建筑电气设计培训照明配电系统学生教案Word格式.docx
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由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的灯
高强度气体放电灯：
由于管壁温度而建立发光电弧，其发光管表面负载超过3W/cm2的放电灯。
如高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等
汞（蒸气）灯：
由汞蒸气放电而发光的灯
高压汞（蒸气）灯：
放电稳定时，汞蒸气的分压强达到或大于105Pa的汞灯
荧光高压汞（蒸气）灯：
外玻壳内壁涂有荧光物质的高压汞灯
反射型高压汞（蒸气）灯：
用反射形玻壳制成能定向发光的高压汞灯
自镇流荧光高压汞（蒸气）灯：
灯内装有能起镇流器作用的灯丝的荧光高压汞灯
钠（蒸气）灯：
主要由钠蒸气放电而发光的放电灯
高压钠（蒸气）灯：
放电稳定时，灯内钠蒸气的分压强达到104Pa的钠灯
低压钠（蒸气）灯：
放电稳定时，灯内钠蒸气的分压强为0.1～0.5Pa的钠灯
中显色型高压钠（蒸气）灯：
显色指数（Ra）达40～60的高压钠灯
高显色型高压钠（蒸气）灯：
显色指数（Ra）达60以上的高压钠灯
金属卤化物灯：
由金属蒸气与金属卤化物分解物的混合物的放电而发光的放电灯
氙灯：
主要由氙气放电而发光的放电灯
霓虹灯：
主要指利用惰性气体辉光放电的正柱区发光的管形放电灯，也包括同样形式的氮和汞蒸气的辉光放电灯
荧光灯：
主要由放电产生的紫外辐射激发荧光粉层而发光的放电灯
日光色荧光灯：
其色温约为6500K；
冷白色荧光灯：
其色温约为4300K；
暖白色荧光灯：
其色温约为2900K；
三基色荧光灯：
由蓝、绿、红谱带区域发光的三种稀土荧光粉制成的荧光灯
预热启动式荧光灯：
用预先加热阴极的方法使灯启动的荧光灯；
快速启动式荧光灯：
利用灯的构造和附属装置，使灯一接通电源就能很快启动的荧光灯；
瞬时启动式荧光灯：
不需预热阴极而能直接启动的热阴极荧光灯
直管形荧光灯：
玻壳为细长形管状的荧光灯（T5、T8、T12）；
环形荧光灯：
管形玻壳制成圆环形的荧光灯；
紧凑型荧光灯（CFL）：
将放电管弯曲或拼结成一定形状，以缩小放电管线形长度的荧光灯
特种荧光灯：
紫外线杀菌灯（配套专业漏磁变压器）；
高频荧光灯：
利用高频电子镇流器产生的20～100kHz高频电流使灯管工作的荧光灯（用于飞机和火车车厢的照明）；
彩色荧光灯：
装饰光源（蓝、绿、黄、白、淡红），蓝色对治疗小儿溶血症有显著的效果；
黑光灯：
能发出370纳米波长的近紫外线和少量的可见光，用作诱捕昆虫的光源
高频无极感应灯：
不需要电极，利用在气体放电管内建立的高频（频率达几兆赫）电磁场，使管内气体发生电离而产生紫外辐射激发玻壳内荧光粉层而发光的气体放电灯
场致发光——发光二极管：
某种适当固体与电场相互作用而发光的现象（场致发光屏或膜—EL，发光二极管—LED）
2、灯具
（1）灯具的定义：
是透光、分配和改变光源分布的器具，包括除光源外的所有用于固定和保护光源所需的全部零、部件及电源连接所必需的线路附件；
（2）灯具的主要作用
1）固定光源，让电流安全地流过光源正常发光；
对于气体放电灯，灯具通常提供安装镇流器、功率因数补偿电容和电子触发器的地方；
2）对光源、电气附件及其连接线提供机械保护，并为自身安装提供条件；
3）在保证总效率的前提下控制光源发出的光通量空间分配，实现需要的配光，防止直接眩光；
4）保证照明安全，如防水、防尘、防爆、防触电等；
5）装饰盒美化室内外环境，特别是民用建筑中，可以起到装饰品的效果。
（3）灯具的分类
可按使用光源、安装方式、使用环境及使用功能进行分类
灯具使用的光源分类和选型
光源分类
白炽灯灯具
荧光灯灯具
高强气体放电灯灯具
配光控制
较易
难
眩光控制
易
较难
调光
容易
适用场所
光效低、发热量大，不适用于高照度场所，
可用于照度低、开关频繁、要求暖色调
的场所及装饰照明，目前原则上不采用
用于高度较低的公共
及工业建筑场所
用于高度较高的公共
灯具的安装方式分类、特征及适用场所
安装方式
吸顶式安装
嵌入式灯具
悬吊式灯具
壁式灯具
特征
（1）顶棚较亮
（1）与吊顶系统组合在一起
（1）光利用率高
（1）照亮壁面
（2）房间明亮
（2）眩光可控制
（2）易于安装和维护
（3）眩光可控制
（3）光利用率较吸顶式低
（3）费用低
（3）安装高度低
（4）光利用率高
（4）顶棚与灯具的亮度对比大，顶棚暗
（4）顶棚有时出现暗区
（4）易形成眩光
（5）易于安装和维护
（5）费用高
（6）费用低
适用于低顶棚
照明场所
适用于低顶棚但要求眩光小的
适用于顶棚较高的
适用于装饰照明兼作加强照明和辅助照明
按照灯具的设计的支撑面材料分类：
可移动式灯具和手提灯，适宜于安装在普通可燃材料表面的固定式灯具和仅适宜于安装在非可燃性材料表面的固定式灯具，易燃材料表面不适宜直接安装灯具。
只有带
符号标识的灯具，可以适用于直接安装在普通可燃材料表面。
按特殊场所适用的灯具分类和选型
特殊场所
环境特点
对灯具选型的要求
多尘场所
大量粉尘积在灯具上造成灯具污染，效率下降（不包括有可燃和爆炸危险性的场所）
（1）采用尘密灯
（2）灰尘不多的场所可采用开启式灯具
（3）采用不易污染的反射型光源
如水泥、面粉、煤粉及铸造的生产车间
潮湿场所
相对湿度大，常有冷凝水出现，降低绝缘性能，产生漏电或短路，增加触电危险
（1）灯具的引入线处严格密封
（2）采用带瓷质灯头的开启式灯具
浴室、蒸汽泵房
腐蚀性
场所
有大量腐蚀介质气体或在大气中有大量盐雾，二氧化硫气体，对灯具的金属部件有腐蚀作用
（1）腐蚀性严重的场所采用密闭防腐灯，外壳由抗腐蚀的材料制成
（2）对灯具内部易受腐蚀的部件实行密封隔离
（3）对腐蚀性不太强烈的场所可采用半开启式灯具
如电镀、酸洗、铸铝等车间以及散发腐蚀性气体的化学车间
火灾危
险场所
按照火灾危险区域划分的
21、22区和23区
（1）防止光源火花或热点成为火源而引起火灾
（2）固定安装的灯具，在21区场所使用IP2X等级的保护型灯具，在22区场所使用IP5X等级的保护型灯具，在23区场所使用IP2X等级的保护型灯具
21区：
地下油泵间、储油槽、变压器维修和贮存间
22区：
煤粉生产车间、木工锯料间
23区：
纺织品库、原棉库、图书、资料、档案馆
爆炸危
空间偶遇爆炸性气体蒸气（0、1、2区）和粉尘、纤维（10、11、区）的场所。
当介质达到适当温度形成爆炸性混合物，在有燃烧源或热点温升达到闪点情况下能引起爆炸的场所
应采用具有防爆间隙的隔爆型灯具或具有密封性的增安型灯，并限制灯具外壳的表面温度
0区：
非桶装储漆间
1区：
汽油洗涤间、液化和天然气配气站
2区：
喷漆间、干燥间
按灯具的配光分类（室内）
光通量分布
上半球光通量（%）
下半球光通量（%）
直接型灯具（A）
0~10
100~90
房间的一般照明、窄配光适用于高大（大于6米）
的工业厂房、局部照明
半直接型灯具（B）
10~40
90~60
有一定环境气氛的公共建筑照明
漫射型灯具（C）
40~60
60~40
半间接型灯具（D）
60~90
40~10
不太注重经济效果和照度要求不高，以环境气氛照明为主
的场所，如居住建筑和公共建筑
间接型灯具（E）
90~100
100~0
根据灯具的功能分类
ⅰ）按照防尘、防固体异物和防水等级分类
GB7000.1—2002《灯具一般安全要求与试验》（等同于IEC60598—1：
:
1999）对灯具的防护等级分类由“IP”和两个特征数字组成。
IP后的第一位特征数字是指防止人体触及或接近外壳内部的带电部分，防止异物进入外壳内部的防护等级；
IP后的第二位特征数字是指防止水进入灯具外壳内部的防护等级。
按防护等级分类
第一位
特征数字
对固体异物的防护等级
第二位
对水的防护等级
简短说明
含义
无防护
没有专门的防护
1
防大于50mm的
固体异物
人体某一大面积，如手（但不能防止故意的接近），直径大于50mm的固体
防滴水
滴水（垂直滴水）应无有害影响
2
防大于12mm的
手指或长度超过80mm的类似固体，直径
大于12mm的固体异物
向上倾斜15℃防滴水
当外壳从正常位置向上倾斜15℃时，
垂直滴水应无有害影响
3
防大于2.5mm的
直径或厚度大于2.5mm的工具、金属丝等，直径大于2.5mm的固体异物
防淋水
与垂直线成60°
范围以内的淋水，
应无有害影响
4
防大于1mm的
直径或厚度大于1mm的工具、金属丝等，
直径大于1mm的固体异物
防溅水
从任何方向向外壳溅水，应无有害影响
5
防尘
不能完全防止尘埃进入，但进入量不能达到妨碍设备正常工作的程度
防喷水
用喷嘴从任何方向向外壳喷水，
6
尘密
无尘埃进入
防猛烈海浪
猛烈海浪或强烈喷水时，
进入外壳的水不应达到有害的量
7
防浸水
（短时淹没）
以规定压力和时间将外壳浸入水中时，
8
防潜水
（持续淹没）
设备应适于按制造商规定的条件持续浸没水中，水入侵不能超过有害的量
9K
高压、蒸汽束清洗
从任何方向在高压下用水束对准外壳，
不能带来有害作用
ⅱ）按照防触电保护型式分类
为了保证电气安全和道具的正常工作，灯具的所有带电部件（包括导线、接头、灯座等）必须用绝缘物或外加遮蔽的方法将它们保护起来，保护的方法与程度影响到灯具的使用方法和适宜环境。
这种保护人身安全的措施称为防触电保护。
按防触电保护型式分类
等级
灯具主要性能
应用说明
0类
仅具备基本绝缘且不具备保护（接地）连接的灯具
适用于干燥、尘埃少的场所，安装在维护方便位置上的灯具，如吊灯、吸顶灯等通用固定式灯具
Ⅰ类
具备基本绝缘同时具备保护（接地）连接的灯具
用于安装在高处，维护部方便位置上的金属外壳灯具，
如投光灯、路灯、工厂灯等
Ⅱ类
不仅具备基本绝缘还具备双重绝缘或加强绝缘，不采用保护
（接地）连接的灯具
人体经常接触，需要经常移动、容易跌倒或要求安全程度特别高的灯具
Ⅲ类
采用安全特低电压（SELV）供电、且灯具内部可能出现的电压低于安全特低电压
接于安全超低压电源的可移动式灯、手提灯等
（4）灯具的选择
◇一般原则
1）选用配光合理的灯具。
应根据照明场所的功能和空间形状确定灯具的配光类型；
2）选用高效灯具。
在满足眩光限制要求的条件下，对于仅满足视觉功能的照明，宜采用直接型配光灯具和敞开式灯具；
3）选用便于安装维护、运行费用低的灯具；
4）在有火灾或爆炸危险以及粉尘、潮湿、振动和腐蚀性等环境的特殊场所，应满足该环境要求的灯具；
5）灯具表面以及灯用附件等高温部位靠近可燃物时，应采取隔热、散热等防火保护措施；
6）照明灯具应具备完整的光电参数，其各项性能应分别符合现行的《灯具一般安全要求与试验》等标准的有关规定；
7）灯具外观应与安装场所的环境相协调。
◇室内照明场所
1）在需要均匀照明的场所，选择灯具时应考虑灯具的允许距高比；
2）在有集中空调而照明容量大的场所，宜采用照明灯具与空调回风口结合的形式；
3）门厅、会议、洽谈等场所的照明应保证足够的垂直照度；
4）照明灯具的布置应充分考虑与天然采光结合。
◇室外照明
1）机动车道照明应按规范要求采用截光型或半截光型灯具；
2）高杆照明应采用轴对称配光灯具，灯具安装高度应大于被照范围半径的1/2；
3）庭院照明灯具应有效控制其上半球光通量输出；
4）体育场地照明宜选用直接配光灯具，宜带有限制眩光的附件和灯具安装角度指示器。
◇景观照明
1）在满足眩光限制和配光要求的条件下，泛光照明灯具效率不应小于60%；
2）室外安装的景观照明灯具其防护等级不应低于IP55，埋地灯具其防护等级不应低于IP67，水中使用的灯具其防护等级不应低于IP68；
3）轮廓照明宜采用LED灯具或光源为单端荧光灯的灯具；
4）内透光照明宜采用LED灯具或光源为细管径荧光灯的灯具。
（5）照度水平
1）照度标准值参照《建筑照明设计标准》GB50034-2004第4.1.1条；
2）照明功率密度参照《建筑照明设计标准》GB50034-2004第六章“照明节能”。
二、照度计算
照度计算通常采用的方法有以下几种：
1、电光源的点照度计算
2、线光源的点照度计算
3、面光源的点照度计算
4、平均照度的计算★
5、单位容量计算★
6、平均球面照度与柱面照度的计算
7、投光灯照度的计算
8、照度计算法使用说明表
类别
计算法名称
特点
适用范围
使用注意事项
电光源
的点照
度计算
1.电光源的点照度计算法
照明计算的基本公式
工程计算中常用高度h的计算公式。
距离平方反比定律多用于公式推导。
2.倾斜面照度计算法
注意倾斜面的光方向。
θ角是背光面与水平面夹角。
3.等照度曲线法
使用等照度曲线直接查出
照度，计算简便
适用于计算某点的直射照度
求等照度曲线之间的中间值时注意内插的非线性
线光源的点照度计算
1.方位系数法
将线光源不同的灯具纵向
平面内的配光分为五类，
推算出方位系数进行计算
将线光源布置成光带、逐点计算照度时适用。
室内反射光较多时则降低准确度
要先分析光源在其纵向平面内的配光属于哪一类，以选择正确的方向系数
2.不连续线光源计算法
乘以修正系数，视为连续的
线光源计算
适用于线光源的间隔不大的场所
要正确选用修正系数
将线光源布置成长条并画出等照度曲线分布，可以直接查出照度，计算简便
适用于逐点计算直射照度
面光源的点照度计算
面光源的点照度计算法
将面光源归算成立体角投影率，进行计算
适用于计算发光顶棚照明
由于发光顶棚的材质不同，亮度分布
不同，故应注意选用合适的经验系数
平均
照度的计算
1.利用系数法（光通、流明法）
计算时考虑了室内光的
相互反射理论。
计算较为
准确简便
适用于计算室内外各种场所的平均照度
当不计光的反射分量时，如室外照明，
可以考虑各个表面的反射率为零
2.概算曲线法
根据利用系数法计算，编制出灯具与工作面面积关系曲线的图表，直接查出灯数，快速简便，但有较小的误差
适用于计算室内外各种房间的平均照度
当照度值不是曲线给出的值时，
灯数应乘以修正系数
单位
容量的计算
1.单位容量计算表法
将灯具按光通量的分配比例分类，进行计算，求出单位面积所需的照明电功率
适用于初步设计阶段估算照明用电量
应正确采用修正系数，以免误差过大
2.花灯照明简算法
应用装置调整系数进行计算
适用于花灯照明
3.光檐照明简算法
应用装置系数进行计算
适用于光檐照明
平均球面照度与平均柱面照度的
计算
1.平均球面照度计算法
计算室内任意点的空间
照度平均值
适用于空间照度有要求的场所
进行照明效果评估
2.平均柱面照度计算法
计算室内各方向的垂直
适用于方向的垂直照度有要求的场所
投光
照明的计算
1.单位面积容量计算法
以公式推导出投光照明单位面积所消耗的电功率、充分考虑了光效率，灯的利用系数等因素
适用于设计方案阶段进行灯数概算或对工程项目进行初步估算
2.平均照度计算法
特点同平均照度计算
适用于计算被照面上的平均照度
3.点照度计算法
特点同点照度计算
适用于施工设计阶段逐点计算照度
三、照明供电
1、照明对电压质量的要求
电能质量：
指电压、频率和波形质量，主要指标为电压偏移、电压波动和闪变、频率偏差、谐波等。
照明电光源对电压质量的要求主要体现在对电压质量的要求方面，包括电压偏差和电压波动两方面。
参照《供配电系统设计规范》GB50052-2009第5.0.4条及《电能质量电压波动和闪变》GB12326。
2、照明负荷分级
照明负荷按其重要性可分为三级。
参照《供配电系统设计规范》GB50052-2009。
3、电压和供电方式选择
⑴电压选择
1）照明线路的供电一般为交流单相220V（HID灯中镝灯与高压钠灯也有用380V的）；
电流超过30A时，应考虑采用三相供电；
2）容易触及而又无防止触电措施的固定式或移动式灯具，其安装高度距地面为2.2米及以下时，在下列场所的使用电压不应超过24V；
ⅰ）特别潮湿，相对湿度经常在90%以上；
ⅱ）高温，环境温度经常在40℃以上；
ⅲ）具有导电性灰尘；
ⅳ）具有导电地面：
金属或特别潮湿的土、砖、混凝土地面等。
3）手提行灯的电压一般为24V，但在不便于工作的狭窄地点，且工作者的接触良好接地的大金属面上（如锅炉、金属容器内或金属平台上等），手提行灯的供电电压不应超过12V（输入与输出电路必须实行电路上的隔离）；
按《建筑物的电气装置电击防护》GB/T14821.1-93第5.14.3条关于安全低电压标准24V的规定；
4）由蓄电池供电时，可根据容量大小、电源条件、使用要求等因素分别采用220V、36V、24V、12V；
5）热力管道隧道和电缆隧道内的照明电压宜采用24V。
⑵供电方式选择
1）应根据照明负荷中断供电可能造成的影响及损失，合理地确定负荷等级，并应正确选择供电方案；
2）当电压偏差或波动不能保证照明质量或光源寿命时，在技术经济合理的条件下，可采用有载自动调压电力变压器、调压器或专用变压器供电；
3）三相照明线路各相负荷的分配宜保持平衡，最大相负荷电流不宜超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷电流不宜小于三相负荷平均值的85％；
4）重要的照明负荷，宜在负荷末级配电盘采用自动切换电源的方式供电，负荷较大时，可采用由两个专用回路各带50％的照明灯具的配电方式；
5）备用照明应由两路电源或两回路线路供电；
6）备用照明作为正常照明的一部分同时使用时，其配电线路及控制开关应与正常照明分开装设。
备用照明仅在故障情况下使用时，当正常照明因故断电，备用照明应自动投入工作；
7）在照明分支回路中，不得采用三相低压断路器对三个单相分支回路进行控制和保护；
8）照明系统中的每一单相分支回路电流不宜超过16A，光源数量不宜超过25个；
大型建筑组合灯具每一单相回路电流不宜超过25A，光源数量不宜超过60个（当采用LED光源时除外）；
连接高强气体放电灯的单相分支回路电流不宜超过25A；
一般照明与插座回路单独设置；
当低压断路器（微型）密集安装时，还应考虑断路器减容因素；
9）当插座为单独回路时，每一回路插座数量不宜超过10个（组）；
用于计算机电源的插座数量不宜超过5个（组），并应采用A型剩余电流动作保护装置；
10）当照明回路采用遥控方式时，应同时具有解除遥控和手动控制的功能；
11）备用照明、疏散照明的回路上不应设置插座；
12）对于使用气体放电灯的照明线路，其中性导体应与相导体规格相同；
13）当采用带电感镇流器的气体放电光源时，宜将同一灯具或不同灯具的相邻灯管（光源）分接在不同相序的线路上；
14）不应将线路敷设在贴近高温灯具的上部。
接入高温灯具的线路应采用耐热导线或采取其他隔热措施；
15）顶棚内设有人行检修通道的观众厅、比赛场地等的照明灯具以及室外照明场所，宜在每盏灯具处设置单独的保护；
16）室外照明线路与室内照明线路分开供电；
道路照明、警卫照明的电源宜接自有人值班的变电所低压配电屏的专用回路上。
负荷小时，可采用单相、两相供电；
负荷大时，可采用三相供电。
并注意各相负荷分配均衡；
当室外照明供电距离较远时，可采用由不同地区的变电所分区供电方式。
露天工作场所、堆场等的照明电源，视具体情况可由邻近车间或线路供电。
4、应急照明（见应急照明）
四、常用照明供电系统（见常用照明供电系统图）
上海磨石建筑培训学校教务处
2013年12月04日
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