供电网络的设计原则 ① 三相照明配电干线的各相负荷宜分配平衡 ② 配电箱宜设置在负荷的中心 ③ 室内每一条分支回路，其 一般灯具时电流 ≯ 16A ，组合灯具时 ≯ 25A ， HID 灯具时 ≯ 30A 所接光源数：一般 ≯ 25 个，连接建筑组合灯具时 ≯ 60 个 最大相≯三相平均值的 115% 最小相≮三相平均值的 85% 分支回路的长度： 三相 220/380V 线路 ≯ 100m 单相 220V 线路 ≯ 35m ④ 插座回路应装设剩余电流动作保护器，且插座与照明宜接于不 同分支回路，每一分支回路数量 ≯ 10 个（组）；用于计算机电 源的插座数量不宜超过 5 个 ( 组 ) ，并应用安全型剩余电流动作 保护装置 ⑤ 疏散照明和备用照明回路不应设置插座 6-2 6. 室内 照明灯具控制方式的选择 ① 公共 / 工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等场所的照明，宜用集中 控制 , 并按建筑使用条件和天然采光等采取分区 / 分组控制措施 ② 体育馆 / 影剧院 / 候机厅 / 候车厅等场所的照明 , 宜用集中控制 , 并 按需要采取调光或降低照度的控制措施 ③ 旅馆 的每间 ( 套 ) 客房应设置节能控制型总开关 ④ 居住建筑有天然采光的楼梯间 / 走道的照明 , 除应急照明外 , 宜采 用 节能自熄开关 ⑤ 每个照明开关所控光源数不宜太多 , 每个房间灯的开关数≮ 2 个 ( 只设一只光源的除外 ) 6-2 三、照明供电网络 （ 8-7 ） ⑥ 房间或 场所装设有两列或多列灯具时 , 宜按下列方式分组控制 : ★ 所控灯列与侧窗平行 ★ 生产场所按车间、工段或工序分组 ★ 会议 / 多功能厅及多媒体教室等场所 , 按靠近或远离讲台分组 ★ 天然采光良好的场所，按该场所照度自动开关灯或调光 ⑦ 有条件的场所 , 宜采用下列控制方式 : ★ 个人使用的办公室 , 用人体感应或动静感应等方式自动开关灯 ★ 旅馆门厅 / 电梯大堂和客房层走廊等场所 , 采用夜间定时降低照 度的自动调光装置 ★ 大中型建筑 , 按具体条件采用集中或集散的、多功能或单一功 能的自动控制系统 6-2 三、照明供电网络 （ 8-8 ） 主要介绍 : 一、 照明计算负荷 二、 照明线路电压损失计算 小 结 第三节 照明线路计算 第六章 一、照明计算负荷 （ 3-1 ） 1. 计算负荷 ① 照明分支线的设备总容量 P e ③ 照明干线 ( 馈电线 ) 的计算负荷 P c 合理选择设备和元件 —— 对照明设备安装容量进行统计计算所得 方法 : 需要系数法 程序 : 支→干→馈 ② 照明分支线的计算负荷 P c —— 统计 ★ 热辐射光源： ★ 气体放电光源： P n —— 灯管 ( 泡 ) 的额定功率， kW α —— 镇流器等电气附件损耗系数 —— 计算 需要系数 , 支线取 K n 为 1 —— 计算 ★ 单相设备容量之和＜ 15% 设备总容量： ★ 单相设备容量之和＞ 15% 设备总容量： 最大相装灯容量 , kW 等效三 相负荷 6-3 2. 计算电流 ① 一种光源的照明线路的计算电流 I c ★ 单相线路： · ★ 三相线路： ② 两种光源的照明线路的计算电流 I c I a —— 光源的有功电流， A I r —— 光源的无功电流， A 一、照明计算负荷 （ 3-2 ） 6-3 U P —— 照明线路的额定相电压， V P c —— 单相照明线路的计算负荷， W —— 光源的功率因数 U P —— 照明线路的额定相电压， V P c —— 三相照明线路的计算负荷， W —— 光源的功率因数 3. 计算举例 例 6 - 1 某生产厂房的三相供电线路上接有 250W 荧光高压汞灯和白 炽灯两种光源 , 各相负荷分配如下表 , 求线路的计算电流和功率因数。 相序 250W 荧光高压汞灯 白炽灯 L1 （ A 相） L2 （ B 相） L3 （ C 相） 4 盏 1kW 8 盏 2kW 2 盏 0.5kW 2kW 1kW 3kW 分析 解题思路 : 两种光源线路 三相不平衡负荷 ① 求 各相 P e ② 求 各相 I c —— 两种光源分别求 ( 注意气体放电灯的 镇流器损耗 ) ③ 结果分析 ④ 计算功率因数 —— 不平衡负荷的照明干线应按最大相考虑 —— 各相 I a 与各相 I c 之比 一、照明计算负荷 （ 3-3 ） 6-3 —— 分别求 I a 和 I r ( 注意光源的 )→ 各相总电流 1. 允许电压损失值 ——GB50034-2004 规定 线路末端的电压损失不宜低于其额定电压的下列数值： 一般工作场所 —— 95% 远离变电所的小面积一般工作场所可为 90% 应急照明和用安全特低电压供电的照明 —— 90% 二、照明线路电压损失计算 （ 3-1 ） 6-3 2. 电压损失计算 ★ 计算公式 ★ 负荷矩 : ★ 举例 ( 如图 ): 低压网络用负荷矩法 负荷与距离的乘积 , 符号 Σ M , 单位 kW·m P 1 ～ P 4 —1 ～ 4 段分段计算负荷 , kW l 1 ～ l 4 — 电源至 P 1 ～ P 4 点的距离 , m 则由电源至 P 4 点的总负荷矩 Σ M : ① ② ③ C — 系数 ( 表 6-4 ) S — 导线截面积 , mm 2 R c — 系数 ( 附录 3-1 ) 二、照明线路电压损失计算 （ 3-2 ） 6-3 假设： ，负荷平衡分配在各相时 负荷分配均恒 , ＝ 1 负荷分配不均恒 , ＝ 1 ≠1 3. 计算举例 例 6 - 2 如图示的照明配电线路中， P 1 、 P 2 、 P 3 、 P 4 均为 500W 的白炽 灯 , 线路的额定电压为 220V , 采用截面为 4.0mm 2 的铝导线，各负荷至电 源的距离如图所示。求线路末端的电压损失。 分析： 解 : ① 查系数： C ＝ 7.45 kW·m ② 计算负荷矩： 若求：满足 Δ U %≤5% 时的导线截面？ ③ 计算线路末端的电压损失： 二、照明线路电压损失计算 （ 3-3 ） 6-3 单相线路： 220V ，且 主要介绍 : 一、 照明线路的保护要求 二、 照明线路常用的保护电器 三、 保护电器的选择 小 结 第四节 照明线路保护 第六章 1. 短路保护 ① 短路故障 载流导体间的短路→造成回路中电流的急剧增大 主要故障形式： 短路、过负荷、单相接地 ② 短路保护 保护电器应在短路电流对导体和连接件造成危害之前将其切断 ③ 短路保护要求 相间短路或相线与中性线间的短路 —— 所有照明线路均应设置 ★ 电器：熔断器、低压断路器的瞬时脱扣器 ★ 电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流 ★ 电器应装设在低压配电线不接地的各相 ( 或极 ) 上 ★ 装设漏电保护器时 , 应断开被保护回路的所有带电导线 ★ 在 TN 系统中 , 严禁断开保护中性线 ( PEN 线 ) 热作用和 机械作用 一、照明线路的保护要求 （ 3-1 ） 6-4 2. 过负荷 保护 ① 过负荷故障 超过设备或线路可以承受的长期工作负荷 ② 过负荷保护 保护电器应在过负荷电流对导体的绝缘、接头、端子造成损 坏前将其切断 ③ 过负荷保护要求 —— 除不可能增加负荷或因限制不会导致过载者外均应装设 ★ 根据过负荷量的大小和时间的长短来确定是否切除 引起的导线温升 ★ 电器：熔断器、断路器的长延时过电流脱扣器 电源容量 反时限关系 一、照明线路的保护要求 （ 3-2 ） 6-4 3. 接地故障 保护 ① 接地故障 因绝缘损坏致使相线与 PE 线 / 电气装置的外露可导电部分 / 装 置外可导电部分 / 大地间的短路 ② 接地故障保护 保护电器应在其接触电压导致人身间接电击伤亡及电气火灾、 线路损坏之前，能迅速有效地切除故障电路 ③ 接地故障保护要求 电气火灾占火 灾起因的 34% ★ Ⅰ 类灯具：其外露可导电部分应可靠接地 , 且当绝缘失效时 , 限制接触电压≤ 50V ，并限制 此电 压对人体的作用时间 ★ TN-S 、 TT 系统，应设置漏电保护电器 TN — 表 6-5 、 TT — 表 6-7 一、照明线路的保护要求 （ 3-3 ） 6-4 ① 保护原理 当导体中通过过负荷电流或短路电流时 , 利用导体产生的热 量使其自身熔断，从而切断故障电路，保护电器设备和配电线 路免受过负荷电流和短路电流的损害 1. 低压熔断器 ② 主要类型 瓷插式、螺旋式、有填料高分断式、自复式 ③ 主要参数 ★额定电流：载流部分和接触部分设计所依据的电流 ★熔体的额定电流：熔体本身设计所依据的电流 , 即不同材 料、不同截面的熔体所允许通过的最大电流 二、照明线路常用的保护电器 （ 3-1 ） 6-4 2. 低压断路器 ① 功能 是一种既能分合负荷电流又具有保护功能 ② 类型 ★ 万能式断路器 ★ 塑壳式断路器 ★ 小（微）型断路器 ③ 主要参数 ★ 额定电压 ( V ) 和额定电流 ( A ) ★ 分断能力（ kA ） ★ 脱扣器的整定电流及特性 建筑工程中应用最广泛，用作配电箱中的总开关或分路开关 短路保护 过负荷保护 失压或欠电压保护 万 能 式 塑 壳 式 微 型 二、照明线路常用的保护电器 （ 3-2 ） 6-4 二、照明线路常用的保护电器 （ 3-3 ） 3. 剩余电流保护装置 ① 功能 检测回路中的不平衡电流：若回路中有电流泄漏且达到一定值 时 , 向断路器发跳闸信号→切断电路 ② 组成 漏电脱扣器 试验装置 ③ 主要参数 ★ 额定电压和电流 ★ 电流脱扣器特性 ★ 额定漏电动作电流 零序电流互感器 、漏电脱 扣器 、试验装置 漏电断 路器 ＋ 断路器 漏电断路器 正常时： I 2 ＝ 0 讨论 若 L3 漏电 : I 2 ≠ 0 , 当 I 2 ＞ 设定值 → 跳闸 6-4 断路器 零序电流互感器 1. 熔断器选择 ① 熔体的额定电流 I n ② 熔断器的额定电流≥熔体的额定电流 I n ★ 按正常工作电流选择： I n ≥ I c ★ 按光源启动尖峰电流选择： I n ≥ K m I c 式中 I c —— 线路的计算电流 ， A K m —— 熔体选择计算系数，表 6-8 熔断器 ( 体 ) 的额定电流，取决于各部分长期工作时的容许温升 取决于熔体的最小熔化电流 一个额定电流等级的熔断体可配用若干个 额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流 不得超过与之配合的熔断体的额定电流 三、保护电器的选择 （ 5-1 ） 6-4 基本原则： 额定电压符合所在回路的标称电压 额定工作频率应符合网络要求 按环境条件等选择外壳防护等级 三、保护电器的选择 （ 5-2 ） 6-4 2. 断路器的选择 ① 额定电流 I n ： ≥ 线路的计算电流 I c ② 脱扣器的整定电流 ★ 保护特性 : 长延时 短延时 瞬 时 万能式： 200 、 400 、 600 、 1000 、 1500 、 2500 、 4000A… 塑壳式： 6 、 10 、 20 、 50 、 100 、 200 、 250 、 600A… 微 型： 1 、 3 、 6 、 10 、 20 、 25 、 32 、 40 、 50 、 63A… ★ 种类 : 长延时脱扣器 短延时脱扣器 瞬时脱扣器 过负荷保护 短路保护 → 作过负荷保护 → 作短路保护或过负荷保护 → 作短路保护 ★ 整定电流 : 组合成 : 三段保护 两段保护 一段保护 长延时 短延时 瞬时 长延时脱扣器→ I n1 ≥ K k1 · I c 短延时和瞬时脱扣器→ I n3 ≥ K k3 · I c 整定电流应能躲开 线路的尖峰电流 注意 ：脱扣器特性 ( 微型断路器 ) B 特性 C 特性 D 特性 ③ 分断能力： 常用微型断路器： 1 ～ 63A 额定电流运行短路 分断能力最高可达 6kA 在规定的试验条件 ( 电压、频率、线路其它参数等 ) 下，能够 接通或切断短路电流的能力，用交流有效值 kA 表示 ≥ 线路预期短路电流 → 阻性负荷和低感配电系统 → 感性负荷和高感 照明 系统 → 高感性负荷和有较大冲击电流产生的配电系统 三、保护电器的选择 （ 5-3 ） 6-4 3. 漏电保护装置的 选择 ① 额定漏电动作电流的选择 类 别 额定漏电动作 电流（ mA ） 手握式用电设备 6 ～ 15 医疗电气设备 6 建筑施工工地的用电设备 15 ～ 30 环境恶劣或潮湿场所的用电设备 ( 如高空或水下作业等 ) 6 ～ 10 家用电器回路及照明线路 ≤30 防电气火灾 300 ＞线路和设备正常泄漏电流最大值的 2 倍 ② 极数的选择 单相 220V 线路：单极 ( 1P ) 二极 ( 2P ) ③ 动作时间的选择 分支线路：≤ 0.1s 三、保护电器的选择 （ 5-4 ） 6-4 4. 保护电器的级间配合 级间配合的措施 : 上下级保护装置的动作应具有选择性 ① 利用各级保护动作时间的差别 ② 利用各级保护设备整定电流的差别 上一级＞下一级 三、保护电器的选择 （ 5-5 ） 6-4 主要介绍 : 一、 照明线路中导线和电缆的敷设 二、 导线和电缆类型的选择 三、 导线和电缆截面的选择 小 结 第五节 导线、电缆的敷设与选择 第六章 管配线的补充说明： ① 一般要求 ★ 管内导线不许有接头、死扣或绝缘损坏后用胶布包扎 ★ 导线最小截面不低于：铜线为 1.5mm 2 ，铝线为 2.5mm 2 ★ 耐压等级不低于 500V ★ 管路暗敷设宜沿最短路线，并应减少弯曲和重叠交叉，当管 路过长时应加装中间盒 ★ 管径的选择：两根绝缘导线穿于同一根管 , 导线外径之和≯管 内径的 1.35 倍 ( 立管可取 1.25 倍 ); 三根以上绝缘导线穿于同一根 管，穿管导线的总截面积 ( 包括护套 )≯ 40% 管内截面积 一、照明线路中导线和电缆的敷设 ( 5-3 ) 6-5 ② 可共管的导线 ③ 不可共管的导线 ★ 同一回路的所有相线和中性线 ★ 同一照明方式且线路走向相同的不同支线，但管内导线≯ 8 根 ★ 同一设备及生产上有连锁关系的不同设备的所有导线 ★ 各种电气设备的二次回路导线 ★ 不同电压等级、不同回路、不同电能表的导线 ★ 不同照明方式的导线 ★ 交流与直流 一、照明线路中导线和电缆的敷设 ( 5-4 ) 6-5 1. 导体材料的选择 ① 基本原则 贯彻 “ 以铝代铜 ” 的方针，在满足线路敷设要求的前提下，优 先选用铝芯导线和电缆 , 但下列场所应采用铜芯导线或电缆： —— 有爆炸危险的场所、有剧烈振动的场所 —— 重要的民用公共建筑 —— 室内穿管暗敷设 ② GB50034-2004 规定 照明配电干线和分支线应采用 铜芯 绝缘电线或电缆 二、导线和电缆类型的选择 （ 2-1 ） 6-5 2. 绝缘及护套的选择 ① 绝缘及护套材料 —— 塑料 、橡皮、氯丁橡皮 ② 绝缘及护套的选择 —— 考虑敷设方式、环境条件及经济性 ③ 外护层及铠装的选择 —— 考虑敷设方式、环境条件及经济性 3. 常用导线和电缆型号 导线： BLV 、 BLVV 、 BV 、 BVV 电缆： VV 、 YJV 二、导线和电缆类型的选择 （ 2-2 ） 6-5 三、导线和电缆截面的选择 （ 3-2 ） 6-5 2. 相线截面的选择 ① 按允许载流量选择导线截面 导线或电缆在某一特定的环境和敷设条件下，其稳定工作温度不超过其绝缘允许最高持续工作温度的最大负荷电流 允许载流量表：不同材料、不同截面的 绝缘导线、电缆在不同环境温度和敷设 方式时的允许载流量与其截面的对应值 I n ＝ I al ＞ I c I n — 导线和电缆长期允许的工作电流 , A I al — 导线和电缆的允许载流量 , A I c — 线路的计算电流 , A ② 按允许电压损失选择导线截面 ③ 按机械强度要求选择导线截面 照明分支回路铜芯电线或电缆的截面≮ 1.5 mm 2 —— GB50034-2004 规定 ④ 导线截面应与线路保护设备相配合 当发生短路故障时 , 保护设备能对导线和电缆起保护作用 电阻性平衡负荷 , 中性线载流量≮ 50 ％ 相线载流量 电感性负荷 , 中性线截面≮相线截面 ( 按最大一相选择 ) 三相： 3. 中性线、保护线和保护中性线截面的选择 ① 中性线 ( N 线 ) ② 保护线 ( PE 线 ) ③ 保护中性线 ( PEN 线 ) 相线截面 S ( mm 2 ) PE 线的 S min ( mm 2 ) S ≤ 16 16 ＜ S ≤ 35 S ＞ 35 S 16 ≥ S /2 单相 ： 中性线截面＝相线截面 单芯 PEN 干 线：铜芯线截面 ≮ 10 mm 2 ，铝芯线截面≮ 16 mm 2 多芯电缆的芯线作 PEN 干 线：截面 ≮ 4 mm 2 但 , 相线截面 ≤ 10mm 2 时， 中性线截面＝相线截面 材质同相线： S min 应符合表中规定 单芯绝缘导线： 有机械保护≮ 2.5 mm 2 , 无机械保护≮ 4 mm 2 三、导线和电缆截面的选择 （ 3-3 ） 6-5 第一节 电气照明施工图设计程序 第二节 电气照明施工图 第三节 电气照明施工图的阅读和分析 第二～三节 照明施工图的绘制与阅读 第七章 电气照明施工图设计 照明原理与工程 主要内容 : 一、 方案设计 二、 初步设计 三、 施工图设计 第一节 电气照明施工图设计程序 第七章 扩大初步设计 —— 扩初设计 1. 主要任务 ① 按规范规定的 W/m 2 数， 匡算 出 用电总功率 ② 确定 用户 电源电压 ③ 确定电源引入方向和电缆走向路由 ④ 确定电源路数 ，变配电所位置 ⑤ 按每平方米造价 匡算电气工程概算 一、方案设计 （ 1-1 ） 7-1 1. 主要任务 ① 了解和确定建设单位的用电要求，落实供电电源及配电方案 ② 确定工程的设计项目和内容 ③ 进行系统方案设计和必要的计算，估算各项技术与经济指标 ④ 编制出初步设计文件 ⑤ 解决好专业之间的配合 2. 设计文件的深度要求 ① 确定设计方案 ② 满足主要设备及材料的订货 ③ 可以确定工程概算，控制工程投资 ④ 可以进行施工图设计 二、初步设计 （ 1-1 ） 7-1 ① 进行具体的设备布置、线路敷设和必要的计算 ② 确定各电器设备的型号以及具体的安装工艺 ③ 编制出施工图设计文件 ( 图纸、设计说明、计算书 ) ④ 与各专业密切配合，避免盲目布置而造成返工 2. 设计文件的深度要求 ① 可以编制出施工图的预算 ② 可以安排材料、设备的订货和非标准设备的制作 ③ 可以进行施工和安装 1. 主要任务 三、施工图设计 （ 1-1 ） 7-1 主要内容 : 一、 照明施工图的格式 二、 照明施工图图面的一般规定 三、 照明施工图的标注 四、 照明施工图的组成 第二、三节 照明施工图的绘制与阅读 六、 照明平面图的绘制与阅读 五、 照明系统图的绘制与阅读 七、 常用照明基本线路 第七章 2. 图线 ① 图线形式 ② 图线宽度 图线名称 图线形式 应 用 粗 实 线 细 实 线 虚 线 点 划 线 双点划线 电气线路、一次线路 二次线路、干线、分支线 应急照明线 控制线、信号线、轴线 50V 及以下电力及照明线路 ★ 有 0.25 、 0.35 、 0.5 、 0.7 、 1.0 、 1.4 等 ★ 通常只取 2 种，若超过 2 种，应以 2 的倍数递增 7-2 ～ 7-3 二、照明施工图图面的一般规定 ( 6-2 ) 5. 平面图定位轴线 ① 位置 ② 编号 ③ 轴线间距 主要承重构件的位置 ★ 水平编号：数字 由建筑结构尺寸确定 ★ 轴线分别用点划线引出 左起；顺序数字 ★ 垂直编号：英文字母 承重墙、柱子、主梁及屋架等 自下而上；大写字母， I 、 O 、 Z 除外 7-2 ～ 7-3 二、照明施工图图面的一般规定 ( 6-5 ) 1. 照明配电线路的标注 ★ 一般标注 ★ 两种芯线截面的标注 a—— 线路编号 ( 可不标注 ) b—— 导线或电缆型号 c 、 n —— 线芯根数 d 、 h—— 导线或电缆截面 , mm 2 e—— 敷设方式 ( 管径 , mm ) f—— 敷设部位 举例 ： BV ( 3×4 ) SC20 － FC,WC 的含义 ? 含义 ： 3 根截面积为 4mm 2 的塑料绝缘铜芯导线 , 穿管径为 20mm 的水煤气管暗敷设在地板内或墙内。 a － b ( c × d ) e － f a － b ( c × d ＋ n × h ) e － f 7-2 ～ 7-3 三、照明施工图的标注 ( 3-1 ) 2. 照明灯具的标注 ★ 一般标注 ★ 吸顶安装灯具的标注 a —— 灯具数量 b —— 灯具型号 ( 可不标注 ) c —— 每盏灯具的灯泡 ( 管 ) 数量 d —— 灯泡 ( 管 ) 的容量 , W e —— 灯具安装高度 , m f —— 安装方式 L —— 光源种类 ( 1 种光源可不标注 ) 含义 ： 12 盏型号为 PAK-04-236 的双管荧光灯具，灯管的容 量为 36W ，管吊式安装，安装高度为 2.9m 。 举例 ：灯具标注 的含义？ 7-2 ～ 7-3 三、照明施工图的标注 ( 3-2 ) 3. 断路器及熔断器的标注 ★ 一般标注 ★ 需标明引入线规格时 a —— 设备编号 ( 可不标注 ) b —— 设备型号 c —— 额定电流 , A i —— 整定电流 ( 可不标注 ), A d —— 导线型号 e —— 导线根数 f —— 导线截面 , mm 2 g —— 敷设方式 型号 举例： ABB 微断系列产品之一： S25 S- 极数 ( 1 、 … ) 特性 ( C 、 … ) 额定电流， A 注意 : 工程中断路器的标注比较灵活，有时还对断路器的极数和特性进行的标注 S2501S-C32 、 S252S-C16 ？ GS251S-C40/0.03 ？ GS252S-C10/0.01 ？ 思 考 a － b － c / i 7-2 ～ 7-3 三、照明施工图的标注 ( 3-3 ) 2. 照明系统图 ① 作用：表示建筑物内外照明配电线路的控制关系 ② 基本形式：由配电箱系统图表达各配电及保护设备之间的联结 7-2 ～ 7-3 四、照明施工图的组成 ( 3-2 ) 3. 照明平面图 ① 作用：表示照明设备的平面布置和配电管线的走向及敷设部位 ② 基本形式：各楼层照明平面图 7-2 ～ 7-3 四、照明施工图的组成 ( 3-3 ) 1. 照明系统图的绘制 ★ 绘制要求 ：单线＋图形符号＋标注 ( 正确、完整 ) ★ 图纸应表达的内容 ① 进线 总开关 ② 箱内设备 规格型号 根数 敷设方式 规格型号 极数 脱口器特性 分支开关 ★ 各分支回路的用途、容量 ★ 型号规格及根数、敷设方式及部位 ★ 出线回路数 ( 分别标注 WL1 ～ WLn ) ★ 三相分配 ( 分别标注 L1 、 L2 、 L3 ) ③ 支线 用 途 容 量 型号规格及根数 敷设方式及部位 出线 回路 三相 分配 7-2 ～ 7-3 五、照明系统图的绘制与阅读 ( 4-1 ) ★ 举例 —— 绘制下列平面图中的照明 配电箱系统图 嵌入式镜面格栅灯 2×36W 单相二、三孔暗装插座 250V/16A 普通吸顶灯具 1 ×32W 防水防尘灯具 1 ×32W 箱 AL16 进线 出线 WL1/WL2 格栅灯 ,8/12 个 WL3 吸顶灯 ,11 个 WL4 插座 ,12 组 由下引上 / 三相 / 穿管暗敷 AL16 WL1 WL2 WL3 WL4 0.63kW, 格栅灯 BV-2×2.5-SC15-CC,WC BV-2×2.5-SC15-CC,WC BV-2×2.5-SC15-CC,WC BV-3×4-SC20-FC,WC 0.95kW, 格栅灯 0.39kW, 吸顶灯 1.20kW, 插座 L1 L2 L3 L1 备用 备用 不做引出线 WL5 WL6 不做引出线 L2 L3 C45N-C16/1P C45N-C16/1P C45N-C16/1P C45NL-C20/2P C45N-C16/1P C45N-C16/1P 30mA 5.49kW BV-5×10-SC40-WC C45N-C40/3P AL16 WL1 WL2 WL3 WL4 0.63kW, 格栅灯 BV-2×2.5-SC15-CC,WC BV-2×2.5-SC15-CC,WC BV-2×2.5-SC15-CC,WC BV-3×4-SC20-FC,WC 0.95kW, 格栅灯 0.39kW, 吸顶灯 1.20kW, 插座 L1 L2 L3 L1 备用 备用 不做引出线 WL5 WL6 不做引出线 L2 L3 C45N-C16/1P C45N-C16/1P C45N-C16/1P C45NL-C16/2P C45N-C16/1P C45N-C16/1P 30mA 5.49kW BV-5×10-SC40-WC C45N-C40/3P 7-2 ～ 7-3 五、照明系统图的绘制与阅读 ( 4-3 ) AL16 WL1 WL2 WL3 WL4 0.63kW, 格栅灯 BV- 3 ×2.5-SC15-CC,WC BV- 3 ×2.5-SC15-CC,WC BV- 3 ×2.5-SC15-CC,WC BV-3×4-SC20-FC,WC 0.95kW, 格栅灯 0.39kW, 吸顶灯 1.20kW, 插 座 L1 L2 L1 L3 备用 备用 不做引出线 WL5 WL6 不做引出线 L2 L3 C45N-C16/1P C45N-C16/1P C45N-C16/1P C45NL-C20/2P C45N-C16/1P C45N-C16/1P 30mA 3.60kW BV-5×10-SC40-WC C45N-C 32 /3P Ⅰ 类灯具的金属外壳要与保护导线连接，故分支线要用 3 根 尽量做到三相负荷分配均衡 1. 照明平面图的绘制 ★ 绘制要求 ★ 应表达的内容 ② 照明设备：图形符号 ③ 电气管线：单线绘制 有正确、完整的标注 ① 按不同标高的楼层分别绘制 绘制在各层建筑平面图上 ① 照明方式和照明种类 ③ 管线的敷设方式及部位、导线根数 辅以设计说明 ② 照明设备的安装位置和方式、规格及数量 灯具、灯开关、插座和配电箱 7-2 ～ 7-3 六、照明平面图的绘制与阅读 ( 5-1 ) ★ 绘制步骤 方案选择 灯具数 布置灯具 布插座 / 开关 配电 照明方式 照明种类 电光源 灯具 照度 照度计算 LPD 校验 安装位置 安装高度 安装方式 s / h 校验 数量 安装位置 安装高度 安装方式 配电箱 电源进线 分支回路 导线敷设 导线根数 注意与其他专业密切配合 设计说明 图纸中 无法表 达或表 达不清 的问题 若实际值≤现行值 , 合理 若实际值＞现行值 , 调整 若实际值≤ s / h 允许 , 照度均匀若实际值＞ s / h 允许 , 需调整 7-2 ～ 7-3 六、照明平面图的绘制与阅读 ( 5-2 ) ★ 方案优化 WL3 WL2 WL1 AL2 3 3 3 3 3 t t t t 优化之一：所控灯列与侧窗平行 优化之二：楼梯间和走道灯采用节能自熄开关 7-2 ～ 7-3 六、照明平面图的绘制与阅读 ( 5-4 ) ① 中性线可以直接接灯座 1. 接线原则 ③ 保护线直接与灯具的金属外壳连接 ② 相线必须经开关后接灯座 —— 开关必须串接在相线上 7-2 ～ 7-3 七、常用照明基本线路 ( 6-1 ) 2. 常用基本线路 L N ① 一只开关控制一盏灯或多盏灯 照明平面图 透视接线图 ——1 盏灯 7-2 ～ 7-3 七、常用照明基本线路 ( 6-2 ) L N 透视接线图 —— 多盏灯，如 3 盏灯 照明平面图 注意 : 这种方式可以使用 , 但不提倡 ? 3 7-2 ～ 7-3 七、常用照明基本线路 ( 6-3 ) ② 多只开关控制多盏灯 3 N L 开关出线 L L N N 开关出线 透视接线图 照明平面图 7-2 ～ 7-3 七、常用照明基本线路 ( 6-4 ) L N 3 3 ③ 两只开关控制一盏灯 L N 原 理 图 透 视 接 线 图 1 2 L N 1— 点灯 2 L N 1 2— 关灯 7-2 ～ 7-3 七、常用照明基本线路 ( 6-5 )