灯具布置与照计算-建筑照明技术建筑电气教学课件

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1、因此，常用的计算方法有光通法和逐点法。光通法又称利用系数法，它适用于反射条件较好的房间。逐点法又称平方反比法，适用于采用直射光照明的场所。一般常用光通法计算工作面的平均照度，而用逐点法校验其某点的照度。第一节第一节 灯具的布置与选择灯具的布置与选择灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位置。灯具布置的合理与否，对照明质量有重要的影响。灯具的布置方式和安装高度的确定，应从满足工作场所照度的均匀性、亮度的合理分布，以及眩光的限制等要求去考虑。亮度的合理分布；是造成照明环境舒适的重要技术手段。因此，灯具的合理布置和安装是照明设计的重要环节。一、灯具的布置方式一、灯具的布置方式灯具的布置方式分为均匀布置和

2、选择布置两种。1、均匀布置均匀布置是指灯具间距按一定规率进行均匀分布的方式(如矩形、菱形等)，而不考虑室内或车间设备的分布，从而使整个工作面上获得较均匀的照度。均匀布置的方式适用于一般公共建筑物的室内灯具布置，如教室、实验室、会议室等。2、选择布置选择布置是指灯具的位置是根据工作面的安排来确定。在大多数情况下，取决于生产设备的分布。特别是在工业建筑中，由于内部生产设备的复杂性，当采用均匀布置时，有可能将灯具布置在生产设备以外的地点，不能保证工作面有足够的照度，甚至会产生阴影。因此，在工业建筑中一般多采用选择布置方式。二、常用布灯方案及技术标准二、常用布灯方案及技术标准1、灯具的平面布置对均匀布

3、置方式来说，最常采用的有矩形布置和菱形布置两种，如图31所示。由图示可知，La、Lb、Lc，为灯具间距，布置形式不同其意义亦不同。L为最边缘的一列灯具距墙边的距离。在计算中，灯具间的距离常用等效间距L表示，即：或(3-1)2、灯具的竖向布置(1)悬挂高度：灯具的悬挂高度通常(除特殊说明外)是指计算高度，即灯具距离工作面(无工作面时为地面)的高度，用H表示。悬挂高度示意如图32所示。灯具的竖向布置指确定灯具的悬挂高度。灯具的悬挂高度应根据建筑物的顶棚或下悬高度、工作面高度和灯具型式等因素来确定。为了限制直接眩光的作用，室内一般照明用的灯具距地面的最低悬挂高度，不应低于表31中规定的值。当受到环境

4、条件限制而不能满足规定数值时，一般不得低于2m。(2)距高比：灯具间距L和灯具的计算高度H的比值，称为距高比。灯具布置合理与否，取决于距高比的大小。L/H值小，照明的均匀度好，但经济性差；LH值大，由于灯具下方的照度明显提高，故不能保证照明的均匀度。表32推荐了几种不同类型灯具较佳布置的距高比，供设计时参考。在布置一般照明的灯具时，还需要确定灯具距墙壁的距离l，当工作面靠近墙壁时，可采用l(0.250.3)L；若靠墙壁处为过道或无工作面，则可采用l(0.40.5)L。三、灯具选择三、灯具选择1、相关因素灯具选择主要是确定灯具类型。灯具类型的选择与使用环境、配光特性有关。在选择灯具时，一般应考虑

5、以下因素：(1)光源：灯具必须与光源的种类和功率完全相适应。(2)环境条件：灯具要适应环境条件的要求，以保证安全耐用和有较高的照明效率。(3)光强分布：按照对光强分布的要求选择灯具，以达到合理利用光通量和减少电能损耗的目的。(4)限制悬光：当悬挂高度一定时；可根据限制悬光的要求选用合适的灯具型式。(5)艺术效果：在可能的条件下应强调照明的艺术效果和注意灯具的美观。在满足上述技术条件下，应选用效率高、维护检修方便的灯具。2、灯具选择的规定(1)按使用环境选择灯具：对于民用建筑，应注意遵守的规定主要有：1)在正常环境中，宜选用开启式灯具；2)在潮湿房间内，宜选用具有防水灯头的灯具；3)在特别潮湿的

6、房间，应选用防水防尘密闭式灯具，或在隔壁不潮湿的地方通过玻璃窗向潮湿房间照明；4)在有腐蚀性气体和有蒸气的场所，有易燃易爆气体的场所，宜选用耐腐蚀的密闭式灯具和防爆型灯具等。总之，对于不同的环境，应注意选用具有相应防护措施的灯具，以保护光源，并保证光源的正常长期使用。(2)按配光曲线选择灯具：这种方法的主要参变因素是悬挂高度，应用时应遵守的规定有：灯具悬挂高度在6m及以下时，宜采用宽配光特性的深照型灯具；悬挂高度在615m时，宜采用集中配光的直射型灯具，如窄配光深照型灯具；悬挂高度在1530m时，宜采用高纯铝深照灯或其它高光强灯具；当灯具上方有需要观察的对象时，宜采用上半球有光通量分布的漫射型

7、灯具(如乳白玻璃圆球罩灯具)。对室外大面积工作场所，宜采用投光灯或其它高光强灯具。第二节第二节 照度计算的光通法照度计算的光通法光通法的核心是确定灯具的利用系数。根据具体计算步骤不同，光通法又可分为：光通利用系数法，单位容量法(即单位功率法)和概算曲线法。本书介绍前两种方法。一、光通利用系数法1、有关系数(1)利用系数：利用系数是指光通量的利用率，它用投射到被照射面上的光通量与房间内全部灯具的总光通量的比来表示，记作。换句话说，是投射到被照面上的光通量占总通量的百分数，即(32)式中:投射到被照面上的光通量，lm；n灯具数量，个。o每个灯具的光源的光通量，lm；投射到被照面上的光通量，包括直射

8、光和(经灯罩、墙壁、顶棚等多次反射)反射光两部分。由于墙壁、顶棚和灯罩要吸收一部分光通量，所以总是小于1。(2)室形指数与室空间比：的大小，除与灯罩型式、墙壁及顶棚的反射系数有关外，还与房间的特点(尺寸和形状)有关。房间的形状特征常用“室形指数”或“室空间比”来表示，分别记作i，和RCR，其定义为(对矩形房间)(33)(34)式中:a房间宽度，m；b房间长度，m；S房间面积，m2；H灯具计算高度，m。比较两式可以看出，室形指数与室空间比为倒数关系，没有实质上的区别，因此在实用中用其中之一即可。本书采用室形指数进行计算。(3)利用系数图表：由利用系数的定义式可知，可以由光通原理计算和o而得到。但

9、实际计算中，为了简化，通常将各种灯具的利用系数编辑成现成的图表，供照度计算时查用，如表37表314给出了几种常用灯具的利用系数卢与灯具型式、室型指数i、墙壁和顶棚之间的关系。(4)照度补偿系数：灯具在使用期间，由于光源光通量的衰减、灯具和房间表面的污染，会引起照度降低。在照明设计时需考虑照度降低的因素，因此常采用补偿的方法来保证实用时的照度要求，即用一个大于1的系数K来修正，K称为照度补偿系数，其值见表33。2计算公式计算公式光通利用系数法适用于均匀布置灯具的一般照明计算，即计算平均照度和确定照明灯具的数量，以及选择光源的功率等。当已知利用系数和灯具的数量n、每盏灯的光通量o和房间的面积S后，

10、便可由以下公式计算被照面上的平均照度：(35)式中：Eav平均照度，lx；其它符号意义同前。当已知、n、S和E求o。时，若E为平均照度，则(36)若E为照度标准规定的最低值，则(37)其中Z称为最低照度系数，它是照度均匀度De的倒数，即(38)(39)灯具布置的距高比是影响照度均匀度的主要因素。若距高比。不超过表32的数值范围时，那么低于平均照度的点出现在房间的四边四角，此时Z值在23之间。若按这种情况去确定满足规定的最低照度要求，那么将会过分提高全面积的照度，这显然是不经济的。实用中采取舍弃最边角范围内的点，要求其它95以上的点达到最小照度。采取这个原则设计时，Z值可参考选用表34中的值。3

11、、计算方法和步骤、计算方法和步骤综上所述，利用系数法的计算方法和步骤为：1)按所确定的布灯方案计算房间的室形指数；2)确定光通利用系数；3)确定最小照度系数Z和照度补偿系数K；4)按规定的最小照度，计算每盏灯具或光源应具有的光通量o，并求出房间内光源的总光通量o；，5)由o和o确定房间内的灯具数n，或由布灯方案确定n，由o确定每盏灯具的光源的功率。(例31)某办公室的面积为6m*12m，高3.8m，天花板、墙壁和地面的反射系数分别为t=0.7、q0.5、d0.3，采用乳白玻璃照明器，工作面高度h=0.8m，照明器的悬挂高度H3m，规定的最小照度为50lx。试确定照明器的数量及位置，并计算灯泡的

12、功率。解考虑选用6盏灯，布置如图33所示。1)计算高度：H3-0.82.2m。2)确定室形指数：i12*62.2*(12+6)1.82。3)确定利用系数：由t、q、d和i查表39得0.47。4)确定最小照度系数Z和照度补偿系数K；查表33和表34，取Z1.18，K=1.3。5)计算每个灯泡的光通量o：o=50*1.3*1.18*12*6/6*0.4=1960lm查表27，选用220V150W白炽灯，光通o=2090lm，则计算照度为二、单位容量法二、单位容量法单位容量法，是从利用系数法演变而来的一种计算平均照度的简化方法。它是借助于单位面积安装功率表进行计算的。单位面积安装功率表是在考虑了灯具

13、的型式和布置、光源效率、要求的最低照度、计算高度以及各种反射和减光因素后，编制成的单位面积所需灯泡或灯管的功率的关系表。常用灯具的单位面积安装功率见表315表323，这是一种常用的简便方法。它适用于计算方案或初步设计的近似计算和一般的照明计算，这对于估算照明负载或进行简单的照明计算是非常适用的。1、计算步骤一般在知道房间的被照面积后，就可利用编制好的单位面积安装功率表来确定灯泡或灯管的功率，其步骤为：1)选择照明光源和灯具；2)根据要求的照度，查表求得单位面积的安装功率；3)按式(311)计算灯具数量，据此布置一般的照明灯具，确定布灯方案，2、计算公式(310)(311)式中P总安装容量(不包

14、括镇流器的功率损耗)，W；S房间面积(一般指建筑面积)，m2；Po满足某最低照度时的单位面积安装功率(查表得到)，Wm2；Pt一套灯具的安装容量(不包括镇流器的功率损耗)，W；N在规定照度下所需灯具数，套。若房间的照度标准为推荐的平均照度Eav时，则应将平均照度按式(39)换算成最低照度后，再进行查表和计算。若用平均照度值查表得单位面积安装功率，则P应由下式确定，即(312)式中Po为用平均照度值查单位面积安装容量表所得功率。当房间长度a2.5b时(b为房间宽度)，按2.5b2房间面积查表，计算时仍以房间实际面积进行。这样以适当增加单位面积容量值，来满足狭长房间的照度要求。单位容量法的优点是计

15、算简单，不足的是精度较差，未考虑到环境条件。这种方法所确定的是房间照明所需的最小功率。当土建在初步设计阶段时，可根据建筑面积来估算照明的总用电量，即照明用电量=S(313)式中S建筑面积(不包括室外照明)，m2；单位建筑面积照明用电估算指标，其值可参考表35或工厂电气设计手册，Wm2。(例3-2)某办公室，长、宽、高为7.5m*6.5m*3.5m，室内工作面高度为0.8m，顶棚的反射系数c70，墙壁的反射系数w30，选用带有乳白玻璃罩的顶棚灯(吸顶式)，拟定矩形布置方式，试确定灯间距离及每盏灯的安装功率。解1)灯具的计算高度H：由于采用吸顶式安装，因此H=房间高度工作面高度3.5-0.82.7m2)灯具布置：查表32，当采用漫射型灯且作多行布置时的较佳距高比L/H=1.6，于是等效灯距L为L=1.6*2.74.32m因此，选灯具数目n=4，La4m，Lb4.5m，等效灯距与查表求得的较佳等效灯距接近。3)求单位面积安装功率：查表17取最低照度为751x，房间面积S48.75m2，计算高度H=2.7m，查表322得单位面积安装功率P017.3Wm2。4)计算总功率P：P=PoS17.3*48.75843W5)计算每盏灯功率Pt：选用额定功率为200W的白炽灯泡。