灯具是一种产生、控制和分配光的器件，是光源、灯罩及附件的总称。人类发明白炽灯已经有了几百年的历史，对灯具照明的功能需求、照明形式、照明物体类型、照明情景有了较为深入的认识，同时也设计出许多不同种类的灯具。总体来看，根据发光体的不同，可以分成四个阶段：石化燃料阶段、钨丝灯具阶段、荧光灯具阶段和LED灯具阶段。
在灯具的设计及应用当中，最为强调的是灯具的控光部件，它主要由反射器等组成。灯具包括：光学系统（反射器、透镜、格栅等）、电气附件（镇流器、启动器、驱动器等）和机械结构件（灯座、外壳、支架、调节调焦机构、防减振器等）。在现代照明中，光源虽然是主要的，但灯具的作用也非常重要。灯具起着固定和保护光源、控制并重新分配光在空间的分布、防止眩光等作用。
1.灯具的分类
人类的照明需求大体包括四个方面：场地照明、物体照明、情境照明和指示与引导照明，而根据被照物的不同又分为平面光型、线光型、投光型与聚光型。此外，有时人们会需要光直接照射到物体或照明表面，被照物的照度、对比感较高，这称为直接照射。有时又会需要光线先照射到一个表面后，再反射到需要被照亮的物体或表面，这称为间接照明。这类照明光线通常比较柔和，漫射的范围会比较广。灯具的品种极其丰富，外形千变万化，性能也千差万别。对灯具的分类方法也是多种多样，主要有如下几种：
1）按采用的电光源分类：把灯具分成白炽灯具、荧光灯具、高压气体放电灯具、LED灯具等。
2）按照建筑物的安装情况分类：把灯具分成吸顶灯、吊灯、壁灯、嵌入式灯、地脚灯、庭院灯、自动应急照明灯、移动式灯、道路广场灯等。
3）按灯具的使用场所来分类：分为开启型灯具、闭合型灯具、密封型灯具、防爆型灯具、安全型灯具、防振型灯具等。
4）按安装方式分类：分为嵌入式、移动式和固定式等。
5）按用途方式分类：分为民用照明灯具，建筑照明灯具，工矿照明灯具，投光照明灯具，公共场所照明灯具，嵌入式照明灯具，船用照明灯具，道路照明灯具，汽车、摩托车、飞机照明灯具，特种车辆标志照明灯具，电影、电视、舞台照明灯具，防爆照明灯具，水下照明灯具等。
6）根据国际照明委员会（CIE）的建议，灯具按光通量在上下空间分布的比例分为直接型、半直接型、全漫射型（包括水平方向光线很少的直接-间接型）、半间接型和间接型等五类照明灯具。
①直接型灯具。此类灯具绝大部分光通量（90%～100%）直接投照下方，所以灯具的光通利用率最高。
②半直接型灯具。这类灯具大部分光通量（60%～90%）射向下半球空间，少部分射向上方，射向上方的光通量将减少照明环境所产生的阴影的硬度并改善其各表面的亮度比。
③全漫射型（直接-间接型）灯具。灯具向上向下的光通量几乎相同（各占40%～60%）。最常见的全漫射型灯具是乳白玻璃球形灯罩，其他各种形状全漫射透光的封闭灯罩也有类似的配光。这种灯具将光线均匀地投向四面八方，因此光通量利用率较低。
④半间接型灯具。灯具向下光通量占10%～40%，它的向下分量往往只用来产生与天棚相称的亮度，此分量过多或分配不适当也会产生直接或间接眩光等缺陷。具有上面敞口的半透明罩的灯具属于这一类。它们主要作为建筑装饰照明，由于大部分光线投向顶棚和上部墙面，增加了室内的间接光，使光线更为柔和宜人。
⑤间接型灯具。灯具的小部分光通量（10%以下）向下。设计得好时，全部天棚成为一个照明光源，达到柔和、无阴影的照明效果。由于灯具向下光通量很少，只要布置合理，直接眩光与反射眩光都很小。此类灯具的光通量利用率比前面四种都低。
2.灯具的配光曲线
发光强度在灯具空间内的分布是灯具的重要特性，通常用曲线来表示，以光源为原点表示发光强度分布的曲线称为配光曲线。图1-1所示的配光曲线包括表示通过光源中心的水平面上发光强度分布的水平配光曲线和表示垂直面上发光强度分布的垂直配光曲线。
图1-1 配光曲线的表示方法
配光曲线是用来描述某灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况或状态的。配光曲线按照其对称性通常可分为轴向对称、对称配光和非对称配光，如图1-2所示。轴向对称又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。配光曲线一般有三种表示方法，即极坐标法、直角坐标法和等光强度曲线。
图1-2 灯具的配光曲线
（1）极坐标配光曲线
在通过光源中心的测光平面上，可测出灯具在不同角度的发光强度。从某一方向起，以角度为函数，将各角度的光强用矢量标注出来，连接矢量顶端即可得到灯具极坐标配光曲线。如果灯具具有旋转对称轴，则只需用通过轴线的一个测光面上的发光强度分布曲线就能说明其发光强度在空间的分布，如果灯具发出的光在空间上是不对称的，则需要若干测光平面的发光强度分布曲线才能说明其发光强度的空间分布状况。
（2）直角坐标配光曲线
对于聚光型灯具，由于光束集中在十分狭小的空间立体角内，很难用极坐标来表达其发光强度的空间分布状况。这时，可采用直角坐标配光曲线表示法，以横轴表示发光强度，以纵轴表示光束的投角。如果是具有对称旋转轴的灯具则只需一条配光曲线来表示，如果是不对称灯具则需多条配光曲线表示。
（3）等光强度曲线
将发光强度相等的矢量顶端连接起来的曲线称为等光强度曲线，将相邻等光强度曲线的值按一定比例排列，画出的一系列的等光强度曲线所组成的图称为等光强度图，常用的图有圆形网图、矩形网图和正弧网图。由于矩形网图既能说明灯具的光强度分布，又能说明光量的区域分布，所以目前投光灯具采用的等发光强度曲线图都是矩形网图。
3.灯具的功能
灯具的基本功能是提供与光源的电气连接，除此之外还有许多其他重要的功能。大部分光源是全方位地发射光，这对大多数应用而言是浪费的，并且会造成眩光。因此，对大多数灯具而言，调整光线到预期方位，同时把光损失降至最低，减少光源的眩光，拥有令人满意的外形及强化灯点燃与未点燃环境的装饰性也是灯具的一项功能。灯具必须是耐用的，且能为光源的电气附件提供一个电气、机械及热学上安全的壳体。
①光源的防护。光源除需要电气连接以外，还必须有机械支撑并要受到防护，防护程度视要求而定。
②适宜的力学性能。灯具部件必须有足够的机械强度，从而确保在安装和使用时有耐久性。同时还要有充分强的悬挂强度，金属部件必须有足够的耐腐蚀能力。
③壳体要求。室外用灯具必须有严格的防尘和防水要求，而对某些特殊要求的室内灯具也要提供防护，以抵御水和灰尘的侵入。一般使用防护等级代码划分灯具外壳的防护等级。IP（International Protection）防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级（接触物保护、外来物保护等级）；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度（防水保护等级）。一般来说，数字越大表示其防护等级越高。IP灯具防护等级见表1-1和表1-2。
表1-1 灯具防尘、防止外物侵入的防护等级
表1-2 灯具防湿气、防水侵入的密闭程度（防水保护等级）(www.xing528.com)
④电气要求。灯具也可根据保护使用者防电击的方式进行分类。类型1的灯具有基本绝缘，所有的金属体都与一个接地端子连接，该端子用来与供电中的接地系统相连接。类型2的灯具防护由双重绝缘下工作的两线照明电路提供。类型0的灯具不接地，仅有普通绝缘措施，各种电器元件和电线都必须在安全情况下工作。
⑤热要求。灯具各部件的工作温度不能超过欧洲标准EN60598（英国出版的BS4533、BSI1981-1990）所规定的数值。热耐久性试验是在比额定环境温度高10℃、开关循环交替，过电压为5%～10%的条件下工作7天。试验时间和过电压值视光源和控制电器的类别而定。
⑥标志要求。灯具必须有生产厂家的标识、供电电压、额定功率、分类、额定最高温度等。标志必须耐久，制作方法要经得起试验。
⑦测试。新设计产品在工厂投产以前要进行一整套的测试项目，包括机械测试、外壳测试、电气试验、热测试和光度学测试。
4.灯用电器附件
为保证不同类型的电光源（白炽灯、气体放电灯、LED灯）在电网电压下正常可靠工作而配置的电器件统称为灯具电器附件。灯用电器附件按用途分类见表1-3。
表1-3 灯用电器附件按用途分类
灯用电器附件按工作原理分类见表1-4。
表1-4 灯用电器附件按工作原理分类
5.灯具的机械附件
（1）灯头
在灯具的结构中，固定光源并使其与灯座相连接的部件称为灯头。灯头按其形式可分为
①螺口式灯头。用圆螺纹与灯座进行连接的灯头，一般用“E”标志。
②插口式灯头。用插销与灯座进行连接的灯头，一般用“B”标志。
③插脚式灯头。用插脚与灯座进行连接的灯头，一般用“G”（对双插脚与多插脚灯头）或“F”（对单插脚灯头）标志。
（2）灯座
灯座是保持灯的位置和使灯头与电源相连接的器件。防潮灯座是供潮湿环境和户外使用的灯座，这种灯座在使用时其性能不受雨水和潮湿气候的影响。
6.照明装置的安全性
根据照明装置所涉及的有关设计和结构，照明装置安全性可以分为以下三大类：
①照明装置提供的抗电击安全保护特性；
②抗外界物体进入照明装置的特性（例如防灰尘、防潮特性）；
③照明装置的安装表面的抗燃特性。
IEC对照明装置的安全性分为四类，分别如下：
①0类的表示符号为
。这类照明装置是电绝缘的，没有接地，装置的外壳可以由绝缘材料制成，从而部分或整体形成照明装置的绝缘功能。这类照明装置的外壳也可以由金属材料制成，但是其中的带电部件需和外壳绝缘。对0类照明装置可以对其中的带电部件实行强制性绝缘或双绝缘考虑。
②1类的表示符号为
。对1类照明装置，除了被电绝缘的元件外，同时也提供了接地，并且这个接地部分与照明装置的外露金属部件进行了连接，以确保外露金属部件在带电的情况下能实现保护功能。对照明的供电接线端子也应同时提供接地端子。
③2类的表示符号为
。对2类照明装置的外露金属部件应确保不带电，这既可以通过双重绝缘也可以通过接地的方法实现。
④3类的表示符号为
。这类照明装置对极低电压供电应用时也能确保安全工作，不会对周围环境造成危害，最常用的应用情况就是低压交流电供电的应用场合（如42V）。这类照明装置可以不用提供接地保护。
为了确保电子产品的安全性，在欧洲有一种叫CE的认证，CE是“ConformitéEuropeenné”的缩写，它表示在欧洲国家范围内流通产品一致性的最基本的要求，以确保市场监控部门有效地监控有关产品的性能指标。电光源产品要受到电磁兼容（EMC）和低电压电子产品监控部门的监控，CE主要涉及与电子产品的安全性有关的内容。
电光源产品在投入市场前应满足有关安全性、EMC和电性能的有关技术标准要求，并应通过有关部门的技术认证。根据IEC的要求，照明装置的供电电压应在额定供电电压的-8%～+6%范围内变化。如果电源供电电压范围变化过大，则会产生以下几种结果：
①如果照明装置的供电电压过低，则会降低电光源的光输出或产生色漂移，在极端情况下会产生照明装置的点燃困难。
②如果照明装置的供电电压过高，则会降低电光源的使用寿命、降低照明控制装置的使用寿命、产生色漂移、使功耗增加，在极端情况下会产生安全问题。
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