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1、精选优质文档-倾情为你奉上 建筑照明和智能节能控制 北京理工大学 张飞碧摘要 十二五期间，国家加大推广绿色照明和智能照明节能控制技术的力度，并已取得显著成效。本文剖析了各类光源的特征、节能照明控制技术和照明工程设计方法。建筑照明能源消耗约占全国用电量的10-13%，耗电量惊人，已经成为当今节能减排工作的重要组成部分。来自中国照明学会的报道表明，2001年我国总发电量为14，3325亿度 (度/kWh)，建筑照明年耗电达1，43325l，7199亿度)，相当于三峡水力发电工程年发电能力（840亿度）的2倍左右。2004年全国总发电量为2l， 870亿度，年照明耗电达2，187亿度，相当于三峡水力
2、发电工程年发电能力的近3倍。现今还在逐年增加。推广使用高效照明产品和智能节能控制技术，已刻不容缓。 绿色照明与智能节能控制以高效、节能、环保、安全、长命、舒适为目的 ，创造一个安全、经济、舒适的工作、学习、生活环境。不能靠降低照明标准来实现节能，而是运用现代高科技手段、提高照明工程设计水平和提高照明器材的光效来实现。 建筑照明的节能空间有多大？。表1是欧美国家建筑物能耗比例综合统计表。由表可见建筑照明系统是仅次于通风空调系统的第二个耗能大户，具有极大的节能潜力！ 图1是绿色照明、智能节能控制的节能效果。表1 欧美国家建筑物能耗比例综合统计表用电项目 建筑类型通风空调照明系统电梯弱电生活热水厨房
3、餐饮办 公大 楼47.232.320.5宾 馆65.014,08.07.06.0 图1绿色照明、智能节能控制的节能效果 与传统照明系统相比、建筑照明系统的节能效果为：(1)节能光源可节电35，(2)节能控制系统可节能25-30。(3)两项合计节能60-65。随着全球各国日益重视节能，在国内的照明领域，节能灯大规模替代传统光源产品的浪潮已经来临。继全球几十个国家和地区陆续发布白炽灯淘汰计划之后，中国发布了逐步淘汰白炽灯路线图。到2016年前，国内将分阶段逐步彻底淘汰白炽灯，进而全面引入年可节电480亿度的节能灯。2009年和2012年国家发改委和科技部已2次联合发布通知，在全国推广应用LED绿色
4、节能光源和节能控制技术。十二五期间，国内加大推广绿色照明工程的力度，节能灯市场容量出现数倍的增长，市场发展潜力巨大。2010年我国节能灯市场总体规模达到1000亿元左右。2015年预计国内节能灯市场规模将达到5000亿元以上，年复合增速将达到38%。从成本上来看，以目前普遍被看好的LED灯为例，未来10年内，预计亮度可以再提升20倍，而成本将降至现有的1/10。从长期来看，随着白炽灯淘汰步伐加快，全球范围内的节能灯市场的爆发增长指日可待。 一、各类电光源的特征 电光源可分为：热幅射灯、气体放电灯和半导体固体发光灯三大类：(1) 热幅射灯包括普通白炽灯、卤鎢灯。(2) 气体放电灯包括低压气体放电
5、光源和HID高压气体放电灯。(3) 半导体固体发光灯，即 LED发光二极管灯。1.1.热幅射光源 1. 普通白炽灯： 白炽灯已有100多年历史。是一种通过电流加热灯丝至白炽状态而发光的电光源。为防止发光灯丝被氧化烧毁，玻璃壳内抽真空，这种抽真空的钨丝灯泡称为普通白炽灯。 优点：结构简单，容易制造，价格便宜，色温2500K-3000K、可调光。 缺点：光效低(8-14 Lm/w)，耗电大，寿命短(500-1000小时)。 已被逐步淘汰。2.卤钨灯(图2)： 白炽灯泡抽真后再充入惰性气体的光源称为卤钨灯，可发出不同颜色的光(氦气为桔红色、碘元素为黄色)。卤钨灯具有发光效率较高（17-33 Lm/W
6、）、体积小、重量轻、色温稳定（2500K-3500K）、光衰小（5以下）、寿命长（3000-5000小时）、可调光。 图2 卤钨灯1.2 气体放电灯(ous discharge lamp)： 气体放电灯管内充有金属蒸气或金属蒸气与少量液态汞混合的惰性气体，两电极间产生强大的交变电场激发惰性气体产生辉光放电，激发出大量紫外光，再由紫外光线激发管壁上的荧光材料，产生很强的可见光输出。气体放电灯有低压气体放电灯和高压气体放电灯两类。1.2.1 低压气体放电灯(Low intensity Discharge Lamp) 低压气体放电灯包括各类荧光灯和低压鈉灯两类。灯管内有两个加热灯丝电极。灯丝上涂有三
7、元碳酸盐（碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙）等电子发射材料，管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的液态汞。灯丝通电加热后，液态汞蒸发为0.8 Pa的低压汞蒸气(1个大气压=Pa)。灯丝电极在交流电压作用下，形成一个强大的交变电场。汞原子在电场作用下不断被激发，继而跃迁到弧光放电，并辐射出波长为253.7nm和185nm的紫外线，激发灯管内壁涂的荧光粉，荧光粉吸收紫外线的辐射能量后发出大量可见光。(1) 直管荧光灯 图3是不同管径的直管型荧光灯(日光灯)的灯，管径可分为T12、T10、T9、T8、T6、 T5、T4、T3等不同管径，T代表 Tube，表示管状结构，并代表1/8英寸(1英寸=25.
8、4mm)；T后面的数字为灯直径。T12灯管的直径为：T12=(12/8) 25.4=38.1mm T10灯管的直径为：T10=(10/8) 25.4=31.8mm T9灯管的直径为： T9 =(9/8) 25.4= 28.6mmT8灯管的直径为： T8 =(8/8) 25.4= 25.4mmT5灯管的直径为： T5 =(5/8) 25.4= 15.8mm T4灯管的直径为： T4 =(4/8) 25.4= 12.7mmT3灯管的直径为： T3 =(3/8) 25.4= 9.5 mm(2)不同管径荧光灯的特征： 图3 直管荧光灯1)光效:管径越细，光效越高，节电效果越好。但启辉电压要求也越高，对
9、镇流器的技术性能要求越高。2) 启辉特性：大于8（含8）的荧光灯管，启辉电压较低。可以采用电感式镇流器启辉。管径小于8的细管荧光灯，启辉电压较高。必须采用高频电子镇流器启辉。3) 调光特性：电感式镇流器的荧光灯不能调光，只有电子镇流器的荧光灯才能调光。4)颜色和寿命:直管荧光灯有冷白色、暖白色和日光色三种。冷白色的色光偏青，显色指数Ra 0.4,观看物体颜色时，产生色偏。光谱中含有较多的不可见光，点燃寿命一般为5000-6000小时。 (3) CFL单端荧光灯1) 玻璃管径细(T3=9.5mm) ，采用高品质三基色粉，光效高于直管型荧光灯。能效数据达到国家二级绿色照明标准。 如图4 所示。 2
10、) 灯头内含微型电子镇流器，无铅灯头技术，更环保、更节能，更好的照明效果。安装维护方便。 图4 CFL单端荧光灯 3)启辉迅速，光线稳定无频闪，可调光。4) 有日光色(65000K)、暖白色(29000K)、白色(43000K)， 5)暖白色的显色指数Ra大于0.8。6)寿命：10，000小时，是白炽灯的10倍。(4)直管三基色荧光灯： 1)是一种T5、T6直管荧光灯。管壁涂有红、绿、蓝三种光谱特性的三基色稀土荧光粉， 2)光效为55-80 Lm/w。 3)可以调光。显色指数Ra大于0.8，接近太阳光色。 4)点燃寿命一般为8000小时。如采用高性能电子整流器，寿命可提高 至15000小时。
11、5)主要用于需要正确判断色彩和防眩光的场所。如会议照明、照相和摄像照明、基础照明等。 三基色荧光灯具有光效高、显色性好、寿命长的优势。虽价格较贵，但由于其光效高，节能效果好，降低了运行成本。 (5) 低压钠灯(low pressure sodium lamp) 由充有液态汞的电弧管和充有低压钠蒸气的玻璃泡构成，并在玻璃壳内涂以红外线反射膜。利用电弧管内汞原子激发出的紫外线再激发低压钠蒸气放电发光。如图5 所示。 低压钠灯特点： 1)光效高(80-140Lm/W)、光衰小、不眩目、节能。 2)长寿命：(18000小时) 图5 低压钠灯 3)单色黄光。“透雾性”表现非常出色，但显色性低。 4) 广
12、泛用于对光色要求不高的高速公路、市政道路、隧道等场所。 1.2.2 高压气体放电灯HID(High intensity Discharge Lamp) 高压气体放电灯包括高压汞灯、高压氙灯、高压纳灯、金卤灯等。1. 构造特点： 由石英玻璃电弧管和玻璃泡两部分组成。无加热灯丝。因此，不帕震动，不会产生因灯丝烧断而报废的问题。石英玻璃电弧管内充填液态汞。外层玻璃泡内大部分为氙气(Xeneo)和碘化物等惰性气体。工作压强超过10个大压。故称为高压气体放电灯。 2. 发光原理：通电后，电子镇流器产生23 000V的瞬间高压脉冲，电弧管内的液态汞产生电离并引发电弧放电，电弧管随着电弧放电进一步升温，加快
13、液态汞蒸发，直至电弧管内的汞蒸气压强达到数个大气压，产生更强烈电弧放电，放出大量紫外线。HID灯启动后，镇流器把两个电极之间的电压稳定到85V，维持电弧管的电弧放电状态。 外层玻璃泡内的金属卤化物(如镝、钠、铊、铟等) 受紫外线激活， 产生大量具有特征光谱结构的4000-6000k色温的光线。 3. HID光源特性：(1)光效高：高压氙灯的光效可达60Lm/W。高压钠灯的光效最高可达到200Lm/ W， 35W的高压纳灯可以输出高达7000流明的高亮度，是所有HID节能光源中最高的。(2)寿命长：寿命达10000小时以上, 比卤素灯长10倍。 高压钠灯的寿命最高可达24000小时。(3)启动时
14、间较长： HID气体放电灯随着开灯时间增长而越点越亮，约410分鈡。(4)显色指数Ra较低：0.25-0.551.2.3 金卤灯（Metal Halide Lamp） 图6 HID高压气体放电灯 金卤灯汇集了荧光灯、高压汞灯、高压纳灯等气体放电光源的优点、克服了它们的缺陷。是目前世界上最优秀的电光源之一。金属特征的光谱，改善了光色，提高了光效。(1) 光效：70Lm/W，(2)色温：4000K左右，(3)显色指数Ra：0.7，(4)启动时间：410分鈡，(5)寿命：10000小时以上(6)电功率： 35W 1000W。 广泛应用于体育场馆、展览中心、大型商场、工业厂房、街道广场、车站、码头等场
15、所的室内外照明。1.3 LED半导体固体电光源(又称LED/(Light Emitting Diode发光二极管)LED半导体固体电光源是一种冷光源，以质优、耐用、节能和可控性为主要特征。基本结构是一块电致发光的芯片，在电场作用下，由电子与空穴迁移而产生的发光现象，具有十分优良的光学特性和较高的。LED使用的材料有砷化镓(AsGa) ，工作电压为1.424V，发出的光线为。另一种常用的是磷化镓(PGa)，工作电压为2.261V，发出的光线为绿光。1991年日本日亚(Nichia)公司首先研制成功氮化镓(GaN)芯片的蓝光LED，并由蓝光LED结合磷光技术开发出了白光LED。 LED半导体固体电
16、光源的主要特点： (1)发光效率高：LED白光管的发光效率已达到150200 Lm/W，远高于各种荧光灯、金卤灯、高压鈉灯。因此，LED已成为发光效率最高的光源之一。用LED光源取代白炽灯、荧光灯、金卤灯和高压纳灯已不再有技术障碍。图7是LED照明灯与荧光灯光通量的比较。(2) 单向辐射特性：LED光源发出的大部分光能，无须经过反射就可直接投射到被照物体，使光能得到最有效的利用，大幅度提高了灯具的效率。(3) 耐冲击、抗振动:LED不存在灯丝，晶片完全封装在透明的环氧树脂里面，灯体内没有松动的部分。防潮防水、防漏电。(4) 具有红、绿、兰三种基色色光，可以构建五彩滨纷的全彩色光。(5) 响应时
17、间快，ns（纳秒）级的响应时间，可用于快速运动物体图像显示。 图7 LED 照明灯与荧光灯光通量的比较(6) 体积小、重量轻，应用非常灵活，可以做成点、线、面各种形式的轻薄产品；(7) 控制极为方便，只要调整电流，就可以随意调光；不同光色的组合变化多端，利用时序控制电路，更能达到丰富多彩的动态变化效果。(6) 耗电非常低：LED的工作电压是2-3.6V，一般亮度LED的工作电流在2mA左右，消耗电功率不超过0.1W。超高亮度LED的工作电流在十几mA至几十mA，消耗的电功率为1-5W。(8) 超长的寿命：优质LED灯的寿命可达50,000小时(亮度衰减到50的寿命)以上，是白炽灯的20多倍，荧
18、光灯的10倍。若每天工作11小时，可连续12年以上。(9) 绿色环保：荧光灯和各种气体放电灯虽节能，但不环保；它们废弃后，灯内的汞溢出会对环境会造成长期严重汞污染，1只荧光灯可污染160吨地下水。LED废弃后，无任何环境污染， 并可全部回收利用。(10) 采用直流电源驱动，无频闪、无紫外线，不伤眼睛，真正起到保护眼睛的作用。(11) 显色指数高：白光LED的光谱非常接近自然日光，能够很好显示物体的本色和识别快速运动物体；特别适合室内照明和室外道路照明。(12) LED的亮度和能耗几乎不随电源电压变化而改变：LED利用恒流源驱动，只随驱动电流的大小改变。因此，特别适宜于电压不稳的地区使用。(13
19、) LED灯具的功率大小可任意设置选用，避免功率配置不匹配而产生过度照明问题，浪费能源。大功率高效LED路灯的功率有30W -300W之内任何规格，可根据实际需要的照明功率进行设计，消除过度照明所造成的电能浪费。其他光源的电功率规格只有150W、250W和400W等几档固定规格，无法满足因地适宜选用。LED光源可大幅降低传统路灯的能源消耗。 LED半导体固体电光源的主要缺点： 半导体器件的主要缺点是温度敏感性大，不耐高温，因此必须充分考虑LED灯具的散热设计。图8是典型LED节能灯具及其散热设计。 50W LED投光灯 36W LED投光灯 18W LED投光灯LED 20W 园形地埋灯 80
20、W LED路灯 10W LED 射灯 9W LED天花灯 12W 5寸筒灯 LED大功率PAR灯 5W LED球灯 12W 日光灯 图8 LED节能灯具电光源的光通量、光衰和光效三个参数是直接反映节能灯产品的节能效果。表2是各类电光源特性比较。节能电光源还应具有170V250V宽的工作电压、光效高(比普通白炽灯泡省电80%以上)、光衰小、长寿命(平均使用寿命8000小时)、无噪音、无频闪，对通讯和家用电器设备无干扰，色温2700K、6400K等，是照明光源的最佳选择。 表2 各类电光源特性比较 光源光效(Lm/w)寿 命(小时)显 色指 数(Ra)色 温(0K) 主要优点 主要缺点白炽灯8-1
21、4500-10000.502500-3500安装方便，可调光寿命短，光效低耗能大巳淘汰卤钨灯17-333000-50000.502500-3500安装方便，可调光光效低，耗能大三基色荧光灯55-805000-80000.802900-6500光效高，节能，显色性好，可调光，启辉快，无频闪有汞污染高压汞灯50100000.654000-6000白光，高亮度，寿命长显色性较好启辉慢，有汞污染高压纳灯80-140240000.254000-6000光效极高，节能，长命黄光柔和，透雾性好启辉慢，显色性差，有汞污染金卤灯60-905000-180000.704000光效高，节能，长命，显色性好启辉慢，有
22、汞污染无极灯80600000.752000-8000启辉快，光效高，节能，长命，显色性好有汞污染LED灯150-200500000.854000-6000启辉快，能耗低，无频闪，绿色环保，长命，Ra高，可调光产品一致性有待进一步攺进荧光灯55-805000-60000.502900-6000光效高，节能，价廉可调光，启辉快，无频闪有汞污染 二、智能照明节能控制系统 智能照明控制以最最经济的能耗，实施人性化的照明自动控制方式，不仅提供舒适、良好的光照条件和最大限度节省电能，还可以大量减少管理维护人员，降低管理费用，提高劳动效率。是实现节能运行与管理的必要条件。2.1 智能照明控制系统的主要特点
23、合理选用光源、灯具及照明控制系统，是节省电能和提高照明质量的保证。楼宇公共区域照明的传统工作模式是白天关灯，晚上开灯。采用了智能照明控制系统后，可以充分利用自然光，根据不同时间、不同场合、不同人流量，实行时间段工作模式的细分，自动调节室内照度，把不必要的照明灯具关掉，需要时自动开启。 1. 节能控制: 智能照明控制的最大优势是节能。系统采取定时控制、调光控制、移动感应控制、光线感应控制、场景控制、集中控制等多种控制方式。通过接入人体移动传感器，实施人来自动开灯，人走自动关灯；走廊、楼梯、厕所的“长命灯”得到有效控制,达到最大限度的节能效果。照度传感器根据室外光线强弱，自动调整室内照明。良好合理
24、的智能照明控制系统可达到25-35%的节能效果。2. 区域(就地)控制:(1)不同工作场合采取多种照明工作模式，实施调光或开关控制相结合的照明节能管理。提供舒适、良好的光照环境。 (2)根据不同的时间段和人们的不同需要，自动调节照度，适应不同照明环境的不同需求，达到不同的照明效果。(3) 根据季节、日期、不同时刻，实行灯光照度编程自动调整。 节省能源消耗，有效减少灯具工作时间，延长灯具寿命，减少灯具的维护费用。(4) 预设和存儲各种淡入、淡出灯光场景，达到最佳照明效果。(5) 定时控制：可以随上下班时间自动调整公共场所的亮度。地下停车场等特殊功能区域，可以根据车辆进出的流量模式自动调节照明区域
25、的照度，降低能耗。(6)红外遥控：可用手持红外遥控器对灯光进行遥控控制。3.集中监控管理： 通过网关接口与大楼的BA系统或消防系统、保安系统实施互联互通。管理者可以对灯光照明系统进行集中监控管理，例如可以随时了解大楼内当前各个照明回路的工作状态并能进行遥控设置、修改场景等。2.2 智能照明控制系统组成智能照明控制系统由输入单元、输出单元和系统单元三部分组成。1. 输入单元（包括开关面板、场景控制面板、传感器及编程器、传感器、PC监控机等部件）将控制指令信息转变为网络传输信号，通过传输网络传送给输出单元。输出单元（包括继电器模块、智能调光模块）：功能是接收输入单元命令，对被控灯具实施相应操控；2
26、. 系统单元（包括通信网络、网络接口和通信协议、系统电源)为系统提供信息传输通路和供电电源。 图9是智能照明控制系统组成。 图9 智能照明控制系统组成2.3 典型产品特性1. 输入单元：包括可编程控制面板和控制电脑。图10是可编程控制面板的外形及其特性。 名称型号规格智能可编程2键面板EHS022场景智能可编程7键面板EHS044场景智能可编程11键面板EHS088场景智能4推杆4场景面板EST044推杆4场景,24回路 图10 可编程控制面板2. 输出单元 输出单元包括调光模块和继电器开关模块，有4路、6路、8路、12路和16路输出规格。(1) 调光器模块(调光硅箱)的输入/输出控制接口：
27、1) 输入接口：采用RS-232或RS-485数据通信接口，按地址码接收输入单元发送来的控制数据信号。最多可以存储200个灯光场景数据。一台调光器可同时接受多个控制面板的控制。图11是一个调光器模块可以接受两个以上场景控制面板的控制。 图11 一个调光器模块可以接受多个场景控制面板的控制2) 输出接口： 调光器的输出接口通过网线与被控灯具的输入端口联接，通常调光器有以下4种调光控制控制方式。因此调光器的输出接口必须与被控灯具的驱动器匹配！a) 0-10V模拟量控制输出 0-10V直流模拟量控制信号，按线性规则调节荧光灯的亮度，信号有正负极性之分。调光灯具驱动器(即荧光灯电子镇流器)一旦被模拟量
28、控制信号触发，荧光灯立即启动，首先被激励到全亮，然后再按控制量要求调节到相应亮度。b) DSI（Digital Signal interface)数字信号控制输出 DSI是采用PWM脉冲宽度调制编码的控制信号，用来驱动和控制调光灯具。该控制信号没有极性要求，按指数函数方式调光。灯具驱动器被触发启动后，灯具亮度从0开始调整到控制信号所指定的亮度(即从暗到亮)，适合三基色荧光灯和LED灯调光应用。 DSI还可以通过信号命令，对电子镇流器的220V输入电源进行开关控制，当荧光灯被关闭熄灭后，可自动切断镇流器220V主电源，既可节省镇流器能源消耗，还可省去调光器的主电源线连接，电子镇流器可以直接与22
29、0V主电源线连接。c) DALI (Digital Addresable LightingInterface）数字可寻址灯光控制接口 图12是 DALI智能数字灯光控制系统，可以与楼宇管理系统(BMS)连接，构成大楼管理系统中的一个灯光子系统；通过网关（gateway）接口灯光控制子系统可接受大楼管理系统的控制命令，BMS也可监控灯光控制子系统的运行状态参数。 DALI调光模块有独立的DALI输出通道,每个通道最多可连接64个DALI调光镇流器。 图12 DALI 数字可寻址灯光控制接口d) DMX512 (Digital Multiplex)/512路可寻址控制输出接口 DMX512是世界上
30、使用最广泛的数字灯光控制接口。采用数字多路复用技术，在一对数据传输线上可同时传送512路调光控制信号。连接在DMX512链路上的不同厂商的灯光控制设备可实现双向通信及集中监控管理。每台DMX512 灯具有唯一地址码， DMX512的数据觧码器接收到调光信息后，驱动荧光灯和LED灯自帶的启辉器。 一对DMX 512线路上最多可挂接32个接收装置，通过16路分支器可以扩展到512个接收装置。采用RS485通信标准连接。图13是DMX 512的线路配接。 DMX允许有效传输距离为500公尺（1640英尺）。 传输线长度最好不超过250m, 延伸传输距离可采用repeater中继器(又称复用器、重复器
31、)放大传输数据。 图13 DMX 512的线路配接(2)继电器开关模块继电器照明控制器有4路、6路、8路、12路和16路等多种规格,适用灯具类型：高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯、荧光灯、LED灯等所有照明灯具。采用RS485总线通信,可以就地和远程PC机控制（标准USB转RS485）。具备多回路顺序延时启动功能。每路最大负载16A,继电器控制回路的工作电压为DC12V/24V。安装方式：标准35mm导轨式安装。继电器开关模块的各回络输出端口可直接与被控灯具连接。3. 传输网络：输入单元与输出单元之间的传输网络采用采用局域网传输方式。传输介质为100Mbps双绞线铜缆或多模光纤。4. 终端-灯
32、具 根据照明功能，采用相应的节能灯具，现今室内照明大都采用LED和荧光灯两类节能光源。照明灯具分为只控不调和可调光两类：(1)可调光灯具：白炽灯、卤钨灯、 、日光灯、单端荧光灯、三基色荧光灯、LED灯等。可调光灯具只有配置相应的调光驱动器才能实现调光功能。(2)只控不调灯具：各类HID高压气体放电灯。(3) 荧光灯和LED调光驱动器 1) 荧光灯调光驱动器 有二、三、四线三种控制方式，目前市场上最最广泛的产品是“四线控制”电子镇流器。四线调光控制器通过二条220V主电源线为电子镇流器提供电源功率，另外二条低电压控制线可与镇流器连接，实现开关、调光等各种功能控制。 2) LED调光驱动器 采用P
33、WM（脉宽调制）数字亮度调节技术，适用亮度或色彩变化调光，可轻松实现场景的动态切换，既可节能省电，还可延长LED寿命。 三 建筑照明工程设计概述3.1. 建筑照明设计总体要求1. 建筑照明设计要求： 建筑照明设计的依据是GB 50034-2004 【建筑照明设计标准】。(1) 商场照明除工作面要有适当的水平照度外，还要有足够的空间亮度，给顾客一种明亮感和兴奋感；不同商品销售区，要求不同照度，以渲染促销重点商品。(2) 宾馆建筑常常要运用照明来营造一种温馨气氛，使用的照度及色表，就有特殊要求。(3) 体育竟赛场馆需要很高的垂直面照度或半柱面照度，以满足彩色电视转播要求和观众观看的清晰度和舒适感。
34、(4) 过度照度不仅浪费能源，而且还会带来光污染。保持合适的照度，对提高工作和学习效率都有很大的好处。(5) 照明系统可以分为基础照明(环境照明)，重点照明和装饰照明三类。 (1) 办公场所一般采用基础照明， (2) 会议室和商店等场所则采用三者相结合的照明方式。照明方式视场景而定。2. 如何选择光源色温？ 设计照明系统时，首先应根据室内装饰设计或建筑师提出的照明总体效果要求，包括照明方式，光源的光色能否滿足视觉健康要求？ (1）较低照度（150200 Lux以下）的场所，需要一种温馨和亲切的情调，宜用低色温暖色调光源。 (2）高照度（750Lux以上）场所或热带地区、精细加工车间等区域的照明
35、宜用冷色光源。而大多数场所应选用中间色温为宜。 (3）高等级公共建筑，常常运用光色来调节或营造各种艺术氛围，创造多种不同的气氛。3. 照明方式和灯具 照明方式有直接照明、半直接照明、间接照明、半空间接照明、漫反射照明等五种。根据灯具光通量的空间分布状况及灯具的安装方式，计算室内照度的分布。(1）选用绿色环保节能灯具： 根据照度要求，选用绿色环保节能灯具。例如LED灯、T6或T5细管荧光灯、单瑞荧光灯、三基色荧光灯、高频无极灯、金卤灯、高压气体放电灯等光源。LED光源以其长寿命、显色性好(Ra0.75-0.85)、无频闪、启辉时间短(纳秒级)、可调光、耐震动、耐气候、使用安全等诸多优点，获得了突
36、破性进展。丰富多样的色光，特别适合用于庭园、景观、道路及建筑物室内外各种场所照明的需要。 3.2室内照度计算 照度是表示光线强弱、明暗的亮度单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量。单位为每平方米的流明(Lm)数，又称勒克斯(Lux/lx)，即:1 lx=1Lm/m2。 照度计算是是照明工程设计的基础。计算方法有利用系数法和逐点计算法两大类；利用系数法用于计算室内平均照度和配灯数量，是一种简单、实用的照明设计方法。逐点计算法采用照明计算软件计算室内各点的照度。利用系数法会有20%-30%的误差。逐点计算法可精确计算室内各点的照度，将误差控制在最小范围内。1. 照度计算的依据 照度计算的依据是
37、满足功能区所需的GB 50034-2004 【建筑照明设计标准】的照度标准。结合照明灯具的选型及布置方式、房间各介面的反射条件等情况来确定灯具的功率和数量。2. 照度计算分水平照度和垂直照度两类： (1)水平照度表征桌面或地面上的明亮度； (2)垂直照度表征房间墙面、超市货架、教室黑板、舞台人物面部、运动员身体的明亮度，为摄像机和观众提供最佳辨认度，垂直照度还能增强照射目标的立体感。为满足水平照度与垂直照度的最佳比，需要多次调整灯具数量和投光方向。3. 利用系数法 利用系数法也叫流明系数法，采用一个方便的经验公式进行快速计算，求出室内工作面的平均照度值。影响空间利用系数CU的主要因素有：(1)
38、灯具的照度分布，即配光曲线；(2) 灯具输出的光效；(3) 室内界面的反射率，如天花板、墙壁、工作桌面等；(4) 灯具在照射区域的相对位置。 可以用利用系数法的经验公式计算地板、桌面、作业台面的平均照度： 平均照度(Eav)=单个灯具光通量灯具数量(N)空间利用系数(CU)维护系数(K)房间受照面积(AB) 即：Eav=(nCUK)/(AB) 公式说明：(1）为单个灯具光通量，是指该灯具内所含光源的总光通量，单位为流明(lm)。(2）(CU)为空间利用系数，是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面。CU与照明灯具配光曲线、安装高度、房间大小和界面的反射率等因数有关。例如：吊挂
39、3m高的灯盘，利用系数CU可取0.6-0.75之间；3m高的筒灯，利用系数CU可取0.4-0.55；吊挂6-10m高的铝罩灯具，利用系数CU取值范围在0.45-0.7。 空间利用系数CU也可用下式计算：CU=e/n e：工作面上的光通量，单位：流明； n：全部灯具发出的光通量，单位：流明。(3）为维护系数K(又称减光系数)是指随着照明光源使用时间的增加而发生的光衰，或由于房间墙面灰尘的积累，空间反射效率会降低，使照度降低而乘上的系数称为维护系数。 较清洁的场所,如客厅、卧室、办公室、教室、阅读室、医院、高级品牌专卖店、艺术馆、博物馆等场所的维护系数K取0.8；商店、超市、营业厅、影剧院、机械加
40、工车间、车站等场所的维护系数K取0.7；而污染指数较大的场所维护系数K则可取到0.6左右。2. 工程计算举例 为了让大家能更清晰的理解公式的应用，下面列举实际几个工程计算案例：例1：一只100W白炽灯，发出的总光通量约为1200 Lm，假定该光通量均匀地分布在半球面上，则距该光源1m和5m处的照度值： 半径为1m的半球面积为：S=212=6.28m2， 距光源1m处的光照度为：1200Lm/6.28 m2=191 Lux。 半径为5m的半球面积为：S=252=157 m2，距光源5m处的照度值为： 1200Lm/157 m2=7.64 Lux。照度计算的平方反比定律：从上例可看到，点光源在照明
41、处产生的照度与距离的平方成反比。例如5m是1m距离的5倍，那么根据平方反比定律，5m距离的处的照度应是1m距离处照度的1/52倍，=191Lux/25=7.64Lux。例2： 计算45m房间室内照明： 使用336W隔栅式三基色荧光灯9套。 查光源手册：T8三基色荧光灯的光效为69.5Lm/W，每根36W荧光灯的光通量为69.536W=2500Lm。则该房间的平均照度Eav (250039)0.40.8/(45)1080 Lux。 例3： 计算2040m800M2赛区的体育馆照明，使用POWRSPOT 1000W金卤灯 60套。 查光源手册：金卤灯的光效为105Lm/W，则该赛区平均照度Eav(60)0.30.8/(2040)1890 Lux。例4：某办公室：长18.2m，宽10.8m，顶棚高2.8m，桌面高0.85m，空间利用系数CU=0.7，维护系数k=0.8，采用255W 防眩日光灯33套，求办公室内平均照度是多少？ 查光源手册：防眩日光灯的色温3000K，显色性Ra90，光效为54.6Lm/W。255W 的光通量为：23000Lm= 6000 Lm。根据公式可求得： Eav (33套 6000 Lm 0.7 0.8) / (18.2m 10.8m).00 / 196.56 m2564.10 Lux专心-专注-专业