1、照明方案设计,目 录一、照明设计标准的应用二、光电源性能比较三、灯具的选用四、工业照明五、照明系统的经济分析方法,一、照明设计标准的应用,对于照明设计标准，一般都是参考GB 50034对各个行业自己的特殊要求，可以参考各个行业的标准，比如：体育场馆的153 标准等等。,一、照明设计标准的应用,50034应用的范围比较广,一、照明设计标准的应用,50034总 则为了在建筑照明设计中，贯彻国家的法律、法规和技术经济政策，符合建筑功能，有利于生产、工作、学习、生活和身心健康，做到技术先进、经济合理、使用安全、维护管理方便，实施绿色照明，制订本标准。本标准适用于新建、改建和扩建的居住、公共和工业建筑的
2、照明设计。建筑照明设计除应遵守本标准外，尚应符合国家现行有关强制性标准和规范的规定。,一、照明设计标准的应用,一般照明为照亮整个场所而设置的均匀照明。分区一般照明对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明。 局部照明特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明。 混合照明 由一般照明与局部照明组成的照明。 正常照明在正常情况下使用的室内外照明。 应急照明因正常照明的电源失效而启用的照明。应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。,一、照明设计标准的应用, 疏散照明作为应急照明的一部分，用于确保疏散通道被有效地辨认和使用的照明。安全照明作为应急照明的一部分，用于确保
3、处于潜在危险之中的人员安全的照明。备用照明 作为应急照明的一部分，用于确保正常活动继续进行的照明。值班照明 非工作时间，为值班所设置的照明。警卫照明 用于警戒而安装的照明。障碍照明在可能危及航行安全的建筑物或构筑物上安装的标志灯。,二、光电源性能比较,常见电光源介绍发展简史1879年10月21日美国伟大的科学家爱迪生研制成功第一只可供实用的白炽灯泡。1959年GE公司研制成具有体积小、寿命长、发光效率（光效）高、光色好、光输出稳定等优点的石英卤钨灯。1906年研制成供医疗和研究用的高压汞灯，1930年发展到应用于照明方面，60年代各种金属卤化物灯的研制成功，高强度气体放电灯的显色性、发光效率又
4、提高到新水平，高压钠灯虽然显色性差，但是发光效率可达到120 lm/W。荧光灯自1938年问世后，由于它具有发光效率高、亮度均匀柔和、热辐射小、寿命长、可以制成各种光色等优点，获得迅速发展，得到广泛应用。70年代铝酸盐体系三基色荧光粉的发展，为荧光灯小型化奠定了基础，从而开发了各种各样的紧凑型荧光灯。,二、光电源性能比较,电光源按其发光物质来划分可分为固体发光光源和气体放电发光光源两大类：,二、光电源性能比较,二、光电源性能比较,白炽灯是根据热辐射原理制成的，主要是由灯丝、泡壳和灯头组成。,二、光电源性能比较,白炽灯工作特性：发光效率工作在钨的熔点（3653K）的白炽灯，理论上的光效可达到53
5、 lm/W。由于它的大部分能量都变成红外辐射，以现今额定寿命为1000小时的普通白炽灯为例，其光效为821.5 lm/W。在灯启动的瞬间灯的电流很大。当使用大批量白炽灯时，灯要分批启动。色温和显色性普通白炽灯，色温较低，约2800 K，有很好的色温。白炽灯的辐射覆盖了整个可见光区，在人造光源中它的显色性是首屈一指的，一般显色指数Ra=100。,二、光电源性能比较,荧光灯主要部件 管状荧光灯的主要部件有泡壳、荧光粉涂层、电极、填充气体和灯头等,二、光电源性能比较,工作特性光效直管型荧光灯不同功率的荧光灯工作频率不同时，电极损耗相差很大。高频时能产生更多的紫外线去激发荧光灯，使灯的光效提高。荧光灯
6、的光效除由采用的荧光粉所决定外，还与另外两个因素，即环境温度和电源频率有密切的关系。当环境温度在25左右时，荧光灯的光输出最大，高于或低于最佳温度1535时，光输出也随之减少。电源频率在高频（10 kHz）工作时光效增加10%左右。颜色一般照明用的荧光灯有暧白色、白色、冷白色和日光色。光输出维持特性荧光灯在点燃8000 h后，灯的光通量将下降到初始值的70%80%，灯管管壁（尤其是灯管端）发黑，影响光输出。,二、光电源性能比较,金卤灯有欧标、美标之分，要求配用相对应的欧、美标镇流器。主要部件金卤灯主要由电弧管，外泡壳，灯头，填充气体组成,二、光电源性能比较,工作特性金卤灯采用镇流器启动，灯在熄
7、灭后由于灯内气压太高不能立即再启动，要等520 min后才能再启动。与高压汞灯相比，金卤灯在电源电压上下波动大于10%时就会造成灯颜色的变化，灯泡必须工作在规定的功率范围内，灯才能达到要求。金卤灯的颜色特性在很大程度上取决于电弧管的冷端温度和灯的工作位置。,二、光电源性能比较,LED（发光二极管）特点：（1）色彩丰富：全彩色显示 （2）响应时间快：白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。（3）高节能：超低功耗，电光功率达90%以上，比传统光源节能80%以上。（4）长寿命：LED光源无灯丝、工作电压低，使用寿命可达5万到10万小时。 （5）利环保：生产中无有害元素、使用中不发出有害
8、物质、无辐射。（6）LED的缺点是价格高，功率小。由以上的特点可以看出，LED必将成为领导照明世界里第四代新型光源。,二、光电源性能比较,功率因数功率因数是指有功功率与视在功率的比值。输入功率因数是一个重要指标。提高此项指标不仅可以降低线路损耗、节约电能、消除火灾隐患，还可以减少对市电的谐波污染，提高市电的供电质量，获得较大的经济效益及社会效益，最理想的输入功率因数是1。,三、灯具的选用,在工厂照明中，采用什么样的灯具，也是由使用的环境来决定的。 如果车间内湿度较大，就需要采用防水性能好的灯具；而在多灰尘的厂房内，则必须采用防尘的灯具。在这些情况下，都要对采用的灯具的IP等级进行慎重的选择。
9、选用灯具时，还要考虑安全防护的要求。例如，对于人能触及的灯具，应当有很好的防触电保护性能。而对易燃和易爆气体场所，则应采用防爆型的灯具。,三、灯具的选用,1工厂照明要求 工厂照明涉及的场所和作业的范围很广，既有在小型车间进行的精细加工，又有在高大厂房中的重工业生产，还有在易燃易爆等危险场所的作业活动，照明工作者必须根据不同的场所和作业性质，进行相应的设计，为工作人员提供安全、舒适、方便、经济的照明，以最大限度地减少甚至杜绝事故，提高劳动生产率，并有效保护工作人员的健康。 （1） 照度值 总体照度值（也称为照度水平）是工厂照明中的最基本的要求。 表2中列出了部分工作场所的要求照度在相关的国家标准
10、中的规定。,三、灯具的选用,（1）照度的均匀度 最小照度与平均照度之比不低于0.7。 平均照度简单估算： 平均照度 = 所有灯具的流明数 85% 总照明面积 最低照度一般是没法计算的，通常是通过设计时掌握正确 的距高比来控制。（2） 灯具选择 在工厂照明中，采用什么样的灯具，也是由使用的环境来 决定的。,三、灯具的选用,如果室内的环境温度过低，如在冷冻食品加工厂和冷库中，不宜采用荧光灯。因为在低温时荧光灯不仅启动困难，而且光输出也要降低很多。这时可采用高强度放电灯进行照明，个别地方也可采用白炽灯。在那些环境温度很高的工作场所，如炼钢厂、铸造车间，采用气体放电灯时一定要保证其镇流器的工作温度不超
11、过其最高允许温度。因此，必须选择合适的气体放电光源和灯具。 如果车间内湿度较大，就需要采用防水性能好的灯具；而在多灰尘的厂房内，则必须采用防尘的灯具。在这些情况下，都要对采用的灯具的IP等级进行慎重的选择。选用灯具时，还要考虑安全防护的要求。例如，对于人能触及的灯具，应当有很好的防触电保护性能。而对易燃和易爆场所，则应采用防爆型的灯具。 从节能的角度出发，一般在同样的照度值下，荧光灯和气体放电灯较白炽灯要节能。,三、灯具的选用,危险区域照明要求 精炼厂和油罐厂的厂房布局都有极其复杂，既有主要的灯光障碍物，又有不同高度水平的工作面。 高处的泛光灯安装于危险区域范围之外的若干位置，可为安全走动和一
12、些计件工作提供照明。 在这套系统还不能提供足够照度的许多其他地方，需要安装一些分散的局部照明灯具，如楼梯、过道、阀门及计量区域。 应该仔细选择这些灯具的位置以免从不同水平方向观察时发生眩光。大部分局部照明设备有隔框或井形玻璃框，使用高压或低压气体放电灯，且需与该地区的作业和材料的危险等级相适应。,四、工业照明,工厂（车间）照明是目前我们市场中遇到的最多的情况，在作咨询服务的过程中，要先对必要的因素作了解，然后再作设计考虑。 1、进行工厂照明设计需了解的一般因素 咨询工作开始时，一定要通过各种方式了解一些相关的情况和数据，可以询问客户（经办人、负责照明管理的工程师、电工、车间主任、班组长），也可
13、以现场勘察记录。一般说来，必须了解如下方面的因素：,四、工业照明,工作环境的性质：是机加工车间？电子装配车间？还是冲压车间？以确定选择何种光色的光源（冷色/暖色），从而有利于提高工作效率； 对显色性的要求：根据工作场所的性质是否对物体的颜色识别有较高的要求，是否需要识别机械设备和加工部件的颜色，光源的显色性会影响工作的效率，会影响操作工的心理，例如在装配车间安装显色指数太低的高压汞灯会使现场气氛比较冷清。此时就应该选用显色指数较高的光源。 工厂的温度环境：例如低温的冷库不宜选用荧光灯，因为不易启动，炼钢厂一定要保证镇流器的工作温度不超过其最高允许温度；,四、工业照明,工厂的使用环境：湿度如何？
14、是否多粉尘？从而决定灯具的IP等级； 应该准备好笔记本，将了解的情况记录下来，或者在去客户之前准备一个情况调查表，将要了解内容全部列上，以免漏掉内容 。,四、工业照明,2、 工厂的照明系统 1）、工厂照明系统的组成：一个完整的工厂照明系统由一般照明、区域化照明、局部照明、特殊作业照明混合组成。 2）、一般照明：用来在所考虑区域的工作面上产生比较均匀的照度。 a、一般照明的原则 如果在任意给定的工作位置上最小照度与平均照度的比值在0.8以上，则其照度均匀度已足够。 应使用荧光灯或高强度放电灯作为一般照明光源。究竟是采用前者或后者，主要根据安装高度来决定。,四、工业照明,灯具安装高度在2.5-4m
15、之间，可采用荧光灯具，与窗户或视线方向平行，而与成排的工作台和机器垂直。既可以避免在视觉作业面上产生讨厌的阴影，又可以减少光倍反射进入工作者眼睛的机会。 灯具安装高度在4-7m之间，可采用悬挂式反射型小功率金卤灯灯具，使其离地面约4m。 灯具安装高度在6m以上，可选用HID（高强度气体放电灯）灯具，由于功率和光通量大，灯具数量可以减少，使安装、运转、维护更为经济。,四、工业照明,照明设计方案 根据以上的几条因素，确定如下的选灯和布灯方案： a、 选用显色指数高的金卤灯做光源（显色指数达到80-85）； b、电架库层高为7-9.5米，不适合选用荧光灯具，较适宜选用金卤灯高棚灯具，亮度高，投射范围
16、大，而且环境温度对灯具没有影响； C、根据电架库的工作性质，其室内的平均照度应达到300lx，但实测现有照明系统环境照度只有112-176lx。故将原有250W高压汞灯改造成400W金卤灯，从其电网负荷和经济性考虑，灯具可以减少一半；,四、工业照明,d、根据电架库的工作性质，照明系统分为三部分组成，顶部一般照明，侧壁补充照明，地面移动照明，灯具的分布如下图所示： e、 根据以上确定的一些原则，然后用平均照度法进行照明设计，通过逐点计算法评估眩光，此过程比较繁杂，此处暂时略过。 如果用快速估算法来进行粗略设计，计算过程如下： I.从表2查得电架库照度推荐值应为A=300lx; II.选择NTC9
17、210防震型投光灯做一般照明，NTC9700防眩通路灯做侧壁补充照明，两者均为400W金卤灯，单个灯泡流明值为 B=36000lm;,四、工业照明,I. 灯具效率和光源维持流明值为 C=36000*0.5 = 18000(Lm) II. 灯具数 N=138*60*A/C = 138*60*300/18000=138(台） III. 灯具间隔 L=138*60/N = 138*60/138=7.7(m) 以最低层高为7m计算，而9210的距高比为1.3，因此，功率值及灯具间隔值都是比较合适的。与计算法得出的结果基本一致，实际运用中，根据特殊需求及工种再辅助用局部重点照明。,四、工业照明,* 照明估算 光通法计算平均照度： E平均=NKCU/A 其中E平均平均照度； 每盏灯具中光源的总光通量； N灯具的数目； K维护系数约0.7； Cu灯具出射光通量利用系数（通常取0.7）； A被照面的面积；,五、照明系统的经济分析方法,一般照明的照明功率密度（简称LPD ）作为照明节能的评价指标。,五、照明系统的经济分析方法,五、照明系统的经济分析方法,五、照明系统的经济分析方法,此计算方法为附件的EXCEL,谢谢,
