智能照明节能控制系统硬件设计毕业论文

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1、 毕业设计（论文）（ 2012届）题 目： 智能照明节能控制系统硬件设计 学 院： 电气与自动化工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 专业方向： 建筑电气与智能化 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 职 称： 填写日期： 2012年5月18 日 电气与自动化工程学院 制42摘 要本设计是在对大楼内部照明部件的硬件设计，使大楼对其内部特定区域进行特殊控制，实现其的智能化，同时在设计过程中还要考虑其的节能环保功能，这个也符合当下的绿色这个主题，对节约能源提供一个新途径。智能照明已经正式列入国家计划,终端节能优先的观念已经深入人心;智能照明控制是节约能耗及提高物业管理水平、体现现代化生活方式

2、与优化工作环境的有效手段。智能照明使得照明方案具备高度的灵活性，系统投入使用后，会带来高质量的照明环境，提高整个建筑物的智能化管理水平，也可以便捷地调整照明系统，既满足美观、实用的要求，同时又达到了绿色节能环保的目标，显示出巨大的发展潜力。因此，智能照明会有更广阔的应用前景。关键字:智能 照明 环保 直接数字控制AbstractThe design is in the hardware design of the building interior lighting components, building its internal specific area of special contr

3、ol, to achieve its intelligent at the same time its energy-saving environmental features should also be considered in the design process, this also in line with the current green this topic,provide anew way tosave energy.Intelligent lightinghasbeen officially included in national plans, priority ter

4、minal energy-saving concept has gained; Intelligent lighting control is an effective means to reduce energy consumption and raise the level of property management, reflects the modern life style and optimize the work environment. Intelligent lighting makes lighting solutions with a high degree of fl

5、exibility, will bring high-quality lighting system put into use, the environment improve the level of intelligent management of the entire building, you can also easily adjust the lighting system, both to meet the beautiful and practical requirements while to achieve the goal of green energy saving

6、and environmental protection, showing great potential for development. Therefore, intelligent lighting will have broad application prospects.Keywords: intelligent lighting environmental direct digital control目录第1章绪论11.1选题的目的与意义11.2智能大厦照明监控系统的定义及发展趋势11.3毕业设计内容2第2章智能大厦照明系统的设计32.1照明的基本知识32.1.1照明系统的概念32

7、.1.2照度标准32.1.3光源与灯具42.1.4照明灯具及其特性62.2室内照明设计112.2.1室内灯具的布置112.2.2室内照度计算132.2.3眩光计算172.2.4办公室照明设计172.3照明电气设计202.3.1概述212.3.2照明供配电系统212.3.3照明设计施工图21第3章照明系统的智能控制设计233.1照明智能控制概述233.1.1模块特点243.1.2功能特性253.1.3结构特征和工作原理253.1.4模块的安装和接线263.2智能照明硬件283.2.1光照度传感器283.2.2统计DDC的个数以及根据功能、各种接口283.2.3网络的设计31第4章照明节能344.

8、1节能光源344.2节能灯具364.3合理照明控制36结论38谢辞39参考文献40附录41第1章 绪论1.1 选题的目的与意义智能照明已经正式列入国家计划,终端节能优先的观念已经深入人心;智能照明控制是节约能耗及提高物业管理水平、体现现代化生活方式与优化工作环境的有效手段。智能照明使得照明方案具备高度的灵活性，系统投入使用后，会带来高质量的照明环境，提高整个建筑物的智能化管理水平，也可以便捷地调整照明系统，既满足美观、实用的要求，同时又达到了绿色节能环保的目标，显示出巨大的发展潜力。因此，智能照明会有更广阔的应用前景。1.2 智能大厦照明监控系统的定义及发展趋势照明是为了创造一个电气照明是建筑

9、物的重要组成部分。照明设计的优劣除了影响建筑物的功能外，还影响建筑艺术的效果。照明系统由照明装置及其电气部分组成。照明装置主要是灯具，照明装置的电气部分包括照明开关、照明线路及照明配电等。国外现状：从1983年第一座带有智能化概念的建筑物在美国落成后，楼宇智能化成为建筑电气发展的主流技术。各发达国家，如美国、日本及欧洲各国都对绿色节能照明提出了各自的工作计划及目标。为贯彻执行资源的开发和节约并举、将节约置于首位的方针。美国从2000年起投资5亿美元实施国家智能照明计划。美国能源部预测，到2010年前后，美国将有55%的白炽灯和荧光灯被半导体灯具替代，每年仅节电就可达350亿美元。世界着名的印制

10、电路板生产公司、奥地利的AT&S也积极开发LED用于印制电路板，并打算将该类印制电路板作为未来的支柱产品。韩国政府则在实施将路灯更换成智能照明系统的计划。欧盟已经规定，自2009年9月1日起，所有超市不允许销售白炽灯泡，也不允许销售高压的荧光灯灯泡，只能销售节能灯。波士顿大学教授ThomasLittle说道：“我们现在正在做的事情就是抓住这个机会，把联网功能嵌入照明革命之中。随着白炽灯和日光灯被取代，我们希望把联网技术嵌入智能照明之中。”国内现状：90前后，在国外智能照明蓬勃发展的背景下，真善美、松下以及SOK等众多企业相继投入大量人力物力进行研发，十年过去，成果斐然。随着国家主席胡锦涛访美期

11、间参观世界首富比尔盖茨位于西雅图的私人豪宅，所有电器设备均被连接成一个可控网络，含盖了包括智能气象、智能照明、智能通风、智能电工和智能安防等各项“未来科学技术”，堪称世界智能家居的“未来之屋”。上海世博会上，大家见识到了不同的馆区不同的国家有着不同的风采，但是，不管是美国馆，加拿大馆，文化中心还是上汽通用汽车馆，都有一个共同点，那就是室内照明全部采用被称为“21世纪绿色光源”的智能照明系统。由此可见，智能照明已经成为全球各国各行业的照明方面的共识。在中国“绿色照明工程促进项目”实施计划的推动下，智能照明控制系统应运而出，集四大节能功效于一身:智能稳压（节电）、提高功率因素（节能）、消除浪涌谐波

12、、延长灯具寿命。这充分体现了“智能照明”的宗旨：节约用电、提高工作和生活的质量。1.3 毕业设计内容本次为某电力大厦设计智能照明监控系统，主建筑地上6层，地下2层，建筑面积达到14400平方米。设计的原则：在满足照明质量要求的基础上，正确选择光源和灯具，合理的照明控制方式；节约电能；安装和使用安全可靠；配合建筑的装饰；经济合理及预留照明条件等。设计的主要内容：照明种类为：工作照明、紧急照明、外立面美化照明； 照明灯具的布点，根据照明区域的不同以及建筑空间使用用途，选择相应的灯具，进行照度计算，灯具数量满足照度的要求，画出总平面布置图； 照明供电回路的设计，为灯具提供工作电源，设置总配电柜、各个

13、楼层分配电柜以及垂直主干走线；画出照明配电线路总图；智能照明的功能设计及优化；照明分区的设计，根据智能控制的不同模式，划分多个分区，当处于不同模式时，由分区的组合实现控制功能，画出控制器接线总图；智能控制器选型，通过性价比较，选择控制器的类型，确定控制器的数量，设计控制器的网络连接；为了充分利用太阳光、节约电能，靠窗的办公室检测光照度，构成自动控制；列出灯具、配电主要设备及材料清单。第2章 智能大厦照明系统的设计2.1 照明的基本知识2.1.1 照明系统的概念照明系统由照明装置及其电气部分组成。照明装置主要是灯具，照明装置的电气部分包括照明开关、照明线路及照明配电等。2.1.2 照度标准照度的

14、正确选择与计算是电气照明设计的重要任务。因此在照明工程中，对照度设计计算应按照国家标准进行。目前我国的照明设计标准是建筑照明设计标准（GB500342004），自2004年12月1日起实施；城市道路照明设计标准（CJJ452006）自2007年7月1日起实施，其中照明节能部分为强制性条文必须严格执行。建筑照明照度标准值均按以下系列分级：0.51lx、1lx、3lx、5lx、10lx、15lx、20lx、30lx、50lx、75lx、100lx、150lx、200lx、300lx、500lx、750lx、1000lx、1500lx、2000lx、3000lx和5000lx。表21公用场所照明标准

15、值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）UGRRa门厅普通地面10060高档地面20080走廊、流动区域普通地面5060高档地面10080楼梯、平台普通地面3060高档地面7580自动扶梯地面15060厕所、盥洗室、浴室普通地面7560高档地面15080电梯前厅普通地面7560高档地面15080休息室地面1002280储藏室、仓库地面10060车库普通地面752960高档地面2002560表22办公建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）UGRRa普通办公室0.75水平面3001980高档办公室0.75水平面5001980会议室0.75水平面3001980接待室、前台0

16、.75水平面30080营业厅0.75水平面3002280设计室实际工作面5001980文件整理、复印、发行室0.75水平面30080资料、档案室0.75水平面200802.1.3 光源与灯具（1） 根据发光原理，电光源可分为热辐射发光光源、气体放电发光光源和其他发光光源。1） 热辐射发光光源热辐射发光光源也可称为固体发光光源，是利用灯丝通过电流时被加热而发光的一种光源。白炽灯和卤钨灯都是以钨丝作为辐射体，钨丝被电流加热到白痴程度时产生热辐射。2） 气体放电发光光源气体放电光源的发光原理完全不同于普遍的白炽灯类热辐射光源。主要是利用电流通过气体而发射光的光源。如通过灯管中的水银蒸气放电，辐射出肉

17、眼看不到的波长为254nm为主的紫外线，然后照射到管内壁的荧光物质上，再转换为某个波长段的可见光。气体放电光源又可按放电的形式分为弧光放电灯和辉光放电灯。常用的弧光放电灯有荧光灯、钠灯、氙灯、汞灯和金属卤化物灯；辉光放电灯有霓虹灯、氖灯。气体放电光源工作时需要很高的电压，其特点是具有发光效率高、表面亮度低、亮度分布均匀、热辐射小、寿命长等诸多优点，目前已成为市场销售量最大的光源之一。3） 其他发光光源常见的有场致发光灯（屏）和发光二极管（LED）。场致发光灯（屏）是利用场致发光现象制成的发光灯（屏），可用于指示照明、广告等。发光二极管是一种能够将电能转化为可见光的半导体，不同于白炽灯钨丝发光与

18、节能灯荧光粉发光原理的是，它采用电场发光的原理。让足够多的带电子和价带空穴在电场作用下复合而产生光子。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与地功耗。发光二极管的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达8090，是国家倡导的绿色光源，具有广阔的发展前景，尤其当大功率的发光二极管研制出来而成为照明光源时，它将大面积取代现有的白炽灯与节能灯而占领整个市场。（2） 白炽灯白炽灯炮是利用钨丝通过电流时被加热而发光的一种热辐射光源。钨丝会随着工作时间的延长而逐渐蒸发变细，细到一定程度就会损坏。为防止钨丝氧化，抑制钨丝蒸发，常在大功率白炽灯泡的玻璃壳中充入惰性气体，增加白炽灯的寿命。白炽灯按其用

19、途和使用场合分为普通白炽灯、装饰灯、舞台灯、照相灯、信号灯、指示灯；按定向发光性能分为聚光灯、反射灯；按玻璃壳特性分为磨砂灯、涂白灯、乳白灯、彩色灯；按是否充入气体分为真空灯、充气灯；按使用电压高低分为市电灯、低压灯、经济灯，低压灯额定电压1236V，经济灯电压在1.58V。（3） 卤钨灯卤钨灯属于热辐射光源，工作原理基本上与普通白炽灯一样，属于卤钨循环白炽灯，是在白炽灯的基础上改进而得。与普通白炽灯最突出的差别就是卤钨灯泡内所填充的气体含有部分卤族元素或卤化物。当充入卤素物质的灯泡通电工作时，从灯丝蒸发出来的钨，在灯泡壁区域内与卤素化合，形成一种挥发性的卤钨化合物。卤钨化合物在灯泡中扩散运动

20、，当扩散到较热的灯丝周围区域时，卤钨化合物分解成卤素和钨，释放出来的钨沉积在灯丝上，而卤素再继续扩散到其温度较低的灯泡壁区域与钨化合，形成卤钨循环。卤钨循环有效地抑制了钨的蒸发，延长了卤钨灯的使用寿命，有效地改善了普通白炽灯的黑化现象，同时还进一步提高了灯丝温度，获得较高的光效，减小了使用过程中的光通量的衰减。卤钨灯按充入灯泡卤素的不同可分为碘钨灯和溴钨灯；按灯泡外壳材料的不同可分为硬质玻璃卤钨灯和石英玻璃卤钨灯；按工作电压的高低不同可分为市电型卤钨灯和低电压型卤钨灯（6V12V24V）；按灯头结构的不同可分为双端和单端卤钨灯；按色温的高低域可分为高色温3000K以上，中色温28003000K

21、，低色温2800K以下卤钨灯；按应用领域可分为室内照明、泛光照明、舞台照明、放映、幻灯、投影及电影、电视、新闻摄影卤钨灯；按外形可分为管形卤钨灯和柱形卤钨灯。（4） 荧光灯荧光灯是低压汞蒸气放电灯，其大部分光是由放电产生的紫外线激活管壁上的荧光粉涂层而发射出来。电路接通电源，灯管尚未放电时，启辉器的触片处在断开位置。此时，电路中没有电流，电源电压全部加在启辉器的两个触片上，使氖管中产生辉光放电而发热。温度上升使启辉器动、静触片接触，将电路接通。启辉器接通后，电流流过镇流器和灯管两端的灯丝，使灯丝加热并发射电子。这时启辉器内辉光放电已停止，双金属片冷却缩回，两触片分开，使流过镇流器和灯丝的电流中

22、断。在此瞬间，镇流器产生了相当高的自感电动势，它和电源电压串联后加在灯管两端引起弧光放电，灯管点燃。灯管在弧光放电点燃灯管后，汞蒸气辐射出紫外线。在紫外线的照射下，灯管内壁的荧光粉被激发而发出可见光。同时，管内汞蒸气游离并辐射紫外线照射到灯管内壁荧光粉而发射荧光。荧光的化学成分可决定其发光颜色，有日光色、暖白色、白色、蓝色、黄色、绿色、粉红色等。灯管发光后进入正常工作状态，此时一半以上的电压降落在镇流器上，灯管两端的电压即启辉器两触片之间的电压较低，不足以引起启辉器氖管的辉光放电，因此它的两个触片仍保持断开状态。荧光灯按其形状不同可分为直管形和紧凑型荧光灯；按电源加电端荧光灯和双端荧光灯；按启

23、动方式分为预热启动、快速启动和瞬间启动等类型。（5） 钠灯钠灯是利用纳蒸气放电发光的光源，按钠蒸气工作压力的高低分为高压钠灯和低压钠灯两大类。低压钠灯发出的是单色黄光，各种有色物体进入低压钠灯照明的灯光下都会变色，照到人的脸上便会变成灰黄色。高压钠灯的光色比低压钠灯好，观看各种有色物体的颜色比较自然。（6） 金属卤化物灯20世纪60年代后期开发成功的金属卤化物灯逐步替代了高压汞灯，扩大了高强度气体放电灯的使用范围。光谱学原理证明，不同金属蒸气放电时产生波长不同的特征光谱谱线。因此人们在高压汞灯放电管中加入某些金属元素，利用它们的蒸气放电时产生的谱线填补汞谱线的空白区域，使显色指数大大提高，从而

24、改善高压汞灯的光色。与高压汞灯类似，金属卤化物灯的放电管中除充有汞和氙气以外还充有金属卤化物，如碘化钠、碘化铊、碘化铟、碘化钪和碘化镝等。（7） 霓虹灯霓虹灯是一种冷阴极辉光放电灯，由电极、引入线及灯管组成。霓虹灯工作在高电压、小电压状态，一般通过特殊设计的漏磁式变压器给霓虹灯供电。接通电源后，变压器次级产生的高电压使灯管内气体电离，发出彩色辉光。灯的启动电压与灯管长度成正比，与管径大小成反比，并与所充气体的种类和气压有关。正常工作时由霓虹灯变压器来限制灯管回路中通过的最大电流。根据安全要求，一般霓虹灯变压器的次级空载电压不大于15000V，次级短路电流比正常运行电流高1525。常用霓虹灯变压

25、器的容量为450VA,一次侧电压220V,电流2A；二次侧电压15000V，电流24mA,二次侧短路电流30mA。它能点亮管径12、展开长度为12m的灯管。（8） 其他照明光源场致发光灯（屏）是利用场致发光（又称电致发光）现象制成的发光灯（屏）。场致发光屏在电场的作用下，自由电子被加速到具有很高的能量，从而激发发光层，使之发光。场致发光屏的厚度仅几十微米，发光效率为15lmW，寿命长，而且耗电少。场致发光屏可以通过分割做成各种图案与文字，可用在指示照明、广告、计算机显示屏等照度要求不高的场所。发光二极管（LED）是一种半导体光源，主要由电机、P-N结芯片和封装树脂组成。P-N结芯片安装在管座上

26、P型、N型材料分别由引线接至正负电极，然后封装在环氧树脂帽中。环氧树脂可以是白色、红色、绿色、黄色等彩色树脂，主要取决于发光二极管的光色。环氧树脂帽的几何形状可以控制光线，类似于灯具的反射器和透镜。此外封装环氧树脂可以保护芯片，延长其使用寿命。2.1.4 照明灯具及其特性灯具是透光、分配和改变光源光分布的器具，包括除光源外所有用于固定和保护光源的全部零、部件及与电源连接所必须的线路附件。照明灯具对节约能源、保护环境和提高照明质量具有重要作用。（1） 灯具的作用1） 控光作用利用灯具、如反射罩、透光棱镜、格栅、或散光罩等，将光源所发出的光重新分配，照射到被照面上，满足各种照明场所的光分布，达到照

27、明的控光作用。2） 保护光源的作用保护光源免受机械损伤和外界污染；将灯具中光源产生的热量尽快散发出去，避免灯具内部温度过高，使光源和导线过早老化和损坏。3） 安全作用采用符合使用环境条件（如能够防尘、防水，确保适当的绝缘和耐压性）的电气零件和材料，避免发生触电与短路。4） 美化环境作用灯具粉功能性照明器具和装饰性照明器具。功能性主要考虑保护光源、提高光效、降低眩光；而装饰性就要达到美化环境和装饰的效果。所以，要考虑灯具的造型和光线的色泽。（2） 灯具的分类按光通量在空间的分配特性分类以照明灯具光通量在上下空间的分配比例进行分类，可分为直接型、半直接型、漫射型、半间接型和间接型5种。1） 直接型

28、灯具直接型灯具的用途最广泛，它的大部分光通量向下照射，所以灯具的光通量利用率最高，其特点是光线集中，方向性很强，这种灯具适用于工作环境照明，并且应当优先采用。另一方面由于灯具的上下部分光通量分配比例较为悬殊和光线比较集中，容易产生对比眩光和较重阴影。2） 半直接型灯具半直接型灯具也有较高的光通量利用率，它能将较多的光线照射到工作面上，又能发出少量的光线照射顶棚，减少了灯具与顶棚间的强烈对比，使室内环境更舒适，常用于办公室、书房等场所。3） 均匀漫射型灯具均匀漫射型灯具将光线均匀地投向四面八方，对工作面而已，光通量利用率较低。这类灯具是用漫射透材料制成封闭式的灯罩，造型美观，光线柔和均匀。适用于

29、起居室、会议室和厅堂照明。4） 半间接型灯具半间接型灯具大部分光线投向顶棚和上部墙面，增加了室内的间接光，光线更为柔和宜人。这类灯具上半部用透光材料制成，下半部用漫射透光材料制成，使用过程中上半部容易积灰尘，会影响灯具的效率。5） 间接型灯具这类灯具将光线全部投向顶棚，使顶棚成为二次光源。因此，室内光线扩散性极好，光线均匀柔和，几乎没有阴影和光幕反射，也不会产生直接眩光。但光通量损失较大，不经济，常用于起居室和卧室等一些需要装饰环境的场所。按灯具的结构分类按灯具的结构的分类可以分为以下几种。1） 开启型灯具：无灯罩，光源就直接照射周围环境。2） 闭合型灯具：具有闭合的透光罩，但罩内外仍能自然通

30、气，不防尘。3） 封闭型灯具：透光罩结合处作一般封闭，与外界隔绝比较可靠，罩内外空气可有限流通。4） 密闭型灯具：透光罩结合处严密封闭，具有防水、防尘功能。5） 防爆型灯具：透光罩及结合处严密封闭，灯具外壳均能承受要求的压力，能安全使用在有爆炸危险的场所。6） 隔爆型灯具：灯具结构特别坚实，即使发生爆炸也不会破裂，适用于有可能发生爆炸的场所。7） 防震型灯具：这种灯具采取了防震措施，可安装在有震动的设施上，如行车、吊车或有震动的车间、码头等场所。8） 防腐型灯具：灯具外壳采用防腐材料且密封性好，适用于具有腐蚀性气体的场合。按安装方式分类根据安装方式的不同，灯具大致可分为如下几类： 壁灯、吸顶灯

31、、嵌入式灯、吊灯、夜灯、移动式灯、应急灯等。按防触电保护分类为了保证电气安全，照明灯具所有带电部分必须采用绝缘材料等加以隔离，这种保护人身安全的措施称为防触电保护，它可以分为、和四类。从电气安全角度看，类灯具的安全保护程度最低，目前有些国家从安全的角度出发，已不允许生产类照明器具；、类安全保护程度较高，一般情况下可采用类或类灯具；类安全保护程度最高，在使用条件要求高或使用方法恶劣的场所使用类灯具。总之在照明设计时，应综合考虑使用场所的环境、操作对象、安装和使用位置等因素，选用合适类别的灯具。（3） 灯具的选择灯具的选择应首先满足使用功能和照明质量的要求，同时便于安装和维护，并且长期运行费用低。

32、基于这些要求，应优先采用高效节能电光源和高效灯具。对于灯具的具体选择应考虑如下原则。根据灯具的特性选择1） 根据灯具的配光曲线合理选择灯具选择灯具应使其出射光通量最大限度地落到工作面上，最大限度地实现节能，即有较高的利用系数。利用系数值取决于灯具效率、灯具配光、室内装修等因素。2） 尽量选择不带附件的一体化灯具灯具带的格栅、棱镜、有机玻璃板、各种装饰罩等附件，其作用是改变光线的方向，减少眩光，增加美感和装饰效果。同时，这些附件引起灯具的效率下降，使灯泡温度上升，灯具、灯泡的寿命降低。因此，应尽量选择不带附件的一体化灯具，如大型公共建筑物内多采用直接型、半直接型的天棚筒灯照明。3） 尽量选择具有

33、高保持率的灯具高保持率指在运行期间光通量降低较少。光通量降低包括光源光通量下降，灯具老化污染引起灯具输出光通量的下降。常用的照明光源中，在其正常寿命期间内高钠灯光通量降低最少，约为17；金属卤化物灯光通量降低较大，约降低30。白炽灯的光通量降低最多。灯具的表面易老化受污染，其反射罩的表面通常要进行特殊处理，目的是提高耐热冲击性能，增强罩的抗弯强度，提高表面光洁度，使其不易积灰，易于清洗和耐腐蚀等（如：灯具宜采用石英玻璃涂层降低氧化腐蚀率；环境污染较大的场所宜采用活性碳过滤器提高灯具使用效率）。根据灯具的效率和经济性选择选择灯具时，在保证满足使用功能和照明质量的前提下，应重点考虑灯具的效率和经济

34、性，并进行初始投资费、年运行费和维护费的综合计算。其中初始投资费包括灯具费、安装费；年运行费包括每年的电费和管理费；维修费包括灯具检修和更换费用等。 在满足眩光限制和配光要求条件下，应选用效率高的灯具。表23荧光灯灯具效率灯具出光口形式开敞式保护罩（玻璃或塑料）格栅半透明式透明棱镜漫射式双抛物面铝片灯具效率755065556065高强度气体放电灯灯具的效率灯具出光口形式开敞式格栅或透光罩灯具效率7560根据环境条件选择灯具1） 在正常环境中，宜选用开启型灯具。2） 在有蒸汽场所，当灯泡点燃时，由于温度升高，在灯具内产生正压，而灯泡熄灭后，由于灯具冷却，灯具内产生负压，将潮气吸入，容易使灯具内积

35、水。因此，规定在潮湿场所应采用相应防护等级的防水灯具，至少也应该采用带防水灯头的开敞式灯具。3） 有腐蚀性气体要求或蒸汽的场所，因各种介质的危害程度不同，所以对灯具的要求也不同。若采用密封式灯具，应采用耐腐蚀材料制作；或采用带防水灯头的开敞式灯具，各部件应有防腐蚀或防水措施。4） 在高温场所，宜采用带散热构造和措施的灯具，或带散热孔的开敞式灯具。5） 有尘埃场所，应按防尘等级选择适宜的灯具。6） 有震动和摆动较大的场所，由于震动对光源寿命影响较大，甚至可能使灯泡自动松脱掉下，既不安全，增加了维护工作量和费用。因此，在此种场所应采用防震型软性连接的灯具或防震的安全措施，并在灯具上加保护网，以防止

36、灯泡掉下。7） 光源可能受到机械损伤或自行脱落的场所，有可能造成人员伤害和财产损失，应采用有保护网的灯具。如在生产高精密度或贵重产品的高大工业厂房等场所。8） 有爆炸和火灾危险的场所，其所使用的灯具，应符合国家现行相关标准和规范，如爆炸和火灾危险环境电力设计规范。9） 有洁净要求的场所，应安装不易积尘和易于擦拭的洁净灯具，以有利于保持场所的洁净度，并减少维护的工作量和费用。10） 需防止紫外线作用的场所，如在博物馆的展室或陈列柜，对于需防止紫外线作用的彩绘、织品等展品，需采用能隔紫外线的灯具和无紫光源。宜采用人离可自动关灯或降低照度的控制。总之，应根据不同工作环境条件，灵活、实用、安全地选用开

37、启式、防尘式、封闭式、防水式及直接和半直接照明型等多种形式的灯具。灯具形状应与建筑物风格相协调：建筑物按建筑艺术风格可分为古典式、现代式、中式和欧式等。若建筑物为现代式建筑风格，其灯具应采用流线型，具有现代艺术的造型灯具。灯具外形应与建筑物相协调，不要破坏建筑物的艺术风格。按建筑物的结构形式又有直线形、曲线形、圆形等。选择灯具时根据建筑结构的特征合理地选择和布置灯具，如在直线形结构的建筑物内，宜采用直管荧光灯组成的直线光带或矩形布置，突出建筑物的直线形结构特征。按建筑物的功能又分为民用建筑物、工业建筑物和其他用途建筑物等。在民用建筑物照明中，可采用照明与装饰相结合的照明方式。而在工业建筑物照明

38、中，则以功能性照明为主。符合防触电保护要求。防止灯具发热部件紧贴可燃材料的措施：当灯具发热部件紧贴在可燃材料表面时，必须用防火的灯具；否则会导致可燃材料的燃烧，发生火灾事故。（4） 照明设计选择镇流器的原则：照明设计时应按下列原则选择镇流器1） 自镇流荧光灯应配用电子镇流器采用电子镇流器，使灯管在高频条件下工作，可提高灯具光效和降低镇流器的自身功耗，有利于节能，并且发光稳定，消除了频闪和噪声，有利于提高灯管的寿命。目前我国的自镇流荧光灯大部分采用电子镇流器。2） 直管形荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器T8直管型荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器，不宜配用功耗大的传统电感镇流器，以

39、提高光效；T5直管形荧光灯（大于14W）应采用电子镇流器，因电感镇流器不能可靠启动T5灯管。3） 高压钠灯、金属卤化物灯应配用节能型电感镇流器在电压值波动较大的场所，宜配用恒功率镇流器；功率较小者可配用电子镇流器。根据有关资料，当采用高压钠灯和金属卤化物灯时，宜配用节能型电感镇流器，它比普通电感镇流器节能；这类光源的电子镇流器有时尚不够稳定。对于功率小于或等于150W的高压钠灯和金属卤化物灯可配用电子镇流器，可以节能。但功率不大于或等于250W，使用电子镇流器不一定节能。4） 国产36W荧光灯用镇流器性能对比表24国产36W荧光灯用镇流器性能对比表比较对象普通电感镇流器节能型电感镇流器电子镇流

40、器自身功耗（W）89535系统光效比111.2价格比较低中较高重量比11.5左右0.3左右寿命（年）15201520510可靠性较好好较好电磁干扰（EMI）或无线电干扰（RFI）较小较小在允许范围内灯光闪烁度有有无系统功率因数0.40.6（不补偿）0.40.6（不补偿）0.9以上根据以上原则对灯具进行选型,其具体情况如下:表25 灯具选型名称型号显色指数功率(W)光通量(lm)色温（K）额定电压（V）灯具的选型飞利浦标准直管型荧光灯TLD36W29633628504100220半直接型灯具嵌入式547KB GB7000.121999飞利浦紧凑型荧光灯PL-L36W840803629004000

41、220吸顶灯节能筒灯YP220V/26W-3U261430220表26 灯具选型自身功耗（W）系统光效比价格比较重量比寿命（年）可靠性电磁干扰（EMI）或无线电干扰（RFI）灯光闪烁度系统功率因数电子镇流器351.2较高0.3左右510较好在允许范围内无0.9以上2.2 室内照明设计建筑环境分室内和室外两部分。建筑物内部环境一般仅指建筑物本身，灯光的作用侧重于使用功能，配合内部空间处理、室内陈设、室内装修，利用灯具造型及其光色的协调，使室内环境具有某种气氛和意境，增加建筑艺术的美感。现代建筑照明设计，除了满足工作面必须达到规定的水平照度外，更多的融入了装饰照明的艺术风格和手法。2.2.1 室内

42、灯具的布置（1） 概述灯具的布置，即确定灯具在房间内的空间位置。它与光的投射方向、工作面的照度、照度的均匀性、眩光的限制及阴影等都有直接的影响。灯具的布置是否合理还关系到照明安装的容量和投资费用及维护检修方便与安全。正确地选择布灯方式应着重考虑以下方面：1） 灯具布置必须以满足生产工作、活动方式的需要为前提，充分考虑被照面照度分布是否均匀，有无挡光阴影及引起的眩光的程度。2） 灯具布置的艺术效果与建筑物是否协调，产生的心理效果及造成的环境气氛是否恰当。3） 灯具安装是否符合电气技术规范和电气安全的要求，并且便于安装、检修与维护。（2） 一般照明方式典型布灯法1） 点光源布灯点光源布灯是将灯具在

43、顶棚上均匀地按行列布置。灯具与墙的间距取灯间距离的12倍,如果靠墙区域有工作桌或设备,灯距墙也可取1314的灯间距。2） 线状光源布灯布置线状光源时希望光带与窗子平行，光线从侧面投向工作桌，灯管的长度方向与工作桌长度方向垂直，这样可以减少光幕反射引起的视觉功能下降。靠墙光带与墙之间的距离一般取S2，若靠墙有工作台可取S3S4,光带端部与墙的距离不大于500。线状布灯方式下，房间内光带最少排数位N房间宽度最大允许间距。线光源纵向灯具的个数为N=房间长度-1光源长度。式中，房间长度和光源长度的单位是m。（3） 装饰布灯1） 顶棚装饰布灯法建筑物内装修标准很高时，布灯也应采用高标准，以便与建筑物相协

44、调。布灯时常按一定几何图案布置，如直线形、角形、梅花形、葵花形、圆弧形、渐开形、满天星形或它们的组合方案。采用线状光源时也可布置成线状横向、线状纵向、光带或线状格子等布灯方案。线状光源横向布灯的特点是工作面照度分布均匀，并造成一种热烈气氛，且舒适感良好。线状光源纵向布灯的特点是诱导性好，工作面照度均匀，舒适感良好。线状光源格子布灯的特点是从各个方向进入室内时有相同的感觉，适应性好，有排列整齐感，照度分布均匀，舒适性好。2） 室内装修配合布灯法现代照明不仅要提供一定照度水平，而且许多场合还用光作装饰，以使环境更加优美，并创造出丰富多彩的光环境，使场景气氛更加诱人。3） 组合顶棚式和成套装置式照明

45、将顶棚和灯具结合在一起，构成顶棚式照明。这种照明方式的优点是造型美观，照度均匀，便于施工。将照明器、空调器及消除噪声装置和防火报警装置等统一安排，综合排列在顶棚上，形成成套装置式照明。这种布局的特点是美观合理，结构紧凑，具有现代化特色。（4） 灯具悬挂高度为了达到良好的照明效果，避免眩光的影响；保证人们活动的空间、防止碰撞产生；避免发生触电，保证用电安全，灯具要具有一定的悬挂高度，对于室内照明而言，通常最低悬挂高度为2.3m。（5） 满足照度分布均匀的合理性与局部照明、重点照明、加强照明不同，大部分建筑物都会按均匀的布灯方式布灯，如前所述将同类型灯具按照不同的几何图形，如矩形、菱形、角形、满天

46、星形等布置在顶棚上，如车间、商店、大厅等场所，以满足照度分布均匀的基本条件，一般在这些场所设计要求照度均匀度不低于0.7。照度是否均匀主要还取决于灯具布置间距和灯具本身光分布特性（配光曲线）的两个条件。为了设计方便常常给出灯具的最大允许距高比值SH。当灯下面的照度E0等于相邻灯具中点处的照度E1时，此两灯的间距S与高度H之比称为最大允许距高比，此时，E1=E02+E02=E0。最大允许距高比SH还有另一种定义方法，即四个相邻灯具在场地中央的照度之和与一个灯具在垂直地面下方的照度相等时，布灯的SH值称为最大允许距高比。最大允许距高比利用照明器直射光计算得出。对漫射配光灯具，要考虑房间内的光反射作

47、用，所以应将距高比提高1.11.2倍；对非对称灯具，如荧光灯具、混光灯具等应给出两个方向的SH值。为保证照度的均匀性，在任何情况下布灯的距高比要小于最大允许距高比。表27 灯具最有利的距高比SH 灯具形式相对距离SH宜采用单行布置的房间高度多行布置单行布置乳白玻璃圆球灯、散照型防水灯、防尘灯、顶棚灯2.33.21.92.51.3H无漫透射罩的配照型灯1.82.51.82.01.2H搪瓷深照型灯1.61.81.51.81.0H镜面深照型灯1.21.41.21.40.75H有反射照的荧光灯1.41.5有反射照的荧光灯，带栅格1.21.42.2.2 室内照度计算当灯具的形式和布置方案确定之后，就可以

48、根据室内的照度标准要求，确定每盏灯的灯功率及装设总功率。反之，亦可根据已知的灯功率，计算出工作面的照度，以检验其是否符合照度标准要求。照度计算方法通常有利用系数法、单位功率法和逐点法三种。利用系数法、单位功率法主要用来计算工作面上的平均照度；逐点计算法主要用来计算工作面任意点的照度。任何一种计算方法都只能做到基本准确。计算结果的误差范围在-10+10。（1） 利用系数法利用系数法是计算工作面上平均照度常用的一种计算方法。它是根据光源的光通量、房间的几何形状、灯具的数量和类型确定工作面平均照度的计算方法，又称流明计算法。工作面上的光通量通常是直接照射和经过室内表面反射后间接照射的光通量之和，因此

49、在计算光通量时，要进行直接光通量与间接光通量计算，增加了计算的难度。因此在实际设计时，引入利用系数的概念，使问题简化。计算平均照度的基本公式 (2-1)式中-工作面上的平均照度（lx）；-光源光通量（lm）；-光源数量；-利用系数；-灯具的维护系数。（2） 单位功率法单位功率法的实质是单位面积的安装功率，用每单位面积被照水平面上所需要灯的安装功率（W）来表示。为了简化计算，可根据不同的照明器类型、不同的计算高度、不同的房间面积和不同的平均照度要求，应用利用系数法计算出单位面积安装功率，并列成表格，供设计时查用。该方法通常称为单位功率法。单位功率法计算非常简单，但计算结果不精确，一般适用于生产及

50、生活用房平均照度设计方案或初步设计的近似计算。初步设计时，还可以按单位建筑面积照明用电指标来估算照明功率。计算公式每单位被照面积所需的灯泡安装功率为 (2-2)式中-房间安装光源的总功率（W）；-房间的总面积（）；-房间灯的盏数；-每盏灯的功率（W）；-单位功率，即房间每平方米应装光源的功率（W）。（3） 点光源逐点法计算直射照度逐点计算法是指逐一计算附近各个点光源对照度计算点的照度，然后进行进行叠加，得到总照度的方法。当光源尺寸与光源到计算点之间的距离相比小得多时，可将光源视为点光源。一般圆盘形发光体的直径不大于照射距离的15，纵状发光体的长度不大于照射距离的14时，按点光源进行照度计算误差

51、均小于5。点光源逐点照度的基本计算公式点光源S照射在水平面H上产生的照度Eh与光源的光强Io及被照面法线与入射光线的夹角的余弦成正比，与光源至被照面计算点的距离R平方成反比，又称为平方反比法。计算公式 (2-3)式中-点光源照射在水平面上P点产生的照度（lx）；-照射方向的光强（cd）；-点光源至被照面计算点的距离（m）；-计算高度（m）；-被照面的法线与入射光线的夹角的余弦。图21 智能大厦6层平面图例如：由式（2-1），所以可以得到。普通办公室的照度要求是300lx，我选择的是飞利浦的标准直管型荧光灯，其光通量是2850lm，电力大厦顶层右上角的办公室是55,利用系数和灯具维护系数均取0.

52、8。可以求得灯具所需数量为14。走廊的照度要求是50lx，我选择的是YP220V/26W-3U的筒灯，其光通量是1430lm，电力大厦顶层的走廊是250，利用系数和灯具维护系数均取0.8,可以求得灯具所需数量为9。楼梯间的照度要求是30lx，我选择的是飞利浦紧凑型（节能）荧光灯，其光通量是2900lm，电力大厦顶层的楼梯间是37，利用系数和灯具维护系数均取0.8,可以求得灯具所需数量为1。高档办公室的照度要求是500lx，会议室等普通办公室是300lx，其余各照度详细参见标准照度表，此大楼以办公室为主,所以计算都差不多。同理可求得其他各楼层各房间所需灯具数量。 表28 电力大厦灯具数量统计楼层

53、名称直管型荧光灯紧凑型（节能）荧光灯筒灯电子镇流器半直接型嵌入式灯具半直接型吸顶灯灯具主楼一层办公室114114114接待室、会议室、复印室等3939门厅、厕所及走廊等4949主楼二层办公室140140140接待室、会议室、复印室等3030门厅、厕所及走廊等5151主楼三层办公室接待室、会议室、复印室等175175门厅、厕所及走廊等7171主楼四层办公室666666接待室、会议室、复印室等9696门厅、厕所及走廊等7171主楼五层办公室575757接待室、会议室、复印室等180180门厅、厕所及走廊等6868主楼六层办公室106106106接待室、会议室、复印室等3333门厅、厕所及走廊等17

54、17地下一层变电所、杂物间等2525车库、过道、走廊等8585地下二层变电所、杂物间等6969车库、过道、走廊等1717总计47364742948348310762.2.3 眩光计算眩光可分为失能眩光和不舒适眩光两种，前者是由于光源的位置靠近视线，使视网膜像的边缘出现模糊，从而妨碍了对附近物体的观察，同时侧向抑制还会使对于这些物体的可见度变得更差。现在人们对失能眩光已有充分了解，Stiles-Holladay公式可以说明它的物理意义，并且在有关的标准、规范中使用域值增量（TI）来控制。后者仅有不舒适感觉，短时间内对可见度并无影响，但会造成分散注意力的效果。不舒适眩光值不能直接测量，并且对它的产

55、生还是不能完全知其所以然。目前，人们采用统一眩光值UGR来描述，即它是度量处于视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观反应的心理参考。建立一套（从小光源到发光顶棚）完整的眩光评价体系，解决室内照明的眩光问题。其值可按CIE统一眩光值UGR的基本公式计算。表29 各种工作室的UGR标准工作室UGR办公一般办公室19绘图室16学校教室16缝纫室10医院病房13手术室10工厂装配车间粗装区28细装区19大件仓库292.2.4 办公室照明设计办公室的照明特点是：不论楼层多高，也不论采用哪一种结构体系，其共同特点是在同一幢办公楼内能容纳不同行业、不同功能要求的办公室的需要。室内的空间组合、平面

56、布置，特别是室内照明设计，会直接影响工作人员的工作效率，所以，人们对办公室的照明要求越来越高。办公室是长时间进行公务活动的场所，它的照明不能只考虑工作面的照明，而要根据办公室的具体工作内容来考虑，使整个房间的视觉环境舒适。（1） 办公室照明质量要求1） 照度水平照度应按照国家标准建筑照明设计标准（GB500342004）确定。办公室分普通和高档两类，分别制订照度标准，这样作比较适应我国不同建筑等级及不同地区差别的需要。根据调研，办公室的平均照度多为200400lx之间，平均照度为429lx。根据我国情况将普通办公室定为300lx，高档办公室定为500lx。根据会议室、接待室、前台的照度调查结果

57、，照度多数为200400lx之间，平均照度为351lx，根据实际情况定为300lx。根据营业厅的照度调查结果，多为200300lx之间，定为300lx。设计室照度与高档办公室的照度一致，定为500lx。根据文件整理、复印、发行室的照度调查结果，照度在200350lx之间，定为300lx。资料、档案室的照度普查结果均小于150lx，而CIE标准为200lx，考虑今后发展，我国定为200lx。2） 亮度比室内空间的识别，正是因为有了亮度比。如果室内亮度差别太大，会引起视觉适应的问题，极端情况下就会产生眩光；相反，亮度差太小，空间就会显得呆板，宜使人产生郁闷的感觉。亮度变化主要取决于灯具的亮度和颜色

58、的变化，这些可以通过不同的表面的反射、颜色的变化和照度的变化来达到。办公室照明设计应注意平衡总体亮度与局部亮度的关系，以满足使用要求。表210 办公室照明推荐的亮度比所处场合情况亮度比值所处场合情况亮度比值工作对象与周围环境之间（例如书与桌子之间）3：1灯具或窗与其附近之间10：1工作对象与离开它的表面之间（例如书与地面或墙壁之间）5：1在普通视野内30：13） 反射比表211 办公室内表面反射比推荐值表面类型反射比等效值范围表面类型反射比等效值范围顶棚表面6090办公室设备2060墙壁3080地板1050家具2060环境的颜色往往决定着工作人员的情绪。对于小办公室可以把墙、工作面和靠墙的柜子漆成一样的颜色，因它们对光的反射相同，故给人的感觉是房间增大。对于大办公室，在照度水平较低的情况下，以尽量减少颜色的种类，以避免在视场内出现大面积的饱和色彩。4） 光源颜色光源颜色包括色温、显色指数两个含意。一般办公室照明光源的色温选择在33005300K之间比较合适。显色指数一般为80，同时还要考虑初期投资、安装维护费用及节能等因素。5） 眩