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电气照明技术总结课程名称《电气照明技术》主讲人及单位张教授北京电气工程学院目录照明基础知识光的基本概念、光谱分类、视觉与照明要求常用照明电光源白炽灯、荧光灯、等类型与特点LED照明灯具与分类灯具构成、分类及应用场景照明配电设计配电系统组成、设计与安全防护应用与标准各类空间照明设计与相关规范节能与发展照明技术发展概述照明发展历史电气照明技术的重要性人类照明技术经历了漫长的演变过程电气照明已成为现代社会基础设施•原始时期利用自然火光提高工作、生活效率••农业文明油灯、蜡烛照明•改善人居环境品质•工业革命煤气灯的普及•促进经济社会发展•电气时代爱迪生发明电灯•现代照明节能灯、技术LED照明的分类自然照明人工照明工厂照明建筑与城市照明利用自然光源(如太阳光)通过窗使用人造光源提供照明,可控性侧重功能性和安全性,照度要求户、天窗、光导管等引入室内空间强,不受外部环境限制包括常规高,常采用高效节能灯具,满足精进行照明具有节能、健康、自然照明、应急照明、特殊功能照明等密操作和视觉任务需求的特点,但受天气和时间影响较多种类型大光的基本概念光的定义光的传播特性光是一种电磁波,是能引起人眼视觉的辐射能量从物理学角度看,光光在介质中的基本传播特性既具有波动性,也具有粒子性(光子)•直线传播光在均匀介质中沿直线传播光的本质•反射光遇到界面时部分能量被反射回原介质•波长范围之间的电磁波•折射光通过不同介质界面时传播方向发生改变380-780nm•频率范围约×ו衍射光绕过障碍物边缘继续传播的现象41014-
7.51014Hz•传播速度在真空中为×3108m/s光谱及其分类1紫外线UV波长10-380nm特点不可见,能量高,具有消毒杀菌、光化学反应等特性分类、、UVA315-380nm UVB280-315nm UVC100-280nm2可见光波长380-780nm特点人眼可见,不同波长对应不同颜色颜色分布紫、蓝、绿、黄380-450nm450-495nm495-570nm、橙、红570-590nm590-620nm620-780nm3红外线IR波长780nm-1mm特点不可见,具有热效应分类近红外、中红外、远红外780-3000nm3-50μm50μm-1mm光的能量与测量1光通量Φ定义光源单位时间内发出的可见光总量单位流明lm物理意义表示光源的亮度总量2照度E定义单位面积上接收的光通量单位勒克斯流明平方米lx=/lm/m²实际应用不同场所照度标准•一般办公室300-500lx•精细工作500-1000lx•家庭起居室100-200lx亮度L定义发光表面在特定方向上的光强度单位坎德拉平方米/cd/m²光强及其分布光强定义光强分布特性光强是描述光源在特定方向上发光能力的物理量,单位为坎德拉光强分布曲线表示灯具在不同方向上的光强大小I LDCcd分布类型基本特点•对称分布如普通白炽灯•方向性光强是矢量,有大小和方向•轴对称分布如筒灯、射灯•与距离无关在特定方向上的值不随距离变化•非对称分布如壁灯、道路灯•与光源类型相关点光源、线光源、面光源有不同特性光强分布是灯具选择和照明设计的重要依据,直接影响照明效果和能源利用效率视觉与照明要求对比度要求视觉舒适性对比度是物体与背景亮度差异的度量良好的对比度有助于提高视觉包括避免眩光、闪烁和硬阴影科人眼光响应特性辨识能力,减轻视觉疲劳照明设学合理的照明能减少视觉疲劳,提人眼对不同波长光的敏感度不同,计应避免过高或过低对比度高工作效率和生活品质环境适应性在(绿黄光)处达到最555nm高明视觉()和暗视觉照明设计应考虑人眼对环境的适应Vλ()曲线存在差异,这是照明能力,如暗适应和明适应过程避Vλ设计的基础免光环境突变,提供过渡照明照明颜色基础色温定义显色指数色温是表示光源发出光的颜色外观的物理量,单位为开尔文显色指数衡量光源对物体真实颜色的还原能力,满分为K CRI100基本概念分级标准•低色温偏黄暖光,营造温馨、放松氛围•优秀适用于博物馆、画廊、服装店≤3300K Ra≥90•中色温中性白光,适合日常工作环境•良好适用于办公室、学校、家居3300-5300K80≤Ra90•高色温偏蓝冷光,提高警觉性和工作效率•一般适用于工业、仓储、室外≥5300K60≤Ra80•较差如高压钠灯,仅适用于非关键照明色温选择应考虑空间功能、使用时间、文化背景等因素Ra60高显色指数光源能更准确地呈现物体本来的颜色绿色照明概念材料可持续节能减排使用无害、可回收材料制造灯具,减少废弃物污染,延长产品寿命,实现全生命周期环保采用高效光源和控制系统,降低能耗,减少碳排放照明比传统照明节能,LED70-80%大幅降低电力消耗健康舒适提供符合人体生理需求的光环境,减少蓝光危害,保护视力健康,调节生物节律智能控制通过传感器、定时器等智能化手段,实现按需自然融合照明,避免能源浪费,提高照明系统效率充分利用自然光,减少人工照明需求,实现人工光与自然光的和谐融合绿色照明是当今照明发展的主流趋势,体现了可持续发展理念,符合国家能源战略和环保要求照明设计基本原则功能性原则安全性原则照明设计首先要满足使用功能需求确保照明系统本身及环境安全•提供足够照度满足视觉任务•电气安全与防护等级符合标准•确保照明均匀度与方向性灯具安装牢固可靠••降低眩光和不良阴影•应急照明系统配置合理•考虑特定空间功能要求•避免光污染和光生物危害美观性原则创造舒适愉悦的光环境•灯具造型与建筑风格协调•光色与空间氛围匹配•明暗层次丰富自然•照明效果增强空间艺术性照明设计还应遵循经济性、可持续性原则,符合相关标准法规,如《建筑照明设计标准》等国家和行业标准GB50034-2013常用照明电光源总览光效寿命小时lm/W白炽灯技术特点工作原理与结构技术特点与应用白炽灯是最早实用化的电光源,基本结构包括优点•钨丝灯丝电流通过时高温发光•显色性极佳Ra=100•玻璃泡壳充惰性气体或真空光色温暖左右•2700K•灯头底座连接电源•价格低廉,使用简便•瞬时启动,可调光工作原理电流加热钨丝至℃左右,通过热辐射发光能量270095%转化为热量,仅转化为可见光5%缺点光效低•10-15lm/W•寿命短小时左右1000•能耗高,发热量大应用因能效低已逐步淘汰,现主要用于特殊场合如装饰照明、暖光需求场所等荧光灯与节能灯发光机理紧凑型荧光灯CFL荧光灯是气体放电光源,工作原理又称节能灯,是荧光灯的改进型灯管内充入低压汞蒸气和惰性气体•弯折管形设计,缩小体积
1.电极放出电子,与汞原子碰撞•电子镇流器集成于灯头
2.汞原子受激发出紫外线•可直接替代白炽灯
3.
4.紫外线照射荧光粉转换为可见光•光效约60-70lm/W需要镇流器提供启动和稳定电流•寿命达8000-10000小时应用与发展荧光灯系列广泛应用于•办公、商业、教育场所•家庭、公共建筑•工业厂房等大空间随技术成熟,荧光灯正逐步被替代,但在某些特定场合仍有应用价值LED高强度气体放电灯高压汞灯发光原理高压汞蒸气放电产生蓝白色光特点光效,寿命约小时,显色性一般35-60lm/W12000-16000Ra≈45应用工厂、仓库、公共场所照明,已逐步被替代金卤灯发光原理在高压汞灯中添加金属卤化物改善光谱特点光效,寿命约小时,显色性好70-110lm/W10000-15000Ra=80-90应用大型商场、体育场馆、广场、景观照明高压钠灯发光原理高压钠蒸气放电产生金黄色光特点光效高,寿命长小时,显色性差100-150lm/W24000Ra≈25应用道路、隧道、工业厂区等对显色性要求不高的场所高强度气体放电灯具有光效高、寿命长、单灯功率大等特点,但存在启动时间长、不易调光、含汞等缺点,目前正逐步被替代,尤其在新建工程中LED技术基础LED半导体发光原理照明优势LED发光二极管是利用半导体结的电致发光效应工作相比传统光源,具有显著优势LEDPN LED电子从区注入区与空穴复合•高效节能光效可达
1.N P150-200lm/W
2.电子从高能级跃迁至低能级•超长寿命可达50000-100000小时能量以光子形式释放•响应速度快纳秒级响应,无启动延迟
3.光子波长由半导体材料决定•体积小巧可实现多样化设计
4.•环保无毒不含汞等有害物质不同材料体系可产生不同颜色光•耐冲击振动固态器件,机械强度高•蓝光、绿光InGaN•易于智能控制可实现数字调光调色•红光、橙光、黄光AlGaInP•白光蓝光芯片黄色荧光粉LED+光源的主要应用LED商业照明家居照明办公室、商场、酒店等场所大量采用面LED球泡灯、吸顶灯、筒灯、灯带等已成为板灯、格栅灯、轨道灯,提供高质量光环境同LED主流产品,替代传统白炽灯和荧光灯时节约能源成本202230-50%年中国家庭照明渗透率已超过,大LED85%道路照明幅降低家庭照明能耗路灯已成为城市道路照明主流,相比高LED压钠灯节能以上,寿命延长倍,同时50%3提供更好的显色性和均匀度国内路灯LED市场年增长率约景观照明15%建筑外立面、公园、广场等景观照明大量采用工业照明光源,实现丰富多彩的动态效果,能耗LED工厂、仓库等场所使用高棚灯,替代传LED仅为传统方案的30%统金卤灯和荧光灯,减少维护成本,提高安全性工业照明市场份额已超过LED60%光源选择方法1基于空间功能选择不同功能空间对光源有不同要求•办公空间选择显色指数高Ra
80、色温适中4000K左右的光源•居住空间宜选择色温较低2700-3500K、显色性好的温馨光源•商业展示根据展示商品特性选择合适显色性和照度的光源•工业生产优先考虑高效、耐用、维护简便的光源2基于安装高度选择不同安装高度适合不同类型光源•低高度≤3mLED筒灯、面板灯、格栅灯•中高度3-6mLED吸顶灯、悬挂灯高高度高棚灯、投光灯•≥6m LED3基于经济性选择综合考虑全生命周期成本•初始投资成本•运行能耗成本•维护更换成本使用寿命•光源初始成本较高,但长期使用更经济LED4基于环境条件选择特殊环境需要特殊光源•低温环境LED优于荧光灯•频繁开关LED优于气体放电灯•振动环境LED优于灯丝类光源•有害气体需选择密封性好的光源灯具的基本构成灯具主要组成部分关键部件功能反射器典型灯具由以下部分组成光源产生光线的核心部件控制光线方向,提高光效利用率,常用材料有
1.灯体支撑和固定光源的结构
2.•镜面铝反射率高,精确配光光学系统反射器、透光罩、散光器等
3.•哑光铝漫反射,均匀光斑电气部件驱动器、镇流器、接线端子
4.•电镀或涂层处理防腐蚀,提高寿命机械部件支架、连接件、紧固件
5.散光器透光罩/控制装置开关、调光器、传感器等
6.分散光线,减少眩光,保护光源,常用材料•亚克力轻便,高透光率•聚碳酸酯高强度,耐冲击•钢化玻璃耐高温,耐刮擦灯具的分类嵌入式灯具吊装式灯具壁挂式灯具特种灯具特点嵌入天花板或墙面,节省空特点从天花板悬挂,灵活调节高特点安装在墙面,节省空间,提特点满足特殊环境或功能需求间,外观整洁度,装饰性强供辅助照明典型产品防爆灯、防水灯、紧急典型产品筒灯、格栅灯、面板灯典型产品吊灯、吊杆灯、悬吊式典型产品壁灯、阅读灯、床头灯照明灯格栅灯应用场所办公室、商场、住宅应用场所走廊、卧室、阅读区应用场所工厂、游泳池、安全通应用场所餐厅、客厅、展厅道室内灯具实例1筒灯射灯2吸顶灯吊灯3格栅灯面板灯///特点嵌入式安装,光束集中,可调角度特点安装简便,光线均匀柔和,装饰性强特点光线均匀,眩光控制好,适合长时间工作适用场合展示区、画廊、重点照明区域适用场合起居室、卧室、餐厅等家居空间适用场合办公室、教室、医院等工作场所户外灯具实例户外灯具种类防护等级介绍路灯道路照明的主要灯具户外灯具必须具备适当的防护等级,以代码表示IP•单臂路灯单侧安装,适合窄路代码格式(第一位表示防尘,第二位表示防水)IP IPXX•双臂路灯双侧照明,适合宽路常见防护等级适用场景•高杆灯大面积照明,适合广场投光灯用于建筑外立面照明有遮挡的户外环境IP44•窄角度强调建筑细节一般户外环境IP54•宽角度均匀照亮大面积全天候暴露环境IP65•投光灯可变色动态效果RGB临时浸水环境景观灯园林、公园等场所IP67•草坪灯低位照明,引导路径长期水下环境IP68•庭院灯中高位照明,营造氛围选择户外灯具时应根据实际环境条件选择适当防护等级,确保安全可靠•水下灯喷泉、水池特效照明运行灯具的选择要素功率与光通量根据空间大小和照度需求选择合适功率和光通量,避免过亮或过暗一般居室每平方米需要功率5-10W LED显色指数与色温不同场景需要不同的光色品质居家宜选温色调,显色指数;办公宜选中性光,显色指数;特殊场所2700-3500K≥804000K≥80如展示区需显色指数≥90配光特性根据照明目的选择不同配光均匀照明选大角度配光;重点照明选窄角度配光;墙面照明选非对称配光灯具配光曲线是选择的重要依据能效与节能优先选择高能效灯具,关注灯具能效标签和光效数据灯具光效应大于,系lm/W LED100lm/W统能效不低于选择支持调光功能的灯具能进一步节能80lm/W维护便捷性考虑灯具清洁、更换光源的便捷性模块化设计便于部件更换,防尘设计减少清洁频次高天棚灯具应考虑简化维护方式,降低维护成本灯具布置基本方法灯具布置基本原则照明死角与防眩光处理合理的灯具布置是保证照明质量的关键照明死角处理方法•均匀度原则灯具均匀分布,避免明暗不均•增加辅助照明•功能优先根据视觉任务需求布置灯具•调整主灯布置位置•协调性与空间结构和装饰协调•利用反射面增强间接照明•灵活性考虑空间多功能使用需求防眩光措施灯具间距计算选择合适配光灯具
1.合理的灯具间距是保证均匀度的基础
2.使用格栅、蜂窝罩等防眩附件控制灯具亮度
3.合理布置灯具位置,避免眩光角度
4.式中D为灯具间距,H为灯具安装高度与工作面高度之差
5.采用间接照明方式系数取值与灯具配光有关眩光统一值控制UGR•窄光配光
1.0•办公空间UGR≤19•中等配光
1.2•教室UGR≤16•宽光配光
1.5•工业场所UGR≤22•公共场所UGR≤25照明照度计算实例基本照度计算公式案例分析办公室照明计算点光源照度计算办公室参数•面积12m×8m=96m²•高度3m(工作面高
0.75m)其中•要求照度500lx•反射率天花70%,墙壁50%,地面20%•E-计算点照度lx灯具选择面板灯,•I-光源在该方向的光强cd LED36W3600lm•α-光线与法线夹角计算过程•r-光源到计算点距离m房间指数
1.K=ab/[ha+b]=96/[
2.2520]=
2.13均匀布置多个光源的平均照度查表得利用系数
2.U=
0.6维护系数(清洁环境)
3.M=
0.8所需灯具数量×××个
4.N=EA/ΦUM=50096/
36000.
60.8≈22布置方式排×列个(实际稍低于计算值)
5.54=20其中检验均匀度灯具间距×有效高度≤
1.5•Eav-平均照度lx•N-灯具数量•Φ-每个灯具的光通量lm•U-利用系数•M-维护系数•A-照明面积m²照明配电系统组成供电电源照明配电系统起点,包括市电、备用电源和应急电源•正常照明由市电供电•应急照明由UPS或蓄电池供电•大型建筑常设置专用照明变压器配电装置包括总配电箱和分配电箱•总配电箱安装总开关、计量表•分配电箱安装各区域支路开关•防护等级应符合环境要求配电线路将电能从配电箱传输至各照明负荷•干线连接总配电箱与分配电箱•支线连接分配电箱与各灯具•导线选择需考虑电流容量和压降控制装置控制照明系统开关和调节•开关手动控制、时控开关•调光器亮度调节•智能控制传感器、联网控制保护装置确保系统安全运行•过流保护断路器、熔断器•漏电保护漏电断路器•防雷保护避雷器、等电位连接照明配电系统设计照明配电系统设计流程配电系统形式负荷调查确定照明负荷性质、容量和分布主干式配电
1.负荷计算计算设计容量和计算负荷
2.•特点从总配电箱引出干线至各层分配电箱供电方案确定电压等级、供电方式
3.•适用多层或高层建筑配电箱布置位置和数量合理安排
4.•优点结构清晰,管理方便回路划分基于功能区域和控制需求
5.放射式配电线路设计导线规格、敷设方式
6.保护设计各级保护装置选择•特点从总配电箱直接引出支线至各负荷
7.控制方案确定控制方式和设备•适用小型或负荷集中的建筑
8.•优点线路短,压降小树干式配电•特点干线、支线层级分明,如树干分枝•适用大型复杂建筑•优点层次清晰,维护方便,灵活性好住宅楼照明配电案例典型户型配电设计照明负荷估算标准三居室配电设计住宅照明负荷密度约为(照明)120m²15-20W/m²LED进户总配电箱安装空气开关、漏电保护器各区域典型照明功率
1.照明回路划分
2.•客厅吸顶灯24W+射灯5W×4•回路1客厅、餐厅照明(10A空气开关)•卧室主灯18W+床头灯5W×2•回路2主卧、次卧照明(6A空气开关)•厨房主灯12W+橱柜灯8W•回路3厨房、卫生间照明(6A空气开•卫生间主灯9W+镜前灯6W关)总照明功率约,考虑同时系数,计算负300W
0.7控制方式每个房间设置独立开关,客厅设
3.荷约210W置双控关键设备参数住宅照明配电关键设备•总断路器2P,40A•漏电保护器2P,40A,30mA•照明回路断路器1P,6A/10A•照明线缆ZR-BV
2.5mm²•开关插座10A,250V新建住宅建议预留智能照明控制系统接口,以便未来升级办公楼照明配电案例办公楼主要负荷分布节能控制策略标准办公楼照明负荷分类办公照明节能控制系统设计正常照明分区控制
1.
1.•办公区域面板灯•靠窗区域单独回路LED30-40W/m²•走廊、公共区域筒灯、射灯15-20W/m²•功能区域独立控制•会议室格栅灯、筒灯25-30W/m²
2.时间控制应急照明•工作时间自动开启
2.•疏散通道应急指示灯•非工作时间自动关闭•楼梯间应急照明灯传感器控制
3.•重要区域双电源或内置电池灯具•人体感应无人区域自动关闭特殊照明•光照感应自然光充足时调暗或关闭
3.•外立面装饰照明集中控制系统
4.•标识照明•楼宇自控系统集成•景观照明•照明场景预设•能耗监测与管理合理的节能控制系统可降低的照明能耗30-50%照明系统的电源选择发电机组市电供电特点大容量备用电源,启动时间约秒15应用大型建筑备用照明系统特点常规供电方式,成本低维护需定期试运行和维护应用一般照明负荷可靠性一级负荷需双电源供电蓄电池组特点瞬时切换,持续时间有限应用应急照明系统寿命约年,需定期更换太阳能供电3-5特点绿色环保,独立系统不间断电源UPS应用户外照明、远离电网区域特点无缝切换,提供纯净电源限制依赖天气条件,初投资高应用重要照明区域价格成本较高,适合关键区域照明负荷可靠性分析应考虑供电中断对安全和生产的影响,根据负荷等级选择合适的供电方式特别重要的场所,如医院手术室、数据中心等,常采用多重备份电源策略配电系统的安全与防护1过载保护2短路保护过载保护防止导线长时间承载超过额定电流而过热短路保护防止电气故障引起的大电流•保护装置断路器、熔断器•要求保护装置动作时间短,切断能力强•选择原则I保护≤I允许•计算依据短路电流计算值•照明回路一般选用C特性断路器•选择原则断路器额定分断能力≥最大短路电流•分支回路过载保护额定电流通常为6A、10A、16A•协调配合上下级保护应有选择性3漏电保护4接地系统漏电保护防止触电事故和电气火灾良好的接地系统是电气安全的基础•装置类型漏电断路器、剩余电流动作保护器•接地方式TN-S、TN-C-S、TT系统•敏感度选择•照明系统推荐采用TN-S接地系统•人身保护30mA•金属灯具外壳必须可靠接地•火灾保护100-300mA•接地电阻要求≤4Ω•安装位置照明总线或重要分支回路•等电位连接减少接触电压•特殊考虑LED驱动器漏电电流累加效应智能照明控制简介感应控制基于环境变化自动控制照明•人体感应器检测人员活动•光敏传感器感知环境光强•适用场所过道、卫生间、楼梯间•节能效果可降低30-40%能耗时间控制根据预设时间表自动控制•定时开关按时间表运行•天文时钟根据日出日落时间•适用场所办公室、商场、广告牌•节能效果可降低20-30%能耗调光控制调节亮度以满足不同需求•0-10V调光简单经济•DALI调光精确数字控制•适用场所会议室、多功能厅•节能效果可降低15-25%能耗无线控制灵活便捷的无线通信控制•WiFi高带宽,需路由器•蓝牙Mesh低能耗组网•Zigbee低功耗,高可靠性•适用场所家庭、小型办公智能管理平台集成化照明管理系统•集中监控实时状态监测•场景设置一键切换多种模式•能耗分析数据统计和优化•远程控制手机App操作智能照明系统不仅提高能源效率,还能提升用户体验和空间灵活性完整的智能照明解决方案可实现40-70%的节能效果,投资回收期通常为2-4年常用照明电路原理基本照明回路控制点设置单控开关电路控制点位置选择原则•结构一个开关控制一个或多个灯具便捷性靠近入口处,操作方便
1.•应用卧室、厨房等单一入口空间逻辑性控制关系明确,避免混淆
2.•接线火线经开关到灯,零线直接到灯集中性功能相关的开关宜集中设置
3.安全性避开潮湿区域,保持安全距离双控开关电路
4.控制点高度建议•结构两个开关控制同一灯具•应用楼梯、走廊等双向通行空间•普通墙壁开关距地面
1.3-
1.4m•接线使用两个双控开关,三根连接线•卧室床头开关距地面
1.0-
1.1m•儿童房开关距地面多控开关电路
1.0-
1.2m•残障人士用开关距地面
0.9-
1.0m•结构三个或更多开关控制同一灯具控制方式选择•应用大型空间多入口区域•接线两个双控开关加中间多控开关•局部照明就近单独控制•一般环境照明集中或分组控制•重要区域考虑设置多控开关建筑物外照明设计要点仰射照明俯射照明擦射照明轮廓照明从建筑底部向上照射,强调建筑高从建筑上部向下照射,创造自然光光线以小角度擦过墙面,强调表面强调建筑边缘和轮廓,使建筑在夜度和轮廓,产生戏剧性效果适用影效果,强调建筑表面纹理适用质感和纹理,适用于粗糙、有浮雕空中形成清晰剪影常用灯带LED于高层建筑和具有特色表面的建筑于有檐建筑、柱廊和历史建筑或肌理的表面或点光源连续布置外墙设计要点灯具隐蔽安装,避免灯设计要点灯具距离墙面应合适,设计要点线条连续均匀,避免暗设计要点控制光污染,避免眩光具外露影响日间美观通常在左右区和亮度不均30cm影响附近建筑建筑外照明设计应考虑防水以上、防雷和抗风压要求灯具选择应耐候性强,易于维护同时需注意光污染控制,避免对周边环境和居民造成不IP65良影响工业厂房照明特点高顶空间灯具布局原则特殊环境照明设计工业厂房通常层高较大,照明设计需遵循以下原则高温环境6-15m
1.均匀性原则照度均匀度不低于
0.7,避免明暗交替影响生产•环境温度40℃的区域
2.防眩光原则合理选择灯具配光,UGR值不超过22•灯具选择高温型LED灯具
3.节能原则优先选用高效光源,如LED高棚灯•散热设计加强灯具散热结构
4.维护便利考虑灯具更换和清洁的便捷性•安装位置尽量远离热源分区控制根据工作区域划分控制回路
5.潮湿环境布局方式•相对湿度经常85%的区域•规则排列适合大面积均匀作业区•防护等级至少IP65•功能布置根据生产设备和工位需求•材质要求防腐蚀材料制造•分区照明主照明+局部加强照明•密封要求良好的密封性能粉尘环境•含有大量悬浮粉尘的区域•防护等级IP6X•结构设计避免积尘结构•维护计划定期清洁防爆环境•存在易燃易爆气体或粉尘的区域•防爆标志必须符合爆炸性环境分类•认证要求必须有防爆合格证商业空间照明设计商场照明设计超市照明设计商场照明目标是吸引顾客、展示商品超市照明强调功能性和引导性•基础照明300-500lx均匀照明•通道区域500-600lx,均匀照明•重点照明800-1500lx突出商品•货架照明垂直面照度300lx•色温选择4000K基础照明+3000K重点照明•生鲜区域特殊光谱灯具突出食品新鲜度•显色指数Ra90,确保商品颜色真实呈现•色温建议4000-5000K,清爽明亮•灯具选择轨道射灯、筒灯、线性灯•灯具选择线性灯、格栅灯、筒灯•照明技巧强调立体感、创造层次感•节能措施人流感应、分区控制展厅照明设计展厅照明需突出展品,创造氛围•背景照明150-300lx,创造基础环境•展品照明500-1000lx,突出重点•色温选择根据展品特性定制•灯具选择轨道射灯、可调光束灯具•特殊技术壁面洗墙灯、光束塑形•控制系统场景预设、智能调节商业照明设计应注重重点与辅助照明配合,重点照明强调商品或展品,辅助照明创造整体环境良好的商业照明能提升顾客停留时间和购买意愿,据研究,合理的照明设计可提升销售额15-30%应急照明技术1应急照明的分类应急照明系统按功能可分为2应急照明灯具种类常见应急照明灯具包括3疏散指示系统疏散指示系统要求4备用电源系统应急照明备用电源系统5•安全照明确保人员安全撤离的照明•疏散照明照亮疏散通道•疏散指示标志指示疏散方向•避难所照明临时避难场所照明•备用照明供电中断时维持重要活动的照明•关键区域照明如监控中心•重要作业区照明如手术室•集中电源型由集中电源供电•自带电源型内置蓄电池•常亮型正常和应急状态均亮•非常亮型仅应急状态点亮•组合型正常照明+应急照明•智能自检型定期自动检测功能•标识要求符合GB13495标准•安装高度一般距地面1m以下•间距要求视线范围内至少有一个•亮度要求表面亮度≥2cd/m²•持续时间不少于90分钟•智能化与消防系统联动•集中供电系统集中电源箱•分散供电系统自带电源灯具•电源切换时间≤
0.5秒•持续供电时间90分钟(最低要求)•蓄电池类型免维护铅酸/镍镉电池•定期检测每月功能测试,每年满载测试标准与规范解读《建筑照明设计标准》其他相关标准GB50034-2013国家强制性标准,是照明设计的基本依据照明设计还需参考以下标准
1.适用范围各类民用建筑照明设计•GB50052《供配电系统设计规范》
2.主要内容•GB50116《火灾自动报警系统设计规范》•照度标准值•GB51309《绿色建筑评价标准》•照明质量要求•CJJ45《城市道路照明设计标准》•节能设计规定标准执行要点照明控制要求•照明设计必须重点考虑的标准要求•特殊场所照明
3.强制性条文带黑点标记的条款必须执行
1.照度值不得低于标准规定照度均匀度一般不低于
2.
0.7照度标准值示例眩光限制值不超过规定
3.UGR场所标准值lx
4.照明功率密度不超过规定值应急照明配置符合疏散要求
5.办公室300照明控制方式符合节能要求
6.教室300照明功率密度限值示例LPD商场300•办公室9W/m²•教室9W/m²走廊100•商场9W/m²精细工作500-750•走廊5W/m²•餐厅9W/m²新一代节能照明技术智能调光控制基于环境光感知的自动调光系统,根据自然光强度自动调整人工照明输出在靠窗区域采用分区控制,可节省的照明能耗30-40%高级系统采用闭环控制,持续监测工作面照度,确保始终维持设定照度值人体存在感应基于、超声波或双重技术的存在感应器,检测区域是否有人员活动在无人状态下自动关灯或调暗,人员进入时立即恢复PIR适用于办公室、会议室、卫生间等间歇使用空间,节能效果可达以上50%光伏系统+LED将太阳能光伏系统与照明结合,实现自给自足的绿色照明解决方案白天收集太阳能,夜间提供照明,特别适合户外照明、偏远地区照明LED最新系统集成智能控制和储能技术,确保全天候可靠运行传感器联动网络将照明系统与多种传感器网络集成,实现基于大数据的智能控制结合人流分析、温度监测、日程安排等多维度数据优化照明策略通过技术与建筑其他系统协同工作,如空调、窗帘、安防系统,实现整体能源优化IoT建筑绿色照明设计日光利用设计充分利用自然光是绿色照明的首要策略通过合理的窗户设计、天窗、光导管等方式将自然光引入室内,减少人工照明需求最新研究表明,良好的日光设计可减少的照明能耗40-60%日光与人造光融合采用日光感应调光系统,根据室内自然光水平自动调整人工照明输出靠窗区域、中部区域、内部区域分区控制,确保整体照度均匀且节能光线过渡自然,提高视觉舒适度高效光源与灯具选用高效光源和高效率灯具灯具效率优先采用直接照明方式减少光损失,合理使用反射面增强光效3LED140lm/W85%利用率灯具选择考虑全生命周期成本而非仅考虑初始投资智能控制策略采用多层次控制策略包括集中管理系统、分区控制、本地控制和个人控制结合时间控制、感应控制和场景控制,根据实际需求提供照明先进系统可通过自学习算法不断优化控制参数绿色建筑评价标准照明设计符合绿色建筑评价标准要求,如《绿色建筑评价标准》、和GB/T50378LEED5认证等在照明质量、能效、材料选择、健康影响等方面全面考量,获取相应评分和WELL认证照明节能主要措施城市照明与景观照明城市光环境规划案例上海外滩夜景城市照明已从单纯功能照明发展为综合性光环境营造,主要包括上海外滩是中国城市景观照明的典范
1.功能照明道路、广场、公共空间•照明对象52栋历史建筑与现代建筑景观照明建筑外立面、桥梁、公园•照明特点
2.
3.标识照明商业标识、城市地标•西侧外滩历史建筑温暖色调3000K,突出古典韵味活动照明节日、庆典临时照明•东侧浦东现代建筑动态彩色照明,展现现代活力
4.•黄浦江水面环保照明,避免对水生态影响规划原则•技术手段•层次分明主次分明,重点突出•外滩建筑精细化投光照明,强调建筑细节•整体协调色温、亮度、风格统一•东方明珠可变色系统,节日特效RGB•节能环保控制光污染,减少能耗•金融中心媒体立面,可播放图案•智能控制分时段、分区域控制•控制系统中央控制平台,可实现联动演出•节能措施后降低亮度,特殊节日才全亮23:00道路与隧道照明道路照明标准隧道照明要求智能路灯实例道路照明标准要求隧道照明分区新一代智能路灯系统功能CJJ
451.入口区渐变过渡段,防止黑洞效应•自适应调光根据交通流量调整亮度道路等级平均照度均匀度lx
2.过渡区亮度逐渐降低•远程监控故障自动报警,状态实时监测快速路
3.内部区维持基本照明•多功能集成20-30≥
0.
44.出口区亮度逐渐提高•环境监测传感器主干路15-20≥
0.35照明要求•WiFi热点次干路•电动车充电10-15≥
0.3•入口区照度随外部亮度变化100-400lx•视频监控•内部区照度根据隧道等级30-60lx支路8-10≥
0.3•灯具IP防护等级≥65•节能效果比传统路灯节能40-70%关键指标•应急照明自动切换时间
0.5s•维护成本降低50%以上平均照度亮度•/照度亮度均匀度•/眩光限制••显色指数≥70特殊环境照明医院无影灯设计实验室照明防爆照明防腐灯具手术室无影灯特点实验室照明要求应用于易燃易爆环适用于腐蚀性环境境•高照度•高照度•材质选择500-316L工作面照•防爆等级根据不锈钢、特种塑40,000-750lx度环境危险等级选料•1无6阴0影,000多l光x源•均匀性均匀度•表面处理特殊择设计减少阴影,避免明暗•结构特点密封防腐涂层≥
0.7交替结构,加强外壳•显色性•密封等级IP66,真实呈•防眩光•散热设计特殊以上Ra≥95现组织颜色,减少散热结构限制表UGR≤19•应用场所沿海反射和眩光面温度•色温设施、化工厂、4000-,接近自•高显色性•材质要求防游泳池5000K然光,准确辨腐、防静电材料Ra≥90•维护要求定期识样品颜色•无频闪稳定光•应用场所石检查和防腐处理输出避免视觉疲•特殊要求某些油、化工、煤劳实验需防紫外红矿、粮库等•低热辐射减少/外辐射对手术区域加热海外照明技术发展趋势国际绿色照明政策国际先进照明标准主要发达国家照明政策趋势国际照明领域前沿标准欧盟《光生物安全评价》
1.CIE S026:2018•关注光对人体生理影响•指令逐步淘汰低效光源ErP•建立非视觉效应评价方法•年全面禁止含汞光源销售2023《人因照明设计》•照明产品生态设计要求强制实施
2.CEN/TS17165•结合昼夜节律的照明设计•循环经济倡议灯具设计易于维修和回收•动态照明系统要求美国《光源颜色保真度评价》
3.IES TM-30-20•能源之星计划推广高效照明产品•比更全面的显色性评价Ra•DOE照明标准持续提高最低能效要求•考虑色域和色饱和度•智能城市照明计划推动城市照明改造建筑标准照明部分
4.WELL日本•关注照明对人体健康影响•包括眩光控制、昼夜节律支持等•领跑者计划设定行业最高能效标准这些标准不仅关注能效,更强调照明对人体健康、舒适度和工作效率的影响,•系统化照明解决方案推广代表了照明技术的发展方向•人因照明研究与应用领先电气照明常见问题与解决1灯具常见故障类型灯具使用中常见的故障及处理方法故障现象可能原因解决方法灯不亮光源损坏、电路断路、驱动器故障检查更换光源、检查电路连接、更换驱动器灯闪烁接触不良、驱动器故障、电源不稳检查接线、更换驱动器、稳定电源灯亮度不足光源老化、灯罩污染、电压偏低更换光源、清洁灯罩、检查电源提前衰减散热不良、过电流、环境温度高改善散热、调整电流、改善环境LED2案例分析办公楼照明改造某年办公楼照明系统问题15•原系统T8荧光灯36W×3格栅灯•存在问题•能耗高LPD达15W/m²•频闪严重员工视觉疲劳•照度不均平均照度仅280lx•维护成本高频繁更换灯管•改造方案•更换为LED面板灯40W•增加光感调光控制系统•安装移动感应开关•改造效果•能耗降低65%•照度提升至500lx•无频闪,员工满意度提高•维护间隔从1年延长至5年照明工程施工与验收调试验收施工实施照明工程完工后验收流程前期准备照明工程施工主要环节•单机调试检查每个灯具工作状态照明工程施工前准备工作管线敷设穿管、布线、预留接口
1.•系统联调测试控制系统功能•施工图纸审核确认图纸完整、规范配电箱安装固定、接线、标识
2.•现场测试照度测量、均匀度检查•材料设备验收核对规格、型号、数量灯具安装定位、固定、接线
3.•安全检测绝缘电阻、接地电阻测试•施工工艺交底明确技术要求和质量标准控制系统安装设备安装、系统联调
4.•文档资料整理竣工图、产品说明书•现场条件检查确认现场满足施工条件防雷接地连接地线,确保安全
5.照明工程验收关键检验点安装质量检验照明效果检验•灯具安装牢固性•照度值符合设计要求•布线整齐美观•照度均匀度满足标准•接线可靠性•眩光控制效果•防水措施有效性•光色一致性•接地连接可靠性•控制系统功能完善未来照明技术展望无线供电照明人因照明无需布线的照明系统,利用电磁感应或共振技术实以人为中心的照明技术,根据人体生理需求动态调现无线供电简化安装,提高灵活性,特别适用于整照明参数模拟自然光变化规律,调节人体昼夜历史建筑和频繁变动的商业空间目前已实现2-3节律,提高睡眠质量和工作效率研究表明,人因米有效传输距离,效率达到70-80%照明可提高工作效率,改善睡眠质量12-15%23%面光源技术基于和微型阵列的大面积均匀发光技OLED LED术,可实现墙面、天花板整体发光创造无眩光、3阴影少的理想光环境,同时具有装饰性新型柔性基板使其可应用于曲面和可变形表面智慧照明网络基于物联网和人工智能的照明系统,能自主学习用量子点照明户习惯,预测需求,自动优化照明环境与智能家利用量子点半导体纳米晶体的特性,实现超高显色4居、智慧城市系统无缝集成,成为信息采集和服务性和可调谱照明通过精确控制光谱分布,Ra98提供的平台满足不同应用场景的特殊需求,如博物馆、医疗照明和精密制造未来照明技术将突破传统看得见的功能,向促进健康、传递信息、感知环境等多功能方向发展,成为智能环境的重要基础设施同时,微型化和定制化趋势将使照明设计更加灵活,能够完美融入各种建筑和环境中总结与提问1课程主要技术要点回顾2实践应用建议本课程系统介绍了电气照明技术的核心内容将所学知识应用到实际工作中的建议
1.照明基础理论光的基本特性、测量参数、视觉原理•理论结合实践注重现场实际情况光源技术从传统光源到及未来发展趋势•标准规范先行严格遵循相关标准
2.LED
3.灯具应用灯具分类、选择方法和布置原则•以人为本关注使用者需求和体验
4.照明设计不同场所照明要求和设计方法•经济技术统筹全生命周期成本考量
5.配电系统照明供电系统组成和设计要点•创新与保守平衡合理采用新技术控制技术从简单开关到智能照明控制系统
6.节能技术绿色照明理念和实施策略
7.推荐参考资料推荐书籍推荐标准•《电气照明技术》第4版,周鹤良主编•GB50034《建筑照明设计标准》•《照明设计手册》,中国照明学会编•GB50052《供配电系统设计规范》•《建筑照明设计》,刘圣伟著•GB51309《绿色建筑评价标准》•《LED照明系统设计与应用》,王占国著•CJJ45《城市道路照明设计标准》欢迎同学们针对课程内容提出问题,也可以分享在工作中遇到的照明技术实际问题,我们一起探讨解决方案同时鼓励大家关注照明行业的新技术、新产品和新应用,不断更新知识结构。
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