建筑照明與配電設(shè)計

1、課題8 建筑照明與配電設(shè)計,8.1 電氣照明的基本知識8.2 常用照明電光源8.3 照明燈具8.4 建筑物內(nèi)照明配電設(shè)計8.5 建筑物外照明配電設(shè)計8.6 照明設(shè)計實例,8.1 電氣照明的基本知識,現(xiàn)代物理學證實，關(guān)于光的本質(zhì)有兩種理論，即電磁理論和量子理論。光的電磁理論認為光是在空間傳播的一種電磁波，而電磁波的實質(zhì)是電磁振蕩在空間的傳播。光的量子理論則認為光是由輻射源發(fā)射的微粒流。,8.1.1 照明的有關(guān)概

2、念,8.1.1.1 光的基本概念,電磁波波譜圖如圖8.1所示。電磁波的波長范圍極其寬廣，光只是其中的一個范圍。波長小于380 nm的電磁輻射叫做紫外線；波長大于780 nm的電磁輻射叫做紅外線。紫外線和紅外線均不能引起人的視覺。從380 nm到780 nm這個波長范圍的光叫做可見光。顧名思義，可見光能引起人的視覺。紫外線、紅外線和可見光統(tǒng)稱為光。,,光的量子理論可用來解釋光的吸收、散射及光電效應(yīng)等，而這些現(xiàn)象都無法用電磁理論來解釋。

3、　　總之，電磁理論是從宏觀上來研究光，而量子理論則是從微觀上來研究光。因此，光的兩種理論并不是互相矛盾的。,圖8.1　電磁波波譜圖,1.色調(diào)　　不同顏色光源所發(fā)出的光或者在物體表面反射的光，會直接影響人們的視覺效果。如紅、橙、黃、綠、棕色光給人以溫暖的感覺，這些光叫做暖色光；藍、青、綠、紫色光給人以寒冷的感覺，叫做冷色光。光源的這種視覺特性就叫做色調(diào)。,8.1.1.2 光源的主要特性,,2.顯色性 不同光譜的光源照射在同一

4、顏色的物體上時所呈現(xiàn)的顏色是不同的，這一特性叫做光源的顯色性。,,3.色溫　　光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的光色相同時，黑體的溫度叫做該光源的色溫。據(jù)實驗，將一具有完全吸收與放射能力的標準黑體加熱，溫度逐漸升高，光度也隨之改變，黑體曲線可顯示黑體由紅—橙紅—黃—黃白—白—藍白的過程。可見光源發(fā)光的顏色與溫度有關(guān)。,,4.眩光 光由于時間或空間上分布不均，造成人們視覺上的不適，這種光叫做眩光。眩光分為直射眩光和反射眩

5、光。眩光是衡量照明質(zhì)量的一個重要參數(shù)。,光通量的實質(zhì)是通過人的視覺來衡量光的輻射通量。光源在單位時間內(nèi)向周圍空間輻射并引起人的視覺的能量大小，叫做光通量。　　光通量用符號Φ表示，單位是lm（流明）。光通量的近似計算公式為：,8.1.1.3 光度量,,2.發(fā)光強度　　發(fā)光強度簡稱光強，是光源在指定方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量，或叫做光通量的立體角密度。光通量的立體角和發(fā)光強度分別如圖8.2和圖8.3所示?！　」鈴娪梅朓表示，單

6、位是cd(坎德拉)?！　=dΦ/dΩ,,3.照度　　通常把物體表面所得到的光通量與這個物體表面積的比值叫做照度。照度用符號E表示，單位是lx(勒克斯)。 E=Φ/S 　　光通量和光強主要用來表征光源或發(fā)光體發(fā)射光的強弱，而照度用來表征被照面上接收光的強弱。　　表8.1（見P234）中列出了各種環(huán)境條件下被照面的照度，以便對照度有一個大概的了解。,,【例8.1】100 W白熾燈輸出的額定光通量是1250 lm,假設(shè)光源向四周均

7、勻輻射，求燈下2 m處的照度值?！窘狻扛鶕?jù)式（8.3），得　　E=Φ/S=125/(04π×22)=24.9(lx)　　故燈下2 m處的照度是24.9 lx。,,4.亮度　　通常把發(fā)光面發(fā)光的強弱或反光面反光的強弱叫做亮度，用符號L表示，單位是cd/m2?！　=I/S 　　一般當亮度超過160000 cd/m2時，人眼就感到難以忍受了。　　幾種發(fā)光體的亮度值見表8.2（見P235）。,圖8.2 立體角圖,圖8

8、.3 發(fā)光強度,為了限定照明數(shù)量，提高照明質(zhì)量，需制定照度標準。制定照度標準需要考慮視覺功效特性、現(xiàn)場主觀感覺和照明經(jīng)濟性等因素。制定照度標準的方法有多種：主觀法——根據(jù)主觀判斷制定照度；間接法——根據(jù)視覺功能的變化制定照度；直接法——根據(jù)勞動生產(chǎn)率及單位產(chǎn)品成本制定照度。具體的制定過程不作敘述。,8.1.1.4 我國的照明標準,,隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，各類建筑對照明質(zhì)量要求越來越高，國家也制定了相關(guān)的照度標準，各類建筑的照度標準見

9、表8.3至表8.5（見P235）。,在進行建筑電氣設(shè)計時，除了考慮照度標準外，還需要考慮照明的種類。照明種類按照用途分為工作照明、事故照明、警衛(wèi)值班照明、障礙照明和裝飾照明等。1.工作照明　　能保證完成正常工作、看清周圍物體等的照明，叫做工作照明。工作照明又分為三種方式，即一般照明、局部照明和混合照明。,8.1.2 照明種類,,2.事故照明　　正常的照明出現(xiàn)故障時，為安全疏散人員和保障繼續(xù)工作的照明，叫做事故照明。 下

10、列建筑場所應(yīng)該裝設(shè)事故照明： （1） 一般建筑的走廊、樓梯和太平門等處。 （2） 高層民用建筑的疏散樓梯、消防電梯及其前室、配電室、消防控制室、消防水泵房和自備發(fā)電機房。,,值得注意的是，醫(yī)院的手術(shù)室和急救室的事故照明應(yīng)采用能瞬時可點燃的照明光源，一般采用白熾燈和鹵鎢燈。3.警衛(wèi)值班照明　　一般情況下，把正常照明中能單獨控制的一部分或者事故照明的一部分作為警衛(wèi)值班照明。警衛(wèi)值班照明是在非生產(chǎn)時間內(nèi)為了保障建筑及生

11、產(chǎn)的安全，供值班人員使用的照明。,,4.障礙照明　　障礙照明應(yīng)該按交通部門有關(guān)規(guī)定裝設(shè)。如在高層建筑物的頂端應(yīng)該裝設(shè)飛機飛行用的障礙標志燈；在水上航道兩側(cè)建筑物上應(yīng)該裝設(shè)水運障礙標志燈。障礙照明燈應(yīng)采用能透霧的紅光燈具，有條件時宜采用閃光照明燈。,,5.裝飾照明　　為美化和裝飾某一特定空間而設(shè)置的照明，叫做裝飾照明。裝飾照明以純裝飾為目的，不兼作工作照明。,建筑照明質(zhì)量主要考慮照度要求、顯色性要求、限制眩光等因素。1.照度要求　

12、　常見民用建筑照度標準見表8.6（見P237）。在進行照明設(shè)計時，應(yīng)該嚴格遵守照度標準。,8.1.3 照明質(zhì)量,,2.顯色性要求　　顯色性一般用顯色指數(shù)Ra表示，其值越大，表示顯色性越好。下面給出不同場所顯色指數(shù)的一般要求：　　90～100為優(yōu)良，用于需要色彩精確對比的場所； 　　80～89用于需要色彩正確判斷的場所； 　　60～79用于需要中等顯色性的場所； 　　40～59用于對顯色性的要求較低，色差較小的場所；　　20

13、～39用于對顯色性無具體要求的場所。,,3.限制眩光　　限制照明眩光，除了考慮燈具的特性外，還要考慮燈具主要方位上的亮度分布以及燈具亮度的范圍限制。一般直接眩光的質(zhì)量等級分為三級：　?。?） Ⅰ級　　在有特殊要求的高質(zhì)量照明房間，如計算機房、制圖室等，要求無眩光感。,,（2） Ⅱ級　　在照明質(zhì)量要求一般的房間，如辦公室和候車室等，允許有輕微眩光。　?。?） Ⅲ級　　在照明質(zhì)量要求不高的房間，如倉庫、廚房等，可以放寬到有眩光感

14、。,8.2 常用照明電光源,8.2.1 常用電光源的分類,熱輻射光源是利用某種物質(zhì)通電加熱而輻射發(fā)光的原理制成的光源，如白熾燈和鹵鎢燈等。1.白熾燈　　白熾燈原理是電流將鎢絲加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光的。白熾燈的性能特點是顯色性較好，啟動時間短，光效低。由于鎢絲長期發(fā)熱會使鎢蒸發(fā)，附著在燈管壁上，這樣會大大縮短白熾燈的壽命，因此白熾燈發(fā)光壽命短。,8.2.1.1 熱輻射光源,,2.鹵鎢燈　　鹵鎢燈是在白熾燈的基礎(chǔ)上改進制成的，其結(jié)

15、構(gòu)如圖8.4所示。鹵鎢燈外殼大多采用石英玻璃管，燈頭一般為陶瓷，燈絲通常做成螺旋形直線狀，燈管內(nèi)充入適量的氬氣和微量鹵素（碘或溴）。由于鎢在蒸發(fā)時和鹵素形成鹵化鎢，鹵化鎢在高溫燈絲附近又被分解，使一部分鎢重新附著在燈絲上，這樣會提高燈絲的工作溫度和壽命。,圖8.4　碘鎢燈結(jié)構(gòu),氣體放電光源是利用汞或鈉氣體輻射的紫外線激活熒光粉發(fā)光的原理制成的光源，如熒光燈、高壓汞燈和高壓鈉燈等。根據(jù)氣體的壓力不同，又分為低壓氣體放電光源和高壓氣體放電光

16、源。1.低壓氣體放電光源　　低壓氣體放電光源包括熒光燈和低壓鈉燈，這類燈中氣體壓力低。由于原子輻射主要產(chǎn)生的是紫外線輻射，熒光燈管壁上涂有熒光粉，在紫外線輻射作用下形成復(fù)合光，主要是可見光。,8.2.1.2 氣體放電光源,,熒光燈是常用的一種低壓氣體放電光源，熒光燈的通電發(fā)光過程為：接通電源后，電源電壓首先加在啟輝器兩端，雙金屬片受熱膨脹接通，幾秒鐘后雙金屬片因為短接電阻為零不再產(chǎn)生熱量，收縮斷開。啟輝器觸電斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的

17、瞬時高壓和電源電壓一起加在燈管兩端，激活管內(nèi)的熒光粉，燈光點亮。熒光燈的結(jié)構(gòu)如圖8.5所示。　　總之，熒光燈的性能特點是啟動時間較長，但是光效高，顯色性較好，壽命較長。,,2.高壓氣體放電光源　　高壓氣體放電光源的特點是燈中氣壓高，原子之間的距離近，相互影響大，因此與低壓氣體放電光源有較大的區(qū)別。高壓氣體放電光源的負荷一般比較大，所以燈管的表面積也比較大，燈的功率也較大，也叫做高強度氣體放電燈。,,高壓汞燈（又叫水銀燈）是一種高壓氣

18、體放電光源，如圖8.6所示。高壓汞燈通電發(fā)光過程為：接通電源后，首先在兩個電極之間產(chǎn)生輝光放電，發(fā)熱管內(nèi)溫度上升，促使汞氣化，當汞氣化到一定程度時，兩電極之間開始弧光放電，燈管正式啟燃。再由放電所輻射出來的紫外線激發(fā)外殼內(nèi)壁的熒光粉變成可見光。在燈管點燃的瞬間，放電管內(nèi)氣壓較低，隨著放電發(fā)熱管壁溫度升高，汞氣壓增大，經(jīng)過幾分鐘后，放電趨向穩(wěn)定，燈管進入正常工作狀態(tài)。,,高壓汞燈的發(fā)光效率高，壽命長，但是顯色性較差，通常用在對色彩分辨不高

19、的街道、公路、施工工地等場合。,圖8.5　熒光燈結(jié)構(gòu),圖8.6　高壓汞燈結(jié)構(gòu)圖(a) 結(jié)構(gòu)；(b) 電路,LED（Lighting Emitting Diode）即發(fā)光二極管，是一種半導體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料，在半導體中通過載流子發(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。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來的照明器具。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前這種光源在交通、

20、汽車、建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。,8.2.1.3 LED光源,在電氣照明設(shè)計中，為了滿足建筑需求，保證照明質(zhì)量，首先要根據(jù)電光源的性能指標，結(jié)合建筑環(huán)境特點來選擇合適的電光源。　　電光源主要的性能指標是發(fā)光效率、壽命、顯色性、啟燃與再啟燃時間、色溫等，下面介紹常用光源的特點和應(yīng)用場所。1.白熾燈　　白熾燈的特點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、顯色性好、使用方便、有良好的調(diào)光性能。一般用于日常生活照明，工礦企業(yè)普通照明，劇場、舞臺的布景照明以

21、及應(yīng)急照明等。,8.2.2 常用電光源的選擇,,2.鹵鎢燈　　鹵鎢燈的特點是體積小、功率集中、顯色性好、使用方便。一般用在電視播放、繪畫、攝影照明等場所。3.熒光燈　　熒光燈的特點是光效高、顯色性較好、壽命長。一般用在家庭、學校、研究所、工業(yè)、商業(yè)、辦公室、控制室、設(shè)計室、醫(yī)院、圖書館等場所。,,4.緊湊型高效節(jié)能熒光燈　　其特點是集白熾燈和熒光燈的優(yōu)點于一身，光效高、壽命長、顯色性好、體積小、使用方便。一般用在家庭、賓館等場

22、所。5.熒光高壓汞燈　　其特點是光效較白熾燈高、壽命長、耐震性較好。一般用在街道、廣場、車站、碼頭、工地和高大建筑的室內(nèi)外照明，但不推薦應(yīng)用。,,6.金屬鹵化物　　其特點是發(fā)光效率很高、壽命長、顯色性較好。一般用在體育場、展覽中心、游樂場所、街道、廣場、停車場、車站、碼頭、工廠等。7.普通高壓鈉燈　　其特點是發(fā)光效率特別高、壽命很長、透霧性能好。一般用在道路、機場、碼頭、車站、廣場、體育場及工礦企業(yè)等場所。,,8.管型氙燈　

23、　其特點是功率大、發(fā)光效率較高、觸發(fā)時間短、不需鎮(zhèn)流器、使用方便。一般用在廣場、港口、機場、體育場等照明和老化試驗等要求有一定紫外線輻射的場所。,8.3 照明燈具,在照明設(shè)備中，燈具的作用包括：合理布置電光源；固定和保護電光源；使電光源與電源安全可靠的連接；合理分配光輸出；裝飾、美化環(huán)境。　　可見，照明設(shè)備中僅有電光源是不夠的。燈具和電光源的組合叫做照明器。有時候也把照明器簡稱燈具，這樣比較通俗易懂。值得注意的是，在工程預(yù)算上不要混

24、淆這兩種概念，以免造成較大的錯誤。,8.3.1 燈具的作用,1.相關(guān)的術(shù)語　　一般燈具的光強分布用配光特性來表示?！　?1) 配光　　簡單來說，配光就是光的分配，即燈具在各個方向上的光強分布。燈具可以使光源原先的配光發(fā)生改變?！　?2) 配光特性　　將配光用某種方法如數(shù)學解析式、表格或曲線等表示，就叫做配光特性。,8.3.2 燈具的光學特性,8.3.2.1 光強的空間分布,,2.配光特性表示方法(1) 極坐標表示方法

25、　　具有旋轉(zhuǎn)對稱配光特性的燈具，取一個垂直面，將燈具在這個垂直面上的光強分布畫出來，然后將垂直面繞光軸轉(zhuǎn)一周，這樣得出燈具配光特性的表示方法就叫做極坐標表示方法，如圖8.7所示。這種方法一般適用于具有旋轉(zhuǎn)對稱配光特性的燈具，例如白熾燈、高壓汞燈、高壓鈉燈及部分金屬鹵化物燈等?！　「鶕?jù)燈具的配光曲線，能比較容易求得燈具在某一方向上的光強值。,,(2) 列表表示法　　列表表示法與極坐標表示法的區(qū)別就是將曲線用表中數(shù)值表示。在實際應(yīng)用中，

26、用曲線表示比較形象，便于定性分析。但是在照明計算中，圖解法不能保證精度，而列表中可以查到比較精確的光強值。,,(3) 直角坐標表示法　　用直角坐標也可以表示燈具的配光特性，縱坐標表示光強，橫坐標表示垂直角，如圖8.8所示。這種表示方法的配光曲線在垂直方向上的光強值比極坐標表示法要準確一些，但是極坐標表示法比較形象。,圖8.7　極坐標表示法,圖8.8　直角坐標表示法,1.燈具的亮度分布　　燈具的亮度分布是燈具在不同觀察方向上的亮度Lθ

27、和表示觀察方向的垂直角θ之間的關(guān)系，即Lθ=f(θ)。燈具的亮度分布表示方法和配光特性一樣，可用極坐標或直角坐標(圖8.9)表示?！　≡趯嶋H應(yīng)用中，主要是在垂直角45°及以上范圍內(nèi)的燈具亮度會對照明質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，一般只畫出垂直角范圍內(nèi)的亮度分布曲線。,8.3.2.2 燈具的亮度分布和保護角,,對于非對稱配光的燈具，在不同水平角上有不同的亮度分布。在實際應(yīng)用中，一般只計算橫向和縱向兩個方向上的亮度分布。,,2.燈具的保

28、護角 燈具的保護角反映的是燈具遮擋光源直射光的范圍，又叫做遮光角。在照明技術(shù)中，一般要求發(fā)光面的平均亮度不要太高，以免刺眼不舒適。但是又希望工作面上能獲得足夠高的亮度。根據(jù)以上的內(nèi)容，只要限制垂直角45°及以上的燈具亮度，就可以適當解決這一矛盾。實際應(yīng)用中可以采取合適的燈具，遮住這一垂直角范圍內(nèi)光源的直射光，這個措施叫做燈具設(shè)置了保護角。,,一般來說，燈具的保護角α是光源的發(fā)光體與燈具出光口下緣的連線和水平線之間的夾

29、角,如圖8.10和圖8.11所示。燈具的保護角范圍應(yīng)選在15°～30°范圍內(nèi)，這樣才能控制燈具的θ在60°～75°范圍內(nèi)的亮度?！　≈档米⒁獾氖?，格柵式燈具保護角和一般燈具不同，它用在一片格片上沿與相鄰格片下沿的連線和水平線的夾角表示。格柵燈具的保護角范圍為25°～45°，保護角越大，燈具的光輸出就越小。,圖8.9　某燈具的亮度分布,圖8.10 　燈具的保護角（a） 透明燈

30、泡；（b） 乳白燈泡；（c） 雙管熒光燈下方敞口；(d) 雙管熒光燈下口透明,圖8.11　格柵式燈具的保護角,電光源裝入燈具后，它輸出的光通量會受到限制，同時燈具也會吸收部分光能。因此，從燈具輸出的光通量小于光源應(yīng)輸出的光通量,那么，從燈具輸出的光通量Φ1與燈具內(nèi)所有光源在無約束條件下點燃時輸出的總光通量Φ之比，叫做燈具效率，記作η。　　　η=Φ1/Φ　　燈具效率與燈具的形狀、所用材料和光源在燈具內(nèi)的位置有關(guān)。一般希望燈具效率應(yīng)盡

31、量提高，但也要保證合理的配光特性。,8.3.2.3 燈具效率,,總的來說，敞口式燈具效率比較高。格柵式燈具是商業(yè)、辦公及其他建筑中常用的燈具，早年的格柵燈具效率很低，不足50%。近年來采用大網(wǎng)孔高隔片的格柵，材料采用拋光的鋁合金或不銹鋼，如果設(shè)計合理，燈具的效率可高于70%。,（1） 開啟型　　光源裸露在燈具的外面，即燈具是敞口的，這種燈具的效率一般比較高?！　。?） 閉合型　　透光罩將光源包圍起來，內(nèi)外空氣可以自由流通，但透光

32、罩內(nèi)容易進入灰塵。　?。?） 密閉型　　這種燈具透光罩內(nèi)外空氣不能流通，一般用于浴室、廚房、潮濕或有水蒸氣的廠房內(nèi)。,8.3.2 燈具的分類,8.3.2.1 按照燈具結(jié)構(gòu)分類,,（4） 防爆型　　這種燈具結(jié)構(gòu)堅實，一般用在有爆炸危險的場所?！　。?） 防腐型　　這種燈具外殼用耐腐蝕材料制成，密封性好，一般用在有腐蝕性氣體的場所。,（1） 吸頂型　　即燈具吸附在頂棚上。一般適用于頂棚比較光潔而且房間不高的建筑物。　?。?

33、） 嵌入頂棚型　　除了發(fā)光面，燈具的大部分都嵌在頂棚內(nèi)。一般適用于低矮的房間。,8.3.2.2 按照安裝方式分類,,（3） 懸掛型　　即燈具吊掛在頂棚上。根據(jù)吊用的材料不同分為線吊型、鏈吊型和管吊型。懸掛可以使燈具離工作面近一些，提高照明經(jīng)濟性，主要用于建筑物內(nèi)的一般照明?！　。?） 壁燈　　即燈具安裝在墻壁上。壁燈不能作為主要燈具，只能作為輔助照明，并且富有裝飾效果。一般多用小功率電源。,,（5） 嵌墻型　　即燈具的大部分

34、或全部嵌入墻內(nèi)，只露出發(fā)光面。這種燈具一般用作走廊和樓梯的深夜照明燈。,這種方法是根據(jù)燈具上射光通量和下射光通量的比例分配進行分類的，見表8.7（見P243）。,8.3.2.3 按照配光分類,燈具的距高比是指相鄰燈具之間的距離l和燈具到工作面的高度h之比，用λ表示?！　ˇ?l/h　　根據(jù)燈具的允許距高比，一般分為以下五種類型:　?。?） 特深照型　　特深照型燈具的光束都集中在狹小的立體角內(nèi)，允許距高比不大于0.4。這種燈具一般

35、用于制造某種特殊的氛圍，屬于補充照明。,8.3.2.4 按距高比分類,,（2） 深照型　　這種燈具發(fā)出的光束比較集中，允許距高比在0.7～1.2之間。這種燈具一般用于較高的廠房?！　。?） 中照型　　中照型燈具發(fā)出的光束較大，允許距高比在1.3～1.5之間。這種燈具一般用于面積較大的房間，是應(yīng)用最廣泛的照明燈具。,,（4） 廣照型　　廣照型燈具允許距高比可達2.0，它不僅能使水平工作面上獲得較均勻的照度，而且能獲得較高的垂直面

36、照度。這種燈具可用于各種室內(nèi)照明，尤其是面積較大的房間?！　?5) 特廣照型　　特廣照型燈具的距高比可允許達到4.0。這種燈具一般用于道路照明和大廠房照明。,選擇燈具應(yīng)該根據(jù)使用環(huán)境、房間用途等,并結(jié)合各種類型燈具的特性來選用。前面已經(jīng)介紹了各種類型燈具適用的場所，在此介紹不同環(huán)境下選擇燈具應(yīng)遵守的規(guī)定:　?。?） 在正常環(huán)境中，適宜選用開啟式燈具?！　。?） 在潮濕的房間，適宜選用具有防水燈頭的燈具?！　。?） 在特別潮濕的

37、房間，應(yīng)選用防水、防塵密閉式燈具。,8.3.4 燈具的選擇,,（4） 在有腐蝕性氣體和有蒸汽的場所以及有易燃、易爆氣體的場所，應(yīng)選用耐腐蝕的密閉式燈具和防爆燈具等。,合理布置燈具除了涉及它的投光方向、照度均勻度、眩光限制等，還關(guān)系到投資費用、檢修是否方便等問題。在布置燈具時，應(yīng)該考慮到建筑結(jié)構(gòu)形式和視覺要求等特點。一般燈具的布置方式有以下兩種：1.均勻布置　　燈具的均勻布置是指燈具間距按一定的規(guī)律（如正方形、矩形、菱形等形式）均勻

38、布置，使整個工作面獲得比較均勻的照度。均勻布置適用于室內(nèi)燈具的布置。,8.3.5 燈具的布置,,當燈具按菱形或者矩形均勻布置時，燈具間距按L=√(L1L2)確定，L1、L2分別為矩形的行之間和列之間的距離或菱形的兩對對角線間的距離?！　×硗?，均勻布置是否合理主要取決于距高比是否恰當。距高比小，照度的均勻度好，但經(jīng)濟性差；距高比過大，布燈稀少，則照度的均勻度不夠。因此，一般實際的距高比要小于燈具的最大距高比。,,2.選擇布置　　燈具

39、的選擇布置是指為滿足局部要求的布置方式。選擇布置適用于有特殊照明要求的場所。,計算照度是電氣設(shè)計很重要的一個內(nèi)容。根據(jù)房間特點、燈具的布置形式、電光源的數(shù)量及容量來計算房間工作面的均勻照度值；同時還可以根據(jù)房間特點、規(guī)定的照度標準值、燈具的布置形式來確定電光源的容量或數(shù)量。以上兩種方法都是平均照度的計算。某工作點的照度也可以根據(jù)燈具的布置形式、光源數(shù)量及容量來計算，這就是點照度的計算。,8.3.6 照度計算,8.3.6.1 照度計算

40、的目的,1.逐點照度計算法　　逐點照度計算法可以用來計算任何指定點上的照度。這種計算方法適用于局部照明、特殊傾斜面上的照明和其他需要準確計算照度的場合。一般在設(shè)計中用得比較少，在此不作詳細介紹，如有需要可查閱其他資料。,8.3.6.2 照度計算的方法,,2.利用系數(shù)法　　(1) 平均照度的計算　　照度計算公式為　　Euv=Fnμη/(AK1)　　如果是根據(jù)照度標準值和其他條件計算光源數(shù)量，則公式為　　n=EuvAK1/Fμ

41、η,,(2) 最低照度的計算　　最低照度計算公式為　　E=EuvKmin 　　將式(8.7)代入式(8.9)得：　　E=FnμηKmin/(AK1),,【例8.2】某實驗室面積為24 m×10 m，桌面高度為0.8 m，燈具吸頂安裝吊高3.8 m。如果采用YG6-2型雙管2×40 W吸頂熒光燈照明，燈具效率為86%。查照明手冊得知利用系數(shù)為0.56，試確定房間的燈具數(shù)?！窘狻坎捎美孟禂?shù)法計算，查得室內(nèi)平均

42、照度值為150 lx,照度補償系數(shù)為1.3，雙管熒光燈光通量為4800 lm?！　?n=EuvAK1/Fμη=150×240×1.3/(4800×0.56×0.86)　　　≈20.24(套)　　燈具可按21套布置。此時照度驗算為　　Euv=Fnμη/(AK1)　　　=4800×21×0.56×0.86/(240×1.3)=155.6(lx)　　稍

43、大于平均照度推薦值，可滿足使用要求。,,3.單位容量法　　單位容量法是從利用系數(shù)法演變而來的，是在各種光通利用系數(shù)和光的損失等因素相對固定的條件下得出平均照度的簡化計算方法。根據(jù)房間的被照面積和推薦的單位面積安裝功率來計算房間所需的總電光源功率。如果選定電光源后，就可算出房間的光源數(shù)量?！　∮嬎愎綖?∑P=ωS 　　　　　　　　N=∑P/P,,若房間內(nèi)的照度標準為推薦的平均照度值時，則應(yīng)由下式來確定∑P值?！　　芇=ω

44、/KminS,,【例8.3】某辦公室的建筑面積為4.1 m×5.6 m，采用YG1-1簡式熒光燈照明。辦公桌高0.8 m,燈具吊高3 m,試計算需要安裝燈具的數(shù)量?！窘狻坎捎脝挝蝗萘糠ㄓ嬎恪！　「鶕?jù)題意，h=3-0.8=2.2（m）,S=4.1×5.6=22.96（m2）,假定平均照度為150 lx，由表8.10查得單位面積安裝功率為ω=10.9 W/m2（帶罩的）?！　　　芇=ωS=10.9×22.

45、96=250.3(W)　　如果每套燈具安裝30 W熒光燈一只，即P=30 W,則　　　N=∑P/P=250.32×2/2≈5.7(套),,當安裝2×22 W熒光燈6套時，實際單位面積安裝功率為　　ω實際=6×2×22/22.96≈11.5(W/m2)>11 W/m2,,建筑照明設(shè)計標準》（GB 50034—2004）規(guī)定普通辦公室現(xiàn)行功率密度值LPD≤11 W/m2，而本例實際功率密度

46、值LPD為11.5 W，違反了強條規(guī)定?！　】梢?，采用單位容量法進行計算時，選取燈具的安裝功率偏大?，F(xiàn)在燈具的光通量均很大，適當降低燈具的安裝功率能滿足照度的要求，同時單位面積安裝功率又不會超過強條規(guī)定的現(xiàn)行功率密度值。,,讀者可選取安裝2×22 W熒光燈3套，采用利用系數(shù)法進行驗算，能滿足普通辦公室的照明標準：300 lx，且沒有超過強條規(guī)定的現(xiàn)行功率密度值?！　纳侠梢钥闯?，當需要確定燈具數(shù)時，采用單位容量法比較簡單

47、。,8.4 建筑物內(nèi)照明配電設(shè)計,眾所周知，目前的家用電器發(fā)展很快，除了傳統(tǒng)的電視機、DVD、電冰箱、電熱水器、微波爐、空調(diào)等外，電腦已經(jīng)普及，也出現(xiàn)了大屏幕彩色電視機、即熱式電熱水器等大功率設(shè)備，有些電器每戶還不止一臺。因此，據(jù)統(tǒng)計調(diào)查，住宅用戶的負荷可按以下方法估計。,8.4.1 住宅照明,8.4.1.1 住宅照明負荷的計算,,(1) 普通住宅（小戶型）　　普通住宅面積在60 m2以下，負荷可按4～5千瓦/戶計算。　?。?

48、） 中級住宅（中型戶）　　中級住宅面積為60～100 m2，負荷按6～7千瓦/戶計算?！　。?） 高級住宅和別墅（大套型）　　高級住宅和別墅面積在100 m2以上，負荷按8～12千瓦/戶計算?！　∮嬎憧傌摵蓵r，根據(jù)住宅用戶的數(shù)量需用系數(shù)取0.4～0.6即可。,1.供電電源　　住宅照明的電源電壓為380/220 V，一般采用三相五線制供電。電源引入可采用架空進戶和電纜埋地暗敷進戶兩種，其中架空進戶標高應(yīng)大于或等于2.5 m。,8

49、.4.1.2 住宅照明的配電線路,,2.配電系統(tǒng)　　住宅宅內(nèi)導線應(yīng)采用BLV或BV型絕緣線,目前以BV型居多。導線敷設(shè)方式為穿PVC管（或其他管）暗敷。按照規(guī)范，住宅照明導線不得小于2.5 m2。配電方式可采用放射與樹干結(jié)合的形式?！　∪鐖D8.12所示是某住宅室內(nèi)配電系統(tǒng)圖的一種形式。讀者也可參照課題3的相關(guān)內(nèi)容。,圖8.12　某住宅室內(nèi)配電系統(tǒng)圖,1.電光源　　選擇電光源時應(yīng)考慮到照度、點燈時間、開關(guān)的頻繁程度以及光源的壽命、

50、節(jié)能效果等。2.燈具　　選擇燈具時應(yīng)考慮燈具的基本技術(shù)性能及美觀效果。下面介紹住宅各場所燈具的選用。,8.4.1.3 住宅照明設(shè)備的選擇,,(1) 客廳（起居室）　　客廳是家人聚集和招待客人的場所。根據(jù)客廳的使用特點，應(yīng)有一般照明、重點照明和裝飾照明三種?？蛷d一般照明可采用花燈，房間高度較高時，花燈采用吊鏈或管吊式，房間較小時用吸頂式；重點照明可采用幾組可調(diào)節(jié)的射燈，也可以在客廳內(nèi)布置花燈和壁燈。,,(2) 餐廳　　餐廳照明應(yīng)

51、能夠起到刺激人的食欲的作用，而我國在飲食方面講究色、香、味俱全，因此燈光要稍亮些。餐廳一般照明可采用向下投射的吊燈，燈泡功率為60～120 W；重點照明可采用在餐廳設(shè)置壁燈，有的家庭設(shè)吧臺，頂上可設(shè)筒燈或吊燈；裝飾照明可采用直接配光型等花飾燈具。,,(3) 廚房　　廚房一般照明主要滿足灶臺、洗碗池、物品柜以及系列吊柜、碗筷柜等處的照度要求，宜采用白熾燈、緊湊型熒光燈；重點照明要為切菜、烹飪、洗碗提供照明，一般將燈具嵌入吊柜下設(shè)的一個夾

52、層里面。(4) 臥室　　臥室一般照明多采用白熾燈；重點照明以臺燈或落地燈為主，不宜采用熒光燈；裝飾照明則以花燈為主。,,(5) 衛(wèi)生間　　衛(wèi)生間照明應(yīng)采用白熾燈。一般照明應(yīng)在衛(wèi)生間中央屋頂設(shè)置乳白玻璃防潮燈具吸頂或壁裝； 重點照明主要供男士剃須和女士梳妝，鏡上光源采用40～60 W白熾燈。 (6) 門廳、走廊和陽臺　　這些場所一般設(shè)置低照度的燈光，可采用吸頂式、嵌入式筒燈或嵌入式壁燈。,,3.插座、開關(guān)　　插座的規(guī)格很多，有

53、兩孔、三孔的，有10 A、16 A的，有帶開關(guān)的、帶熔絲的、帶安全門的、帶指示燈的，還有防潮的等。在選用插座時應(yīng)注意：安裝高度低于1.8 m時應(yīng)采用帶安全門的插座；有可能使用移動式家用電器的場所，必須采用三孔插座；潮濕場所應(yīng)采用密閉保護型三孔插座；對于插座電源有觸電危險的家用電器（如洗衣機等），應(yīng)采用帶開關(guān)能斷開電源的插座面板。,,根據(jù)各住戶的要求，開關(guān)可采用單控、雙聯(lián)單控、雙聯(lián)雙控、三聯(lián)或多聯(lián)等各種規(guī)格。在同一處控制多個燈具時，應(yīng)采用

54、多聯(lián)開關(guān)。樓梯照明燈具應(yīng)采用節(jié)能延時聲光開關(guān)。,,4.配電箱　　一般住宅樓除了進線總配電箱外，應(yīng)根據(jù)實際需要設(shè)置單元配電箱、層配電箱和戶內(nèi)配電箱等。目前，設(shè)計中采用戶內(nèi)配電箱可使入戶管線簡單，也為住戶的操作帶來方便。,辦公室照明負荷的計算一般采用需用系數(shù)法。當接于三相電壓的單相負荷三相不平衡時，可按最大相負荷的3倍計算。,8.4.2 辦公樓照明,8.4.2.1 辦公樓照明的負荷計算,1.供電電源　　辦公樓照明的電源電壓為380/

55、220 V，采用三相五線制供電。與住宅照明不同的是，大型辦公樓照明的電源引入線為10 kV高壓線，因此需設(shè)置單獨的變配電室，一般設(shè)在地下一層，采用干式變壓器變壓。電源引入方式為電纜埋地穿管引入。,8.4.2.2 辦公樓照明的配電線路,,2.配電系統(tǒng)　　辦公樓照明配電干線多采用電纜穿橋架或穿鋼管敷設(shè)。配電支線可采用BV穿PVC管或線槽敷設(shè)。配電系統(tǒng)圖如圖8.13所示。,圖8.13　辦公樓配電干線系統(tǒng),1.電光源　　辦公室是工作人員從

56、事書寫、閱讀的場所，要求有比較高的照度，點燈時間長。因此，辦公室照明電光源一般多采用熒光燈；在樓梯間、走廊、洗手間、衣帽間等場所則采用白熾燈；在一些專業(yè)性辦公室，比如實驗室、設(shè)計所、醫(yī)療辦公室等場所，也可以采用三基色高效電子節(jié)能燈。,8.4.2.3 辦公樓照明設(shè)備的選擇,,2.燈具　　在一般辦公室中，大多采用雙管吸頂熒光燈，裝飾較好、注重氣氛的辦公室可采用臺燈作為補充照明；在大空間辦公室中，多采用組合型天棚或光帶照明；在營業(yè)性辦公室

57、，如銀行營業(yè)所、鐵路和汽車銷售處等，多采用格柵燈；在專業(yè)性辦公室，如設(shè)計所、實驗室、醫(yī)療辦公室等場所，主要是滿足局部照明，可采用組裝在桌上或櫥柜等處的熒光燈或高效電子節(jié)能燈。,,3.插座、開關(guān)　　在現(xiàn)代辦公室，電腦是不可缺少的設(shè)備，因此，一般辦公照明中都要設(shè)置專用的電腦插座；如果辦公樓沒有安裝中央空調(diào)，就要考慮設(shè)置空調(diào)插座；在寫字間密集的大空間辦公室，插座應(yīng)從地面引出，靠近辦公桌；在專業(yè)性辦公室，如實驗室、醫(yī)療辦公室等場所，應(yīng)根據(jù)設(shè)備

58、需要設(shè)置三相電源插座。　　開關(guān)的選用與住宅類同。,,4.配電箱　　一般辦公樓除了進線總配電箱外，每層需設(shè)置層配電箱，在每個辦公室還應(yīng)設(shè)置照明箱，在專業(yè)性辦公室還需設(shè)置動力箱。,學校照明負荷的計算一般也采用需用系數(shù)法，教學樓的需用系數(shù)在0.6～0.9范圍內(nèi)選取，全校的照明負荷系數(shù)在0.5～0.8之間選取。,8.4.3 學校照明,8.4.3.1 學校照明的負荷計算,1.供電電源　　學校的供電電源一般為高壓10 kV進線，需設(shè)置變配

59、電所。供電方式為380/220 V低壓供電。學校的負荷等級一般為二級;有重要實驗室的學校，負荷等級為一級。2.配電系統(tǒng)　　學校宿舍樓、教學樓可采用PVC管暗配線；其他實驗樓、綜合樓干線宜采用鋼管暗配，支線采用PVC管暗配。除了學生宿舍外，實驗樓、綜合樓等配電方式都采用放射式。,8.4.3.2 學校照明的配電線路,1.電光源及燈具　　在教室、實驗室、辦公室、學生宿舍等場所一般都采用管型熒光燈，可滿足這些場所有足夠的照度，并且避免眩

60、光；在走道、樓梯間、洗手間等場所可采用吸頂白熾燈。,8.4.3.3 學校照明設(shè)備的選擇,,2.插座　　在教室前后各裝一個250 V、10 A的單相兩孔或三孔插座，插座的安裝高度為0.3 m左右，應(yīng)采用安全型插座；在專業(yè)實驗室，根據(jù)需要每個實驗臺設(shè)置一個三相插座；在化學實驗室，除了必要的實驗設(shè)備插座之外，還需設(shè)置一個三相插座，以備毒氣柜使用，同時考慮裝設(shè)排氣扇；在計算機實驗室，每個實驗臺應(yīng)設(shè)置1～2組安全型多功能插座，各實驗室講臺處應(yīng)

61、設(shè)兩組插座；在綜合樓辦公室，若沒有中央空調(diào)，還應(yīng)設(shè)置空調(diào)插座和電腦插座；其他場所只需設(shè)置1～2組普通插座即可。,,3.配電箱　　學校的宿舍樓應(yīng)每層設(shè)置一個層配電箱；教學樓、實驗樓、綜合樓則除了每層設(shè)置層配電箱外，每室還應(yīng)設(shè)置室開關(guān)箱，有的實驗室還需要設(shè)置動力箱。學校活動場所的配電箱應(yīng)采取相應(yīng)的安全措施。,為了誘導顧客到店里來，商店照明除了一般照明和重點照明之外，還需要有適當?shù)难b飾效果。而光源的光色和顯色性對店內(nèi)的氣氛、商品的質(zhì)感等都有

62、很大的影響。,8.4.4 商業(yè)照明,8.4.4.1 商店照明的光源,,白熾燈可得到指向性的光，并且燈泡種類很多，容易選擇與商店、商品形象相協(xié)調(diào)的燈具，適用于商品的重點照明；熒光燈可獲得擴散性的光，適用于高效率的基本照明，對于大光源要考慮與空間裝飾相協(xié)調(diào)；在大型商場中，一般采用高效率、顯色性好、壽命長的高強氣體放電燈，會取得較好的照明效果。　　總之，商店照明的光源應(yīng)采用白熾燈與熒光燈相配合的混合照明。,商店照明的店前照明有櫥窗照明、

63、廣告欄照明等，這部分照明主要是為了吸引顧客，一般采用各種反射燈；在設(shè)有商品的商店內(nèi)，采用小型投光燈或反射燈泡照明，可獲得比較理想的照度。,8.4.4.2 商店照明的燈具選擇,工廠用電設(shè)備主要是各車間生產(chǎn)設(shè)備，屬于動力負荷，照明負荷只是很小的一部分。如果照明負荷專用一個變壓器，可按下式計算：　　PZ=K1∑P1+K2∑P2 　　如果照明與動力合用變壓器，上述計算負荷還需乘以需用系數(shù)，然后得出照明計算負荷，即　　PZ1=KdPZ,8

64、.4.5 廠房照明,8.4.5.1 廠房照明的負荷計算,1.供電電源　　在我國電能用戶中，工業(yè)用電量占電力系統(tǒng)總用電量的70%左右。而工廠的用電量大部分集中在動力設(shè)備中，照明只是其中很小一部分。對于大、中型工廠,常采用35～100 kV電壓的架空線路供電;小型工廠一般采用10 kV電壓的電纜線路供電。工廠用電的負荷等級應(yīng)為一級或二級。,8.4.5.2 廠房照明的配電線路,,工廠普通照明一般采用額定電壓220 V，380/220

65、V三相四線制系統(tǒng)供電；在觸電危險性較大的場所采用局部照明和手提式照明，應(yīng)采用36 V及以下的安全電壓；當生產(chǎn)房間內(nèi)的燈具安裝高度低于2.5 m 時，可采用安全型燈或采用36 V及以下供電電壓。,,2.配電系統(tǒng)　　工廠變電所及各車間的正常照明一般由動力變壓器供電,如果有特殊需要可考慮用照明專用變壓器供電。手提式作業(yè)燈一般采用220 V或12～36 kV移動式降壓變壓器臨時接于各處的220 V插座供電。事故照明應(yīng)有獨立供電的備用電源。,1

66、.電光源與燈具　　廠房照明的目的是提高生產(chǎn)率，確保安全舒適的照明環(huán)境?！　≡诟叨却笥? m的廠房，照明光源一般采用高強度氣體放電燈，如高壓汞燈、金屬鹵化物燈等，采用較狹窄光束的燈具吊在屋檐下弦；高度為5 m以下的廠房，照明光源可采用熒光燈，燈具最好不要采用裸燈管。,8.4.5.3 廠房照明設(shè)備的選擇,,在一些特殊廠房，如在多塵廠房，應(yīng)采用防塵型燈或反射型燈泡，燈具的設(shè)置一定要便于清掃和維護；在有腐蝕性氣體的廠房，一般采用密閉防腐熒

67、光燈；在相對濕度經(jīng)常處于95%以上的廠房，應(yīng)采用防潮燈，燈具的引下線也應(yīng)嚴格密封；在有爆炸性氣體的危險廠房，應(yīng)采用防爆型燈或安全型燈；在有火災(zāi)危險的廠房，應(yīng)采用密閉型燈。,,2.插座和配電箱　　照明一般采用220 V普通插座，在一些特殊廠房應(yīng)根據(jù)實際情況采用防水型插座、防爆型插座或密閉型插座等。在一些特殊場所，插座的安裝高度可根據(jù)實際情況適當降低0.15 m?！　」S照明配電箱一般按區(qū)域劃分，并且與動力箱分開設(shè)置，工廠在有條件時可按

68、車間設(shè)置照明箱。,,總之，建筑物內(nèi)照明除了上述各種照明之外，還包括歌舞廳、影劇院、旅館內(nèi)照明等，在此不作詳細敘述，如有需要可查閱相關(guān)資料。,8.5 建筑物外照明配電設(shè)計,道路照明屬于城市公共照明，供電電源來自城市公共電網(wǎng)，使用獨立的變壓器，供電電壓為380/220 V。道路照明的線路一般采用埋地電纜。,8.5.1 道路照明,8.5.1.1 道路照明的供電系統(tǒng),道路照明的目的是使各種機動車輛的駕駛者在夜間行駛或行人在夜間行走時能辨認