电气照明答案.doc

1、第一章 照明技术的基本知识1.3 试述下列常用光度量的定义及其单位（1）光通量； （2）光强（发光强度）； （3）照度； （4）亮度。答：（1）单位时间内光辐射能量的大小 单位：流明（lm）（2）发光体在给定方向的发光强度是该发光体在该方向的立体角元d内传输的光通量d与该立体角元之比，即单位立体角的光通量。单位：坎德拉（cd），1cd=1lm/sr（3）被照物体表面上每单位面积所接收到的光通量。单位：勒克斯（lx）（4）单位投影面积上的发光强度。单位：坎德拉/平方米（cd/m2）1.8 什么是明视觉？什么是暗视觉？答：明视觉(或锥状视觉)，视场亮度超过10cd/m2时，锥状细胞工作为主的视觉状

2、态。暗视觉(或杆状视觉)，当视场亮度在106102cd/m2时，杆状细胞工作，锥状细胞不工作的视觉状态。1.9什么是明适应？什么是暗适应？答：（1）明适应是指视野亮度由低向高变化时的视觉适应过程它是杆状细胞工作(暗)锥状细胞工作(明)，适应时间大约需要1min。（2）暗适应是指视野亮度由高向低变化时的视觉适应过程，它是锥状细胞工作(明)杆状细胞工作(暗)，适应时间大约需要7min。1.13 什么是色温和相关色温？答：色温（度）是指当某一种光源的色品与某一温度下的完全辐射体（黑体）的色品完全相同时，完全辐射体（黑体）的温度即为这种光源的色温度，简称色温。符号为Tc，单位为开（K）。相关色温是指当

3、某一种光源的色品与某一温度下的完全辐射体（黑体）的色品最接近时，完全辐射体（黑体）的温度即为这种光源的相关色温。符号为Tcp，单位为开。1.14 如何表示光源的色表？答：光源的色表是指光源的表观颜色，与光源的色温有关。光源的颜色分类（CIE）光源颜色分类色表相关色温(K)暖3300中间33005300冷53001.15什么是光源的显色性？如何表示？答：光源的显色性与参考标准光源相比较时，光源显现物体颜色的特性；它是照明光源对物体色表的影响，该影响是由于观察者有意识或无意识地将它与标准光源下的色表相比较而产生的；主要取决于光谱能量分布。光源的显色性用显色指数来描述。1.16 绿色照明的宗旨是什么

4、？答：（1）保护环境 包括减少照明器具生命周期内的污染物排放，采用洁净光源、自然光源和绿色材料，控制光污染（2）节约能源 以紧凑型荧光灯替代白炽灯为例，可节电70%以上，高效电光源可使冷却灯具散发出热量的能耗明显减少。（3）有益健康 提供舒适、愉悦、安全的高质量照明环境。（4）提高工作效率 这比节省电费更有价值。（5）营造体现现代文明的光文化1.17 绿色照明和照明节能的关系如何？答：绿色照明和照明节能的本质是一致。第二章 照明电光源2.1 常用的照明电光源分几类？各类主要有哪几种灯？答：照明电光源：用作照明的电光源，主要分为：（1）固体发光光源热辐射光源：以热辐射作为光辐射的光源，如白炽灯、

5、卤钨灯电致发光光源：直接将电能转换成光能的光源，如场致发光灯、半导体灯（2）气体放电光源辉光放电光源：工作电压很高，但电流较小(10-610-1A)如霓虹灯弧光放电光源：工作电压较低，但电流较大(一般在10-1A以上)有两种：低气压弧光放电灯，如荧光灯、低压钠灯高气压弧光放电灯，如高压汞灯、高压钠灯、金卤灯2.3 照明电光源有哪些性能指标？它们如何反映电光源的性能？答：（1）额定电压 光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值（2）额定功率 灯泡（或灯管）的设计功率值 （3）光通量输出 灯泡（或灯管）在工作时所发出的光通量 额定光通量 在额定电压、额定功率条件下工作时的光通量输出额定光通量的定

6、义 点燃100h以后的光通量（4）发光效率(光效) 灯泡消耗单位电功率所发出的光通量即光通量输出与它取用的电功率之比 单位：lm/W（5）寿命 点燃的小时数 单位：小时（h）寿命的定义：全寿命 光源从第一次点燃起到损坏熄灭为止累计点燃的小时数平均寿命 同一组光源试样从一同点燃起到50%损坏为止累计点燃的小时数有效寿命 光源从点燃起到光通量衰减为初始值的某一百分数时累计点燃的小时数（6）光源的颜色特性色表：取决于光源的色温，依色温高低分为三种：暖色、中间色、冷色显色性：取决于光源的光谱能量分布，用显色指数Ri或Ra表示（7）启燃与再启燃时间启燃时间光源接通电源到光通量达到稳定值所需的时间，取决于

7、光源的种类再启燃时间正常工作的光源熄灭后将其重新点燃所需的时间，取决于光源的种类（8）闪烁与频闪效应闪烁交流供电的光源点燃时，其光通量随电流的增减发生周期性明暗变化的现象，闪烁的频率通常与电流的频率成倍数关系频闪效应在以一定频率变化的光线照射下，观察到的物体运动呈现静止或不同于实际运动状态的现象2.10 试述选用电光源的一般原则。答：1)选用的照明光源应符合国家现行相关标准的有关规定2)选择光源时,应满足显色性、启动时间等要求条件下,根据光源及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定3)照明设计时可按下列条件选择光源：(1)高度较低房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生

8、产车间宜采用细管径直管形荧光灯(2)商店营业厅宜采用细管径直管形荧光灯、紧凑型荧光灯或小功 率的金属卤化物灯 (3)高度较高的工业厂房，应按照生产使用要求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用大功率细管径荧光灯(4)一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不应采用自镇流荧光高 压汞灯 (5)一般情况下，室内外照明不应采用普通照明白炽灯；在特殊情 况下需采用时，其额定功率不应超过100W 4)下列工作场所可采用白炽灯： (1)要求瞬时启动和连续调光的场所,使用其它光源技术经济不合理时 (2)对防止电磁干扰要求严格的场所 (3)开关灯频繁的场所 (4)照度要求不高，且照明时间较短的场所 (5)对装饰有特

9、殊要求的场所 5)应急照明应选用能快速点燃的光源 6)应根据识别颜色要求和场所特点，选用相应显色指数的光源第三章 照明灯具（灯具）3.1 灯具有哪些作用，它有哪些光学特性?照明灯具(灯具)：除光源以外所有用于固定和保护光源的全部部件，以及与电源连接所必需的线路附件灯具的作用：（1）固定光源及其控制装置，保护它们免受机械损伤，并为其供电，让电流安全地流过灯泡（管）（2）控制灯泡（管）发出光线的扩散程度，实现需要的配光，防止光源引起的直接眩光（3）保证照明安全，如防爆等（4）装饰美化环境灯具的光学特性主要包括三个方面内容：配光特性、保护角和效率。3.5 什么是灯具的保护角？其作用是什么？一般灯具的

10、保护角是指光源发光体最边缘的一点和灯具出光口的连线同水平线之间的夹角。格栅灯具的保护角：一格片底看到下一（相邻）格片顶的连线与水平线之间的夹角。灯具的保护角可以在一定范围内限制表面亮度，实际上是在一定范围内遮挡光源直射光。3.6什么是灯具的距高比?什么是灯具的1/2照度角?灯具允许的距高比如何确定？答：(1)灯具的距高比两个相邻灯具中心之间的距离s与灯具到工作面的高度h之比图 1/2照度角与距高比（2）1/2照度角Q点与光中心的连线与光轴之间的夹角 (3)灯具的允许距高比灯间距s与计算高度h之比的最大允许值,其值由1/2照度角确定(4)直接型灯具按允许距高比分类分类名称距高比s/h1/2照度角

11、特狭照型s/h0.514狭照(深照、集照) 型0.5s/h0.71419中照(扩散、余弦)型0.7s/h1.01927广照型1.0s/h1.52737特广照型1.5s/h373.9 选择灯具应主要考虑哪些因素？答：（1）配光的选择 配光的选择主要应根据各类灯具的配光特点及使用场合的要求来综合考虑，在满足照明质量要求的前提下，尽可能提高光的利用率，力求达到最佳的照明节能效果。 （2）按环境条件选择（3）按防触电保护要求选择（4）经济性（5）灯具外形与建筑物相协调第四章 照度计算7、如图421所示，某车间装有8只GC39型深照型灯具，内装400W荧光高压汞灯，灯具的计算高度为10米，光源光通量为2

12、2000lm，灯具的光强分布如表49、维护系数为0.7，试求A点的水平面照度。解：（1）已知，则，查表得，用直线内插法求得（2）已知，则，查表得，用直线内插法求得（3）A点实际照度EA8、某精密装配车间长10m，宽5.4m，高3.5m，有吊顶、采用YG7013型嵌入式荧光灯具，布置成两条光带，如图422所示。试计算高度为0.8m的水平面上A点的直射照度。YG7013型荧光灯具，发光强度值如表42和43所示。解：采用方位系数法的基本公式（1）计算灯具的纵向配光函数值，以确定灯具的分类灯具的纵向配光函数值I0,/I0,0：05152535455565758510.9820.8990.7760.63

13、60.4690.2940.1710.0880.025同理论配光函数值表3-2比较，该灯的纵向配光与C类最接近，则取n=2 （2）计算高度：h=3.5-0.8=2.7m (3)计算垂直角各段荧光灯终端间距s=0.2m=,可将光带视为连续线光源。(4)计算方位角和方位系数Fx，则 ，查表得方位系数Fx=0.663 (5)求由垂直面的发光强度值，得故由插值法可得 （6）求单位长度的光通量和折算系数 线光源单位长度的光通量折算系数 (7)计算A点水平照度9、有一教室长11.3m，宽6.4m，高3.6m，课桌高度为0.75m，灯具离地高度为3.1m，要求桌面平均照度为150lx，室内顶棚、墙面均为大白粉

14、刷，纵向外墙开窗面积占60%，纵向走廊侧开窗面积为10%，端墙不开窗；若采用YG2-1型灯具（见附录1-3），请确定所需灯具数量，并画出灯具布置平面图。解：采用利用系数法计算由题意知：顶棚空间高度hcc3.63.10.5 m室空间高度（计算高度）hrch3.10.752.35 m地板空间高度hfc0.75 m1.求室形指数RCR2.求有效反射比（1）顶棚有效反射比cc顶棚、墙面均为大白粉刷，则取其反射比0.75As0.52(11.36.4)11.36.490.02 m2A011.36.472.32 m2取cc70%（2）地板有效反射比fc为了简化计算过程，取地板有效反射比fc20%3.求墙面平

15、均反射比w整个室空间墙壁的面积A2.352(11.36.4)83.19 m2整个室空间玻璃窗的面积Ag2.3511.360%2.3511.310%18.59 m2墙面平均反射比w取w60%4.确定利用系数U由附录1-3知灯具的利用系数表中没有w60%，为了保证照明质量，故按w50%查表：当RCR2，cc70%，w60%，fc20%时，U0.79当RCR3，cc70%，w60%，fc20%时，U0.70用直线内插法求得：当RCR2.88，cc70%，w60%，fc20%时的利用系数U0.785.确定维护系数K、由表4-1查得教室的维护系数K0.86.求灯具数量N取N12 盏，实际布灯时，考虑到灯

16、具布置的对称性，选用12盏YG2-1型灯具作为教室的一般照明，选择2盏不对称配光的灯具作为黑板照明，其灯具布置平面图略。10、某办公室面积为3.34.2m2，高3.1m，拟采用吸顶安装的YG1-1简式荧光灯具照明。若桌面高0.8m，其照度要求达到200lx，试确定需要安装灯具的数量。解：采用单位容量法计算计算高度hhrc3.10.82.3 m房间面积A3.34.213.86 m2室形指数RCR：YG1-1型灯具属于半直接型配光，由表4-5得：RCR6.25，P00.0729 W/m2.lxRCR5.0，P00.0614 W/m2.lx利用直线内插法，求得RCR6.22，P00.0726 W/m

17、2.lx整个办公室达到设计照度时所需的电功率P：PP0AE0.072613.86200201.25W所需灯具数量N：考虑到布灯的对称性，选用YG1-1型荧光灯具6盏。11、某大进深办公室，长20m、宽10m、高2.75m，顶棚反射比0.7、墙面反射比0.65、地面反射比0.275，窗总宽19m、高1.7m，采用嵌入顶棚式YG7013型3管荧光灯具照明，每只灯管额定光通是3350lm，照度应满足国际标准的要求，试用单位容量法求所需的灯数。 解：采用单位光通量法计算计算高度hhrc2.750.752 m房间面积A2010200 m2室形指数RCR：YG701-3型灯具属于半直接型配光，由表4-5得

18、：RCR1.43，2.2976 lm/m2.lxRCR1.67，2.3729 lm/m2.lx利用直线内插法，求得RCR1.5，2.3196 lm/m2.lx整个办公室达到设计照度时所需的光通量：lm所需灯具数量N：盏考虑到布灯的对称性，选用YG1-1型荧光灯具24盏。第五章 照明光照设计5.2 常见照明方式和照明种类有哪些？答：1、照明方式：照明设备按其安装部位或使用功能所构成的基本制式，照明方式主要有：（1）一般照明为照亮整个室内而采用的照明方式；不考虑局部的特殊要求；是照明方式中最基本的制式（2）分区一般照明为某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮该区域的一般照明（3）局

19、部照明特定视觉工作用的、为照亮某个局部而设置的照明（4）混合照明由一般照明和局部照明组成的照明方式2、照明种类主要有：（1）正常照明正常情况下使用的室、内外照明要求满足基本的视觉功能要求，以保证工作、生活等环境的安全、高效、完美舒适（2）应急照明在正常照明因事故熄灭后，供事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散的照明（3）值班照明 非工作时间供值班人员使用的照明（4）警卫照明 根据警戒防范范围的需要而设置的照明（5）障碍标志照明 用灯光标明障碍物的形体存在而设置的照明（6）装饰照明 为美化和装饰某一特定空间而设置的照明（7）景观照明 在建筑和环境景点创造恰当的气氛，构筑出独特的景观的照明5.3

20、衡量照明光照设计质量的主要指标有哪些?答：1、照度水平照度水平是衡量照明质量最基本的技术指标之一2、照度均匀度照度均匀度的表示方法：参考平面上的最低照度与平均照度之比视野内的照度不均匀会引起视觉不适应3、亮度分布亮度对照明质量的影响：A、视野内的亮度分布会影响作业的可见度:合理的亮度分布能够为人们提供良好的清晰度B、视野内不同的亮度分布影响视觉舒适度:过高的亮度可能引起眩光过高的亮度对比会由于眼睛的不断的适应调节引起视疲劳过低的亮度和亮度对比会造成阴暗和无刺激性的工作环境4、眩光眩光对视觉的影响：造成视觉功效降低；损坏对比；影响观察物体可见度或产生不舒适感；延长适应时间。5.4 照度标准中的照

21、度值指的是什么照度？选择照度标准值应遵循哪些主要原则？答：照度标准中的照度值指的是作业面或参考平面上的维持平均照度值。维持照度指的是照明装置在维护周期末仍应达到的照度选择照度标准值应遵循以下主要原则：（1）一般性建筑采用中照度级（2）工程设计标准高的中央、省市级等建筑采用高照度级（3）工程设计标准不高,或对作业精度要求不太严格,或属于临时性的一般建筑可采用低照度级（4）符合一定条件的照度标准值，作业面或参考平面的照度，可按照度标准值分级可以提高或降低一级。5.9 什么是光幕反射，如何限制光幕反射？答：作业面本身的镜面反射与漫反射重叠出现所引起的反射眩光称为光幕反射。（1）避免将灯具安装在干扰区

22、,使视觉作业避开或远离照明光源同人眼形成的镜面反射区域。（2）采用低光泽度、浅色的表面装饰材料（3）限制灯具的亮度,选用发光面大、亮度低、配光宽，但在视线方向亮度锐减的灯具。（4）顶棚、墙和工作面尽量选用低光泽度的浅色饰面，以减小反射的影响；或照亮顶棚和墙面，以降低亮度对比。5.15 何谓照明功率密度值（LPD值）？其值如何计算及应用？答：照明功率密度值（LPD值）是规定一个房间或场所的照明功率密度最大允许值，设计中实际计算的LPD值不应超过标准规定值。照明功率密度（其单位W/m2）作为建筑照明节能评价指标。LPD值的计算公式为：式中 LPD照明功率密度值， P每个灯具的输入功率，W 房间或场

23、所达到规定的照度标准值时所需灯具的总输入功率,W。 A房间或场所的面积,m2 5.16 降低照明功率密度值（LPD值）的措施。答：（1）提高光源的光效，包括降低镇流器的功耗。（2）提高灯具的利用系数U。(3)合理确定照度标准值。5.17简述照明光照节能设计的主要措施。答：1、推广使用高光效光源2、采用高效率节能灯具3、推广采用节能镇流器4、合理选择照度标准值和照明方式第六章 照明电气设计6.1什么是电压倔移?电压偏移对用电设备有什么影响，如何减小电压偏移的影响?电压偏移是指在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离标称值的程度，通常用与系统标称电压的百分比表示式中U电压偏移百分比U检测点上电压实测值

24、Un检测点上电网电压的标称值电压偏移对用电设备的影响：（1）灯泡（管）电压偏高，会缩短光源的寿命；（2）灯泡（管）电压偏低，会使光源的光通量输出降低，造成照度不足；（3）灯泡（管）电压过低时，还会导致气体放电光源不能正常点燃。采取措施：1)照明负荷与冲击性负荷共用配电线路时，应合理减少系统阻抗，以减少线路上的电压损失2)无窗厂房或工艺设备对电压质量要求较高的场所，宜采用有载自动调压变压器3)合理采用无功功率补偿措施，以补偿负荷变化所引起的电压偏移和电压波动4)分配单相负荷时，应尽量做到三相平衡6.2什么是电压波动?电压波动对用电设备有什么影响?如何减小电压波动的影响?电压波动是指某一时段内，电

25、压急剧变化而偏离标称值的现象，通常用电压有效值的最大值Umax与最小值Umin之差的百分数表示电压波动对用电设备的影响：（1）电压波动引起光源光通量的变化，使灯具发光闪烁，刺激眼睛，影响工作和学习，从而导致照明质量下降。（2）电压骤降会使气体放电灯熄灭，加上气体放电灯再启动时间较长，因而使其无法继续工作。采取措施：1)照明负荷宜与冲击性负荷采用独立回路供电2)合理采用无功功率补偿措施，以补偿负荷变化所引起的电压偏移和电压波动6.3照明负荷是怎样分级的?各级负荷对供电有何要求?答：(1)照明负荷分级1)一级负荷符合下列条件之一者为一级负荷：A.中断正常照明用电将造成人身伤亡B.中断正常照明用电将

26、造成重大的政治影响C.中断正常照明用电将造成重大的经济损失D.中断正常照明用电将造成公共场所秩序严重混乱注意:一级负荷中的特别重要负荷：中断供电将发生爆炸、火灾以及严重中毒事故等场所的照明负荷特别重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆和国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所的照明负荷中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作的照明负荷2)二级负荷下列场所的照明负荷均为二级负荷1)中断正常照明供电将造成较大的政治影响2)中断正常照明供电将造成较大的经济损失3)中断正常照明供电将造成公共场所秩序混乱3)三级负荷不属于一、二级负荷的照明

27、负荷均属于三级负荷(2)照明负荷对电源的要求1)一级负荷对电源的要求普通一级负荷应由两个独立电源供电一级负荷中的特别重要负荷，除由两个独立电源供电外，还必须增设应急电源，应急电源不能与电网并列运行，并严禁将其它负荷接入应急供电系统2)二级负荷对电源的要求采用两个电源供电，但对两个电源的要求条件可比一级负荷放宽3)三级负荷对电源的要求一般由单电源供电6.4如何将单相负荷等效为三相负荷?答：单相负荷应均衡分配到三相上，当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的15%时，全部按三相对称负荷计算；当超过15%时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相负荷相加，等效三相负荷可按下列方法计算：

28、(1)只有相负荷时，等效三相负荷取最大相负荷的3倍。(2)只有线间负荷时，等效三相负荷为：单台时取线间负荷的倍；多台时取最大线间负荷的倍加上次大线间负荷的(3-)倍。(3)既有线间负荷又有相负荷时，应先将线间负荷换算为相负荷，然后各相负荷分别相加，选取最大相负荷乘3倍作为等效三相负荷。 6.14 试计算图621所示单相220v供电的照明网络的电压损失，主干线AB长80米，截面为25mm2,三个分支线BC、BD、BE的截面均为4 mm2；照明负荷均为白炽灯，所有线路均为铝芯导线。解： 干线电压损失为：分支线路电压损失为： 线路总的电压损失：6.15 已知一照明线路电压为220/380V，全长90

29、m。现拟采用BLV-500（316110）四根导线明敷，在距线路首端30m处接有20kW的电阻性负荷，在末端接有35kW的电阻性负荷。试计算该线路的电压损失百分值。若负荷接线端允许电压损失为4%,试判断其是否符合要求？若不能满足要求，试按电压损失另选该线路导线的截面。解：由题意画出线路示意图如下：由题意知：该线路采用的是塑料绝缘铝芯导线，相线截面积为16mm2，线路所接负荷均为电阻性负载，即功率因数cos1由表6-4查得电压损失计算系数C44.5该段线路末端的电压损失U%：由计算结果知，线路的电压损失为5.27%，超过了负荷接线端允许的4%电压损失要求，需重新选择导线截面。按允许的4%的电压损

30、失来选择导线截面S：根据计算结果，由附录3-8选择的导线为：BLV-500（325116）6.16 某照明干线采用三相四线制（220/380V）电源供电，线路长度为120m，采用铝导线，已知线路负荷为12kW，cos1，电压损失要求不超过2%，试求该段线路的导线截面。解：（1）由表6-4查得电压损失计算系数C44.5根据计算结果，由附录3-8选择的导线为：BLV-500（325116）（2）检验发热条件若环境温度为30，所选导线截面为25mm2计时的允许载流量为85A(附录38)，远大于Ic18.2A，满足发热条件。按三相电阻性负荷基本平衡，中性线载流量应不小于相线载流量的50考虑，中性线截而初步选为16mm2(3)校验机械强度。按敷设在绝缘支持件上的绝缘导线(15mL25m)计，最小截面为10mm2，故现选导线截面符合机械强度要求。