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1、,第七讲 建筑电气节能,土木工程学院李洪欣,主要内容,建筑照明基础照明灯具分类节能灯光纤照明,基本知识,与所有物质一样，光也是一种物质，是物质的一种存在形式，是能引起视觉的辐射能，它以电磁波的形式在空间传播。可见光的波长在380780纳米(nm)范围内，不同波长的光给人的颜色感觉不同。光谱光源辐射的光往往由许多波长的单色光组成，把光线中不同强度的单色光按波长长短依次排列，称为光源的光谱。,照明相关参数,光通量光源在单位时间内，向周围空间辐射出的、使人眼产生光感觉的能量，称为光通量，用符号表示，单位为流明(lm)。人们通常以电光源消耗1W电功率所发出的流明数(lmW)来表征电光源的特性，称为发光
2、效率，简称光效。电光源的光效越高越好。人眼对可见光中波长为555nm的黄绿色光最灵敏，波长离555nm越远(如波长较长的红光和波长较短的紫光)灵敏度越低，所以光通量与光辐射的强弱及其波长都有关系。,发光强度是表征光源(物体)发光能力大小的物理量。光源在某一特定方向上单位立体角内(每球面度，球的面积为4R2所张球面度为4）辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度(简称光强)，用符号I表示，单位为坎德拉(cd)。对于向各方向均匀辐射光通量的光源，各方向的光强相等，其值为：,发光强度,对被照物体表面而言，它单位面积上所接受的光通量，称为该被照面的照度，照度用符号E表示，单位为勒克斯（lx）被光均匀
3、照射的平面照度为：,照度,其他参数,亮度某一物体(或发光体)的表面亮度是该物体单位面积向视线方向发出的发光强度。亮度用符号L表示，其单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。色温色温是电光源的技术参数之一。当光源的发光颜色与黑体(能吸收全部光能的物体）加热到某一个温度所发出的光的颜色相同时，称该温度为光源的颜色温度，简称色温。显色性和显色指数同一物体在不同的光源照射下，显示出不同的颜色，光源对被照物体颜色呈现的真实程度称为光源的显色性。,表4.1 一些情况下照度值,建筑照明设计标准 GB50034-2004,表1办公建筑照明标准值(P16-表5.1.1),照明种类：,工作照明事故照明当工作照明由于电
4、气事故而断电后，为了继续工作或从房间内疏散人员而设置的照明。值班照明在非生产时间内为了保护建筑物及生产的安全，供值班人员使用的照明。障碍照明装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。装饰照明装饰照明是为美化和装饰某一特定空间而设置的照明。艺术照明艺术照明是通过运用不同的灯具、不同的投光角度和不同的光色制造出一种特定空间气氛的照明。,电光源的分类及参数,热辐射光源和电光源热辐射光源是当物体受热且热能足够大，使原子或分子发生激烈的相互碰撞而激发产生的光的发射。电光源是利用电流将物体加热到白炽程度而产生的光。属于热辐射光源的灯有白炽灯、卤钨灯。,放电光源,放电是指在电场作用下，载流子在气体(或蒸气)中产生
5、和运动，而使电流通过气体(或蒸气)的过程。这个过程导致光的发射，可作为光源，即放电光源。这种光源具有发光效率高、使用寿命长等特点，很有发展前途。种类（按放电媒质分）气体放电灯。是利用气体中的放电发光，例如氙灯、氖灯等。金属蒸气灯。是利用金属蒸气(如汞蒸气、钠蒸气等)中的放电，而主要由金属蒸气产生光，例如汞灯、钠灯等。,按放电形式分：辉光放电灯。这种灯由辉光放电产生光。放电要有阳极和阴极。放电时，阴极温度不高，但要有足够的电子发射，又叫冷阴极灯。弧光放电灯。是由弧光放电产生光。阴极工作在较高的温度下，又叫热阴极灯，如荧光灯、汞灯、钠灯等。,白炽灯 卤钨灯 荧光灯 高压气体放电灯 金属卤化物灯 氙
6、灯,常用电光源,靠电能将灯丝加热到白炽状态而发光。它主要由玻璃外壳、灯丝、支架、引线和灯头组成。灯丝一般都用钨丝制成。白炽灯的发光原理就是当钨丝通过电流时，产生大量的热，使灯丝温度升高到白炽的程度(24003000K)而发光。钨丝白炽灯的发光效率比较低，一般仅有10lmW左右。,白炽灯,卤钨灯,卤钨灯除在灯泡内充入惰性气体外还充入有少量的卤族元素(氟、氯、溴、碘)，这样对防止玻壳黑化具有较高的效能。灯的光效比普通白炽灯有显著的提高(约为1821lmW)。,荧光灯属于放电光源，是靠低压汞蒸气放电，利用放电过程中的电致发光和荧光质的光致发光，形成光源。它的优点是：结构简单、制造容易、价格便宜并且发
7、光效率高、光色好、寿命长。常见的普通荧光灯是圆形截面的直长玻璃管子。在管子两端各放一个电极。荧光灯需要镇流器和启辉器才能正常工作。额定启动电流是启动时预热灯丝的电流，它比额定工作电流大。,荧光灯,图4.5 荧光灯的接线图,高压汞灯高压汞灯又名高压水银灯，它是靠高压汞蒸气放电而发光。这里所说的“高压”是指工作状态下的气体压力为15个大气压，以区别于一般低压荧光灯。高压汞灯的优点是光效高、寿命长、省电、耐震。高压汞灯的结构分外镇流高压汞灯和自镇流高压汞灯两种。高压汞灯的光色为淡蓝绿色，缺乏红色成分钠灯钠灯具有省电、光效高、透雾能力强等特点。钠灯分为高压钠灯和低压钠灯。,高压气体放电灯,从有利于推动
8、照明节能的角度出发，应采用节能与开发并举、节能优先的原则，同时还须打破传统的不适应技术发展的设计观念。所谓的绿色照明是在照明工程中倡导节约能源、减少污染、保护环境、提高工作和生活质量的一种标志性称谓。是建立以节约照明用电、优质高效、安全舒适、有益环境、改善照明质量和保护身心健康为目的的一项全面计划。,照明节能,当前，无频闪、无电磁辐射、光效高的直流荧光灯的问世以及太阳能照明的应用，再一次说明，节约照明用电不仅有巨大潜力，而且为合理照明节能设计、保护生态环境实施绿色照明计划提供了良好条件。我国的绿色照明工程计划预期目标是：节约电力；减少环境污染；大力提高节电照明器具的产品质量，完善质量标准和设计
9、体系。,照明节能方法,提高变压器负荷率，当变压器负荷率较低时轮换使用变压器将现有变压器更换高效节能变压器调整三相负荷使其尽可能平衡将耗能大的设备改为节能设备增加新型功率因数补偿电容器增加谐波滤波器消除线路上的谐波电流将发光效率低的光源更换为高效光源将电感式镇流器改为电子式镇流器调整灯具的数量，满足照度标准照明系统的自动控制（声、光、时控）调整电气设备的使用时间（风机盘管、开水器、电梯、泛光照明）,节能荧光灯,36瓦的细管径(38)比白炽灯节电40%-50%36瓦的细管径(26)荧光灯比普通细管径荧光灯节电20%。超细管径(16)荧光灯比普通细管径荧光灯节电20%。紧凑型荧光灯(稀土三基色节能荧
10、光灯)比白炽灯节电80%。,节能电感镇流器,电感镇流器 电子镇流器YZ-B 型节能细管高效荧光灯镇流器无启辉器，保护灯管。节能，功率因数COS0.96 稳流性好可延长灯管和镇流器的使用寿命。阻燃，无蜂鸣声,低温升，t35。电容器自愈性好,自身损耗小于5.5W。无电网污染等特点。低谐波含量I-THD10%。,节能灯,节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯，20世纪70年代诞生于荷兰的飞利浦公司。这种光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为节能灯。,LED(LightingEmittingDiode),它是利用固体半导
11、体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发光。LED灯具由四部分组成:LED、驱动器、透镜、结构。LED的光效已达47lm/W，接近节能灯的典型值。现在已有95lm/W的功率型LED投放市场；它的问世，将使LED成为发光效率最高的光源之一。功率型LED具有单向辐射特性。他所发出的大部分光能无须经过反射就可直接到达被照物体，从而使光能能够得到最大限度地发出，大幅度地提高了灯具的效率。,LED的寿命超长，绿色环保。目前可采购到的功率型LED的平均无故障工作时间多在40000h以上；若每天工作11h，可用十年。LED光源可做到无闪烁、无紫外线，热辐射极低，对人眼无任何危害。将LED用于室内照明或用于人们需长时间工作和学习场所的照明，可起到真正地护眼作用。美学上的需求。LED凭借其外形特点，在灯具设计上会给设计师们带来丰富地想象空间。它可集照明与色彩斑斓的夜景装饰于一体，使城市更为美丽，使城市的夜晚更加灿烂。现在不足：技术与成本,光纤照明,在照明设计中，自然光和光纤照明的应用也给我们进行照明节能提供了有力的手段。最大限度的采用自然光光纤照明是通过光纤把光源发生器的光线传播到指定区域的一种照明方式,清华光纤照明,
