建筑照明系統(tǒng).ppt

1、高層建筑電氣設(shè)計,第六章 建筑照明系統(tǒng),1,2,3,4,5,6,7,照明系統(tǒng)的發(fā)展已超越了單純照明的觀念，逐步上升到一種文化和藝術(shù)的境界，并且與光學(xué)、美學(xué)、建筑學(xué)和園林藝術(shù)溶為一體，成為一門綜合性的設(shè)計工藝。,8,本章學(xué)習(xí)內(nèi)容,1,2,3,4,5,9,照明的基礎(chǔ)知識,第一節(jié),10,第六章 建筑照明系統(tǒng),6.1 照明的基礎(chǔ)知識,11,本章目錄,一、照明技術(shù)的有關(guān)概念,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,12,光源在單位時間內(nèi)向外輻射出的、能使人眼產(chǎn)生光感覺（可見光）的能量。符號為，單位為流明(lm)。 光通量是說明光源發(fā)光能力的基本量。通常該參數(shù)在產(chǎn)品出廠的技術(shù)參數(shù)表中給定。例如：220 V /40 W 普

2、通白熾燈的光通量為350 lm；220 V /40 W 熒光燈的光通量大于2 000 lm；220 V /40 W LED燈的光通量大于4 000 lm； 光源光通量越大，人們對周圍環(huán)境的感覺越亮。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,13,光通量,光源在給定方向上、單位立體角內(nèi)輻射的光通量。符號為I，單位為坎德拉(cd)。 1 cd=1 lm/sr sr為立體角，1個圓球?qū)?yīng)4個立體角,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,14,發(fā)光強度,例如： 40W白熾燈，看作點光源時，其向空間發(fā)送的光通量約為350lm，其立體角為4，則 發(fā)光強度,如果給其加上反光罩，其光通量并未改變，但其在空間的分布發(fā)生了變化，光罩下面空間的

3、光強提高，更明亮。,不改變光源的前提下，調(diào)整光強在各個方向的分布，可改善光強。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,15,裸光源（40w）,配燈具光源（40W）,平均光強為28cd,平均光強為7080cd,如配鏡面反射罩，光強可達數(shù)百cd,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,16,配光曲線是反映照明設(shè)備技術(shù)性能的一個重要概念。 又叫光強分布曲線，表征燈具在空間各個方向的光強分布特性。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,17,配光曲線,立體角圖,被照物體表面單位面積接收到的光通量，符號為E，單位為勒克司(lx)。 照度用來表征被照面上接收光的強弱 照度不考慮被照面的性質(zhì)(反射、透射和吸收)、不考慮觀察者在哪個方向，因此它只客觀表

4、明被照物體上光的強弱，并不表示被照物體的明暗程度。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,18,照度,一般情況下： 1 lx僅能夠辨別物體輪廓； 5 lx看書閱讀還比較困難 50 lx只能用于短時閱讀； 白天采光良好的室內(nèi)照度為100 500 lx,照度是照明工程中重要的參數(shù)，照度計算是照明工程設(shè)計的主要任務(wù)之一，設(shè)計要滿足照明標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的照度要求。 照度是計算照明光源用電負(fù)荷的主要依據(jù)，照明空間的照度可用照度計測量。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,19,在同樣照度的平面上，放置兩個同樣大小的物體，一個黑，一個白，看上去表面為白色的物體要亮的多。,人體視覺并不取決于物體的照度，而是取決于被視物體沿視線方向上的發(fā)光

5、強度。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,20,光源在給定方向、單位投影面積上的發(fā)光強度。符號為L，單位為尼特(nt)、cd/m2。 人眼對明暗的感覺不是取決于物體上的照度，而是取決于物體在眼睛視網(wǎng)膜上成像的照度。 表征發(fā)光面或被照面反射光的發(fā)光強弱的物理量。 亮度與被照面的材料特性有關(guān)。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,21,亮度,常見亮度,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,22,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,23,吸收比,反射比,透射比,簡稱為光效，是指光源發(fā)出的總光通量與電燈消耗電功率的比值，也就是單位功率的光通量。單位lm/W 發(fā)光效率越高，說明在同樣的亮度下，可以使用功率小的光源，即可以節(jié)約電能。,6.1 照明的基礎(chǔ)

6、知識,24,發(fā)光效率,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,光源的顯色性同一顏色的物體在具有不同光譜能量分布的光源照射下，顯出不同的顏色，即光源對被照物體顏色顯現(xiàn)的性質(zhì)。 光源的顯色指數(shù)指在被測光源照射下物體的顏色與日光參照光源照射下該物體顏色相符合的程度。符號為Ra。 顏色失真越少，顯色指數(shù)越高，光源的顯色性好。,25,顯色性和顯色指數(shù),Ra分級及應(yīng)用場所舉例,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,26,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,27,當(dāng)光源的發(fā)光顏色與黑體(能吸收全部光能輻射的物體)被加熱到某一溫度所發(fā)出的光的顏色相同時的溫度。 色溫用絕對溫度表示，絕對溫度等于攝氏溫度加 273 K。例如溫度為2 000 K的光源發(fā)出

7、的光呈橙色，3000 K左右呈橙白色，4500 7000 K近似白色。 光源中含有短波藍紫光多，色溫就高；含有長波紅橙色光多，色溫就低。,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,28,色溫,常見光源的色溫（K）,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,29,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,30,二、照明質(zhì)量,1）合適的照度,GB50034-2004建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),表6-4 辦公樓建筑照明的照度標(biāo)準(zhǔn)值,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,詳見P135-137,31,2）照明的均勻度 照明的均勻度是規(guī)定表面上的最小照度與平均照度之比。 照度不均勻容易導(dǎo)致視覺疲勞。 作業(yè)區(qū)域：0.7 作業(yè)區(qū)域周圍： 0.5,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,32,6.1 照

8、明的基礎(chǔ)知識,3）合適的亮度分布 太暗很難察覺物體的存在 太亮人眼感覺不舒服,33,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,4）選用適宜的光源顏色、色溫與顯色性 光源顏色宜與室內(nèi)表面的配色互相協(xié)調(diào)； 照明光源的顏色質(zhì)量取決于光源本身的表面顏色及其顯色性能； 光源的色溫； 光源顏色的外觀效果還與照度有關(guān)。,34,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,5）照度的穩(wěn)定性 采取的措施： 照度補償 控制電壓波動 控制燈具擺動,35,6.1 照明的基礎(chǔ)知識,6）頻閃效應(yīng)的消除 由交流電源供電的光源，其光通量會發(fā)生周期性的變化，使人眼產(chǎn)生明顯的閃爍感覺，即頻閃效應(yīng)。 當(dāng)物體轉(zhuǎn)動頻率是燈光閃爍頻率的整數(shù)倍時，容易造成錯覺，釀成事故。 措施

9、： 分相接入電源回路。如二個熒光燈接入兩相，光通量波動深度由55%降至23%，三個熒光燈接入三相，降至5%。 單相供電的兩根熒光燈管采用移相接法。,36,照明電光源及燈具的種類與選擇,第二節(jié),37,第六章 建筑照明系統(tǒng),6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,38,本章目錄,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,39,1807年英國的戴維制成了碳極弧光燈?！半姞T”,1879年，美國著名電學(xué)家和發(fā)明家愛迪生點燃了第一盞真正有廣泛實用價值的電燈，揭開了電應(yīng)用于日常生活的序幕。,1878年，美國的布拉許利用弧光燈在街道和廣場照明取得了成功。,一、電光源,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,40,白熾

10、燈,鹵鎢燈,熒光燈,高壓汞燈,高壓鈉燈,金屬鹵化物燈,LED燈,熱輻射發(fā)光光源,氣體放電發(fā)光光源,半導(dǎo)體發(fā)光光源,電光源,第一代電光源,第二代電光源,第三代電光源,電光源技術(shù)特性比較,41,白熾燈,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,42,功率因數(shù)接近1； 顯色性好； 發(fā)光效率低； 抗震性較差； 有黑化現(xiàn)象； 平均壽命一般達1000h； 電源電壓變化會直接影響其使用壽命和發(fā)光效率。,鹵鎢燈(碘鎢燈、溴鎢燈),雙端式,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,43,43,鹵鎢化合物,鹵素,鎢,鹵鎢循環(huán),6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,由于鹵鎢作用的原因，燈的壽命大大的提高（1500 2000

11、）h； 溫度升高，可見光增加，光色改善，顯色性好（99）； 光效提高（1030lm/W），比白熾燈提高30%； 為了鹵鎢循環(huán)的順利進行，鹵鎢燈必須水平安裝，傾角不得大于4； 工作時的管壁溫度可高達600，不能與易燃物接近，燈腳的引入線采用耐高溫的導(dǎo)線。,熒光燈（低壓汞燈）,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,由鎮(zhèn)流器、燈管、起輝器和燈座組成,45,利用汞蒸氣在外加電源作用下產(chǎn)生弧光放電，可以發(fā)出大量的可見光和大量的紫外線，紫外線再激勵管內(nèi)壁的熒光粉使之發(fā)出大量的可見光。,熒光燈起輝器接線圖:,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,二線式鎮(zhèn)流器的接線,四線式鎮(zhèn)流器的接線,室溫過低或電壓過低時，

12、難以起輝發(fā)亮； 鎮(zhèn)流器功耗占燈管功耗的10%-20%； 產(chǎn)生頻閃效應(yīng)。,燈點亮后，起輝器繼續(xù)工作嗎？,46,發(fā)展趨勢：電子鎮(zhèn)流器 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鎮(zhèn)流器和起輝器,電子鎮(zhèn)流器原理圖：,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,功率因數(shù)達到0.9,47,熒光燈的特點： 優(yōu)點光效高、使用壽命長、光譜接近日光、顯色性好、光通分布均勻、表面溫度低等。 缺點有頻閃效應(yīng)，頻繁開啟影響燈管使用壽命，特別不適宜做樓梯照明的聲控?zé)簟?6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,應(yīng)用場合： 用在圖書館、教室、隧道、地鐵、商場等對顯色性要求較高的場所。,48,高壓汞燈,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,49,高壓汞燈具的特點:

13、有功率大 光效高 壽命長 顯色性差 。,工作原理同熒光燈,適用于庭院、街道、廣場、工業(yè)廠房的照明。,利用高壓鈉蒸氣放電，其輻射光的波長集中在人眼感受較靈敏的區(qū)域內(nèi)，故其光效高； 壽命長； 顯色性差； 用于交通和廣場照明。,高壓鈉燈,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,50,高顯色型高壓鈉燈,其結(jié)構(gòu)與高壓汞燈相似，發(fā)光管內(nèi)添加金屬鹵(碘為主)化物，利用金屬鹵化物在高溫下分解產(chǎn)生金屬蒸氣和汞蒸氣的混合物，激發(fā)放電輻射出特征光譜。,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,金屬鹵化物燈,51,特點： 較高的光效； 壽命長； 顯色性極好。,應(yīng)用場合： 高大廳堂、繁華街道、體育館、商場、廣場及高大廠房等。

14、,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,發(fā)光二極管(Lighting Emitting Diode)的簡稱。 它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。,52,LED燈,與傳統(tǒng)燈泡比起來，LED的優(yōu)點： 點亮無延遲，響應(yīng)時間更快 更強的抗震性能 發(fā)光純度高，無需燈罩濾光，光波長誤差在10納米以內(nèi) 發(fā)光熱量很小，對燈具材料的耐熱性要求不是很高 光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于減小燈具的深度 耗電量低，達到傳統(tǒng)燈泡同等的發(fā)光亮度時，耗電量僅為傳統(tǒng)燈泡的6% 超長壽命，無燈絲結(jié)構(gòu)不發(fā)熱

15、，正常使用在6年以上,53,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,54,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,更多應(yīng)用,55,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,1) 控照器即燈罩，作用如下： 重新分配光源發(fā)出的光通量 限制光源的眩光作用 減少和防止光源的污染 保護光源免遭機械破壞 安裝和固定光源 與光源相配合，起到一定的裝飾作用,二、控照器,56,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,2) 制作材料： 金屬、玻璃、塑料 3) 類型： 反射型、折射型、透射型 4) 控照器的特性：,57,配光曲線,保護角,光效率,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,58

16、,配光曲線,按控照器配光曲線分類,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,保護角 燈具的保護角是指控照器開口邊緣-發(fā)光體最遠邊緣的連線與水平面之間的夾角。 功能是限制光源的直射光，具有限制或消除眩光的作用。 保護角愈大，光分布愈窄，效率愈低。 保護角愈小，光分布愈寬，效率愈高，克服眩光的作用減弱。,為了避免光效過低，并限制眩光，常采用遮光格柵,59,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,光效率 從燈具射出的光通量0與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量S之比，稱為燈具的效率。 =0/S 各種照明器的效率：,60,按CIE(國際照明委員會)配光方式分類 直接型 半直接型 漫射型（直接間接） 半間接型 間接型

17、,三、燈具,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,61,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,62,6.2 照明電光源及燈具的種類與選擇,燈具的選擇考慮的因素有如下幾個： （1）光通量與光分布 （2）限制眩光 （3）場所的環(huán)境 （4）經(jīng)濟性原則 （5）藝術(shù)性原則,詳見P148-149,63,燈具的布置與照度計算,第三節(jié),64,第六章 建筑照明系統(tǒng),6.3 燈具的布置與照度計算,一、燈具的布置,（1）室內(nèi)布置 應(yīng)滿足的要求： 照度 均勻度 工藝 眩光限制 便于控制,65,a） b) 圖6-9 燈具的距高比。a）hr值的確定 b) L 值的確定,6.3 燈具的布置與照度計算,66,0.75m,均勻

18、布置時，燈具的平面布置一般采用矩形、菱形等方式,距高比小，均勻度好，但投資大； 距高比過大，均勻度差，但投資較小。,6.3 燈具的布置與照度計算,67,距高比=燈具間距/計算高度=L/hr,6.3 燈具的布置與照度計算,最低懸掛高度 光源至地面的垂直距離。 目的：限制直射眩光、防止碰撞和觸電危險。 要求：一般不低于2m。,68,各種燈具的最低懸掛高度,（2）室外布置 照明種類很多，不同種類有不同要求。 例如室外道路照明：照度、亮度以及眩光限制有嚴(yán)格要求； 屋外配電裝置區(qū)： 考慮與帶電設(shè)備的安全凈距、檢修和運行的方便性，避免燈柱造成活動障礙。,6.3 燈具的布置與照度計算,69,二、照度計算,按

19、照已規(guī)定的照度及其他已知的條件來計算燈泡的功率，確定其光源和燈具的數(shù)量。,照度計算常用方法：,利用系數(shù)法、單位容量法、概算曲線法、逐點計算法,任何一種計算方法除應(yīng)用公式外，都需查閱某些系數(shù)的表格；,任何一種計算方法都只能做到基本準(zhǔn)確，由于各種參數(shù)的不精確，計算結(jié)果有10%20%的誤差。,6.3 燈具的布置與照度計算,70,(1) 利用系數(shù)法： 工作面上的平均照度（lx） N 燈具數(shù)量(套)； 光源的光通量（lm）； U 利用系數(shù)；表6-15 K 維護系數(shù)(表6-14)；辦公室取0.8、室外取0.7、營業(yè)廳取0.75 ； A 工作面面積（m2）,6.3 燈具的布置與照度計算,71,室空間比RCR

20、（Room Cabin Rate）/室形指數(shù)RI,hr室內(nèi)燈具計算高度(m)； l房間長度(m)； b 房間寬度(m)； RI室形指數(shù)。,6.3 燈具的布置與照度計算,72,b,l,hr,例1 某辦公室有吊頂(圖6-12)，長19.2m，寬12.8m，凈高2.6m，工作面高0.75m。頂棚、墻面和桌面反射比分別為0.7、0.5、0.1。采用直接照明時，照度為300lx。光源和燈具選用飛利浦雙管熒光燈照明吸頂安裝，單管額定光通量為3350lm。使用環(huán)境比較潔凈，求吊頂上的裝燈數(shù)量。,6.3 燈具的布置與照度計算,73,1850,1) 填寫原始數(shù)據(jù)： 2) 計算室空間比：按公式6-9計算。 3)

21、查表6-14，取燈具維護系數(shù)：辦公室K=0.80。 4) 確定利用系數(shù)：按室形指數(shù)RI=5/RCR=4.17，反射系數(shù)為0.7、0.5、0.1，查表6-15得 U = 0.71 5）燈具安裝數(shù)量 套 根據(jù)房間尺寸，最后選取20套，布置4排5列,6.3 燈具的布置與照度計算,74,（2）單位容量法,P 室內(nèi)所需燈具的功率(W)； Po單位功率(Wlxm2)；表6-16 A 室內(nèi)被照面積（m2）； Eav平均照度（lx）； PN燈具的額定功率（W）。,6.3 燈具的布置與照度計算,75,例2 某工作間無吊頂長12m，寬6m，層高3.6m。頂棚、墻面、地面反射比分別為0.7、0.5、0.2。擬選用4

22、0W單管熒光燈，距頂0.6m吊鏈安裝，地面滿足照度標(biāo)準(zhǔn)為1001x時，計算需裝燈數(shù)量。,6.3 燈具的布置與照度計算,76,1）填寫原始數(shù)據(jù)：計算高度為3m，平均照度100lx 2) 計算室空間比 3）確定燈具單位容量值：按RCR=3.75，以及半直接配光的熒光燈，查表6-16得P0介于0.05070.0556 W/m2/lx之間， 4）總安裝容量 5）燈具安裝數(shù)量N=P/P單（387/40）盞10盞。,6.3 燈具的布置與照度計算,77,本章目錄,建筑照明系統(tǒng)設(shè)計,第四節(jié),78,第六章 建筑照明系統(tǒng),6.4 照明系統(tǒng)設(shè)計,一、照明設(shè)計的基本原則,實用 經(jīng)濟 安全 美觀,79,6.4 照明系統(tǒng)

23、設(shè)計,80,照明供電設(shè)計 燈具設(shè)計,二、照明設(shè)計的內(nèi)容,三、照明設(shè)計步驟,6.4 照明系統(tǒng)設(shè)計,81,本章目錄,建筑照明系統(tǒng)案例分析,第五節(jié),82,第六章 建筑照明系統(tǒng),6.5 建筑照明系統(tǒng)案例分析,某十三層住宅照明設(shè)計,基本概況： 一層為停車庫 二十一層標(biāo)準(zhǔn)單元住宅 十二、十三層為復(fù)式住宅 面積5300m2.,83,照明配電系統(tǒng)常用符號燈具,84,照明配電系統(tǒng)常用符號燈具,85,照明配電系統(tǒng)常用符號插座,86,照明配電系統(tǒng)常用符號開關(guān),87,照明配電系統(tǒng)常用符號配電箱,88,6.5 建筑照明系統(tǒng)案例分析,詳見P171-172以及書后插頁圖6-27圖6-32.,某十三層住宅照明設(shè)計,基本概況：

24、 一層為停車庫 二十一層標(biāo)準(zhǔn)單元住宅 十二、十三層為復(fù)式住宅 面積5300m2.,89,90,91,92,93,94,95,96,本章結(jié)束,97,本章作業(yè),補充題： 1、照明的基本物理量有哪些？各有什么含義？ 2、光源是如何分類的？不同場合應(yīng)選擇什么樣的光源？ 3、燈具是如何分類的？室內(nèi)燈具應(yīng)如何布置？ 4、照明設(shè)計的步驟有哪些？ 5、某中學(xué)計算機室長12m，寬5m，裝修后頂棚高3.8m，桌面高0.8m，擬采用YG6240W熒光燈吸頂安裝，假定墻面反射系數(shù)Pq為0.6，頂棚反射系數(shù)Pt為0.7。分別用利用系數(shù)法和單位容量法確定房間內(nèi)的燈具數(shù)。已知：照度要求達到200lx，40W熒光燈的光通量為2400lm，維護系數(shù)取0.75，其余數(shù)據(jù)參見附表。,98,利用系數(shù)表,99,單位容量系數(shù)表,100,熒光燈均勻照明近似單位容量值 單位：W/m2,S：房間面積,附1：緊湊型熒光燈