灯具的基本概念.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,灯具的基本概念,一,.,概述,1.,人与光,精彩的世界靠人的视觉来感受,世上万物靠眼睛来观察,/,创造,;,我们周围,80%,以上的信息来自视觉,眼睛是最重要的感觉器官,!,眼睛感受的是,光,.,有光就有大千世界,.,2.,自然和光,地球的一半是黑的,.,太阳光,-,日出而作,日落而息,太阳光给出的照度,:,露天,:,照度,(lx):,地面上几万,亮度,(cd/m,2,):,光地,:,几万,绿地,:7000,云彩,:10000;,(,太亮,刺眼,),树荫下,:,照度,(lx):,地面上几千,亮度,(cd/m,2,):,几百,.,(,最舒服：,100,cd/m,2,万岁,),月光下,:,地面照度,1-2lx;,亮度,:10,-2,-10,-1,cd/m,2,太暗,看不清楚,.,纵观从,亮到暗的整个范围,人眼能接受的亮,度范围,跨越了,6,个数量级,:,但不能在一个视场内同时接受该跨度值,.,在同一视场内能接受的亮度范围,仅为,3,个,数量级,例如,:,明暗跨度过小,显得平淡和朦胧,;,明暗跨度过大,产生眩光或艺术要求,.,明暗跨度较,小的例子,办公室的,间接照明,明暗跨度大,的例子,立面照明,眩光的亮度范围,3.,人的活动需要合适的光线,早期,的活动是直接谋,生存,在自然光和火光下,.,他们只需要光。,现在,的活动是间接,谋生存,工作和学习,-,创造财富,.,必须在合适的照明环境中,进行各,种各样的活动,.,他们不仅需要光，更需要光的强弱,分,布和方向。,4.,人造光,-,电气光源提供了光,人造光的作用,:,1),把黑夜变白昼,;,2),创造无窗的工作条件,;,人造光的特点,:,光通量小,光强变化少。,但不能形成合适的照度,与亮度，须组合,达到：,1,）与人眼需要的数值吻合；,2),灵活性和多样性的满足,;,3,）恰如其分，节约能源。,但是,无法直接用光源的光线来照明,因为,:,1),亮度太高,大多有强烈的眩光,(,白炽灯和,HID,灯的亮度在,10,6,cd/m,2,),少数如荧光灯,(10,4,cd/m,2,),也有刺目的感觉,.,2),配光曲线简单,无法适合多变的实际环境,.,3),大多数情况下,灯向某一方向照明,直接使用,的话,光线的利用率太低,.,4),温度和电器安全上的问题,.,5),配套电器要安装,/,使用十分方便,.,因此必须配上灯具后才能使用,.,5.,灯具的基本功能和相关说明,:,灯具安全要求涵盖的内容,让光源发出的光线好好地接过来,如,:,1.,光学系统,:,包容角,2.,光源燃点方向,3.,弧管支架放置位置,让光源有尽可能长的寿命,电气配合,供电电压,电器附件,环境温度,封接处温度,灯头处温度,MHL,的外壳温度,环境温度,环境气氛,粉尘,危险气体,振动,电气配合,1.,供电电压与灯的寿命,白炽灯的经验公式,:,卤钨灯不能降压,卤钨循环需要管壁,温度,(,250,0,C),供电电压对灯的颜色的变化,对金卤灯,供电电压的变化,10%,就会引起,颜色变化,还会缩短寿命,.,原因,:,冷端温度变化,卤化物循环不利,2.,电器附件,1),灯座,以前是使用白炽灯和高压汞灯的,.,现在,HID,光源,的出现带来的诸多变化,:,(1),启动电流,;,(2),温度,;,(3),触发电压,;,(4),潮湿环境,-,外墙照明,贴地使用,.,石英玻璃用钼箔封接处的温度,(,过高要氧化,),2000h,的话,要,350,0,C,灯管端点,80,实测值,(,裸光源,ta=25,0,C),4000K,65-70,3),在荧光灯具中的类似问题,在不等于,250C,环境温度下测试密封灯具,的话,灯具效率是有问题的,.,来源于环境温度对灯管光通量的影响太,大,.,3.,将遮挡光线的位置藏匿起来,白炽灯在燃点过程中,随着钨的蒸发,泡,壳壁上会沉积有蒸发的钨而影响光输出,在,设计灯具时应注意这方面的影响,.,4.,电源频率和光源,光通量的关系,1),提高荧光灯的光通量,;,2),减少阴极暗区的位降,造成的功耗,;,3),阴极暗区减少了光通,量,.,频率与,HID,灯的光通量关系不大,.,高频带来了许多好处,:,1),在用电子元件得到的高频电源下,利用功率因素校正电路,(PFC),可轻而易举地得到,0.99,的高功率因素,;,2),在高频下低频灯和,高频灯,光源的电参数与工频下大不同,频率,Hz,额定,功率,(W),额定灯,电压,(V),额定灯,电流,(A),两个串联的阴极电阻,(,),额定予,热电流,(A),镇流器的,电压,/,电流,(,),50,36,103,0.430,40,0.650,390,2,0K,32,102,0.320,40,20-26K,32,128,0.255,15+15,50,18,57,0.370,50,0.550,270,20K,16,55,0.290,3),在高频下,光源的寿命延长,(,原,因,1),波幅因,数,CRF,小,阴极溅射小,;2),灯管压高,灯管电,流小,阴极发射电子需要量少,),;,4),细管径的灯,因其灯管电压高,灯管电流小,无法在工频下,(,不能用电感镇流器点亮和工,作,),工作,如,T5 28W,灯管必须用高频,高频时,的管电压,:168V,管电流,170mA.,与,T8 36W,低,频参数,103V,430mA,相差甚远,.(,高阴极电阻,20,).,北美的,F32WT8,灯管也属于这类,灯管电压,137V,灯管电流,265mA.(,低阴极电阻,7.6,).,5),高频电源的内阻可做得很小,以至可适合短路,电流,(,启动时,),远大于工作电流的情况,.,如,:,充,氙,金,卤灯,(,汽车前大灯,),两者为,4:1,左右,而工频下电,感镇流的只能适合,2:1,左右的水平,.,6),在工频和高频下荧光灯的比较：,电源频率,光通量,(,相对,),功率因数,费用,(,相对,),资源再生循环,工频,1.0,0.85(,用补偿电容,),1,好,高频,1.1-1.12,0.99,2-6,差,7),高频下光源工作的四大特点,:,a.,恒功率的工作状态,:,不同镇流方式下电源电压变化时的灯功率的变化（,HID,光源）,:,b.,光色稳定,得益于光源的功率变化很小的缘故,.,电压变化,(%),灯功率变化,(%),一般镇流,10,20,CWA,10,10,电子镇流,15,恒定,c.,流明维持率提高,20-30%,（指,HID,光源）,.,d.,灯的寿命提高将近一倍,.,来源于灯功率的恒定,.,5,。,2-3KW,单泡壳大功率金卤灯的管压,大功率金卤灯的管压为,100V,级,电流,20-,30A,，充汞少,蒸汽密度低,玻壳碎裂后危及,玻璃和灯具,.,应换成,200V,级电流,10-15A,的,灯泡,充汞量为,7.7-9.9mg,蒸发的卤素是充,入量的,25-100%.,碎裂后也不危及灯具。充,汞量,M(mg/cc),和蒸发后过剩卤素,X(%),的关,系如下：,表格,M(mg/cc),X(%),前面玻璃情况,点灯状态,结果,6.6,138,不能测量,熄灭,X,7.1,118,好,不稳定,X,7.7,100,好,维持亮,好,8.2,81,好,好,8.8,62,好,好,9.3,43,好,好,9.9,25,好,好,10.4,13,破损,X,11.5,7,破损,X,12.5,0,破损,X,环境气氛,:,振动,防冲击,耐候性和符合相应气氛要,求都是保证光源长寿命的基本要求,.,防松灯座,:,防松固圈,:,防冲击,:,有多种冲击方式,:,手持冲击锤,-,适合圆滑表面,;,单摆冲击锤,-,适合灯座等,;,落球冲击,-,危险场所的灯具,;,冲击机,-,船用灯具,(,模拟船只的运动,).,危险气氛中的灯具,-,防爆灯,隔爆型,(,隔爆腔和间隙,),增安型,(,采取措施,)-,I,和,I I,类场所,;,本安型,(,小电流,)-,各类场所,;,隔爆型 增安型 本安型 充气型,场所,0,类,I,和,I I,类 各类场所,让光源发出的光线全部送到需要的地方,:,高的灯具效率,:,光源的光线送出来,.,在光学系统中的损失少,.,反射比高,;,透射比高,.,高的照明效率,:,让光线送到需要的地方,照明效率高就节能,灯具设计和照明设计,都有很大影响,.,必须了解现代人的一些活动：,隧道,照明,体育活动,读写学习,班 电脑学习,6.,灯具的定义和功能,使光源可靠地发出光线,以满足人类从,事各种活动时对光线需求的一种照明设备,.,现代的电气灯具除电光源部分外,还包括,光,学部件,电气部件和机械部件三部分,.,灯具可有,照明,显示,和,效果,功能中的任,一种功能,.,照明,:,发出光线用来照明对象,眼看物,显示,:,发的光线起信号或显示用,眼看光,效果,:,光线得到气氛或效果,眼看光,灯具改变了光源的光分布，满足实用需,要的几个实例,:,远射的：,工厂用：,道路用：,学习用：,总结,:,光,是,涂料,来源于光源,光源有自然光源和人工光源,;,人造光是人工涂料,(,优于,/,多于天然涂料,),来源于人工光源,即现代的电光源,;,灯具是画笔,提供画家作画,;,照明设计,就是画家,(,照明设计师,),创作的过,程,.,二,.,灯具的几个基本要素,1,）构造,:,光源,光学系统,电器,附件,结构件和调节,件,.,2,）性能,(1),电气安全指标,:,分类,:,外壳防护,防触电,安装面材料,;,内容,:,结构,(,电器间隙和爬电距离,强,度等,),绝缘材料,温度,耐久性等,;,试验,:,按照,GB7000(IEC60598),进行,.,(2),功能指标,:,分类,:,室内灯,透光灯和路灯分类,;,光度学参数,:,光强分布曲线,光束角,效率,;,照明用参数,:,距高比,照度分布,利用系数等,其余功能,:,活动功能,:,调节,变色等等,;,电器配件功能,:,光控,译码等,三,.,灯具的光学特性,分灯具的光度学特性和照明性能两方面,:,名称,光度学特性,照明性能,对象,一个灯具,数个相同灯具一起使用后的光度特性,内涵,表述该单灯具的特性,多灯具效果,内容,光强分布,(,配光,),曲线,灯具效率,(,光输出比,),各环带光通量,安装距高比,利用系数,等照,/,亮度分布曲线,眩光数据,来由,实验室测量光强后计算,从单灯数据结合实际情况后计算得来,作用,供选择灯具用,供照明设计用,1.,灯具的空间光强分布曲线,1),立体分布形态表示,:,灯具射向空间个方向上,的光强大小不同,得到的空间光分布的形态也不,同,下面是它,的立体形态,.,一个只有下,半球有光线,另,一个上下半球,都有,.,优点,:,有形态,.,缺点,:,无数值,(,角度,和大小,).,2),立体分布的平面表示,(1),特征平面上,(,过光轴,),的分布表示,用于光,分布对称性好的,灯具,.,直角坐标表示,优点,:,表述很细,;,缺点,:,形象化差,适用,:,窄角度配光,极坐标表示,优点,:,形象化好,缺点,:,表述不细,适用,:,宽角度配光,(2),立体分布的平面表示,a.C-,坐标系统,用于道路灯具和室内灯具,圆形网图,正弦网图,室内灯具使用,C-,系统的说明,b.H-V,系统,用于投光灯具和泛光照明，也称,B-,系统。,为什么要用该系统，,因为调节灯具角度,时，对应的,V,（,B,）,平面在地面上是一,条线，即地面上的,一条线是网图上的,一条经度线。,2.,灯具的效率,(,光输出比,),定义：,问题在：光源在灯具内和灯具外发出的光线不相同，即光源的光通量和环境温度有关，有些光源的关系还很大，如：荧光灯和高压钠灯。,3.,灯具的安装距高比,(S/H),一个场所的照明都需要由若干个灯的光,线迭加后才能完成,.,例如,:,一个,5000m2,照度,500lx,的商场,需要,2500000lm,如此大的光通量只能大量小光,通量的灯来提供,.,一个,36W,的荧光灯具给出,1600lm,就要,1563,只,;,一个,400W,的,HID,灯具给出,26000lm,就要,96,只,.,问题是怎样布置采纳使受照面上的照度均匀,?,灯具的配光曲线决定了两个灯具之间的安,装距离,:,安装得太远,两灯之间有暗区,;,安装得太近,两灯之间有亮区,;,距高比,(S/H),的确定,1),用计算配光曲线上,1/2,照度角的方法,适合于铅垂线方向上光强大而其他方向,上小的灯具,.,2),用,1/4,照度角的方法确定,适用于铅垂线方向小而两侧大的蝙蝠翼配,光曲线,.,4.,灯具的利用系数,灯具的利用系数,(CU)=,从灯具中发,出并最后落在工作面上的光通量,工作面,与灯具内光源额定光通量,光源,之比,.,工作面,=,灯具直接射向工作面的光,通量,DR,+,室内的多次反射光射向工作,面的光通量,R,.,CU,的图示,5.,灯具的等照度,(,平面照度,),曲线,1),旋转对称配光的灯具用,-,空间,等照度曲线,来自空间一个过,光轴平面上的计算,结果,.,2),非旋转对称配光用,-,平面相对等照度曲线,四,灯具的配光曲线及其分类,1.,室内照明灯具的,CIE,分类,分类名称,灯具下半球光通,/,灯具全光通,灯具上半球光通,/,灯具全光通,图例,直接照明型,90-100%,0-10%,半直接照明型,60-90%,10-40%,中间照明型或直接,-,间接照明型,40-60%,40-60%,半间接照明型,10-40%,60-90%,间接照明型,0-10%,90-100%,2.,直接照明型灯具的分类,仅对下半球空间光线而言,.,分类名称,安装距高比,S/H,照度角,1/2,图例,特窄照明型,S/H,0.5,1/2,14,0,窄照明型,0.5S/H,0.7,14,0,1/2,19,0,中间照明型,0.7S/H,1.0,19,0,1/2,27,0,宽照明型,1.0S/H,1.5,27,0,1/2,37,0,特宽照明型,1.5S/H,37,0,1/2,3.,投光照明灯具的扩散角的定义,1/2,:,用于确定灯具间距,1/10,:,用于计算灯具数量,.,4.,投光灯具的,NEMA,分类,美国电气制造商联合会的分类,:,NEMA,分类,光束角范围,(,指全角,:,1/10,+,1/10,),测量或表示时的角度间隔,1,100V,H,18,0,1,0,2,18,0,V,H,29,0,2,0,3,29,0,V,H,46,0,3,0,4,46,0,V,H,70,0,5,0,5,70,0,V,H,100,0,8,0,6,100,0,V,H,130,0,10,0,7,130,0,4,0,.,6.1,道路灯具的,IESNA,分类,Imax,光强,分布的形状,和位置,6.2,道路灯具的,CIE,分类,投射,扩散,控制,近,max,60,o,窄,90o,55,o,不严格,SLI,70,o,宽,90o,55,o,严格,SLI,4,6.3,国标上的分类,*不管光源发出多少光通量,光强最大值不得超过,1000cd.,灯具类型,最大光强方向,在制定的角度方向上所发出的光强最大允许值,90,o,80,o,截光型,0,o,65,o,10cd/1000lm*,30cd/1000lm,半截光型,0,o,75,o,50cd/1000lm*,100cd/1000lm,非截光型,/,1000cd,/,五,.,灯具的功能分类,各种不同的场所,人有不同的要求,照明,光线的方式就不同,需要的灯具自然也不相,同,.,1.,可移动式灯具,以下只是台灯的示例,.,2.,装在家具上的灯具,3.,下射式灯具,荧光灯和,HID,灯,.,4.,吸顶灯,有荧光灯和,HID,灯等,.,5.,各种不同类型的洗墙灯,6.,各种各样的加强照明灯,7.,轨道灯,8.,各种间接灯,9.,线脚,(,槽,),灯,10.,舞台灯,11.,工厂灯,(,荧光灯管,),12.,简式工厂,灯,13.,高天棚工厂照明灯,14.,低层高工厂照明灯,15.,应急照明灯,和诱导灯,16.,体育用灯,17.,道路灯,18.,步道灯和行人道灯,19.,停车场灯和车库灯,20.,安保灯,21.,景观灯,22.,投光灯,五,.,确定防触电保护等级和方法,防触电保护型式有,:,0,类灯具,:,基本绝缘,I,类灯具,:,基本绝缘,+,金属外壳保护接地,II,类灯具,:,双重绝缘或基本绝缘,+,加强绝缘,III,类灯具,:,电源电压为安全特低电压,(SELV),原来我国允许采用,0,类灯具,但仅适用于,普通灯具,(IP20,的灯具,),即无特殊的防尘防,固体和防水措施的灯具,.2002,年的标准公布,后已不允许使用了。,各种绝缘类别的图示,:,绝缘,基本绝缘,双重绝缘,加强绝缘,名称,基本绝缘,+,补充绝缘,电气,2U+1000,4U+2750,4U+2750,强度,2U+1000,2U+1750,绝缘,2,4,4,电阻,(M,),2,+,3,各种类别防触电保护等级的灯具图示,:,0,类灯具,I,类灯具,II,类灯具,III,类灯具,依靠基 基本绝 双重绝缘 电源电压,本绝缘 缘加外 或加强绝,50V,壳保护 缘,(R.M.S),接地,防触电保护等级图示,绿色,:,绝缘体,(,基本绝缘材料,);,黑色框,:,易触及部件或外壳,红色,:,带电体,;,蓝色,:,接地,.,六,.,确定支承面材料的分类,定义,:,普通可燃材料,:,引燃温度,200,0,C,此时不变形和强度,不下降,.,非可燃材料,:,不助燃的材料,.,易燃材料,:,除此之外的材料,.,分类,:,适宜安装于普通可燃材料表面的固定式灯具,.,只能安装于非可燃材料表面的固定式灯具,.,可移式灯具和手提灯具,(,无符号规定,).,意义,:,明确灯具的可安装位置,.,七,.,灯具的外壳防护等级分类,IEC,规定的,IP,等级的表示方式,用,IP,后紧跟的两个特征数字,XX,表示,表为,IPXX,的形式,.,第一个特征数字表示防固体物的能力,有,1,2,3,4,5,6,六个数字表示,.,第二个特征数字表示防液体的能力,有,1,2,3,4,5,6,7,8,八个数字表示,.,注意,:,1),任何一个电器,(,不管是室内用的还是室外用的,),都有一个,IP,等级与之对应,供照明设计选择时参考,;2),一个电器中不同部位采用了不同的措施后可有不同的,IP,等级表示其能力,;3)IP,是英文,i,ngression,p,rotection,的缩写,;4),应该选用或设计适用于使用场所的最经济的外壳形式,并非越高越好,做到恰如其分,.,IPXX,等级的意义,第一位特征数字所代表的防护等级,第一位特征数字,防护等级,简要说明,不能进入外壳的说明,0,无防护,没有专门的防护,1,防大于,50mm,的固体异物,人体的一部分,如手,(,不能防止有意识的接近,),直径大于,50mm,的固体,2,防大于,12mm,的固体异物,手指或类似物体长度不超过,12mm,直径大于,12mm,的固体异物,3,防大于,2.5mm,的固体异物,直径或厚度不大于,2.5mm,的工具或金属丝等,直径大于,2.5mm,的固体异物,4,防大于,1mm,的固体异物,直径或厚度不大于,1mm,的金属丝或细带,直径大于,1mm,的固体异物,5,防尘,不能完全防止尘埃进入,但进入量不会达到设备正常运转的程度,6,尘密,无尘埃进入,第二位特征数字所代表的防护等级,第二位特征数字,防护等级,简要说明,不能进入外壳的说明,0,无防护,没有专门的防护,1,防滴,垂直滴水无有害影响,2,15,防滴,外壳从正常位置倾斜,15,以内,垂直滴水无有害影响,3,防淋,与垂直成,60,范围内的淋水应无有害影响,4,防溅,任何方向朝外壳溅水应无有害影响,5,防喷,用喷嘴以任何方向朝外壳喷水应无有害影响,6,防猛烈海浪,强烈喷水时,进入外壳水量未达有害程度,7,防浸水,用规定压力和时间浸水,进入外壳水量未达有害程度,8,防潜水,按制造厂规定条件可长期潜水,有些,IP,等级还用图示标记，标记用于灯具的说明书和铭牌上。,3.,实际可以存在的各种不同的,IP,类型,并不是将第一位和第二位数字任意搭配都有对应的存在形式,实际上,许多的搭配是不可能存在的,.,可能的搭配,第二位特征数字,(,水,),0,1,2,3,4,5,6,7,8,第,一,位,特,征,数,字,固,体,0,IP00,IP01,IP02,1,IP10,IP11,IP12,2,IP20,IP21,IP22,IP23,3,IP30,IP31,IP32,IP33,IP34,4,IP40,IP41,IP42,IP43,IP44,5,IP50,IP54,IP55,6,IP60,IP65,IP66,IP67,IP68,八,.,灯具的密封,IPX5,与,X6,是比较难于琢磨的两个等级,试验方法十分清楚,应对措施不甚明白,.,现说明下方法,:,1.,测量灯体内腔温度,T1;,2.,计算在熄灯后灯腔内部与外界的压力差,;,3.,用压缩空气按上述的压力差的值,(,略加,点保险系数,),施加于灯腔内,关住气阀,看有,无压力减少和减少的时间,.,4.,确认密封的可靠性,五,.,照明的基本概念,在室内,100cd/m,2,万岁,!,在室外也相类似,谢 谢,