2.3　電氣照明工程

2.3.1　概述

1.照明的基本知識

（1）電氣照明的分類。

1）正常照明。正常照明是指滿足一般生活、生產(chǎn)需要的室內(nèi)、外照明。所有居住的房間和供工作、運輸、人行的走道及室外場地，都應設置正常照明。

2）應急照明。應急照明是指因正常照明的電源發(fā)生故障而啟用的照明。它又可以分為備用照明、安全照明和疏散照明等。

3）警衛(wèi)照明。警衛(wèi)照明是指在一般工廠中不必設置，但對某些有特殊要求的廠區(qū)、倉庫區(qū)及其他有警戒任務的場所應設置的照明。

4）值班照明。值班照明是指在非工作時間內(nèi)，為需要值班的場所提供的照明。

5）障礙照明。障礙照明是指為了保障飛機起飛和降落安全及船舶航行安全而在建筑物上裝設的用于障礙標志的照明。

6）裝飾照明。裝飾照明是指為美化市容夜景以及節(jié)日裝飾和室內(nèi)裝飾而設計的照明。

（2）電氣照明的基本要求。電氣照明的基本要求為適宜的照度水平、照度均勻、照度的穩(wěn)定性、合適的亮度分布、消除頻閃、限制眩光、減弱陰影、光源的顯色性要好。

（3）電氣照明的供電方式。

1）照明電壓。在一般小型民用建筑中，照明進線電源電壓應當為220V單相供電。當照明容量較大的建筑物，例如超過30A時，其進線電源應當采用380/220V三相四線制供電。

當照明器的端電壓發(fā)生偏移時，一般不應當高于其額定電壓的105%，也不宜低于額定電壓的下列數(shù)值：

①對視覺要求較高的室內(nèi)照明為97.5%。

②一般工作場所的室內(nèi)照明、露天工作場所照明為95%；對遠離變電所的小面積工作場所允許降低到90%。

③事故照明、道路照明、警衛(wèi)照明以及電壓為12～36V的照明為90%，其中12V電壓系用于檢修鍋爐用的手提行燈，36V用于一般手提行燈。

2）正常照明。正常照明的供電方式一般可以由電力與照明共用的380/220V電力變壓器供電。如生產(chǎn)廠房中接于變壓器—干線式電力系統(tǒng)的單獨回路上；對某些大型廠房或重要建筑可由兩個或多個不同變壓器的低壓回路供電；如某些輔助建筑或者遠離變電所的建筑，可采用電力與照明合用的回路。當電壓偏移或者波動過大，不能保證照明質(zhì)量和燈泡壽命時，照明部分可采用有載調(diào)壓變壓器或者照明專用變壓器供電。

3）事故照明。事故照明供電方式有兩種：供繼續(xù)工作使用的供電方式和供疏散人員或安全通行的供電方式。

①供繼續(xù)工作。對于供繼續(xù)工作用的事故照明應當接于與正常照明不同的電源，即另一個獨立電源的供電線路上，或者由與正常照明電源不同的6～10kV線路供電的變壓器低壓側、自備快速啟動發(fā)電機以及蓄電池組供電。其供電系統(tǒng)圖示例如圖2-77所示。

②供疏散人員或安全通行。對于供疏散人員或者安全通行的事故照明，其電源可接在與正常照明分開的線路上，并且不得與正常照明共用一個總開關。當只需裝設單個或少量的事故照明時，可使用成套應急照明燈。

2.電光源的選擇、分類及性能

（1）電光源的選擇。

1）按照明設施的目的和用途選擇電光源。

2）按環(huán)境要求選擇電光源。

3）按投資與年運行費選擇電光源。

（2）電光源的分類。電光源按發(fā)光原理分為兩大類熱輻射光源和氣體放電光源。

1）熱輻射光源利用電流將燈絲加熱到白熾程度而輻射出的可見光稱之為熱輻射光源。

①白熾燈。白熾燈是利用通過電流的鎢絲被加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光的一種熱輻射光源。白熾燈具有結構簡單、使用方便、顯色性好等特點，但是發(fā)光效率低，抗震性較差，隨著鎢絲的溫度上升及長時間的工作，鎢絲逐漸蒸發(fā)變細，燈泡殼發(fā)黑，最后燈絲細到一定的程度就會熔斷。尤其是在白熾燈開燈的瞬間電流很大，由于溫度的快速變化而產(chǎn)生機械應力，更容易使燈絲損壞。

②鹵鎢燈。鹵鎢燈有碘鎢燈和溴鎢燈。在白熾燈泡內(nèi)充入微量的鹵化物，利用鹵鎢循環(huán)提高發(fā)光效率，故其發(fā)光效率比白熾燈高30%。為使鹵鎢循環(huán)順利進行，鹵鎢燈必須水平安裝，傾斜角不應大于4°，不能與易燃物接近，不允許采用人工冷卻措施（例如電風扇冷卻），勿濺上雨水。否則將影響燈管的壽命。

2）氣體放電光源利用電流通過燈管中蒸氣而產(chǎn)生弧光放電或者非金屬電離而發(fā)出可見光的原理制造的光源。

①熒光燈。熒光燈是利用汞蒸氣在外加電源作用下產(chǎn)生弧光放電，可發(fā)出大量的可見光及大量的紫外線，紫外線再激勵管內(nèi)壁的熒光粉使之發(fā)出大量的可見光。熒光粉的化學成分決定其發(fā)光顏色。熒光燈由鎮(zhèn)流器、起輝器、燈管和電極等組成。

②高壓汞燈。高壓汞燈亦稱高壓水銀熒光燈。它是熒光燈的改進產(chǎn)品，屬于高氣壓的汞蒸氣放電光源，它不需起輝器來預熱燈絲。高壓汞燈分為外鎮(zhèn)流和內(nèi)鎮(zhèn)流兩種形式，外鎮(zhèn)流式必須同相應功率的鎮(zhèn)流器串聯(lián)使用，工作時放電管內(nèi)的水銀氣化，其壓力達1～3個大氣壓。因水銀的紫外線照射玻璃外殼表面的熒光粉而發(fā)出熒光，故稱為高壓熒光燈。

③低壓鈉燈。低壓鈉燈的工作原理是通電后低氣壓鈉蒸氣放電處于鈉原子被激發(fā)面產(chǎn)生弧光放電發(fā)光。低壓鈉燈的啟動電壓高，觸發(fā)電壓400V以上，從啟動到穩(wěn)定需要8～10min。

④高壓鈉燈。高壓鈉燈利用高壓鈉蒸氣放電發(fā)光的一種高強度弧光氣體放電光源。其輻射光的波長集中在人眼感受較靈敏的區(qū)域內(nèi)，所以其光效高，為熒光高壓汞燈的2倍，壽命長，但是顯色性差、啟動時間也較長，此種燈從點亮到穩(wěn)定工作約4～8min。當電源中斷，燈的再啟動時間較長，一般在10～20min以內(nèi)，所以不能作應急照明或其他需要迅速點亮的場所，也不宜用于需要頻繁開啟及關閉的地方，否則會影響其使用壽命。

⑤氙燈。氙燈利用高壓氙氣放電產(chǎn)生強光的弧光放電燈。點燃后產(chǎn)生很強的接近于太陽光的連續(xù)光譜，所以有“小太陽”的美稱。氙燈顯色性很好，光效較高（40～60lm/W），功率大，使用壽命為1000～5000h。

⑥金屬鹵化物燈。金屬鹵化物燈在高壓汞燈的基礎上為改善光色，在高壓汞燈燈管內(nèi)添加某些金屬鹵化物，并且靠金屬鹵化物的循環(huán)作用，不斷向電弧提供相應的金屬蒸氣，提高管內(nèi)金屬蒸氣的壓力，有利于發(fā)光效率的提高，可獲得比高壓汞燈更高的光效和顯色性。

⑦霓虹燈。霓虹燈是一種輝光放電光源，它是用細長、內(nèi)壁涂有熒光粉的玻璃管在高溫下?lián)f制成各種圖形或文字，再抽成真空，在燈管中充入少量的氬、氦、氙和汞等氣體。在高電壓作用下，霓虹燈管可產(chǎn)生輝光放電現(xiàn)象，從而發(fā)出各種鮮艷的光色。

（3）電光源的性能。常用電光源的主要技術性能比較見表2-33。

3.燈具的選擇與分類

（1）燈具的選擇。燈具的選擇應首先滿足使用功能和照明質(zhì)量的要求，應當優(yōu)先采用高效節(jié)能電光源和高效燈具，同時便于安裝與維護，并且長期運行費用低。因此燈具的選擇應考慮配光特性、使用場所的環(huán)境條件、安全用電要求、外形與建筑風格的協(xié)調(diào)以及經(jīng)濟性。

（2）燈具的分類。

1）按光通量在上下空間分布的比例分類，見表2-34。

2）按燈具外殼結構特點分類，見表2-35。

3）按燈具的安裝方式分類，見表2-36。