电气照明与新型电光源.pptx

2011-9-19长江大学 龙从玉1发光强度发光强度发光强度发光强度（I I）：）：）：）：光源光源光源光源在单位在单位在单位在单位立体角立体角立体角立体角内辐射的内辐射的内辐射的内辐射的光通量光通量光通量光通量。发光强度发光强度发光强度发光强度（I I）的）的）的）的单位单位单位单位：坎德拉坎德拉坎德拉坎德拉（CdCd）。）。）。）。发光强度发光强度发光强度发光强度 I I=F F/其中其中其中其中光通量光通量光通量光通量单位：单位：单位：单位：LmLm，立体角立体角立体角立体角单位：单位：单位：单位：srsr。发光强度主要用于发光强度主要用于发光强度主要用于发光强度主要用于对对对对点光源点光源点光源点光源的的的的分析分析分析分析。亮度亮度亮度亮度（B B）：光源的单位投影面上的发光强度，表明发光面）：光源的单位投影面上的发光强度，表明发光面）：光源的单位投影面上的发光强度，表明发光面）：光源的单位投影面上的发光强度，表明发光面的明亮程度。的明亮程度。的明亮程度。的明亮程度。亮度亮度亮度亮度的的的的单位单位单位单位：坎德拉坎德拉坎德拉坎德拉/平方米平方米平方米平方米（Cd/mCd/m2 2）。1.21.2、室内照明室内照明室内照明室内照明对对对对照度照度照度照度的的的的要求要求要求要求1.2.11.2.1 室内照明的方式要求：室内照明的方式要求：室内照明的方式要求：室内照明的方式要求：一般照明一般照明：特点使整个室内任何部分得到一定的照明，照度：特点使整个室内任何部分得到一定的照明，照度值不要大；如在室内天花板上的吊灯。值不要大；如在室内天花板上的吊灯。局部照明局部照明局部照明局部照明：特点特点特点特点是是是是灯具灯具灯具灯具不对称不对称不对称不对称设置，设置，设置，设置，让灯光集中照射在某一让灯光集中照射在某一让灯光集中照射在某一让灯光集中照射在某一区域。例如台灯常用于读书写作，工作灯用于精细工作。区域。例如台灯常用于读书写作，工作灯用于精细工作。区域。例如台灯常用于读书写作，工作灯用于精细工作。区域。例如台灯常用于读书写作，工作灯用于精细工作。2011-9-19长江大学 龙从玉2表表表表-1 -1 不同材料的反射率表（单位：不同材料的反射率表（单位：不同材料的反射率表（单位：不同材料的反射率表（单位：%）材料材料材料材料白漆白漆白漆白漆白灰白灰白灰白灰白瓷砖白瓷砖白瓷砖白瓷砖淡色墙壁淡色墙壁淡色墙壁淡色墙壁深色墙壁深色墙壁深色墙壁深色墙壁反射率反射率反射率反射率80-8580-8575-8575-85606040-6040-6015-2515-25表表表表-2 -2 家庭室内照明的照度参考表家庭室内照明的照度参考表家庭室内照明的照度参考表家庭室内照明的照度参考表(单位单位单位单位:Lx):Lx)楼梯、卫生间楼梯、卫生间楼梯、卫生间楼梯、卫生间饭厅饭厅饭厅饭厅.客厅客厅客厅客厅起居室起居室起居室起居室办公室办公室办公室办公室写字台写字台写字台写字台20-5020-501001001001002002003003001.2.3 根据中国建筑设计研究院的根据中国建筑设计研究院的CIE S 008/E-2001室内室内工工作场所作场所照明标准照明标准，对维持，对维持照度标准照度标准、限制、限制眩光值眩光值及最小及最小显色显色指数指数的规定较以前有提高，对室内连续工作场所的照度的要的规定较以前有提高，对室内连续工作场所的照度的要求一般在求一般在200-500Lx，精密工作场所提高，精密工作场所提高1000-1500Lx。据此，。据此，给出给出家庭家庭室内室内照明参考表照明参考表-2。1.2.2 室内室内表面材料表面材料对室内对室内亮度亮度的的影响影响 在同样的光源下，在同样的光源下，室内室内的的表面颜色表面颜色及及材料材料直接直接影响影响到室内到室内的的亮度亮度。2011-9-19长江大学 龙从玉32.1、电光源电光源的的种类种类及及其特性其特性2.1.1 热辐射光源热辐射光源及及其特性其特性 白炽灯常用图形符号：白炽灯常用图形符号：白炽灯：白炽灯：构造构造：白炽灯白炽灯如右图如右图灯丝（钨丝）灯丝（钨丝）、玻壳玻壳、灯头灯头。原理原理：钨灯丝通过电流加热成白炽自发光体。：钨灯丝通过电流加热成白炽自发光体。特性特性：光线柔和，目感舒适，观察物体色差小。：光线柔和，目感舒适，观察物体色差小。因为钨丝在常温下的电阻较小，所以白炽灯在开灯瞬间的电因为钨丝在常温下的电阻较小，所以白炽灯在开灯瞬间的电流较大！流较大！因此使用时要尽可能减少开关次数。因此使用时要尽可能减少开关次数。例如例如：100W/220V白炽灯的计算电阻白炽灯的计算电阻R=2202/100=484;常温下测量电阻常温下测量电阻R85。碘钨灯碘钨灯：在白炽灯的基础上在管内充入微量的：在白炽灯的基础上在管内充入微量的碘碘，提高提高发光发光效率效率，延延 长长钨丝的使用钨丝的使用寿命寿命（2倍）。倍）。碘钨灯碘钨灯主要用于大型的大功率照明的场所（广场或篮球场等）。主要用于大型的大功率照明的场所（广场或篮球场等）。目前，主要发达国家先后颁布了目前，主要发达国家先后颁布了禁用禁用普通普通白炽灯白炽灯的条令。的条令。2、电光源电光源和和常用常用灯具灯具2011-9-19长江大学 龙从玉42.1.2 气体气体放电光源放电光源及及其特性其特性 放电光源放电光源的的工作原理：工作原理：利用汞蒸气和惰性气体弧光利用汞蒸气和惰性气体弧光放电放电发出发出可见光可见光。典型的气体放电光源有：典型的气体放电光源有：高压汞高压汞（水银）（水银）灯灯：主要用于大场面照明。：主要用于大场面照明。荧光荧光（日光）（日光）灯灯。常用的图形符号：。常用的图形符号：2、电光源电光源和常用和常用灯具灯具2.2 2.2、典型、典型、典型、典型日光灯日光灯日光灯日光灯的的的的电路电路电路电路 如右图如右图如右图如右图1 1：R R：日光灯管日光灯管日光灯管日光灯管、L L：电抗镇流器电抗镇流器电抗镇流器电抗镇流器、S S：启辉器启辉器启辉器启辉器。S图图图图-1-1日光灯电路图日光灯电路图日光灯电路图日光灯电路图L LR:日光灯管日光灯管VL220vVR2.2.12.2.1日光灯日光灯日光灯日光灯的的的的工作原理工作原理工作原理工作原理：通电通电通电通电初初初初灯管灯管灯管灯管没放电，电源没放电，电源没放电，电源没放电，电源电压电压电压电压全部全部全部全部加加加加在在在在启辉器启辉器启辉器启辉器两两两两双金属片上双金属片上双金属片上双金属片上，产生产生产生产生辉光放电辉光放电辉光放电辉光放电发热，使发热，使发热，使发热，使两片接通两片接通两片接通两片接通，电流电流电流电流通过通过通过通过镇流器镇流器镇流器镇流器和和和和灯管两端灯管两端灯管两端灯管两端的的的的灯灯灯灯丝丝丝丝并并并并预热灯丝预热灯丝预热灯丝预热灯丝发射电子。发射电子。发射电子。发射电子。2011-9-19长江大学 龙从玉52.2.32.2.3日光灯日光灯日光灯日光灯的使用注意事项的使用注意事项的使用注意事项的使用注意事项常见故障常见故障常见故障常见故障：日日日日光灯光灯光灯光灯不亮不亮不亮不亮：可能是灯管管座或启辉器座接触不良：可能是灯管管座或启辉器座接触不良：可能是灯管管座或启辉器座接触不良：可能是灯管管座或启辉器座接触不良;日日日日光灯光灯光灯光灯亮亮亮亮暗暗暗暗变变变变换：可能是启辉器内的电容击穿。换：可能是启辉器内的电容击穿。换：可能是启辉器内的电容击穿。换：可能是启辉器内的电容击穿。2.2.4 2.2.4 电子电子电子电子镇流器镇流器镇流器镇流器式式式式日光灯日光灯日光灯日光灯：用：用：用：用电子镇流电子镇流电子镇流电子镇流器取代电抗镇流器是器取代电抗镇流器是器取代电抗镇流器是器取代电抗镇流器是发展趋势，目前有些设计或材料缺陷，市场认可度不高。发展趋势，目前有些设计或材料缺陷，市场认可度不高。发展趋势，目前有些设计或材料缺陷，市场认可度不高。发展趋势，目前有些设计或材料缺陷，市场认可度不高。两双金属片两双金属片短接短接辉光辉光放电停放电停，双金属片双金属片因降温因降温分断分断，镇流，镇流器器产生产生自感电动势自感电动势，与，与电源电源电压电压串联相加串联相加（约（约350V）在灯管两端在灯管两端，灯丝灯丝发射发射热电子热电子在高压作用下在高压作用下碰撞碰撞管内管内惰性气体惰性气体电离电离，并使，并使水水银蒸气银蒸气也被也被电离电离，产生，产生弧光放电弧光放电，产生，产生紫外线紫外线，激发激发灯管管壁灯管管壁荧光粉荧光粉发出发出可见光可见光，点亮点亮灯管。灯管。2.2.2 2.2.2 日光灯日光灯日光灯日光灯的的的的安装安装安装安装与与与与使用使用使用使用注意注意注意注意事项事项事项事项：日光灯电路日光灯电路日光灯电路日光灯电路安装安装安装安装时，一定要将时，一定要将时，一定要将时，一定要将开关开关开关开关与保险丝装在与保险丝装在与保险丝装在与保险丝装在相相相相（火）（火）（火）（火）线线线线上。否则有安全隐患，也会减少使用寿命。上。否则有安全隐患，也会减少使用寿命。上。否则有安全隐患，也会减少使用寿命。上。否则有安全隐患，也会减少使用寿命。合理合理合理合理控制开灯次数控制开灯次数控制开灯次数控制开灯次数，频繁频繁频繁频繁开关日光灯会开关日光灯会开关日光灯会开关日光灯会降低降低降低降低其使用其使用其使用其使用寿命寿命寿命寿命。日光灯日光灯日光灯日光灯工作工作工作工作时，时，时，时，40W40W灯管电压灯管电压灯管电压灯管电压约约约约90V90V、镇流器电压镇流器电压镇流器电压镇流器电压约约约约200V200V，镇流器损耗镇流器损耗镇流器损耗镇流器损耗功率约功率约功率约功率约8W8W。电路的。电路的。电路的。电路的功率因数功率因数功率因数功率因数约约约约 。2011-9-19长江大学 龙从玉63.1、发光二极管发光二极管（LED）照明照明：从：从红红、绿绿、黄色黄色的的显示显示发光发光二极管二极管到到白色白色的的照明照明发光发光二极管二极管，现在部分，现在部分城市城市的的景观照明景观照明已已广泛采用。广泛采用。电光源电光源的的光效光效明显明显提高提高。3.2、有机发光二极管有机发光二极管（OLED）照明照明：是有机涂层：是有机涂层面发光面发光光光源源，效率更高效率更高。虽然成本较高，但是由于使用寿命的提高（已。虽然成本较高，但是由于使用寿命的提高（已可从可从24000提高至提高至100000小时），是有广泛的使用前景的小时），是有广泛的使用前景的。3、新型电光源新型电光源介绍介绍3.3、我国、我国新型电光源新型电光源的的使用现状使用现状：目前，国内发光二极管照明：目前，国内发光二极管照明还处在还处在景观照明景观照明阶段阶段，欧美发达国家已进入，欧美发达国家已进入实用照明实用照明阶段阶段，现，现在沿海地区有数量相当多并有一定规模的在沿海地区有数量相当多并有一定规模的新型电光源新型电光源生产企业，生产企业，主要生产出口的主要生产出口的LED照明器材，并且有些还是代工生产的。照明器材，并且有些还是代工生产的。在美国能源部在美国能源部2008年年9月的评估报告中估计：月的评估报告中估计：2008年期间，年期间，OLED的使用寿命从的使用寿命从24000小时提升至小时提升至100000小时小时;并并预测预测：2012年年OLED照明照明光效光效可达可达150（Lm/W），），2013年年OLED照明照明市场规模市场规模将达到约将达到约45亿亿美元美元。2011-9-19长江大学 龙从玉64.1、视觉适应视觉适应：暗暗适应适应（由（由明处明处到到暗处暗处）眼瞳孔）眼瞳孔睁大睁大，由约，由约2mm8mm。明明适应适应（由（由暗处暗处到到明处明处）眼瞳孔）眼瞳孔减小，减小，由约由约8mm2mm。4.2、眩光眩光：是泛指由于亮度分布、亮度范围不合适或在时间上：是泛指由于亮度分布、亮度范围不合适或在时间上相继出现的相继出现的亮度差亮度差过大过大所造成的人的所造成的人的感觉感觉不适应不适应或或视力减低视力减低的的视觉条件。视觉条件。直目眩光直目眩光：由：由光源体光源体直照所直照所引起引起的的眩光眩光。反射眩光反射眩光：有：有观察方向观察方向或相关发光体的或相关发光体的镜面反射镜面反射所引起的眩光。所引起的眩光。例如：教室黑板上的例如：教室黑板上的反光反光会引起会引起反射眩光反射眩光造成造成看不清看不清。表表表表-3 -3 光谱颜色波长及范围表光谱颜色波长及范围表光谱颜色波长及范围表光谱颜色波长及范围表颜色颜色颜色颜色红红红红橙橙橙橙黄黄黄黄绿绿绿绿蓝蓝蓝蓝紫紫紫紫波长波长波长波长/nm/nm710710610610580580510510470470420420波段范围波段范围波段范围波段范围670-780670-780590-670590-670566-589566-589495-566495-566420-495420-495380-420380-4204、人人的的视觉特性视觉特性、电光源质量电光源质量与与照明效果照明效果4.34.3、光光光光的的的的颜色颜色颜色颜色：LEDLED光源不但光效较高，还能有多种颜色，光源不但光效较高，还能有多种颜色，光源不但光效较高，还能有多种颜色，光源不但光效较高，还能有多种颜色，光光光光是是是是电磁波电磁波电磁波电磁波，其的，其的，其的，其的颜色颜色颜色颜色反应反应反应反应光光光光的的的的波长波长波长波长，如下表，如下表，如下表，如下表-3-3。2011-9-19长江大学 龙从玉74.4、光源光源的的显色性显色性：在传统在传统电光源电光源中中白炽灯白炽灯等热光源的等热光源的显色性显色性较较好好，通常以，通常以白光白光的的显色指显色指数为数为100，白炽灯白炽灯的显色指数高达的显色指数高达95以上。以上。荧光灯荧光灯的的显色指数显色指数仅为仅为55-80，其中，其中日光型日光型的的较高较高。至于至于高压汞灯高压汞灯与与高压钠灯高压钠灯则分别为则分别为50与与20。在新型的在新型的发光二极管发光二极管LED与与有机发光有机发光（OLED）中的）中的白色光白色光源源，其，其显色性显色性都能做到都能做到很高很高。表表表表-4-4 典型典型典型典型电光源电光源电光源电光源的的的的光效光效光效光效及及及及显色性对照表显色性对照表显色性对照表显色性对照表电光源电光源电光源电光源白炽灯白炽灯白炽灯白炽灯碘钨灯碘钨灯碘钨灯碘钨灯日光灯日光灯日光灯日光灯LEDLEDOLEDOLED光效光效光效光效（Lm/WLm/W）10-1510-152020505065-8565-8580-12080-120显色指数显色指数显色指数显色指数979755-7555-7555-8555-8585-9585-954.5、典型、典型电光源电光源的的显色性显色性对对比比可见可见表表-4。LED灯的灯的色温色温丰富，丰富，表中的表中的显色指数显色指数是是白色白色LED灯的。灯的。2011-9-19长江大学 龙从玉84.7、对于对于办公桌办公桌的的照明光源照明光源的的选择建议选择建议 对对50hz电源的电源的荧光灯荧光灯这类这类冷光源冷光源虽然虽然光效光效较较高高，冷光源，冷光源的每秒的每秒100次的次的闪烁闪烁会造成会造成人人的视神经的视神经疲劳疲劳（人眼感觉（人眼感觉迟逾迟逾时时间为间为0.1秒）秒），产生近视产生近视。不易做局部照明。不易做局部照明。建议建议优先优先采用新兴的采用新兴的LED照明灯照明灯做台灯。做台灯。其次可以用其次可以用高频高频荧光灯荧光灯可作台灯。可作台灯。目前目前暂时暂时选择白炽灯作台灯照明。选择白炽灯作台灯照明。尽量不要用普通（尽量不要用普通（50Hz)的日光灯作台灯光源！的日光灯作台灯光源！4.6 4.6、一般情况下，电光源的、一般情况下，电光源的、一般情况下，电光源的、一般情况下，电光源的照明照明照明照明效果效果效果效果与与与与被照工作面被照工作面被照工作面被照工作面的的的的距离距离距离距离成反比成反比成反比成反比，白炽灯罩下敞开下的光源照度效果见表白炽灯罩下敞开下的光源照度效果见表白炽灯罩下敞开下的光源照度效果见表白炽灯罩下敞开下的光源照度效果见表-5-5。白炽灯罩下敞开白炽灯罩下敞开白炽灯罩下敞开白炽灯罩下敞开功率功率/W4060高度高度/M0.71.10.71.1照度照度/Lx683012055 确实要用日光灯作确实要用日光灯作办公照明办公照明的，可采用的，可采用高吊灯高吊灯，利用，利用漫反漫反射射降低闪烁。即降低闪烁。即降低降低照度（牺牲）来照度（牺牲）来降低降低闪烁。闪烁。