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注册电气工程师考试辅导-16照明

注册电气工程师考试辅导-16照明

考试大纲  
16.  照明
  16.1  熟悉照明方式和照明种类的划分;
  16.2  掌握照度标准及照明质量的要求;
  16.3  掌握光源选用和灯具选型的有关规定;
  16.4  了解照明供电的有关规定;
  16.5  掌握照度计算的基本方法;
  16.6  熟悉照明与环境的关系。

注册考试辅导教材
16  照明
16.1  照明方式和照明种类的划分[67]
16.1.1  照明方式
照明方式是指照明设备按其安装部位或使用功能构成的基本制式。照明可分为下列方式:
(1)一般照明。不考虑特殊部位的需要,为照亮整个场地而设置的照明。
(2)分区一般照明。根据需要,提高一般照明。
(3)局部照明。为满足某些部位(通常限定在很小范围,如工作台面)的特殊需要而设置的照明。
(4)混合照明。一般照明与局部照明组成的照明。
16.1.2  照明种类
照明按特点分为:
(1)正常照明。在正常情况下使用的固定安装的人工照明。
(2)事故照明(应急照明)。在正常照明系统因电源发生故障熄灭的情况下,供人员疏散、保障安全或继续工作用的照明。它按功能可划分为疏散、保障安全或继续工作用的照明。
(3)警卫照明。在警卫范围内装设的照明。
(4)障碍照明。装设在与航空或交通部门有关的建筑物或构筑物上方作为障碍标志的照明。
16.2  照度标准及照明质量的要求
16.2.1  照度标准[45,46]
照度标准值是指生产或生活场所作业面上的平均照度值。照明的照度标准值,应按以下系列分级:0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000和3000lx。
当采用高强气体放电灯作为一般照明时,在经常有人工作的场所,其照度值不宜低于50lx。混合照明中的一般照明,其照度应按该等级混合照明照度值的5%~15%选取,不宜低于30lx。但采用高强气体放电灯时,不宜低于50lx。主要通道上疏散照明的照度值,不宜低于0.5lx。
16.2.1.1  工业建筑照度标准
工业场所作业面上的照度标准值应符合表16−2−1的规定。
16.2.1.2  民用建筑照度标准
(1)图书馆建筑照度标准见表16−2−2。
(2)办公楼建筑照度标准见表16−2−3。
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16.3  光源选用和灯具选型的有关规定[67]
16.3.1  光源选用
(1)电光源的分类,按照电光源的发光物质,其分类见表16−3−1。
光源性能的主要技术指标有三个,即发光效率、光源寿命和光源显色性,其他指
标如受电压波动影响程度、可靠性、稳定性、附件多少、功率因数高低、起动稳
定时间、再起动时间、光源产品价格等也都对光源选用有着重要的参考作用。使
用电感镇流器时,镇流器的功率损耗应计入光源的输入功率中,镇流器的功率损
耗占灯功率的百分比见表16−3−2。
(2)光源的选择光源的选择原则是根据不同的照明、用途、环境、光源本身参数
等来选择合适的光渗加以利用。光源选择的原则如下:
1)在工业厂房中,当照明器悬挂高度在4m以下时,一般应选荧光灯或适用的气
体放电灯,在4m以上时,选高强气体放电灯;
2)开关频繁、需调光或瞬时起动的场所应选用瞬时起动并能满足调光要求的光
源;
3)无特殊要求的场所,应选择光效高的灯;
4)有显色性要求的场所,应选显色指数Ra大于该场所要求的光源;
5)要求光环境舒适、温暖且照度低的场所,宜选低色温光源;
6)应急照明一般应选可瞬时起动的光源,如白炽灯、荧光灯等;
7)室外场地应选光效高的高强气体放电灯;
8)当一种光源不能满足要求时,可以采用混光光源。

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16.3.2  照明器的选择与布置
灯具包括所有用于支承光源、调整光源配光、保护光源的部件以及点燃光源所需要的一切辅助电器。灯具与光源的组合称为照明器。
(1)照明器的选择要考虑照明方式、光源种类、使用场所环境条件、安装方式、照度要求等综合因素,但主要从经的机械结构和光学特性方面选择,一般应注意:①灯具的结构和规格要和光源配套;②照明器要和环境条件相适应;③合理利用配光分布,提高照明效率;④限制眩光;⑤合理的经济性。
(2)照明器的布置一般考虑下列因素:①室内布灯应满足照度、均匀度、工艺及眩光限制的要求,并考虑布置美观,便于纵;②室内布灯室外照明种类较多,不同种类对布灯有不同的要求,如室外道路,对照度水平、亮度水平以及眩光限制等都有很严格的要求,而屋外配电装置区主要应考虑与带电设备的安全静距,以及检修和运行的方便,避免灯柱造成活动障碍。

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太感谢你拉,大师,为我排忧,为我解惑

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16.4  照明供电的有关规定
16.4.1  照明网络供电电压[62,63]
正常照明网络电压:采用中性点直接接地的380/220V三相四线制系统供电。交流事故照明由保安电缆柴油发电机供电时,其网络电压应为380/220V;直流事故照明仅由蓄电池供电时,其网络电压宜为220V或110V。
检修及其他场所的照明网络电压:供一般检修用携带式作业灯,其电压应为24V。如采用220V电压时,应有防止触电的安全措施,并应敷设灯具外壳专用接地线;安装在生产车间的照明灯具,当其安装高度低于2.4m时,应有防止触电的安全措施或采用24V及以下电压。
照明具端电压不应高于额定电压的105%,也不宜低于其额定电压的下列数值:
(1)对视觉要求较高的主控制室、微机监控室等室内照明为97.5%;
(2)一般工作场所的室内照明为95%;
(3)事故照明、道路照明、警卫照明及电压为12~24V的照明为90%。
(4)对远离供电电源的工作场所,难以满足端电压为95%额定电压要求时,可降低到90%。

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16.4.2  照明供电线路
16.4.2.1  由公共低压电网供电的照明负荷,线路电流不超过30A时,可用220V单相供电,否则,应以220/380V三相四线供电。
16.4.2.2  室内照明线路,每一单相分支回路的电流,一般情况下不宜超过15A,所接灯头数不宜超过25个,但花灯、彩灯、多管荧光灯除外,插座宜单独设置分支回路。
16.4.2.3  对高强气体放电灯的照明回路,每一单相分支回路电流不宜超过30A,并应按启动及再启动特性,选择保护电器与检验线路的电压损失值。
16.4.2.4  对气体放电灯供电的三相四线照明线路,其中性线截面应按最大一相电流选择。
16.4.2.5  在气体放电灯的频闪效应对视觉作业有影响的场所,其同一或不同一灯具的相邻灯管(灯泡)宜分别接在不同相位的线路上。
16.4.2.6  厂区道路照明除回路应有保护装置外,每个灯宜具有单独保护装置。
16.4.2.7  事故照明的电源,应区别与正常照明的电源,不同用途的事故照明电源,应采用不同的切换时间和连续供电时间。
16.4.2.8  事故照明作为正常照明的一部分同时使用时,应有单独的控制开关。事故照明不作为正常照明的一部分同时使用时,当正常照明因停电,事故照明宜自动投入。

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16.4.3  照明装置的接地与接零[62,63]
16.4.3.1  在中性点直接接地的低压电力网中,电力照明装置宜采用低压接零保护。
16.4.3.2  在中性点非直接接地的低压电力网中,照明装置应采用低压接地保护。
16.4.3.3  照明装置中凡正常情况下不带电的金属部分均应接零(或接地)。
16.4.3.4  正常照明配电箱或照明专用配电屏的零母线应就近接地。
但装在木电杆上的照明装置或金属支架和具有不良导电性的地面(如木质地板、沥青、塑料等)的干燥房间内的照明装置可不接零(或不接地)。
16.4.3.5  凡应接零的设备,应采用各自单独的接零支线。
每个照明器的外壳应以单独的接零支线与工作零线相连接,而不能将照明器的外壳与分支的工作零线相连接。若干个照明器的零线不允许串联连接。
16.4.3.6  二次侧电压为24V及以下照明变压器必须采用双绕组的,严禁采用自耦变压器。其变压器二次侧的一端应予接地(或接零),电源侧应装设短路保护(如熔断器)。供携带式降压变压器的电源插座,其相线、零线应有所标志。
16.4.3.7  在有接零保护要求的中性点接地系统中,零线回路不应中断,故在零线上不应装设开关或熔断器。
16.4.3.8  在有爆炸危险的场所,应采用专用的接零线(或接地线)。
16.4.3.9  照明网络的工作零线两端必须可靠接地,其接线方式如下:
(1)在具有若干个照明配电箱的建筑物内,可将各配电箱引出的工作零线末端互相连接后接地。
(2)当建筑物内只有一个照明配电箱时,工作零线末端可接于就近的接地装置。
(3)当建筑物内只有一个照明配电箱而附近又无接地装置时,可将各分支线路工作零线末端互相连接即可。
凡应接零的设备,应采用各自单独的接零支线,不应将若干接零的设备串联接于一根接零支线上。

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16.4.4  照明线路的敷设与控制[62,63]
16.4.4.1  对照明线路的敷设有以下要求:
(1)爆炸危险、特别潮湿以及有可能受到机械损伤的场所,照明线路应采用穿钢管(或电缆管)敷设,不能采用硬塑料管。导线一般采用塑料绝缘导线(BV型或BLV型)。在有酸、碱、盐腐蚀性屋内或屋外腐蚀的管线,应有耐(防)腐蚀的措施,如采用暗管敷设、铜芯塑料导线或采用硬塑料管等。
(2)照明线路穿管敷设时,导线(包括绝缘层)截面积的总和不应超过管子内截面的40%,或管子内径不小于导线束直径的1.4~1.5倍。
(3)一般情况下,管内敷设多组照明回路的导线时,其总根数不应超过6根;在有爆炸危险的场所,管内敷设的导线根数,不应超过4根。
(4)不同电压等级和不同照明种类的导线,不应共管敷设。
(5)屋外配电装置、组合导线和母线桥下面,不应有照明架空线路穿过。
(6)除上述各类场所外,其他场所均可采用塑料绝缘塑料护套线(BVV或BLVV型)明线敷设。
16.4.4.2  照明线路的控制
(1)在主要生产厂房内的一般照明,宜在照明配电箱内集中控制。对经常无人到达的场所的照明,应装设单独的开关分散控制。
(2)正常照明分支回路中性线上,不应装设熔断器和开关设备。
(3)集中控制的照明分支线路上,不应连接插座和其他电气设备。
(4)高大建筑物(或构筑物)的障碍标志照明的控制,宜采用光电自动控制,也可以在主控制室远方控制。

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16.4.5  照明配电箱选择与布置[62,63]
(1)照明配电箱应按照明种类、工作电压、工作电流、有无进出线开关、工作场所环境条件进行选择。
(2)照明配电箱一般宜选用具有自动空气开关做为进出线开关的型式。其安装方式可根据使用场所环境条件确定明式或暗式安装。
(3)在有爆炸危险的场所,应装设防爆照明配电箱。如采用非防爆照明配电箱,则应将其装设在附近正常环境的场所。对潮湿与有腐蚀气体的场所,不宜装设普通开启式照明配电箱。
(4)照明配电箱的布置,应靠近负荷中心,并便于操作维护。
(5)照明配电箱的安装高度,一般为箱底距所在地面1.3~1.5m。
16.4.6  照明开关、插座的选择和安装[62,63]
(1)生产厂房、车间不应使用拉线开关。
在有爆炸危险的场所,严禁装设普通开关。
(2)照明开关宜安装在便于操作的出入口处。
(3)照明开关的安装高度,除拉线开关外,一般取其中心距地面1.3m高。
(4)插座的选择原则:
a)对各种不同电压等级的插座,其插孔形状应有所区别;
b)所有插座均应为带专用地线的单相三孔插座;
c)在有爆炸危险的场所,应采用防爆型插座;
d)潮湿、多尘的场所或屋外装设的插座,应采用密封防水型插座。
(5)插座的安装高度:
a)在生产厂房、车间内插座的安装高度,一般为其中心距所在地面0.3~1.3m;
b)在办公室和一般环境的室内插座的安装高度,一般为中心距所在地面0.5~0.8m。
(6)明敷设的照明分支线路,在引至开关、插座的部分,若采用非防护型的导线时,应有保护措施。

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16.5  照度计算的基本方法[62,63]
16.5.1  照度计算概述
被照面上的照度通常由两部分光通组成,一部分是直接来自光源的直射光通;另一部分来自空间各个面反射来的反射光通。照明计算是照明设计的基础,它包括照度计算、亮度计算、眩光计算各种照明效果计算,通常所说的照明计算主要是指照度计算,只是在特定环境下才计算其亮度、眩光等指标。
照度计算通常有两个方面含义:①根据照明系统计算被照面上的照度;②根据所需照度及照明器布置计算照明器的数量及乐源功率。
计算照度的基本方法有利用系数法和逐点计算法两种。在工程设计中,常可根据实际经验确定大多数厂房和房间的照明器容量和数量,也可用单位容量估算法进行估算。
照度计算法的特点及适用范围见表16−5−1。

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16.5.2  线光源的逐点计算法(方位系数法)
设定发光元件长度为 ,宽为 ,高为 ,当发光元件具有较大的长度 ≥ ,较小的宽度( ≥ )时(如嵌入式带状荧光灯,单个荧光灯等),可视作线光源。线光源逐点计算法有多种,这里仅介绍方位系数法。
该法特点是将各种装有线光源的照明器按照它在平行面上光强分布的形状分成五类(A类为一般简式或加磨砂玻璃罩的荧光灯;B、C类为浅栅格类型的荧光灯;D、E类为深栅格类型的荧光灯)。光强分布平面图及平行面光强分布的分类见图16−5−1及图16−5−2,它已大体包括线状光源在平行面上光分布的特点。
16.5.2.1  基本计算公式
(1)水平面照度
                (16−5−1)


图16−5−1  计算用的光强分布平面图


图16−5−2  平行面光强分布的分类
曲线 ;曲线 ;曲线 ;曲线 ;曲线
(2)被照面与光源平行时的垂直照度 。
                (16−5−2)
(3)被照面与光源垂直时的垂直照度 :
                (16−5−3)
上三式中
——照明器的垂直面光强分布曲线中与 角对应方向的发光强度值(cd),见图16−5−2,其值可查厂家荧光灯技术参数;
——线光源单位长度的光通量,1m/m;
——计算高度,m;
——照度补偿系数(见表16−5−2);
——倾角,见图16−5−5, ;
、 ——分别为平行面和水平面的方位系数,它与方位角 及照明器的平等面光强分布形状有关,可从图16−5−3、图16−5−4查出,其中
,可参见图16−5−5。
以上三式适用于计算点处在通过线光源端头的垂直平面上,若计算点在任意位置时,则可采用将线光源分段或延长的方法,按图16−5−6分别计算各段在各该点所产生的照度,然后求各段在各该点照度的代数和


图16−5−3  垂直面的方位系数 与方位角 的关系曲线
                (16−5−4)
式中   ——A点的照度;
——B点的照度;
——C点的照度;
——线光源PM在A点产生的照度;
——线光源PN在B点产生的照度;
——线光源NM在B点产生的照度;
——线光源QM在C点产生的照度;
——线光源QP(延长部分)在C点产生的照度;


图16−5−4  垂直面的方位系数 与方位角 的关系曲线


图16−5−5  线光源水平面、垂直面上A点的照度计算图
必须注意:求垂直布置时的垂直照度, 只有一段线光源(PM或MN)在该点产生照度,另一段线光源(MN或PN)在该点不产生照度。


图16−5−6  不同位置各点的照度计算方法


图16−5−7  照明器间隔布置示意图
16.5.2.2  非连续线光源的照度计算
对于非连续的一排线光源,当照明器间隔距离不超过 ,可看作是一排连续的线光源。在计算时,只要将相应的计算公式[式(16−5−1)~式(16−5−3)]乘上一个系数 即可,此时计算误差不超过10%。
                (16−5−5)
式中   ——非连续光源照度计算系数;
——照明器的单位长度,m;
——照明器个数;
——一排照明器的总长度(m)。

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16.5.3  单位容量估算法
                (16−5−8)
式中   ——总的照明容量,W;
——单位面积照度容量,W/m2
——房间面积,m2
——每个照明器容量,W;
——照明器的数量。
变配电所的单位面积照明容量见表16−5−3。
16.5.4  投光灯的选择和照度计算
选择投光灯,要先对投光灯进行布置,确定投光灯的平面位置,数量和安装高度,然后进行照度的计算。
16.5.4.1  投光灯的安装高度
在实际工程设计中,要先行确定投光灯的最小允许高度 ,确保投光灯光线处于观察者视线以上,以消除或避免眩光。 值按下式计算:
≥                 (16−5−9)
式中   ——投光灯最小允许安装高度,m;
——投光灯的轴线光强最大值,cd。
16.5.4.2  投光灯的数量和总容量
确定投光灯的数量和总的装置容量,可按光通量法或单位容量估算法进行计算。
(1)按光通量法计算时,先选定投光灯高度和单个投光灯容量,再求投光灯的数量。
                (16−5−10)
式中   ——投光灯的数量;
——规定的照度值,lx;
——照度补偿系数(查表16−5−2);
——照明场所的面积,m2;
——选定的某一容量的投光灯光源的光通量,1m;
——投光灯的效率( );
——利用系数(当大面积照明时 );
——最小照度系数,为平均照度值( )与最小照度值( )之比,一般可取 。
(2)按单位容量法计算时,先根据单位面积容量求取总面积需要容量,再按假定的单个投光灯容量,求安装总容量。

                        (16−5−11)
其中   
式中   ——所需投光灯总容量,W;
——投光灯系数, ,一般 ;
——单位容量,W/m2,查表16−5−3。

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16.6  照明工程应用
16.6.1  住宅照明设计要点
(1)住宅照明设计应使室内光环境适用和舒适。卧室和餐厅宜采用低色温光源,餐厅和厨房光源显色性不宜低于80。
(2)起居室的照明宜考虑多功能使用要求,并考虑设置局部照明。
(3)厨房灯具宜选用易于清洁的防潮型灯具。
(4)卫生间的灯具位置应避免安装在便器或浴缸的上面及其背后;灯开关如为跷板式宜设于卫生间门外。
(5)照明插座宜设置在不少于两个对称墙面上,插座间距应不超过3m。
16.6.2  办公照明设计要点
(1)对有长时间连续工作的办公室、阅览室、计算机显示屏等工作区域,宜将灯具布置在工作台两侧,避免将灯具布置在平行于工作台的正前方,以控制光幕反射和反射眩光。
(2)会议室、接待室照明设计应注重垂直照度。有放映要求的会议室,其一般照明宜采用调光控制。
(3)出租办公室的照明和插座,宜按建筑的开间或根据智能大楼办公室基本单元进行布置,以不影响分隔出租使用。
(4)在可能的情况下,有吊顶的办公室应将照明灯具与空调风口结合设置,以保证最佳的光通量输出。
(5)大部分照明长时间处于点亮状态,光源灯具的散热以及运行维护工作应予以充分考虑。

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16.6.3  学校照明设计要点
(1)教室照明推荐选用T5、T8型直管荧光灯。布灯原则应与学生主视线平行,并尽可能安装在课桌间通道的上方,距桌面垂直距离不小于1.7m。
(2)当装设黑板照明时,黑板上的垂直照度宜高于水平照度值。
(3)光学实验台、生物实验台以及设有简易天象仪的地理教学课桌宜设置局部照明。
(4)教室 的照明控制宜按平行于采光窗方式分组,黑板照明应单独设置控制开关。
(5)大阅览室当有吊顶时宜采用暗装的荧光灯具;供长时间阅览的阅览室宜设置局部照明。
(6)书库照明宜采用配光适当的灯具。灯具与书架位置应准确配合,灯具与图书等易燃物的距离应大于0.50m。书库地面宜采用反射系数较高的建筑材料,以确保书架下层的必要照度。
(7)存放或阅读善本书、舆图、图件等珍贵图书资料的场所,不宜采用具有紫外光、紫光和蓝光等短波辐射的光源。
16.6.4  商业照明设计要点
(1)商业照明应选用显色性高、光束温度低、寿命长的光源。
(2)营业厅照明宜由一般照明、功能性照明和重点照明组合而成。不宜将商品陈列用照明兼作一般照明。
(3)应注意防止货架、柜台的直接眩光和反射眩光。
(4)橱窗照明宜采用带有格栅或漫射型灯具。当采用带有遮光格栅的灯具安装在橱窗顶部距地高度大于3m时,灯具的遮光角不宜小于30°;如安装高度低于3m,则灯具遮光角宜为45°以上。
(5)室外橱窗照明的设置应避免出现镜像,陈列品的亮度应大于室外亮度的30%。展览橱窗的照度应为营业厅的2~4倍。
(6)商业营业厅照明装置的位置和方向宜考虑变化的可能,以适应柜台布局的变动。
(7)大营类厅照明应采用分组、分区或集中控制方式。

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天行健,君子以自强不息;地势坤,君子以厚德载物。

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