這是燈具產(chǎn)品ppt，包括了燈具的特點(diǎn)，燈具設(shè)計(jì)內(nèi)容，按照明要求分析光線的重要性，舉例說(shuō)明辦公室燈具光學(xué)的設(shè)計(jì)，燈具光學(xué)設(shè)計(jì)的幾個(gè)重要內(nèi)容，常用設(shè)計(jì)工具等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

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燈具設(shè)計(jì)de內(nèi)容 章海驄 了解燈具設(shè)計(jì)的必要內(nèi)容: ---燈具有別于其他電器的內(nèi)容; ---環(huán)境對(duì)照明和燈具的要求 照明質(zhì)量和燈具配光 ---燈具設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容: *電氣安全要求 ---光源､燈具 *配光設(shè)計(jì)技術(shù) ---效率､配光和發(fā)光后的感覺(jué) *燈具與光源的匹配 燈具創(chuàng)新設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn) 配光---摸清照明場(chǎng)所的要求; 效率---采用新材料和工藝; 發(fā)光后的感覺(jué)---開(kāi)發(fā)新光路和新材料; 價(jià)格---保持或提高質(zhì)量，降低成本. 新光源(LED)新對(duì)待新設(shè)計(jì). 使用LED顆粒做燈具; 使用LED顆粒做成的模組(做燈泡); 用LED模組做燈具. 一.燈具的特點(diǎn): 1.燈具是一個(gè)低壓電器，必須遵循一般電 器的要求和設(shè)計(jì)規(guī)則: 1)電器安全要求(共性的)---防觸電､絕 緣材料溫度等級(jí)､ IP ､EMC ､結(jié)構(gòu)安全等; 2)電器性能要求(異性的)---不同電器性能 迥異 (1)電力方面 電動(dòng)機(jī):用電產(chǎn)生動(dòng)力; 發(fā)電機(jī):機(jī)械能變電能; 變壓器:輸配電力; 繼電器和接觸器:輸配電力指令的實(shí)施; 開(kāi)關(guān):實(shí)時(shí)操控需要; (2)用電器方面 焊接機(jī)､家用電器､照明器具､電動(dòng)工具等 2.燈具不同于一般用電器的主要內(nèi)容 1)內(nèi)部有一個(gè)溫度遠(yuǎn)高于其它電器的發(fā) 高熱的光源，熱的關(guān)注和處理是重要內(nèi)容. 傳統(tǒng)光源的熱是會(huì)影響它的周?chē)�環(huán)境(燈具 內(nèi))中的材料甚至影響燈具外的物體，如: 埋地?zé)舻谋砻鏈囟? 筒燈的上部溫度 更重要的是當(dāng)今光源新秀LED對(duì)溫度特別 敏感，溫度越高，光輸出越減少.必須對(duì)溫度 特別關(guān)注，從而產(chǎn)生了“熱管理”的課題. 2)燈具是一種與人(不管什么人，非內(nèi)行人) 會(huì)親密接觸的低壓電器產(chǎn)品 所以要:①絕對(duì)不會(huì)觸電; ②絕對(duì)不會(huì)燙人和燃燒; ③除專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品外，不教就會(huì)使用且 沒(méi)有固定的使用的人員; ④有一定的使用壽命; ⑤非24小時(shí)工作制的居多，但也要 能24小時(shí)工作. 設(shè)計(jì)產(chǎn)品和制訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)一定要考慮上述內(nèi)容. 3)如何控制和利用光源發(fā)出的光是燈具 設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，包括: ①如何讓光源長(zhǎng)壽命---環(huán)境和配件; ②如何讓光源發(fā)出更多的光---高頻，降溫; ③怎樣利用好光源發(fā)出的光線，效率高---光 學(xué)設(shè)計(jì); ④讓有用的光線越多越好---燈具和照明; ⑤保證光源運(yùn)行中的安全，如在危險(xiǎn)氣 氛､振動(dòng)環(huán)境等 二.燈具設(shè)計(jì)內(nèi)容: 一個(gè)好的燈具應(yīng)該是充分利用光源光線(光通量)，通過(guò)設(shè)計(jì)有效的控制光線手段，得到按照明場(chǎng)所需要的光強(qiáng)分布---光學(xué)設(shè)計(jì).同時(shí)又能提供保護(hù)人和環(huán)境防范觸電和引起周?chē)�環(huán)境的不安全(火災(zāi)､跌落等)---電氣安全設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì).還有維持光源的電氣連接和正常工作，適合在工作場(chǎng)所中的使用需要和長(zhǎng)期工作，方便維護(hù)工作，也十分重要---結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 此外，外觀造型上的美學(xué)也變得越來(lái)越重要了. 燈具設(shè)計(jì)包涵兩大內(nèi)容和一個(gè)原則: -----功能設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足上述各項(xiàng)要求的產(chǎn)品，完全滿(mǎn)足 和達(dá)到各項(xiàng)功能要求(照明､節(jié)電､操作､可替換等); -----壽命設(shè)計(jì) 有一代人的使用壽命，10-20年. 期間，除更換損壞的光源外，其余部件只要保 養(yǎng)，不需更換. 因此，材料和處理的選擇至關(guān)重要; -----經(jīng)濟(jì)性原則 在達(dá)到同樣性能的情況下，越簡(jiǎn)單和越經(jīng)濟(jì) 越好，不能功能有余或殺雞用牛刀. 1.功能設(shè)計(jì)---照明功能為主 使用場(chǎng)所的:---工作目的; ---人員視覺(jué)工作狀態(tài); ---需要的光線在不同角度上 的數(shù)量和質(zhì)量; ---光的衰減問(wèn)題 . 照明要求大多來(lái)者現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，制作的燈 具必須適用的現(xiàn)行照明標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容(國(guó)內(nèi)外). 功能設(shè)計(jì)---安全保證為主 使用場(chǎng)所的環(huán)境---使用工況; ---工作人員的使用狀態(tài); ---它不影響外界和外界不 影響它的考慮; ---保證安全的壽命期. 適用的現(xiàn)行的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容. 功能設(shè)計(jì)---使用和維護(hù)為主 使用場(chǎng)所的---安裝燈具的位置和方式; ---燈具維護(hù)(含換光源)的方式; ---零部件和整體的壽命; ---表面與環(huán)境的協(xié)調(diào)性. 2.壽命設(shè)計(jì)---系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題 照明壽命､電氣壽命和機(jī)械壽命同步. 總體考慮: 1)長(zhǎng)期的:20年; 2)短期的:1-2年; 3)臨時(shí)的:一個(gè)季節(jié). 長(zhǎng)期的: 壓鑄鋁､不銹鋼､型材､鍍鋅鋼管; 不同類(lèi)型各種耐侯塑料; 如:涂漆/塑的壓鑄鋁外殼 短期的: 鋼板涂漆，鍍鋅緊固件，一般塑料 如:涂漆鋼板外殼 臨時(shí)的:節(jié)慶活動(dòng) 一般塑料件. 節(jié)日燈串. 三.按照明要求分析光線的重要性 1.創(chuàng)造好的光環(huán)境是燈具的主要作用. ①不能理解為達(dá)到需要照度就完事! 照度中有好的照度和壞的照度， 同樣是500lx，效果迥異. ---看作業(yè)面 ---看環(huán)境 能耗相同但 四周明亮 涉及燈具設(shè)計(jì) 和布置設(shè)計(jì) 一個(gè)英國(guó)郵政辦公樓的改造實(shí)例 改造內(nèi)容:辦公室和辦公桌; 燈具下加半透光吊框. ②有符合光分布要求的好的配光形狀 讀寫(xiě)作業(yè)的例子 以蝙蝠翼配光替代 Cosnθ的例子 Cosnθ的燈具形狀 蝙蝠翼配光燈具形狀 垂直燈管平面上呈 蝙蝠翼配光 ③間接照明的由來(lái) 天花板上什么地方裝燈都有問(wèn)題 那么怎樣來(lái)創(chuàng)造一個(gè)適合工作又沒(méi)有眩光 的照明環(huán)境? 我們將燈的亮度降下來(lái) 四.舉例說(shuō)明辦公室燈具光學(xué)的設(shè)計(jì) 1.幾種形式 目前有兩種形式可供選擇 ---直接照明形式 光線直接從燈管/反射罩射向工 作面 ---間接/半間接照明形式 從燈具發(fā)出的光線部分直接向下照到 工作面，部分向上，照明天花板再反射下來(lái)照 明工作面. 2.直接照明燈具之一----支架燈具 涂白色涂料燈具的配光 光學(xué)計(jì)算的基本規(guī)則 一個(gè)例子 計(jì)算配光曲線可將這兩部分迭加. 紅色曲線+綠色曲線=藍(lán)色曲線 提高支架燈具效率的途徑 A.增加白色涂料的反射率ρ是提高燈具出光 效率的有效途徑. 高反射率白色材料的分類(lèi)---分為兩類(lèi) 1)98%以上材料---纖維類(lèi) 為什么積雪是白色的?而雪花卻是透 明的!! 將極細(xì)的透明纖維壓在一起可獲得高 反射板. 反射率犢在97%以上. 如:DUPON板，德國(guó)Trocellen的微孔PET 板，WhiteOptics的White97 Film板等. 一種IEJ的白色反射材料的反射光譜圖 一種e-PTFE膜(膨化了的聚四氟乙烯膜)的 反射率達(dá)98%以上見(jiàn)電鏡構(gòu)成圖和光譜反 射率圖. 說(shuō)明透明纖維壓縮后可獲得高反射率膜!! 2)92%以上的材料---噴涂類(lèi)(表面涂層類(lèi)) 日本住友金屬工業(yè)株式會(huì)社的白色高反 住友白板的性能如下 目前國(guó)產(chǎn)的塑粉也有達(dá)到>92%的品種. 圓漸開(kāi)線的作用和獲得 3.直接照明燈具之二----格柵燈具 1)格柵燈的種類(lèi) 1 高反射率涂飾的格柵的效率很高. 格柵的透過(guò)率τ: τ =f12+5ρ3(1- f12)2/2[RCR(1- ρ3)+ 5ρ3(1- f12)] 其中: RCR=5h(W+L)/W•L f12 = e –1.184RCR+0.00535RCR-0.011 格柵保護(hù)角約300的RCR=6的情況: ρ3 =0.7 ， τ = 0.72 ρ3 =0.92 ， τ =0.936. 2 2)格柵的計(jì)算 等保護(hù)角格柵的計(jì)算 蝙蝠翼配光的反射器設(shè)計(jì) 屏幕上反射光線的由來(lái) 1 燈具出光口面上的亮度分類(lèi) 來(lái)自IESNA對(duì)兩度的要求 4.直接照明燈具之三-----棱鏡的種類(lèi)和設(shè)計(jì) 1)Macphail棱鏡設(shè)計(jì) 2)Holophen 減低直接眩光的透鏡 實(shí)際的形狀 5.間接/半間接照明燈具 設(shè)計(jì)例一 設(shè)計(jì)例二 五.燈具光學(xué)設(shè)計(jì)的幾個(gè)重要內(nèi)容 利用反射或折射的原理，合理設(shè)計(jì)和選擇這些光學(xué)部件(也稱(chēng)反射器和折射器)的線度､面形或材質(zhì)，盡可能多地收集光源發(fā)出的光線后將它們輸送到需要的方向上去. 鏡面 擴(kuò)散 漫射 透明 半透明 反射 折射 1。知己和知彼，百戰(zhàn)不殆 a.必須選擇合適光源(功率､光通量)和配光曲線； b.必須根據(jù)照明場(chǎng)所作業(yè)的內(nèi)容和要求確定需要的配光曲線。 光源的配光曲線 書(shū)寫(xiě)作業(yè)需要的蝙蝠翼配光 燈具的作用之一就是完成這個(gè)任務(wù)----光通量的再分配. 能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中必須遵守能量守恒定律: 1)光源光通=燈具光通/利用效率 2。利用幾何光學(xué)的基本定律改變光線方向達(dá)到改變光通量分配的目的 反射-----反射定律 入射角等于反射角，a=b; 入射光線和反射光線在一個(gè)平面內(nèi) 透射-----折射(Snell)定律 入射光線和折射光線在一個(gè)平面內(nèi); 入射角α和折射角滿(mǎn)足： n1sin α=n2 sin β n1和n2分別為入射媒質(zhì)和折射媒質(zhì)的折 射率 等亮度原理 3。將上述定律結(jié)合到各種形式的反射或透射面型中，得到不同的控光效果。 用拋物線 用橢圓 得 平行光 會(huì)聚光 用透鏡得 到平行光 棱鏡的折射 擴(kuò)散光 4.必須了解光源發(fā)光體的大小對(duì)上述配光帶來(lái)的影響. 圓球光源置于拋物線 圓球光源置于透鏡 5.成像光學(xué)和非成像光學(xué) 1 照明應(yīng)用中，許多是不要成像或要破壞成像的. MR16的反光杯做成龜板樣的原因： 6。光通量方向的轉(zhuǎn)移 反射器內(nèi)小面元上光線的轉(zhuǎn)移： 轉(zhuǎn)移中的內(nèi)容 轉(zhuǎn)移按照反射定率 7。光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不是單值解 可以得到相同配光的兩種形狀的反射器 8。燈具配光曲線的說(shuō)明 空間的環(huán)帶及其說(shuō)明 燈具配光分布采用的三種坐標(biāo)系統(tǒng) C-γ和B-β系統(tǒng)的圖示 一個(gè)平面內(nèi)配光的表達(dá) 1 路燈常用的表達(dá)方式 道路的邊線不是直線 道路的邊線是直線 六.應(yīng)考慮的其它問(wèn)題 燈具恐怕是發(fā)熱最高的用電器具，特點(diǎn): 1.溫度特別高:光源是熾熱體，燈泡玻璃殼體的表 面溫度有的在300多度，燈頭處的溫度白熾燈泡有150多 度，功率大的HID光源有200多度. 2.使用時(shí)間特別難控制:有的甚至是連續(xù)工作. 3.使用的地方和它周?chē)�的環(huán)境特別不清楚:安裝高 度，與人和與物的距離，安裝面都變化多樣. ∴燈腔的體積太小和形狀將嚴(yán)重 影響光源壽命. 1）關(guān)注光源周?chē)�環(huán)境溫度(光源吸收反射光) 盡量減少?gòu)姆瓷淦鞣瓷涞墓饩�回到光源，延長(zhǎng)電弧管或燈絲壽命； HPS燈裝入反射器后的最大溫度，都 有規(guī)定: HPS燈裝入燈具后的最大管壓升: 金鹵燈也有類(lèi)似問(wèn)題 2)降低光源封接處的溫度，延長(zhǎng)封接處 壽命，如鹵鎢燈鉬箔封接處的溫度要<270ºC. 特別是封閉使用的鹵鎢燈，如航空信號(hào)用 的燈具.安裝散熱片. 3)燈具效率的認(rèn)知 光源裝入燈具后其工作狀態(tài)(功率､管壓 等)發(fā)生變化，與裸燈工作完全不同，就會(huì)產(chǎn) 生下面的情形: 為此: ---將上面的比值稱(chēng)為燈具光輸出比，不稱(chēng) 為燈具效率; ---過(guò)高的效率，如HPS的路燈效率在80%， 要注意燈泡的管壓升，在85%或以上肯定有 問(wèn)題!! 此問(wèn)題同樣 出現(xiàn)在熒光燈 的燈具!要注意. 由IEC60598（GB7000）中規(guī)定了外殼 各部位和各種材料的最高溫度､光源重要 部位材料上或封接處的最高溫度，另外電 器元件也都有最高溫度tc/tw.應(yīng)以此作限 值進(jìn)行設(shè)計(jì): 1.外殼體積的大小 2.燈具內(nèi)局部體積的大小 3.環(huán)境對(duì)溫度的影響 七。常用設(shè)計(jì)工具 以下為常見(jiàn)的部分軟件。 光學(xué)設(shè)計(jì)（非成像光路）： Photopia， Tracepro(美國(guó)）等 APILUX，Speos， Solstis（歐洲）等. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： Autocad， Pro-e， Idea-s， Solidwork等。 造型設(shè)計(jì)和仿真： Rhinoceros，CDRS，3D-max等。 熱設(shè)計(jì)： Pro-e， Idea-s等。 謝 謝vCK紅軟基地

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