燈具設(shè)計步驟分析

1、燈具設(shè)計燈具設(shè)計de燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計要領(lǐng)燈具設(shè)計步驟分析了解燈具設(shè)計的必要內(nèi)容: -燈具有別于其他電器的內(nèi)容; -環(huán)境對照明和燈具的要求 照明質(zhì)量和燈具配光 -燈具設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容: *電氣安全要求 *配光設(shè)計技術(shù) *燈具與光源的匹配燈具設(shè)計步驟分析燈具-工業(yè)化產(chǎn)品.必須了解和滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求:-安全標(biāo)準(zhǔn):燈具:GB7000族 :電器配件:GB19510族-性能標(biāo)準(zhǔn):已有部分,目前逐漸在制訂-EMC標(biāo)準(zhǔn):對外干擾和抗擾度:GB17626等.-照明標(biāo)準(zhǔn):國內(nèi)和CIE.燈具設(shè)計步驟分析一一.燈具的特點燈具的特點: 1.燈具是一個低壓電器,必須遵循一般電器的要求和設(shè)計規(guī)則: 1)電器安全安全要求

2、(共性的共性的)-防觸電防觸電 絕絕緣材料溫度緣材料溫度等級 IP EMC 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)安全等; 燈具設(shè)計步驟分析 2)電器性能性能要求(異性異性的)-不同電器性能迥異 (1)電力方面 電動機:用電產(chǎn)生動力; 發(fā)電機:機械能變電能; 變壓器:輸配電力; 繼電器和接觸器:輸配電力指令的實施; 開關(guān):實時操控需要; (2)用電器方面 焊接機 家用電器照明器具照明器具 電動工具等燈具設(shè)計步驟分析2.燈具不同于一般用電器的主要內(nèi)容燈具不同于一般用電器的主要內(nèi)容 1)內(nèi)部有一個溫度遠高于其它電器的發(fā)高熱高熱的光源,熱熱的關(guān)注和處理是重要內(nèi)容重要內(nèi)容.燈具設(shè)計步驟分析傳統(tǒng)光源的熱是會影響它的周圍環(huán)境(燈具內(nèi))

3、中的材料甚至影響燈具外的物體,如: 埋地?zé)舻谋砻鏈囟?筒燈的上部溫度燈具設(shè)計步驟分析更重要的是當(dāng)今光源新秀LED對溫度特別敏感,溫度越高,光輸出越減少.必須對溫度特別關(guān)注,從而產(chǎn)生了“熱管理熱管理”的課題.燈具設(shè)計步驟分析2)燈具是一種與人(不管什么人,非內(nèi)行人)會親密接觸的低壓電器產(chǎn)品 所以要:絕對不會觸電; 絕對不會燙人和燃燒; 除專業(yè)產(chǎn)品外,不教就會使用且 沒有固定的使用的人員; 有一定的使用壽命; 非24小時工作制的居多,但也要 能24小時工作.設(shè)計產(chǎn)品和制訂標(biāo)準(zhǔn)時一定要考慮上述內(nèi)容.燈具設(shè)計步驟分析 3)如何控制和利用光源發(fā)出的光是燈具設(shè)計的重要內(nèi)容,包括: 如何讓光源長壽命-環(huán)境和

4、配件; 如何讓光源發(fā)出更多的光-高頻,降溫; 怎樣利用好光源發(fā)出的光線,效率高-光學(xué)設(shè)計; 讓有用的光線越多越好-燈具和照明; 保證光源運行中的安全,如在危險氣氛 振動環(huán)境等燈具設(shè)計步驟分析二.照明要求的光線分析 1.創(chuàng)造好的光環(huán)境是燈具的主要作用. 不能理解為達到需要照度就完事! 照度中有好的照度和壞的照度, 同樣是500lx,效果迥異. -看作業(yè)面看作業(yè)面 燈具設(shè)計步驟分析-看環(huán)境看環(huán)境 能耗相同但 四周明亮 涉及燈具設(shè)計涉及燈具設(shè)計 和布置設(shè)計和布置設(shè)計燈具設(shè)計步驟分析一個英國郵政辦公樓的改造實例改造內(nèi)容:辦公室和辦公桌; 燈具下加半透光吊框.燈具設(shè)計步驟分析 有符合光分布要求的好的配光

5、形狀 讀寫作業(yè)的例子 以蝙蝠翼配光替代Cosn的例子燈具設(shè)計步驟分析Cosn的燈具形狀的燈具形狀 蝙蝠翼配光燈具形狀蝙蝠翼配光燈具形狀 垂直燈管平面上呈蝙蝠翼配光燈具設(shè)計步驟分析間接照明的由來 天花板上什么地方裝燈都有問題那么怎樣來創(chuàng)造一個適合工作又沒有眩光的照明環(huán)境?燈具設(shè)計步驟分析我們將燈的亮度降下來燈具設(shè)計步驟分析二二.燈具設(shè)計內(nèi)容燈具設(shè)計內(nèi)容: 一個好的燈具應(yīng)該是充分利用光源光線(光通量),通過設(shè)計有效的控制光線手段,得到按照明場所需要的光強分布-光學(xué)設(shè)計光學(xué)設(shè)計.同時又能提供保護人和環(huán)境防范觸電和引起周圍環(huán)境的不安全(火災(zāi)跌落等)-電氣安全設(shè)計電氣安全設(shè)計和熱設(shè)計熱設(shè)計.還有維持光源

6、的電氣連接和正常工作,適合在工作場所中的使用需要和長期工作,方便維護工作,也十分重要-結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計. 此外,外觀造型上的美學(xué)也變得越來越重要了.燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計包涵兩大內(nèi)容和一個原則燈具設(shè)計包涵兩大內(nèi)容和一個原則: -功能設(shè)計功能設(shè)計 設(shè)計出滿足上述各項要求的產(chǎn)品,完全滿足和達到各項功能要求(照明 節(jié)電 操作 可替換等); -壽命設(shè)計壽命設(shè)計 有一代人的使用壽命,10-20年. 期間,除更換損壞的光源外,其余部件只要保養(yǎng),不需更換. 因此,材料和處理的選擇至關(guān)重要; -經(jīng)濟性原則經(jīng)濟性原則 在達到同樣性能的情況下,越簡單和越經(jīng)濟越好,不能功能有余或殺雞用牛刀.燈具設(shè)計步驟分析1.功

7、能設(shè)計-照明功能為主照明功能為主 使用場所的:-工作目的; -人員視覺工作狀態(tài); -需要的光線在不同角度上 的數(shù)量和質(zhì)量; -光的衰減問題. 照明要求大多來者現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),制作的燈具必須適用的現(xiàn)行照明標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容(國內(nèi)外). 燈具設(shè)計步驟分析功能設(shè)計-安全保證為主安全保證為主 使用場所的環(huán)境-使用工況; -工作人員的使用狀態(tài); -它不影響外界和外界不 影響它的考慮; -保證安全的壽命期. 適用的現(xiàn)行的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容.燈具設(shè)計步驟分析功能設(shè)計-使用和維護為主使用和維護為主 使用場所的-安裝燈具的位置和方式; -燈具維護(含換光源)的方式; -零部件和整體的壽命; -表面與環(huán)境的協(xié)調(diào)性.燈具設(shè)計步驟分析

8、2.壽命設(shè)計-系統(tǒng)設(shè)計問題 照明壽命 電氣壽命和機械壽命同步. 總體考慮: 1)長期的:20年; 2)短期的:1-2年; 3)臨時的:一個季節(jié).燈具設(shè)計步驟分析長期的: 壓鑄鋁 不銹鋼 型材 鍍鋅鋼管; 不同類型各種耐侯塑料; 如:涂漆/塑的壓鑄鋁外殼短期的: 鋼板涂漆,鍍鋅緊固件,一般塑料 如:涂漆鋼板外殼臨時的:節(jié)慶活動 一般塑料件. 節(jié)日燈串.燈具設(shè)計步驟分析三.舉例說明辦公室燈具光學(xué)設(shè)計步驟 1.幾種形式 目前有兩種形式可供選擇 -直接照明形式 光線直接從燈管/反射罩射向工 作面燈具設(shè)計步驟分析 -間接/半間接照明形式 從燈具發(fā)出的光線部分直接向下照到工作面,部分向上,照明天花板再反射

9、下來照明工作面.燈具設(shè)計步驟分析2.直接照明燈具之一-支架燈具燈具設(shè)計步驟分析涂白色涂料燈具的配光燈具設(shè)計步驟分析光學(xué)計算的基本規(guī)則燈具設(shè)計步驟分析一個例子燈具設(shè)計步驟分析計算配光曲線可將這兩部分迭加. 紅色曲線+綠色曲線=藍色曲線燈具設(shè)計步驟分析提高支架燈具效率的途徑燈具設(shè)計步驟分析高反射率白色材料的分類-分為兩類 1)98%以上材料-纖維類 為什么積雪是白色的?而雪花卻是透明的! 產(chǎn)品呈板狀,有微孔. 反射率在97%以上. 如:DUPON板,德國Trocellen的微孔PET板,WhiteOptics的White97 Film板等.燈具設(shè)計步驟分析一種IEJ的白色反射材料的反射光譜圖燈具設(shè)

10、計步驟分析一種e-PTFE膜(膨化了的聚四氟乙烯膜)的反射率達98%以上見電鏡構(gòu)成圖和光譜反射率圖.說明透明纖維壓縮后可獲得高反射率膜!燈具設(shè)計步驟分析2)92%以上的材料-噴涂類(表面涂層類) 日本住友金屬工業(yè)株式會社的白色高反燈具設(shè)計步驟分析住友白板的性能如下燈具設(shè)計步驟分析目前國產(chǎn)的塑粉也有達到92%的品種. 燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析圓漸開線的作用和獲得燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析3.直接照明燈具之二-格柵燈具燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析1燈具設(shè)計步驟分析高反射率涂飾的漫射格柵的效率很高.格柵的透過率: =f12+53(1-

11、 f12)2/2RCR(1- 3)+ 53(1- f12)其中: RCR=5h(W+L)/WL f12 = e 1.184RCR+0.00535RCR-0.011格柵保護角約300的RCR=6的情況: 3 =0.7 , = 0.72 3 =0.92 , =0.936.燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析2.格柵的計算燈具設(shè)計步驟分析等保護角格柵的計算燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析蝙蝠翼配光的反射器設(shè)計燈具設(shè)計步驟分析屏幕上反射光線的由來燈具設(shè)計步驟分析燈具設(shè)計步驟分析1燈具設(shè)計步驟分析燈具出光口面上的亮度分類燈具設(shè)計步驟分析來自IE

12、SNA對兩度的要求燈具設(shè)計步驟分析4.間接燈具燈具設(shè)計步驟分析設(shè)計例一燈具設(shè)計步驟分析設(shè)計例二燈具設(shè)計步驟分析四四.光學(xué)設(shè)計光學(xué)設(shè)計 在知道需要配光分布的前提下在知道需要配光分布的前提下: 利用反射或折射的原理,合理設(shè)計和選擇這些光學(xué)部件(也稱反射器和折射器)的線度 面形或材質(zhì),做到盡可能多地收集光源發(fā)出的光線,形成照明需要的光束分布后,將它們輸送到需要的方向上去.得到需要的光效果或光環(huán)境.燈具設(shè)計步驟分析1。知己和知彼。知己和知彼,百戰(zhàn)不殆百戰(zhàn)不殆 a.必須選擇合適光源(功率 光通量)和配光曲線； b.必須根據(jù)照明場所作業(yè)的內(nèi)容和要求確定需要的配光曲線。 光源的配光曲線 書寫作業(yè)需要的蝙蝠翼

13、配光 燈具的作用之一就是完成這個任務(wù)-光通量的再分配.燈具設(shè)計步驟分析2。利用幾何光學(xué)的基本定律改變光線方。利用幾何光學(xué)的基本定律改變光線方向達到改變光通量分配的目的向達到改變光通量分配的目的 反射-反射定律 入射角等于反射角，a=b; 入射光線和反射光線在一個平面內(nèi) 透射-折射(Snell)定律 入射光線和折射光線在一個平面內(nèi); 入射角和折射角滿足： n1sin =n2 sin n1和n2分別為入射媒質(zhì)和折射媒質(zhì)的折 射率燈具設(shè)計步驟分析3.在光的傳輸過程中在光的傳輸過程中,反射面和透射面的特性有反射面和透射面的特性有關(guān)鍵的作用關(guān)鍵的作用 使用各種光學(xué)特性的材料達到控制和改變光的走向,得到各

14、種配光分布的光束.鏡面 擴散 漫射 透明 半透明 反射 折射燈具設(shè)計步驟分析4。將上述定律結(jié)合到各種形式的反射或。將上述定律結(jié)合到各種形式的反射或透射面型中，得到不同的控光效果。透射面型中，得到不同的控光效果。 用拋物線 用橢圓 得 平行光 會聚光 用透鏡得 到平行光 棱鏡的折射 擴散光燈具設(shè)計步驟分析從入射光線方向看反射光線方向燈具設(shè)計步驟分析已知入射光線和法線求反射光線已知反射光線和法線求入射光線燈具設(shè)計步驟分析 重點重點:必須了解光源發(fā)光體的大小對必須了解光源發(fā)光體的大小對上述配光帶來的影響上述配光帶來的影響. 圓球光源置于拋物線 圓球光源置于透鏡燈具設(shè)計步驟分析5。應(yīng)考慮的其他問題 1

15、）光源周圍環(huán)境溫度(光源吸收反射光) 盡量減少從反射器反射的光線回到光源，延長電弧管或燈絲壽命； 降低光源封接處的溫度,延長封接處壽命; 2）減少出射光斑中光線的不均勻； 3）盡量減少光源自身的檔光（吸收光線），特別是涂熒光粉的光源,提高燈具的光輸出比； 4）控光器件應(yīng)盡可能多地利用光源光線； 燈具設(shè)計步驟分析6.遠場光度和近場光度的問題 1)照明應(yīng)用時 遠場:將燈具看成一點; 近場:細分燈具內(nèi)光線的走向.像間接照明燈在天花板上的照度計算也屬于這個范疇. 因此燈具的測量分燈具的測量分: -近場測量近場測量; -遠場測量遠場測量.燈具設(shè)計步驟分析光束結(jié)構(gòu)造成測量中的差別燈具設(shè)計步驟分析近場和遠場

16、在光學(xué)設(shè)計中的不同.近場:同角,1)受照面上是不同點;2)光源光和反射 器反射光,表現(xiàn) 為不同的光線.遠場:同角,1)在 受照面上相同點; 2)光源光和反射器光表現(xiàn)相同的光線.燈具設(shè)計步驟分析照明應(yīng)用時的舉例: -近場測量和計算: 間接照明的天花照度計算,烘烤(干)機的照度計算; -遠場測量和計算: 一般場所的照明計算(工廠 體育場 道路和辦公等)燈具設(shè)計步驟分析2)燈具光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計時 光源與反射面很近,一定是近場光度處理.燈具設(shè)計步驟分析應(yīng)用場合舉例燈具設(shè)計步驟分析1燈具設(shè)計步驟分析二二.電氣設(shè)計電氣設(shè)計 1.電氣安全 1) 確定燈具的防觸電保護等級分類和支承面材料分類. 2)確定燈具的防護

17、異物入侵的等級分類. 3)保證燈具內(nèi)各個部位上的溫度不超過限值. 4)內(nèi)部和外部接線符合要求. 5)電氣絕緣各項內(nèi)容符合要求. 6)相關(guān)部件的機械強度. 燈具設(shè)計步驟分析2.使用的電器附件符合性能要求和安全要求 1) 挑選與光源性能匹配的電器附件. 2)給出正常的光電參數(shù),有利于延長光源壽命. 3)確保在異常情況下,電器元件的安全. 4)帶電部件在其位的絕緣材料必須通過相關(guān)試驗.燈具設(shè)計步驟分析3.燈具在電氣安全方面的要求 必須符合: 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)-國家標(biāo)準(zhǔn)GB7000.1 燈具一般安全要求與試驗 分類標(biāo)準(zhǔn)-國家標(biāo)準(zhǔn)GB7000.2-16 目前涵蓋14種燈具產(chǎn)品. 以上標(biāo)準(zhǔn)與IEC60598.1等

18、同. 此外,各國還有自己的標(biāo)準(zhǔn),如美國的UL153(可移式) 1570(熒光燈具) 1572(HID燈具)等和英國的BS4533等. IEC標(biāo)準(zhǔn)和歐共體EN標(biāo)準(zhǔn)相同. 燈具設(shè)計步驟分析三三.結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計 1)外殼 a.外殼結(jié)構(gòu)符合防觸電保護等級; b.外殼結(jié)構(gòu)符合確定的IP等級; c.外殼結(jié)構(gòu)符合確定的支承面材料分類; d.內(nèi)部結(jié)構(gòu)容易安裝內(nèi)部部件. 2)燈具的使用 調(diào)焦,瞄準(zhǔn),固定 3)維護 一個人或一只手,方便和安全 燈具設(shè)計步驟分析4)各個部件的材料選擇 外殼材料 耐溫材料 耐蝕材料 透光材料 反射材料 密封材料(涉及其壽命 機械參數(shù) 各項性能參數(shù)和安全性等)5)各種表面的表面處理 a.控光器件的表面:反射面,透射面. b.外表面的涂飾 c.