第3章 电气照明
3.1 电气照明的基础知识
电气照明是指利用一定的装置和设备将电能转换成光能，为人们的日常生活、工作和生产提供的照明。电气照明一般由电光源、灯具、电源开关和控制线路等组成。良好的照明条件是保证安全生产、提高劳动生产率和保证人的视力健康的必要条件。
3.1.1 电气照明的常用物理量
（1）光
光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即能被肉眼看见的那部分光谱。它仅仅是电磁辐射光谱非常小的一部分。
（2）光谱
光线依波长大小顺序之分布称为光谱。每种光源都可以依其波长组成而在光谱图上显示出其光谱能量分布图。太阳光及白炽灯泡之光谱能量分布为连续曲线，而一般放电灯为非连续曲线。
（3）光通量
光源在单位时间内发射出的光能称为光源的光通量，单位为流明（lm）。一般用光通量表示电光源发光的能力。如额定功率为15W的白炽灯泡的光通量为110lm，60W的白炽灯泡其光通量为630lm。
（4）照度及亮度
照度是指单位面积上接收到的光通量，照度符号是E，照度单位是勒克斯（lx），即
式中 A——被照面积，m2；
Φ——A面积上接收到的总光通量，lm；
E——照度，lx。
1勒克斯（lx）相当于1平方米被照面积上光通量为1流明（lm）时的照度。
亮度是指发光体在视线方向单位投影面上的发光强度。其单位是cd/m2。这里所指的发光体不是光源，由于所有受照物体都是反射光线，因此对于人眼来说均可视为间接发光体。应该指出的是，发光体的亮度值实际上与视线无关。
（5）显色性和显色指数
太阳光和白炽灯均辐射连续光谱，在可见光的波长（380～760nm）范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下，显示出它的真实颜色，但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下，颜色就会有不同程度的失真。把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。
光源的显色指数是指在待测光源照射下的物体的颜色，与在另一相近色温的黑体或日光参照光源照射下相比，物体颜色相符合的程度。一般显色指数用Ra表示。颜色失真越少，显色指数越高，光源的显色性越好。国际上规定参照光源的显色指数为100。
3.1.2 对电气照明的质量要求
对照明的要求，主要是由被照明的环境内所从事活动的视觉要求决定的。一般应满足下列要求。
①照度均匀。指被照空间环境及物体表面应有尽可能均匀的照度，这就要求电气照明应有合理的光源布置，选择适用的照明灯具。
②照度合理。根据不同环境和活动的需要，电气照明应提供合理的照度。各类建筑中不同场所一般照明的推荐照度值见表3-1。
表3-1 各种建筑中不同场所推荐照度值
③限制眩光。集中的高亮度光源对人眼的刺激作用称为眩光。眩光损坏人的视力，也影响照明效果。为了限制眩光，可采用限制单只光源的亮度，降低光源表面亮度（如用磨砂玻璃罩），或选用适当的灯具遮挡直射光线等措施。实践证明，合理地选择灯具悬挂高度，对限制眩光的效果十分显著。一般照明灯具距地面最低悬挂高度的规定值见表3-2。
表3-2 照明灯具距地面最低悬挂高度的规定值
3.1.3 电气照明的方式
电气照明有室内照明、室外照明和特殊照明等多种形式，室内照明按灯具布置方式又可分为以下几种。
①一般照明 是指不考虑特殊或局部的需要，为照亮整个工作场所而设置的照明。这种照明灯具往往是对称均匀排列在整个工作面的顶棚上，因而可以获得基本均匀的照明，如居民住宅、学校教室、会议室等处主要采用一般照明作为基本照明。
②局部照明 是指利用设置于特定部位的灯具（固定的或移动的），用于满足局部环境照明需要的照明方式，如办公学习用的台灯、检修设备用的手提灯等。
③混合照明 是指由一般照明和局部照明共同组成的照明方式，实际应用中多为混合照明。如居民家庭、饭店宾馆、办公场所等处，都是在采用一般照明的基础上，根据需要再在某些部位装设壁灯、台灯等局部照明灯具。
3.1.4 电气照明的种类
电气照明可分为以下几种。
①正常照明 正常工作时使用的室内、室外照明。一般可以单独使用。
②应急照明 正常照明因故障熄灭后，供故障情况下继续工作或人员安全通行的照明称为应急照明。应急照明主要由备用照明、安全照明、疏散照明等组成。应急照明光源一般采用瞬时点亮的白炽灯或卤钨灯，灯具通常布置在主要通道、危险地段、出入口处，在灯具上加涂红色标记。
③警卫照明 用于有警卫任务的场所，根据警戒范围的需要装设警卫照明。
④值班照明 在重要的车间和场所设置的供值班人员使用的照明称为值班照明。值班照明可利用正常照明中能单独控制的一部分，或应急照明中的一部分。
⑤障碍照明 装设在高层建筑物或构筑物上，作为航空障碍标志（信号）用的照明，并应执行民航和交通部门的有关规定。障碍照明采用能穿透雾气的红光灯具。
⑥标志照明 借助照明以图文形式告知人们通道、位置、场所、设施等信息。
⑦景观照明 包括装饰照明、庭院照明、外观照明、节日照明、喷泉照明等，常用于烘托气氛、美化环境。
3.1.5 电气照明的设计与电光源的选择
（1）电气照明设计时应考虑的要素
①在照明设计时，应根据视觉要求、作业性质和环境条件，使工作区或空间获得良好的视觉功效、合理的照度、适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境。
②在确定照明方案时，应考虑不同类型的建筑对照明的特殊要求，处理好电气照明与自然采光的关系、合理使用建设资金，尽可能地采用节能高效的灯具，充分注意技术与经济效益的关系。
③应重视空间的清晰度，消除不必要的阴影，控制光热和紫外线辐射产生的不利影响。
④应有适宜的亮度分布和照度水平，尽可能地限制眩光，以减少烦躁和不安。
⑤应有利于人的活动安全、舒适和正确识别周围环境，注意人和周围环境的协调。
（2）电光源的选择
选择光源应根据使用场所、建筑性质、视觉要求、照明的数量和质量要求来选择。例如，白炽灯适用于照明开关频繁、要求瞬时启动或要求避免频闪效应的场所；识别颜色要求较高和艺术需要的场所；需要调光和需要防止电磁波干扰的场所。卤钨灯适用于照度要求较高、显色性要求较好、且无振动的场所，要求频闪效应小和需要调光的场所。荧光灯适用于悬挂高度较低、要求照度又较高的场所及识别颜色要求较高的场所。