常用电光源、灯具选择及施工工艺

（一）电光源

电光源是将电能转换为光能的设备，以其所产生的光通量向周围空间辐射，经四壁、顶棚、地板及室内物体表面的多次反射、折射后，在工作面上形成一定的照度，以满足人们的视觉要求及其他各种需要。

1.电光源的分类

电光源按其发光原理的不同，一般分为热辐射光源和气体放电光源两大类。热辐射光源利用物体发热至白炽状后辐射发光的原理照明，如白炽灯、卤钨灯等；气体放电光源利用击穿的气体持续放电，使电子、原子等碰撞而发光的原理照明，如荧光灯、高压汞灯等。

2.建筑照明常用电光源

（1）白炽灯

白炽灯是第一代电光源的代表。它主要由灯丝、灯头、玻璃支柱和玻璃壳等组成。灯丝由高熔点的钨丝绕制而成，并被封入抽成真空状的玻璃泡内，主要依靠钨丝白炽体的高热辐射发光，其构造简单，使用方便。

当电流通过白炽灯的灯丝时，电流的热效应使灯丝达到白炽状（钨丝的温度可达到2400～2500℃）而发光。但热辐射中只有2%～3%为可见光，发光效率低，平均寿命为1000h，经不起振动。电源电压变化对灯泡的寿命和光效有严重影响，故电源电压的偏移不宜大于±2.5%。

使用白炽灯时应注意：

①白炽灯表面温度较高，严禁在易燃场所使用；

②白炽灯吸收的电能只有20%以下被转换成光能，其余的均被转换为红外线辐射能和热能，故玻璃壳内的温度很高，在使用中应防止水溅到灯泡上，以免玻璃壳炸裂；

③装卸灯泡时应先断开电源，不能用潮湿的手去装卸灯泡。

（2）卤钨灯

卤钨灯是一种较新型的热辐射光源。它是在白炽灯的{基础上改进而来的，与白炽灯相比，具有体积小、光效好、寿命长等特点。

卤钨灯的发光原理与白炽灯相同，钨丝通电后产生热效应至白炽状态而发光，但它利用卤钨循环的作用，相对白炽灯而言，提高了发光效率，延长了使用寿命，且它的光通量比白炽灯更稳定，光色更好。使用卤钨灯时应注意：

①卤钨灯灯管管壁温度高达600℃左右，故不宜在易燃场所安装；

②卤钨灯的安装必须保持水平，倾斜角不得超过±4°；

③卤钨灯的耐振性较差，不宜在有振动的场所使用，也不宜作移动式照明电器使用；

④卤钨灯需配专用的照明灯具。

（3）荧光灯

荧光灯又称日光灯，是第二代电光源的代表。它主要由灯管、启辉器和镇流器等组成，

荧光灯靠汞蒸气放电时发出可见光和紫外线，后者激励灯管内壁的荧光粉而发光，光色接近白色。荧光灯是低气压放电灯，工作在弧光放电区，当外电压变化时，工作不稳定，所以必须与镇流器一起使用，将灯管的工作电流限制在额定数值。

荧光灯具有光色好的特点，特别是荧光灯接近天然光；发光效率高，比白炽灯高2～3 倍；在不频繁启燃工作状态下，其寿命较长，可达3000h 以上。

使用荧光灯时应注意下列事项：

①荧光灯带有镇流器，所以是感性负荷，功率因数较低，且频闪效应显著；它对环境的适应性较差，如温度过高或过低，会造成启燃困难；同时，普通荧光灯点燃需一定的时间，所以不适于要求照明不间断的场所，最适宜的温度为18～25℃。

②不同规格的镇流器与不同规格的荧光灯不能混用。因为不同规格的镇流器的电气参数是根据灯管要求设计的。在额定电压、额定功率的情况下，相同功率的灯管和镇流器配套使用，才能达到最理想的效果。如果不注意配套，就会出现各种问题，甚至造成不必要的损失。

③破碎的灯管要及时妥善处理，防止汞害。

（4）高压汞灯

高压汞灯又称高压水银灯，是一种较新型的电光源，分荧光高压汞灯、反射型荧光高压汞灯和自镇流荧光高压汞灯三种，主要由涂有荧光粉的玻璃泡和装有主、辅电极的放电管组成。玻璃泡内装有与放电管内辅助电极串联的附加电阻及电极引线，并将玻璃泡与放电管间抽成真空，充入少量惰性气体。

荧光高压汞灯的光效比白炽灯高3 倍左右，寿命也长，启动时不需加热灯丝，故不需要启辉器，但显色性差。电源电压变化对荧光高压汞灯的光电参数有较大影响，故电源电压变化不宜大于±5%。

反射型荧光高压汞灯玻璃壳内壁上部镀有铝反射层，具有定向反射性能，使用时可不用灯具。

自镇流荧光高压汞灯用钨丝作为镇流器，是利用高压汞蒸气放电、白炽体和荧光材料三种发光物质同时发光的复合光源。这类灯的外玻璃壳内壁都涂有荧光粉，它能将汞蒸气放电时辐射的紫外线转变为可见光，以改善光色，提高光效。

高压汞灯的主要优点是发光效率高，寿命长，省电，耐振，且对安装无特殊要求，所以被广泛用于施工现场、广场、车站等大面积场所的照明。

（5）高压钠灯

高压钠灯也是一种气体放电的光源。放电管细长，管壁温度达700℃以上，因钠对石英玻璃具有较强的腐蚀作用，所以放电管管体采用多晶氧化铝陶瓷制成。用化学性能稳定而膨胀系数与陶瓷相接近的铌做成端帽，所以电极与管体之间具有良好的密封性。电极间连接着双金属片，用来产生启动脉冲。灯泡外壳由硬玻璃制成，灯头制成螺口型。

高压钠灯是利用高压钠蒸气放电的原理进行工作的。由于它的发光管（放电管）既细又长，不能采用类似高压汞灯通过辅助电极启辉发光的办法而采用荧光灯的启动原理，但是启辉器被组合在灯泡内部，其启动原理如图5-5所示。接通电源后，电流通过双金属片b和加热线圈H，b 受热后发生变形使触头打开，镇流器L 产生脉冲高压使灯泡发光。

图5-5　高压钠灯启动原理

高压钠灯的光效比高压汞灯高，寿命长达2500～5000h；紫外线辐射少；光线透过雾和水蒸气的能力强。缺点是显色性差，光源的色表和显色指数都比较低，适用于道路、车站、码头、广场等大面积的照明。

高压钠灯灯泡的工作电压为100V 左右，因此，安装时要配用瓷质螺口灯座和带有反射罩的灯具。最低悬挂高度NG-400 型为7m，NG-250 型为6m。

（6）管形氙灯

管形氙灯又称长弧氙灯，放电时能产生很强的白光，接近连续光谱，和太阳光十分相似，故有“小太阳”之称，特别适用于大面积场所照明。(www.xing528.com)

管形氙灯点燃瞬间即能达到80%光输出，光电参数一致性好，工作稳定，受环境温度影响小，电源电压波动时容易自熄。

使用管形氙灯时应注意下列事项：

①灯管工作温度很高，灯座及灯头的引入线应采用耐高温材料。灯管需保持清洁，以防止高温下形成污点，降低灯管的透明度。

②应注意触发器的使用，触发器为瞬时工作设备，每次触发时间不宜超过10s，更不允许用任何开关代替触发按钮，以免造成连续运行而烧坏触发器。触发器触发的瞬间将产生数万伏脉冲高压，应注意安全。

（7）金属卤化物灯

金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上为改善光色而发展起来的一种新型电光源。它不仅光色好，而且发光效率高。在高压汞灯内添加某些金属卤化物，靠金属卤化物的不断循环，向电弧提供相应的金属蒸气，于是就发出表征该金属特征的光谱线。常用的金属卤化物灯有钠铊铟灯和管形镝灯。

3.常用电光源的选用

照明的质量保证和基本条件就是要保证电压的正常和稳定。电压偏低与偏移会造成光线灰暗；电压过高会使电光源过亮，发出很强的眩光，会造成灯具寿命缩短甚至当即烧毁。因此，电光源的选用应根据照明要求和使用场所的特点，作如下考虑：

（1）照明开闭频繁、需要及时点亮、需要调光的场所，或因频闪效应影响视觉效果的场所，宜采用白炽灯或卤钨灯。

（2）识别颜色要求较高、视看条件要求较好的场所，宜采用日光色荧光灯、白炽灯和卤钨灯。

（3）振动较大的场所，宜采用荧光高压汞灯或高压钠灯，有高挂条件并需要大面积照明的场所，宜采用金属卤化物灯或长弧氙灯。

（4）对于一般性生产用工棚间、仓库、宿舍、办公室和工地道路等，应优先考虑选用价格低廉的白炽灯和日光灯。

（二）灯具

灯具是把光源发出的光进行再分配的装置，主要由电光源、控制器（灯罩）及附件组成。灯具具有合理配光、防止眩光、提高光源使用率、保护光源免受机械损伤并为其供电等作用，还具有保证照明安全以及装饰美化环境等功能。

1.灯具的特性

灯具的特性主要包括灯具的效率、配光曲线和遮光角等。

（1）灯具的效率

灯具的效率是指灯具向周围空间投射的光通量与光源发出的光通量之比。任何材料制成的灯罩，对于投射在它表面上的光通量都会吸收一部分，光源本身也要吸收少量的反射光，余下的才是灯具向周围空间投射的光通量，所以灯具的效率总是小于1。灯具的效率取决于灯罩开口的大小和灯罩材料的光反射比和光投射比。灯具效率是反映灯具的技术经济效果的指标。

（2）灯具的配光曲线

灯具的配光曲线是表示灯具的发光强度在周围空间的分布状况的曲线。以灯具中的光源为球心，通过球心和光轴线的剖面作为绘制配光曲线的平面。以光源为极坐标的原点，光轴线为0°轴，圆的半径长短表示发光强度的大小。在这个极坐标平面上，把灯具从0°开始的各个张角的发光强度绘制在图上，即成为一个灯具的完整的配光曲线。

（3）灯具的遮光角

遮光角是指投光边界线与灯罩开口平面的夹角。一般情况下，灯具的遮光角越大，则配光曲线越狭小，在要求配光分布宽广，且又要避免直接眩光时，应该在灯具开口处用能够透射光线的玻璃灯罩，也可以用各种形状的格栅。

2.灯具的分类

（1）灯具按光通量在空间上下两半球的分配比例不同，可分为：直射型、半直射型、漫射型、反射型和半反射型。

（2）灯具按结构形式不同，可分为：开启式（光源和外界环境直接接触）、保护式（有封闭的透光罩，但罩内外可以自由流通空气）、密封式（透光罩将内外空气隔绝）、防爆式（严格密封，在任何条件下都不会因灯具而引起爆炸，用于易燃易爆场所）。

（3）灯具按用途不同，可分为：功能型灯具，解决“亮”的问题，如荧光灯、路灯、投光灯、聚光灯等；装饰型灯具，解决“美”的问题，如壁灯、彩灯、吊灯等。当然，两者相辅相成，既亮又美的灯具也不少见。

（4）灯具按固定方式不同，可分为：吸顶灯、嵌入灯、吊（链、线、杆）灯、壁灯、地灯、台灯、落地灯、轨道灯等。

（5）灯具按配光曲线的形状不同，可分为：广照型、均匀配照型、配照型、深照型和特深照型等。

3.灯具的选用

灯具的选用应根据周围的环境条件和使用要求，合理地选定灯具的光强度、效率、遮光角、类型、造型尺度以及灯具的表观颜色等。另外，还应满足以下几方面的要求：

（1）技术性要求：指满足配光（使工作面上有足够的照度和亮度，在视野中亮度应合理分布）和限制眩光（保证照明的稳定性等）方面的要求。

（2）经济性要求：指要全面考虑综合一次性投资和年运行管理费用，以达到在满足照度等技术要求的前提下，综合费用最少的目的。一般应选用光效高、寿命长的灯具。

（3）使用性要求：灯具应符合环境条件、建筑结构等各种要求。如潮湿处（如厨房、卫生间）可选保护式防水灯头，特别潮湿处（如厕所、浴室）可选密封式防水防尘灯。

（4）功能性要求：是指根据不同的建筑功能，恰当确定灯具的光、色、型、体和布置，合理运用光照的方向性、光色的多样性、照度的层次性和光点的连续性等技术手段，可起到渲染建筑、美化环境的作用，并满足各种不同需要及要求。

4.灯具的布置

灯具的布置就是确定灯具在房间内的空间位置，这与它的投光方向、工作面的布置、照度的均匀度以及吸纳眩光和阴影都有直接关系。

照明灯具布置分为高度布置和水平布置。

（1）灯具的高度布置

灯具的悬挂高度=房间高度-灯具的垂度（灯具的悬挂长度）。灯具的悬挂高度主要考虑防止眩光，保证照明质量和安全。对于一般层高的房间，如2.8～3.5m，考虑灯具的检修和照明的效率，一般悬挂高度应为2.2～3.0m。

（2）灯具的水平布置

灯具的水平布置也称为平面布置，一般分为均匀布置和选择布置两种形式。灯具均匀布置不考虑房间和工作场所内的设备、设施的具体位置，只考虑房间或工作场所内照度均匀性，将灯具均匀排列。灯具均匀布置常见方案有三种，分别是正方形、矩形和菱形布置。选择布置即为适应生产要求和设备布置，加强局部工作面的照度及防止在工作面出现阴影，采用灯具位置随工作表面安排而改变的方式。