电气照明技术谢秀颖第一章

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1、照明工程,信电学院：谢秀颖电话：13853117665邮箱：,照明工程,第一章 照明技术的基本知识,绪 论,第二章 照明电光源,第三章 照明灯具,第五章 照明光照设计,第四章 照度计算,第六章 照明电气设计,第七章 电气照明施工图设计,绪 论,主要内容:,二、照明工程课程简介,一、电气照明的发展,三、教学环节及考核方法,四、主要参考书及教学资源,照明工程,目的：以照明为主特点：采用单一种 类光源，照 明质量较差,1、电气照明的发展大致经历三个阶段,一、电气照明的发展（1-1）,绪论,第一阶段,传统照明,第二阶段,混光照明,第三阶段,绿色照明,目的：节能、提高照明质量特点：用两种及以上种类的 光

2、源，照明质量高且 节能,目的：节能、环保、提高照明质量特点：推广使用高效、寿命长、安 全和性能稳定的照明电器产 品, 充分利用天然光, 以改善 提高人们工作学习生活条件 和质量, 从而创造一个高效、 舒适、安全、经济、有效的 环境并充分体现现代文明,课程性质：电气工程与自动化等专业的专业技术课 建筑类院校的特色课程,基本内容：建筑照明的基本知识 基本计算 设计方法,基本要求：,二、照明工程课程简介（1-1）,绪论,光、视觉、颜色等概念电光源、灯具特性照明方式、种类及质量,照度计算和电气计算,光照设计的基本原则电气设计的基本原则,1、掌握电气照明工程的基本理论及基本知识,2、掌握电气照明工程的计

3、算方法,3、熟悉建筑照明工程设计原则(国家设计标准及设计规范) 掌握建筑照明的一般设计方法,熟悉建筑照明工程的施工知识，提高工程意识,1、教学环节 理论教学：32学时（2-8周） 实践教学：课程设计1周（18周）,2、考核方法 课程考核：平时成绩(作业、测验、考勤等)占20% 考试成绩(开卷笔试)占80% 课设考核：课程设计说明书占50%，设计图纸占50%,三、教学环节及考核方法（1-1）,绪论,电气照明技术（第二版）,中国电力出版社,2008,建筑照明设计标准,中国建筑工业出版社,2004,绿色照明工程实施手册,中国建筑工业出版社,2003,实用照明工程设计,天津大学出版社,2003,网络资

4、源：http:/218.57.132.30 课程教学大纲、电子教案、教学进度表 综合练习 课程设计教学大纲、指导书,四、主要参考书及教学资源（1-1）,绪论,第一章 照明技术的基本知识,第一节 光,第二节 光与视觉,第三节 光源的颜色,第四节 绿色照明,照明工程,主要介绍:,一、光和光谱,二、常用的光度量,三、光的辐射,小 结,第一节 光,四、物质的光学性质,第一章,一、光和光谱（6-1）,1、光的概念,物理概念：,光泛指能产生视觉的辐射能,能量的一种形式,本质是电磁波电磁辐射,照明工程中的概念：,1-1,可见光,电磁波谱及可见光谱,电磁波谱及可见光谱:,一、光和光谱（6-2）,1-1,波长范

5、围：380nm780nm,特点:波长不同具有不同的颜色感觉,红 橙 黄 绿 青 蓝 紫,2、光谱辐射通量及其能量分布,光谱辐射通量,定义：物体单位时间内发射或接收的辐射能量,瓦特(W),注意：照明工程中,强调辐射通量为辐射源在给定波长无限小 范围内产生的辐射通量与该波长之比,瓦特/米（W/m）,一、光和光谱（6-3）,1-1,种类：连续光谱 线光谱,定义：光源的辐射能量随波长变化的规律,光谱能量分布,能量分布只出现在有限几个波长上,在宽广的波长范围内有不间断能量分布,光谱能量分布曲线：,连续光谱,线光谱,一、光和光谱（6-4）,1-1,3、光谱光效率,定义：不同波长的可见光的视觉灵敏度,明视觉

6、光谱光效率： m555nm时，V()1，555nm时，V()1,暗视觉光谱光效率： m507nm时，V ()1， 507nm时，V ()1,一、光和光谱（6-5）,1-1,光谱光效率曲线:,一、光和光谱（6-6）,1-1,1、光通量,定义：单位时间内光辐射能量的大小,符号：,单位：流明（lm）,意义：从视觉感受出发描述光源的发光能力,二、常用的光度量（4-1）,1-1,2、发光强度(光强),定义：单位立体角的光通量,符号：I,单位：坎德拉（cd）,意义：从视觉感受出发描述光源光通量在空间的分布情况,二、常用的光度量（4-2）,1-1,3、照度,定义：被照物体表面上每单位面积所接收的光通量,符号

7、：E,单位：勒克斯（lx）,意义：照明设计的依据建筑照明设计标准,二、常用的光度量（4-3）,1-1,4、亮度,定义：单位投影面积上的发光强度,符号：L,单位：坎德拉/平方米（cd/m2）,意义：描述发光面或反光面亮度分布情况，与照明舒适 性密切相关,二、常用的光度量（4-4）,1-1,1、辐射的产生,基态：离原子核最近的电子所处的最稳定的状态,激发态：电子被激发迁移到与其能量相当的能级所处的状态,去激发跃迁：被激发的电子由激发态迁移到基态，或由高能 级的激发态迁移到低能级的激发态,光的辐射：在去激发跃迁时电子释放能量所形成的辐射,1）相关概念,三、光的辐射（5-1）,1-1,2）辐射举例,3

8、）人工光源的辐射,热辐射,常用形式,气体放电,电致发光,基态,激发态,去激发跃迁,三、光的辐射（5-2）,1-1,当物体被加热到高温时，组成它的原子因大量的相互作用而被激发所产生的光辐射,在电场作用下,载流子在气体或蒸汽中产生运动而使电流通过气体或蒸汽的过程,电流通过固体物质(半导体)所产生的发光现象,2、热辐射,其能量分布为具有连续光谱成分的复合光,1）黑体辐射,辐射特点: 温度总能量迅速增加 温度最大值偏向短波 5000K时最大值接近可见光,三、光的辐射（5-3）,1-1,2）钨丝辐射,辐射特点: 分布曲线形状与黑体辐射相似 温度可见光增加速度快 同温度下功率峰值更偏向可见光,吸收比为1的

9、物质,地球上熔点最高的金属,3655K,钨丝在可见光区域内的选择辐射率较黑体高,弧光放电,3、气体放电,低压弧光放电,种类,高压弧光放电,三、光的辐射（5-4）,1-1,辉光放电,能量主要以线光谱为主,能量由强的线光谱和弱的连续光谱组成,4、电致发光,半导体的能带(能级)：,满带:电子的能量为基态水平,导带:电子的能量为激发态水平,禁带:满带和导带之间的间隙,局部能级:掺杂后产生的特殊能级,辐射特点：,线光谱，或一定波长范围内密集的线光谱，或连续光谱,激发态,非滞留,正常态,掺杂,三、光的辐射（5-5）,1-1,1、光的吸收,光在介质中传播时，其强度越来越弱的现象,吸收比：被介质吸收的光通量与

10、入射光通量i之比,符号：,公式：,四、物质的光学性质（7-1）,1-1,2、光的折射和透射,1）光的折射,注意：光疏光密:i 光密光疏:i,折射定律： 入射角与折射角正弦之比是一个常数：,四、物质的光学性质（7-2）,1-1,光射向透明或半透明材料表面时,部分光线透过该材料的现象,透射比：透过材料的光通量与入射光通量i之比,2）光的透射,公式：,符号：,定向透射,扩散及混合透射,四、物质的光学性质（7-3）,1-1,透射种类：定向透射、扩散透射,散透射,漫透射,混合透射,定向透射,漫透射,3、光的反射,光射向非透明物体表面时,部分光射回原介质的现象,反射比：被物体反射的光通量与入射光通量i之比

11、,反射种类：定向反射、扩散反射、混合反射、全反射,符号：,公式：,常用材料反射比：表1-3，设计时可查,四、物质的光学性质（7-4）,1-1,定向和扩散反射:,混合反射:,定向+漫,定向扩散+漫,定向+定向扩散,四、物质的光学性质（7-5）,1-1,定向,定向扩散,均匀漫散,全反射：,注意：,临界入射角A： 使90的入射角,从光密介质射向光疏介质时才有可能产生全反射现象,四、物质的光学性质（7-6）,1-1,4、物质的光谱选择性,彩色表面在与它色彩相同的光谱区域内，光谱反射系数最大,结论：,四、物质的光学性质（7-7）,1-1,即:有色彩表面对与它色彩相同波长的光的反射能力最强,本节小结:,第

12、一节 光,一、光和光谱 可见光、光谱能量分布、光谱光效率等基本概念,二、常用的光度量 光通量、光强、照度及亮度的含义、符号、单位及应用,三、光的辐射 人工光源的辐射原理：热辐射、气体放电、电致发光,四、物质的光学性质 物体对光的吸收、反射、透射等现象 物质的光学性质对照明的影响,第一章,主要介绍:,一、视觉过程,第二节 光与视觉,二、视觉特性,三、视觉功效（自学）,小 结,第一章,1、产生视觉的条件,光在眼中的路径： 角膜前房晶状体玻璃体视网膜的感光细胞,2、视觉产生的过程 光线成像、调节系统视网膜分解视紫质刺激神经末梢生物电流大脑视觉,一、视觉过程（1-1）,1-2,柱状:能感受暗光刺激,但

13、不能分辨颜色锥状:能感受强光刺激,且能分辨颜色,1、暗视觉、明视觉和中介视觉,暗视觉(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,明视觉(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态,中介视觉：视场亮度在10210cd/m2时，杆状细胞和锥状细胞同时起作用的视觉状态,二、视觉特性（5-1）,1-2,2、视觉阈限,含义： 能引起光觉的最低限度的光量 用亮度来度量又称为亮度阈限,实验证明: 绝对视觉阈限约为106cd/m2 但人只能忍受不超过106cd/m2的亮度,二、视觉特性（5-2）,1-2,明适应：视野亮度由低向高变化时的

14、视觉适应过程,暗适应：视野亮度由高向低变化时的视觉适应过程,注意： 当视场内明暗急剧变化时，人眼不能很快适应而视力下降 工程实践中的某些场合，应考虑明暗适应的过渡照明，以保证一定的视力要求,3、明适应和暗适应,二、视觉特性（5-3）,1-2,定义： 视野内由于亮度分布或亮度范围不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象,眩光分类方法和种类:,光幕反射:由视觉对象的规则反射引起其对比的降低,评价方法,不舒适眩光:产生不舒适感,但不一定降低视觉可见度,失能眩光:降低视觉对象可见度,产生特点,直接眩光:由视野中存在的发光体所产生的眩光,反射眩光:由视野中的反射引起的眩光,4、眩光,二、视觉特性（5-4）,1-2,对于视觉特性，人与人的感觉是不同的,5、个人差别,引起个人差别的主要原因是年龄,