照明课程设计示例

一、照明计算

1. 1 房间尺寸

以某一普通教室为例。

普通教室的建筑轴线尺寸为长9 m 、宽7.2 m 。如果考虑到墙厚0.24 m 、粉刷层0.01 m ，则房间的长

74.801.0224.029=??

?

??+?-=l m 房间宽

94.601.0224.022.7=???

??+?-=w m 教室层高：底层为3.8 m ，其余为3.6 m 。以二层为例，设楼板和找平层共0.17 m ，则房间的高度3.6 - 0.17 = 3.43 m 。设照明器吸顶安装，考虑到灯的高度，取高度 h = 3.4 m 工作面（课桌）高度 h FC = 0.75 m 室空间高度

h RC = h - h FC = 3.4 - 0.75 = 2.65 m 室空间比 ()()

43.394

.674.894.674.865.255RC =?+??=+=

lw w l h RCR CCR = 0

()()

97.094

.674.894.674.875.055FC =?+??=+=

lw w l h FCR 1. 2 反射比 (1) 等效地面反射比

地坪和踢脚线均采用白间黑灰水磨石，反射比根据《电气照明技术》孙建民编著p.18~19表1-10查得（下同），

ρf = 0.52

墙裙采用白色内墙砖，反射比

ρwf = 0.8 踢脚线高度

h F = 0.15 m 地面空间平均反射比

()[]()()

()

w l h lw w l h h w l h lw +++-+++=

FC F FC wf F f fa 222ρρρ

()[]()()()

94.674.875.0294.674.894.674.815.075.08.0294.674.815.0294.674.852.0+??+?+-??++??+??=

= 0.583 等效地面反射比 ()()501.097

.0583.015.2583

.05.215.25.2fa fa FC =?-+?=-+=

FCR ρρρ

(2) 墙面平均反射比

该教室共有窗户6扇，其中2扇宽w g1 = 2.4 m ，2扇宽w g2 = 1.2 m ，还有2扇宽w g3 = 1.1 m ，窗高均为h g = 1.8 m ，窗面积

A g = 2 ( w g1 + w g2 + w g3 ) h g = 2 ? ( 2.4 + 1.2 + 1.1 ) ? 1.8

= 16.92 m 2 反射比 ρg = 0.1

门有2扇，宽w d = 1 m ，高h d = 2 m （按理应扣除地面空间的高度，但不扣除产生的误差很小），门的面积

A d = 2 w d h d = 2 ? 1 ? 2 = 4 m 2 门采用深褐色调和漆，反射比约 ρd = 0.3

黑板2块，宽w b = 4.2 m ，高h b = 1 m ，黑板的面积

A b = 2 w b h b = 2 ? 4.2 ? 1 = 8.4 m 2 反射比 ρb = 0.1

室空间墙的面积

A w = 2 h RC ( l + w ) = 2 ? 2.65 ? ( 8.74 + 6.94 ) = 83.1 m 2 墙面采用白色涂料饰面，反射比 ρw = 0.8 墙的平均反射比 ()

w

b d g w w b b d d g g wa A A A A A A A A ---+++=ρρρρρ

()1

.834.8492.161.838.04.81.043.092.161.0---?+?+?+?=

= 0.563

(3) 等效顶棚反射比

拟采用吸顶安装照明器，故等效顶棚反射比等于顶棚空间平均反射比，并等于顶棚反射比。顶棚采用白色涂料饰面，反射比

ρc = 0.8

所以 ρCC = ρca = ρc =0.8

1. 3 灯数计算 (1) 利用系数

拟选用YG2-1型（FAC42601P ）简式荧光灯照明器。理由有三：一是价格低廉；二是结构简单，保养换灯容易；（见p.361附录6-4）。

根据p.362表，当ρCC = 0.7、ρwa = 0.5、ρFC = 0.2时，在RCR = 3时U 1 = 0.70，在RCR = 4时U 2 = 0.61。

实际ρCC = 0.8、ρwa = 0.563、ρFC = 0.501， RCR = 3.43，利用系数将不低于0.70，暂取U = 0.70。

(2) 灯数计算

根据我国照明设计标准规定，教室的照度应达到100 – 150 – 200 lx （应取300LX ），取

E av = 150 ~ 200 lx

维护系数根据p.203表7-7（或P79表5-1），考虑到教室属清洁环境特征，照明器向上光通量为0，属于直接型灯具。故

MF = 0.73（或K=0.8）

照明器内光源采用直细管（T 8型）三基色（2×36W ）荧光灯，PAK-TLW36W-840荧光灯每根灯管的输出光通量为

Φs = 2500 lm(3350lm) 当E av = 200 lx 时的灯数 5.973

.07.0250094

.674.8200s av =????==

UMF lw E n Φ

考虑到该教室具有较高的反射比，且拟另外还要安装两个黑板灯，取

n = 9基本也能满足E av = 200 lx 。

1. 4 方案二 (1) 尺寸计算

上述计算都是在照明器吸顶基础上进行的，考虑到照度计算中将遵循距离平方反比律，拟采用链吊安装，使灯基本与梁底平齐。梁底离地坪2.9 m ，若设找平层为0.03 m ，则高h = 2.87 m 。工作面高度仍为

h FC = 0.75 m 室空间高

h RC = h - h FC = 2.87 - 0.75 = 2.12 m ≈ 2.1 m 室空间比 ()()

71.297

.674.897.674.81.255RC =?+??=+=

lw w l h RCR 顶棚空间高度

h CC = H - h RC - h FC = 3.43 - 2.1 - 0.75 = 0.58 m 其中H = 3.43 m 为房间高度，见1. 1节。顶棚空间比 ()()

75.094

.674.894.674.858.055CC =?+??=+=

lw w l h CCR (2) 反射比计算

顶棚空间内表面的平均反射比 ρca = 0.8 等效顶棚反射比 ()()755.075

.08.015.28

.05.215.25.2ca ca CC =?-+?=-+=

CCR ρρρ

室空间内墙的面积

A w = 2h RC ( l + w ) = 2 ? 2.1 ? ( 8.74 + 6.94 ) = 65.86 m 2 其余尺寸和反射比见1. 2节。墙面平均反射比 ()

w

b d g w w b b d d g g wa A A A A A A A A ---+++=ρρρρρ

()86

.654.8492.1686.658.04.81.043.092.161.0---?+?+?+?=

= 0.5

等效地面反射比与1. 2节相同， ρFC = 0.501

(3) 利用系数确定

根据p.362表，当ρCC = 0.7、ρwa = 0.5、ρFC = 0.2时，在RCR = 2时U 1 = 0.79，在RCR = 3时U 2 = 0.70。

实际ρCC = 0.755、ρwa = 0.5、ρFC = 0.501， RCR = 2.71，利用系数将不低于0.70，不高于0.79，取U = 0.75。

(4) 灯数确定 灯数 86.873

.075.0250094

.674.8200s av =????==

UMF lw E n Φ

同样取n = 9，完全能满足E av = 200 lx 的要求。

降低照明器的安装高度，用同样数量的照明器，照度明显提高。但不管用链吊安装，还是用管吊安装，顶棚都会感到凌乱。而即使采用吸顶安装，照度也能基本满足要求。故决定采用吸顶安装。

1. 5 照明器布置

(1) 照明器布置

中间照明器的位置：纵向

37.4274.82===

l x m 横向 47.32

94

.62==

=w y m 前后照明器的位置：前后照明器离墙的位置通常为它们与中间照明器之间距离的一半，即离墙

46.13

37.430===

x x m 则纵向照明器之间的距离为

91.246.137.40x =-=-=x x s m 考虑到前面要安装黑板灯，取 s x = 2.7 m 前后照明器离墙的位置

x 0 = x - s x = 4.37 - 2.7 = 1.67 m

左右照明器的位置：左右照明器离墙的位置通常为它们与中间照明器之间距离的21

~3

1，即离墙

16.1~87.04

~347

.34~30===

y y m 则横向照明器之间的距离为

s y = y - y 0 = 3.47 - ( 0.87 ~ 1.16 ) = 2.6 ~ 2.31 取 s y = 2.4 m 左右照明器离墙的位置

y 0 = y - s y = 3.47 - 2.4 = 1.07 m (2) 校核距高比

由p.361附录6-4查得，YG2-1型照明器的最大允许距高比 λ⊥ = 1.46， λ∥ = 1.28 实际距高比

02.165.27.2RC x x ===h s λ， 906

.065

.24

.2RC y y ===h s λ 即照明器无论竖装还是横装均能满足距高比要求。

若采用方案二，距高比 29.11.27.2RC x x ===

h s λ， 14.11

.24

.2RC y y ===h s λ 显然也基本能满足要求。

1. 6 不舒适眩光校核

由p.361附录6-4查得，YG2-1型照明器发光面长1.28 m 、宽0.168 m （长1.175m 、宽1.04m ），面积

A = 1.28 ? 0.168 = 0.215 m 2 亮度计算公式

θ

θθΦcos 5.2cos 10002500cos 10001000θ

1000θs 1000θA I A I A I L ===

式中照明器内光源的光通量Φs = 2500 lm 。 (1) 纵向

照明器的配光特性摘自p.361附录6-4。纵向亮度分布如下表：

(2) 横向

与亮度限制曲线比较：

从图中可知，无论是纵向还是横向，亮度分布曲线都在亮度限制曲线d 的左方，对照p.217图8-2(a )在使用照度≤ 300 lx 的条件下，限制不舒适眩光的等级优于A 级。

1. 7 照度校核

对教室一般照明的照度校核可采用利用系数法，但为了更准确一些，这里采用了亮度方程法。

(1) 传递系数计算

011.000535.0184.0CF -+=-RCR e f RCR 539.0011.043.300535.043.3184.0=-?+=?-e 539.0CF FC ==f f

461.0539.011CF FW CW =-=-==f f f ()()336.0539.0143.35.2539.015

.2WF WC =-?=-==RCR f f ()()328.0539.0143

.35115

1CF WW

=-?-=--=f RCR f (2) 求初始亮度

因为所选照明器的上射光通量为0（见p.361附录6-4），故顶棚初始亮度

L C0 = 0

YG2-1照明器的下射光通量输出比为88%（见p.361附录6-4），直接比可根据利用系数表最右一列数据确定。当RCR = 3时，DR = 0.53；RCR = 4时，DR = 0.45。用插入法求RCR = 3.43时，约有DR = 0.49。

等效地面初始照度 7.13274

.894.649

.073.025009s F0=????==

wl MFDR n E Φ lx 墙面初始照度 ()()()()

1.7774.894.665.2249.088.073.0250092RC D s W0=+??-???=+-=

l w h DR MF n E ηΦ lx 等效地面初始亮度 2.217.132501.0F0FC F0=?==

π

πρE L cd / m 2

墙面初始亮度 8.131.77563.0W0wa W0=?==

π

πρE L cd / m 2

(3) 列亮度方程 根据p.193式(7-46)得

????

??????=????????????????????-------000W C F WC WF CF CC FC 1 f f 1 f 1

W C F WW wa wa wa CW CC FW FC FC L L L L L L f f f f ρρρρρρρ ??????

????=?????????????????????-?-?-?-?-?-?-8.130 2.21 328.0563.01 336.0563.0 336.0563.0336.08.0 1 539.08.0 336.0501.0 539.0501.0 1

W C F L L L 经整理得

??

????

????=????????????????????------8.130 2.21 815.0 189.0 189.0269.0 1 431.0168.0 270.0 1 W C F L L L (4) 解亮度方程

610.0815.0 189.0 189.0269.0 1 431

.0168

.0 270.0 1 =------=? 5.19815.0 189.0 3.81269.0 1

0 168

.0 270.0 1.22F =----=? 2.13815.0 3.81 189.0269.0 0 431

.0168

.0 1.22 1 C =----=? 9.173.8

1 189.0 189.00 1 431

.0 1.2

2 270.0 1 W =----=? 0.32610.05.19F F ===

??L cd / m 2

6.21610.02.13C C ==

=??L cd / m 2

3.29610

.09.17W W ==

=??L cd / m 2

(5) 计算工作面平均照度 201501

.00

.32FC F av =?==

πρπL E lx 完全符合我国照明设计标准的规定，并可求得实际的利用系数：

742.073

.02500974

.894.6201s av =????==

MF n wl E U Φ

比原先选定的0.70高出了

%6%10070

.070

.0742.0=?-

1. 8眩光指数计算

眩光指数应从横向和纵向两个方向进行计算，但因学生只从一个方向（纵向）观察，故只计算纵向的眩光指数。

(1) 间接照度E i 计算

观察者坐在教室后墙中间离墙1 m 处，眼睛位置离地坪1.2 m 。顶棚离眼睛高度

h 1 = 3.4 - 1.2 = 2.2 m 等效地面离眼睛高度

h 2 = 1.2 - 0.75 = 0.45 m

等效顶棚对眼睛的形状因数 2212211

1

C 2a r c t a n

2a r c t a n l h w

l h h h w

f ++-= 894.074

.72.2294.6arctan 74.72.22.22.2294.6arctan

2222=+?+-?= 式中l = 8.74 - 1 = 7.74 m 。

等效地面对眼睛的形状因数 2222222

2

F 2a r c t a n

2a r c t a n l h w

l h h h w f ++-= 417.174

.745.0294.6arctan 74.745.045.045.0294.6arctan

2222=+?+-?= 一面侧墙对眼睛的形状因数

???

?

???

?????

?

?++++-+=222

2212221W

42arctan 42arctan 42arctan 2arctan 21l w h l w h l w w

w h w h f ????+-?+?=2274

.7494.694

.694.645.02arctan 94.62.22arctan 21 284.074.7494.645

.02arctan 74.7494.62.22arctan 2222=???

?

????

???+?+?+?? 对面墙（视线以上）对眼睛的形状因数 2

2

12

2

2

21

2

2

1

1W142arctan

42arctan

l

w h l

w w l

h w l

h h F +++

++=

222274

.72.2294

.6arctan

74.72.22

.2+?+= 215.074

.7494.62.22arctan

74

.7494.694.62

2

2

2

=?+??++

对面墙（视线以下）对眼睛的形状因数 2

2

22

2

2

22

2

22

2W242arctan

42arctan

l

w h l

w w l

h w l

h h F +++

++=

2

22

2

74

.745.0294

.6arctan

74

.745.045.0+?+=

046.074

.7494.645

.02arctan

74

.7494.694

.62

22

2=?+??++

间接照度

()W2W1W W F F C C i 2F F f L f L f L E ++++=

()046.0215.0284.023.29417.10.32894.06.21++??+?+?= = 88.9 lx

(2) 照明器配光特性

本设计采用的是YG2-1型照明器，这种照明器具有非对称的配

光特性，因此不能精确地提供照明器各个方向上的光强值。但在进行眩光源的亮度计算和对眼睛的直射照度计算时需要这方面的数据，为此可借用线光源配光特性表示法。首先判断该照明器纵向配光的类别。根据p.361附录6-4计算如下表：

与p.165表6-8相比较，该照明器的纵向配光与A类最接近，近似认为其属于A类。

()α

αc o s

=

f

(3) 眩光源亮度和直射照度计算

YG2-1型照明器的出光口面积（见p.361附录6-4）

2

.1=

?

=

A

28

m

.0

215

.0

168

眩光源的坐标见下图，列表计算如下：

眩光源对眼睛的直射照度 ∑∑==+=6

4

vi 3

1

vi d 2i i E E E

()lx 3.4998.43.1861.341.92=+++?= 眩光源亮度

∑∑

∑==+=6

4

i 2

i i

γ2i γ3

1i 2i γi 2γi 2

22P L P L P L ΩΩΩγγ ()1650434674263227821092=+++?= (4) 眩光指数计算

根据以上数据可求得眩光指数：

4.19165043.499.885003.4912lg 850012lg 82

2d i d =?????????????++??=?????

? ?

?

Ω++=∑P L E E E CGI γγ

在上述数据中，除了E i 外均未记入维护系数。如果E i 也不记维护系数，则

lx 12273

.09

.88i ==

E 代入眩光指数计算公式可得： CGI = 18.6

如果考虑到教室中还将安装黑板灯，它将使教室中各面的亮度有所提高，尤其是黑板所在墙面的亮度将有较大的提高，导致E i 的进一步增大，所以实际的眩光指数

CGI < 19.0

教室的眩光指数要求不大于16，因此用这种照明器不是最合适的。但YG2-1型照明器价格低廉，维护和换灯容易，且不大于19的眩光指数一般也能基本满足要求（可认为处于临界状态）。

统一眩光评价值

???? ??=∑2225.0lg 8P L L UGR s b

ω

1. 9 黑板灯布置

黑板照明宜采用专用的黑板灯，参考索恩公司OPTUS1×36W黑板灯计算，光通量3350lm。这种灯的出射光主要集中在20?~65?的范围内。用图解的方法可求得黑板灯的安装位置，即光中心离墙0.44 m，安装高度3.43 - 0.93 = 2.5 m。

这样布置黑板灯的优点是灯出射的光通量被充分地利用，且无直接反射光射向坐在第一排的学生眼睛中。但灯的安装高度过低，不美观，且灯在25?时的光强明显大于20?，黑板最下部照度将有所下降，故改变如下图。此时黑板灯的光中心离墙0.75 m，安装高度3.43 - 0.53 = 2.9 m。

共用两盏黑板灯，居中布置，灯距（中到中）2 m。

二、施工图绘制

电气施工图是在建筑施工图的基础上加以绘制的。下面我们以江苏省某市电大教学楼为例，这里只介绍该教学楼东侧半栋楼的电气施工图绘制。

2. 1 建筑施工图处理

(1) 打开0、2、3、31、4、5、6、8层

在绘制电气施工图时应先对建筑施工图加以处理，即保留必要的图线文字，去除与电气施工图无关的图线文字。这样做的目的是突出电气图线，使施工队施工时更容易识图。

1. 去除剖立面标记。如图中的A-A、C-C、D-D。

2. 去除门窗的标号。如图中的M-1、C-3等。

3. 去除柱内的涂黑，但必须保留柱子的外框。去除涂黑的作用

是防止与照明器图例相混淆。如果不易混淆，也可保留。

4. 图中的门可以去除，但开关的位置往往与门的开启方向有关，所以也可保留，但最好用其它图线不用的颜色，在出图时用较细的线型（例如0.12 mm），不致与电气线路相混淆。

5. 房间内的设备，如桌椅、橱柜、水池、便池等可以去除，也可与门一样处理。

6. 不必要的尺寸标注应去除。

(2) 关闭5层，把应去除的图线文字已全部去除了。

在绘制电气施工图时建筑施工图上必须保留的图线文字包括：

1. 建筑轮廓线必须保留，包括墙体、窗户、楼梯等，柱子可只保留其轮廓线，它中间的涂黑部分在图中不明显时，也即不会影响电气图的清晰明了时可以保留。台阶、雨棚等轮廓线应保留。

2. 建筑轴线的标号必须保留，同时保留轴线间的尺寸标注，一般还应保留建筑轮廓尺寸的标注，其它尺寸标注去除。

3. 各房间或其它空间的功能名称，例如“教室”、“办公室”等，应保留，当与电气设备或线路冲突时，文字可适当移动一下位置，每一层房间或其它空间的功能名称标注的位置尽量一致，便于读图。

4. 楼梯的上下标注尽量保留。

5. 标高应保留，当与电气设备或线路冲突时，标高可适当移动一下位置。

2. 2 电气设备布置

1. 二层标准教室布置一般照明的灯。

(3) 打开41、71层。

根据计算，一间标准教室安装9盏灯，先确定中间灯的位置，它应居中，然后根据计算书的数据，纵向间距2.7 m、横行间距2.4 m，如图所示。灯的标注包括灯的数量、型号、功率和安装高度。吸顶安装是标高用“ ”表示。

2. 二层标准教室布置黑板灯。

(4) 打开42、72层。

每个教室安装两盏黑板灯，根据前文的计算，两灯的间距2 m，离墙0.75 m，安装高度2.9 m。

3. 二层标准教室其它设备的布置。

(5) 打开43层。

先布置吊扇，每个教室布置四台吊扇，安装在梁下，同梁的吊扇间距是其离墙距离的2倍。

(6) 打开44层。

再布置开关。一般照明用一个三位开关，安装在门口。每一位控制一列灯（三盏），即分南、中、北三列。黑板灯开关用单位开关，同时控制两盏灯，安装在黑板旁。四台吊扇由两个双位开关控制，与黑板灯开关安装在一起。开关的安装高度位1.3 m。

(7) 打开45层。

最后布置插座。一般电源插座四个，前后各两个，都是单相三孔加两孔扁圆两用插座（俗称单相五孔插座），安装高度0.3 m。电视机电源插座一个，是单相两孔扁圆两用插座，安装在电视机柜上方，高