建筑电气照明教学文案.ppt
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1、第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明建筑电气照明第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明第一节照明基本概念第一节照明基本概念一、照明的概念一、照明的概念 合理运用光线以达到满意的视觉效果,它归根合理运用光线以达到满意的视觉效果,它归根结底是一种光线的应用技术,是光的控制与分结底是一种光线的应用技术,是光的控制与分配技术。配技术。二、照明的分类二、照明的分类 分为天然照明和人工照明两种,天然照明的光分为天然照明和人工照明两种,天然照明的光源有太阳光和生物光;人工照明主要是电光源源有太阳光和生物光;人工照明主要是电光源(灯具),也就是电气照明。(灯具),也就是电气照明。*建设工程教学部建设工程教学部2
2、第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明三、照明的任务三、照明的任务 电气照明的首要任务是在缺乏自然光的情况下,电气照明的首要任务是在缺乏自然光的情况下,创造一个适宜于进行视觉工作的环境。创造一个适宜于进行视觉工作的环境。合理的照明是保证安全、改善劳动条件、提高合理的照明是保证安全、改善劳动条件、提高劳动生产力、减少生产事故、保护工作人员视劳动生产力、减少生产事故、保护工作人员视力健康以及美化环境的必要措施。力健康以及美化环境的必要措施。今天的人工照明己不是单一的灯光,而是多种今天的人工照明己不是单一的灯光,而是多种电器照明媒体与环境装饰紧密结合,形成了一电器照明媒体与环境装饰紧密结合,形成了一门
3、电气装饰综合艺术。门电气装饰综合艺术。他是应用光学、电学、他是应用光学、电学、建筑学和生理卫生学的综合科学技术。建筑学和生理卫生学的综合科学技术。*建设工程教学部建设工程教学部3第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明四、四、照明的发展历史照明的发展历史 早在早在18021802年英国科学家就揭示了白炽现象,从那时年英国科学家就揭示了白炽现象,从那时开始直到有了电以后,美国科学家爱迪生发明了第一开始直到有了电以后,美国科学家爱迪生发明了第一只白炽灯,开始了人类利用电能照明的新天地。只白炽灯,开始了人类利用电能照明的新天地。在这之后,在这之后,GEGE、PHILIPSPHILIPS等国际知名大公司垄
4、断了照等国际知名大公司垄断了照明技术,一直到现在,光源的核心技术都掌握在这几明技术,一直到现在,光源的核心技术都掌握在这几家大公司之中,之后的许多新光源产品也都出自他们家大公司之中,之后的许多新光源产品也都出自他们手中。手中。自从自从18791879年托马斯年托马斯.爱迪生发明了世界上第一只实爱迪生发明了世界上第一只实用型白炽灯泡以来,已经走过了一百多年的历史,电用型白炽灯泡以来,已经走过了一百多年的历史,电光源已经有了长足的进步。回顾历史,我们看到:光源已经有了长足的进步。回顾历史,我们看到:*建设工程教学部建设工程教学部4第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明19311931年成功研制高压汞
5、灯;年成功研制高压汞灯;19361936年荧光灯问世,引入了荧光灯;年荧光灯问世,引入了荧光灯;19491949年白炽灯采用了柔白涂层技术;年白炽灯采用了柔白涂层技术;19581958年引入了卤钨灯;年引入了卤钨灯;19621962年发明了高压钠灯;年发明了高压钠灯;19741974年引入了节能型荧光灯;年引入了节能型荧光灯;19751975年引入了冷光杯,之后引入了小功率金卤灯;年引入了冷光杯,之后引入了小功率金卤灯;19871987年引入了年引入了40W40W节能灯,之后引入高效节能灯;节能灯,之后引入高效节能灯;19941994年发明了无极荧光灯;年发明了无极荧光灯;*建设工程教学部建设
6、工程教学部5第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明五、五、照明技术的基本概念照明技术的基本概念1、光的知识(1)电磁波谱 与所有物质一样,光也是一种物质,是物质的一种存在形式,是能引起视觉的辐射能,它以电磁波的形式在空间传播。光源是能被人们的眼睛所感受到的电磁波,其波长范围380780,长于780的为红外线、无线电等,短于380的为紫外线、X射线、宇宙射线等。可见光部分又分为解成红光、黄光、橙光、绿光、青光、蓝光、紫光等七种基本单色光。不同波长的光给人的颜色感觉不同,如图所示。*建设工程教学部建设工程教学部6第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明*建设工程教学部建设工程教学部7第六章建筑电气照明第
7、六章建筑电气照明(2 2)光谱光谱光源辐射的光往往由许多波长的单色光组成,把光线中不同强光源辐射的光往往由许多波长的单色光组成,把光线中不同强度的单色光按波长长短依次排列,称为光源的光谱。炽热的度的单色光按波长长短依次排列,称为光源的光谱。炽热的固固体体、液体液体和和高压高压气体的发射光谱是气体的发射光谱是连续光谱连续光谱。例如电灯丝发出。例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱2 2、光的量度单位光的量度单位(1 1)光通量光通量 定义:定义:光源在单位时间内发出的光量称为光通量光源在单位时间内发出的光量称为光通量。表示:表示:用符号用符号表
8、示表示。单位单位:流明流明(lm)(lm)。光效:光效:电光源消耗电光源消耗1W1W电功率所发出的流明数电功率所发出的流明数(lm(lmW)W),表征电光表征电光源的特性。电光源的光效越高越好源的特性。电光源的光效越高越好它是评价光源的重要依据它是评价光源的重要依据。*建设工程教学部建设工程教学部8第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明(2 2)发光强度发光强度 定义:发光物体在某一个约定方向上单位立体角内(每定义:发光物体在某一个约定方向上单位立体角内(每球面内)的光通量,称为光源在该方向上的发光强度,球面内)的光通量,称为光源在该方向上的发光强度,称为光强。它是表征光源称为光强。它是表征光源
9、(物体物体)发光能力大小的物理量。发光能力大小的物理量。表示:表示:用符号用符号I I表示表示。单位单位:坎德拉坎德拉(cd)(cd)。表达式:表达式:对于向各方向均匀辐射光通量的光源,各方向的光强对于向各方向均匀辐射光通量的光源,各方向的光强相等,其值为:相等,其值为:,是光源在立体角内所辐射出的总光通是光源在立体角内所辐射出的总光通量。量。光源发光范围内的立体角。光源发光范围内的立体角。例:例:100W100W普通白帜灯输出的光通量为普通白帜灯输出的光通量为1250lm1250lm,假设光源向四周是,假设光源向四周是均匀发射其光通量的,求光源某方向上的光强。均匀发射其光通量的,求光源某方向
10、上的光强。解:由解:由=1250/4=1250/4=99.5cd=99.5cd*建设工程教学部建设工程教学部9第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明(3 3)照度照度定义:定义:被照物体表面单位面积上所接受的光通量,称为该被照面的被照物体表面单位面积上所接受的光通量,称为该被照面的照度照度。表示:表示:用符号用符号E E表示表示。单位单位:勒克斯(勒克斯(lxlx)表达式:表达式:被光均匀照射的平面照度为:被光均匀照射的平面照度为:,1lx=1lm/1m1lx=1lm/1m2 2.物理意义:物理意义:表示表示1m1m2 2面积上均匀分布面积上均匀分布1lm1lm的光通量的照度值。的光通量的照度值
11、。例:例:100W100W普通白帜灯输出的光通量为普通白帜灯输出的光通量为1250lm1250lm,假设光源向四周是,假设光源向四周是均匀发射其光通量的,求灯下均匀发射其光通量的,求灯下2m2m处的照度值。处的照度值。解:解:在在40W40W白炽灯下白炽灯下1m1m处的照度为处的照度为30lx30lx;加搪瓷灯罩后为;加搪瓷灯罩后为73lx73lx;阴天中;阴天中午室外为午室外为8000-20000lx8000-20000lx;晴天中午在阳光下室外;晴天中午在阳光下室外80000-120000lx80000-120000lx。*建设工程教学部建设工程教学部10第六章建筑电气照明第六章建筑电气照
12、明(4 4)亮度亮度定义:发光体在视线方向上单位面积发出的发光强定义:发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。度。表达式:表达式:,亮度用符号,亮度用符号L L表示表示。单位单位:坎德拉每平方米坎德拉每平方米(cd/m(cd/m2 2)。其中:其中:IaIa为光源表面在视线方向上的发光强度;为光源表面在视线方向上的发光强度;a a为视线方向与表面为视线方向与表面S S法线的夹角。法线的夹角。单位:单位:ntnt尼特。尼特。物体的亮度越大,人们就会感到它越亮。物体的亮度越大,人们就会感到它越亮。*建设工程教学部建设工程教学部11第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明(5 5)色温色温定义:定义:
13、物理学上,铁、钨等标准黑体以它的绝对零度(物理学上,铁、钨等标准黑体以它的绝对零度(-273-273)作为起点,当加)作为起点,当加热到一定温度时,就能呈现出有颜色的可见光,而且光的颜色是随着温度的热到一定温度时,就能呈现出有颜色的可见光,而且光的颜色是随着温度的升高而变化的,这种温度就称为光源的色温。它是电光源的技术参数之一。升高而变化的,这种温度就称为光源的色温。它是电光源的技术参数之一。放射光能强的,光波短,紫蓝色光成分多,色温高;放射光能弱的,光波长,红放射光能强的,光波短,紫蓝色光成分多,色温高;放射光能弱的,光波长,红橙色光成分多,色温低。橙色光成分多,色温低。单位:开尔文(单位:
14、开尔文(K K)(图见)(图见PPTPPT)分类:(分类:(1 1)暖色光:色温在)暖色光:色温在3300K3300K以下,以下,它它与白炽灯光色相近,红光成分较多,与白炽灯光色相近,红光成分较多,给人以温暖、健康、舒适的感觉,适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等给人以温暖、健康、舒适的感觉,适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等场所,或温度比较低的地方。(场所,或温度比较低的地方。(2 2)暖白光:色温在)暖白光:色温在3300K3300K5300K5300K之间。之间。其其光光线柔和,使人有愉快、舒适、安祥的感觉,适用于商店、医院、办公室、饭线柔和,使人有愉快、舒适、安祥的感觉,适用于商店、
15、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。(店、餐厅、候车室等场所。(3 3)冷色光:又叫日光色,色温在)冷色光:又叫日光色,色温在5300K5300K以上,以上,光源接近自然光,有明亮的感觉,使人精力集中,适用于办公室、会议室、光源接近自然光,有明亮的感觉,使人精力集中,适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。*建设工程教学部建设工程教学部12第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明(6 6)显色性和显色指数显色性和显色指数 光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也
16、就是颜色逼真的程度,显色性高的光源对颜色表就是颜色逼真的程度,显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到的颜色也就接近自然色,显现较好,我们所见到的颜色也就接近自然色,显色性低的光源对颜色再现较差,我们所见到的颜色性低的光源对颜色再现较差,我们所见到的颜色偏差也较大,用显色指数(色偏差也较大,用显色指数(RaRa)表示。国际照)表示。国际照明委员会明委员会CIECIE把太阳的显色指数定为把太阳的显色指数定为100100,各类光,各类光源的显色指数各源的显色指数各不不相同,如:高压钠灯的显色指相同,如:高压钠灯的显色指数为数为Ra=23Ra=23,荧光灯管显色指数,荧光灯管显色指数Ra=60-90
17、Ra=60-90。显色。显色指数越接近指数越接近100100,显色性就越好。,显色性就越好。*建设工程教学部建设工程教学部13第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明(7 7)频闪效应频闪效应定义:定义:当气体放电灯由交流当气体放电灯由交流5050赫电源供电时,随着交赫电源供电时,随着交流电压和电流的周期性变化,气体放电灯的光通量和工流电压和电流的周期性变化,气体放电灯的光通量和工作面上的照度也产生频率为作面上的照度也产生频率为100100赫的脉动,这种现象称赫的脉动,这种现象称为频闪效应(或闪烁现象)。为频闪效应(或闪烁现象)。频闪效应对照明的危害频闪效应对照明的危害:1 1)人眼对物体的分辩能
18、力下降,尤其当物体处于转动或)人眼对物体的分辩能力下降,尤其当物体处于转动或晃动状态时,会使人产生错觉,影响生产和工作。晃动状态时,会使人产生错觉,影响生产和工作。(2 2)当脉动闪烁频率与灯下旋转物体的转速(或转动频)当脉动闪烁频率与灯下旋转物体的转速(或转动频率)一致或成整数倍时,人眼会误将旋转物体看成没有率)一致或成整数倍时,人眼会误将旋转物体看成没有转动一样。易使人产生错觉而造成事故。转动一样。易使人产生错觉而造成事故。*建设工程教学部建设工程教学部14第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明第二节照明电光源与灯具第二节照明电光源与灯具一、光源的分类一、光源的分类按发光原理可分为热辐射光源
19、和气体放电光源两类。按发光原理可分为热辐射光源和气体放电光源两类。1 1、热辐射光源:、热辐射光源:利用物体加热时辐射发光的原理所制利用物体加热时辐射发光的原理所制造的光源。如白炽灯、卤钨灯等。造的光源。如白炽灯、卤钨灯等。2 2、气体放电光源:、气体放电光源:利用电场作用下气体放电发光的原理利用电场作用下气体放电发光的原理所制造的光源。如荧光灯、高压汞灯、高(低)压钠灯、所制造的光源。如荧光灯、高压汞灯、高(低)压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。金属卤化物灯和氙灯等。*建设工程教学部建设工程教学部15第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明二、常用电光源二、常用电光源1 1、白炽灯、白炽灯白炽灯是靠
20、电流加热钨丝到白炽程度引起热辐射发白炽灯是靠电流加热钨丝到白炽程度引起热辐射发光的光的,结构见图结构见图P181P181较宽的工作电压范围,从电池提供的几伏电压到市较宽的工作电压范围,从电池提供的几伏电压到市电电压,价格低廉,不需要附加电路。其主要应电电压,价格低廉,不需要附加电路。其主要应用是家庭照明及需要密集的低工作电压灯的地方,用是家庭照明及需要密集的低工作电压灯的地方,如手电筒、控制台照明等。仅有如手电筒、控制台照明等。仅有10%10%的输入能量的输入能量转化为可见光能,典型的寿命从几十小时到几千转化为可见光能,典型的寿命从几十小时到几千小时不等。小时不等。*建设工程教学部建设工程教学
21、部16第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明 使用通电的方式加热玻璃泡壳内的灯丝,导致灯丝产生热辐射而发光的光源,灯头是白炽灯电连接和机械连接部分,按形式和用途主要可分为螺口式灯头,聚焦灯头及特种灯头。最常用的螺口式灯头为E14、E27;最常用的插口灯头为B15、B22。常用于住宅基本照明及装饰照明,具有安装容易,立即启动,成本低廉等优点。主要部件:灯丝、支架、泡壳、填充气体、灯架。特点发光效率:8 20lm/W 显色性Ra:98 100色温范围:Tc=2500K 2800K 平均寿命:1000Hr*建设工程教学部建设工程教学部17第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明 普通白炽灯属于老一代光源,
22、光效低,寿命短,应予限制,但不能完全取消,普通白炽灯属于老一代光源,光效低,寿命短,应予限制,但不能完全取消,因为普通白炽灯没有电磁干扰,便于调节,适合需要频繁开关场合。对于局因为普通白炽灯没有电磁干扰,便于调节,适合需要频繁开关场合。对于局部照明、投光照明、信号指示部照明、投光照明、信号指示以及水电丰富的山区和边远农村是以及水电丰富的山区和边远农村是不可缺少的光源。不可缺少的光源。*建设工程教学部建设工程教学部18应用应用第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明2 2、荧光灯、荧光灯 其性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径,填充气体的其性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径,填充气体的种类
23、和压强,涂敷荧光灯粉及制造工艺。常用的荧光灯主要分以种类和压强,涂敷荧光灯粉及制造工艺。常用的荧光灯主要分以下三类:下三类:(1 1)直管灯:一般使用的有)直管灯:一般使用的有T5T5、T8T8、T12T12,常用于办公室,商场、,常用于办公室,商场、主宅等一般公用建筑,具有可选光色多,可达到高照度兼顾经济主宅等一般公用建筑,具有可选光色多,可达到高照度兼顾经济性等优点。性等优点。“T”“T”表示灯管直径表示灯管直径一个一个“T”“T”表示表示1/81/8英寸英寸T5T5管直径管直径15mmT815mmT8管直径管直径25mmT1225mmT12管直径管直径38mm38mm荧光灯都可调配出荧光
24、灯都可调配出3000K3500K4000K6500K3000K3500K4000K6500K四种标准四种标准“白色白色”。*建设工程教学部建设工程教学部19第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明(2 2)高流明单端荧光灯高流明单端荧光灯高流明单端荧光灯又称为是为高级商业照明中代替直管荧光灯设计。高流明单端荧光灯又称为是为高级商业照明中代替直管荧光灯设计。这种灯管与直管型灯管相比,主要的优点有:结构紧凑、流明维这种灯管与直管型灯管相比,主要的优点有:结构紧凑、流明维护系数高,还有它这种单端的设计使得灯具中的布线简单护系数高,还有它这种单端的设计使得灯具中的布线简单得得多多。*建设工程教学部建设工程
25、教学部20第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明(3 3)凑型荧光灯(凑型荧光灯(CFLSCFLS)紧凑型荧光灯又称为节能灯,使用直径紧凑型荧光灯又称为节能灯,使用直径9-9-16mm16mm细管弯曲或拼接成(细管弯曲或拼接成(U U型、型、H H型、螺旋型等),型、螺旋型等),缩短了放电的线型长度。它的光效为白炽灯的五倍,缩短了放电的线型长度。它的光效为白炽灯的五倍,寿命约寿命约800010000800010000小时,常用于局部照明和紧急照明。小时,常用于局部照明和紧急照明。*建设工程教学部建设工程教学部21第六章建筑电气照明第六章建筑电气照明*建设工程教学部建设工程教学部22第六章建筑电气
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