照明基础知识1

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1、照 明 基 础 知 识目 录第一章 照明发展历程.（1）第二章 光度、色度基本概念及知识.（2-6）第一节：光的度量及其单位.（4）第二节：光源的色温及显色性.（5-8）第三章 光源结构及原理.（9-21）第一节：白炽灯与卤钨灯.（10-12）第二节：荧光灯.（12-16）第三节：高强度气体放电灯.（16-21）第四章 灯具的性能及制作中的选材.（22-34）第一节：灯具的性能.（22-25）第二节：灯具制造中的选材、设计方法及选用.（25-30）第三节：灯具、照明产品介绍.（30-34）第五章 商业照明设计基础理论（35-51）第一节：商业建筑和照明.（35-36）第二节：光源的选择和灯具.

2、（36-39）第三节：商业照明的分类和方法.（40-51）第六章 照度计算基础. （51-J 照明基础知识培训资料第 2 页 共 57 页 255）第一节：室内建筑设施照明照度计算.（51-53）第二节：常用灯具光电参数.（54-55）第一章 照明发展历程早在 1802 年英国科学家就揭示了白炽现象，从那时开始直到有了电以后，美国科学家爱迪生发明了第一只白炽灯，开始了人类利用电能照明的新天地。在这之后，GE、PHILIPS 等国际知名大公司垄断了照明技术，一直到现在，光源的核心技术都掌握在这几家大公司之中，之后的许多新光源产品也都出自他们手中。自从 1879 年托马斯. 爱迪生发明了世界上第一

3、只实用型白炽灯泡以来，已经走过了一百多年的历史，电光源已经有了长足的进步。回顾历史，我们看到：1931 年成功研制高压汞灯；1936 年荧光灯问世，引入了荧光灯；1949 年白炽灯采用了柔白涂层技术；1958 年引入了卤钨灯；1962 年发明了高压钠灯；1974 年引入了节能型荧光灯；1975 年引入了冷光杯，之后引入了小功率金卤灯；1987 年引入了 40W 节能灯，之后引入高效节能灯；1994 年发明了无极荧光灯；直至目前发展起来的将电直接转化为光的发光二极管（LED） ，已作为公共场所的显示器，正在获得广泛使用。在照明的发展过程中，光源寿命有了很大的提高，从最初的几小时发展到现在J 照明

4、基础知识培训资料第 3 页 共 57 页 3的几万小时（如微波硫灯） ，光效有了很大提高，最高达 150lm/w.照明产品纷繁夺目，种类齐全，拥有适用于各种场所的照明产品。第二章 光度、色度基本概念及知识照明工程中，光是指辐射能的一部分，即具有刺激视觉器官特性的辐射能。从物理学的观点，光是电磁波谱的一部分，波长范围在 380780nm（纳米）之间，这个范围在视觉上可能稍有些差异。任何物体发射或反射足够数量合适波长的辐射能，作用于人眼睛的感受器官，就可看见该物体。一般辐射能波谱的范围遍布在波长为 10-16105m 的区域。可见光谱辐射能的波长在 380x10-910-9m（即 380780nm

5、）之间，仅是辐射能中很小的一部分。在 1666 年，牛顿使一束自然光线通过棱镜，从而发现光束中包含组成彩虹的全部颜色。可见光谱的颜色实际上是连续光谱混合而成的。波长从 380nm 向 780nm 增加时，光的颜色从紫色开始，按蓝、绿、橙、红的顺序逐渐变化。如下图：可见光谱紫外线 光 红外线紫 蓝 绿 黄 橙 红波长 380 450 490 560 590 630 780nm 紫外线波谱的波长在 100380nm 之间，紫外线是人眼看不见的。太阳是近紫外线发射源。红外线波谱的波长在 780nm1mm 之间，红外线也是人眼看不见面的。太阳是天然的红外线发射源。白炽灯一般可发射波长在 5000nm

6、以内的红外线。发射近红外线特的特制灯可用于理疗和工业设施。J 照明基础知识培训资料第 4 页 共 57 页 4紫外线、红外线两个波段的辐射与可见光一样，可用平面镜、透镜或棱镜等光学元件。进行反射、成像或色散，故通常把紫外线、可见光、红外线统称为光辐射。第一节：光的度量及其单位一、 光通量光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并能使人眼产生光感的能量，称为光通量。单位为流明（lm） 。光通量=光效 X 功率二、发光强度（光强）光源在空间某一方向上单位立体角内发射的光通量与该立方体角的比值，称为光源在这一方向上发光强度，简称光强，单位为坎德拉（ cd） 。三、照度照度是用来说明被照面（工作面）上被照

7、射的程度，通常用其单位面积内所接受的光通量来表示，单位为勒克斯（lx）或流明每平方米（ lm/m2） 。四、亮度亮度也是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表面亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m 2） 。五、光源的发光效率光源的发光效率通常简称为光效，是描述光源的质量和经济的光学量，它反映了光源在消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少，单位是流明每瓦（lm/w）=lm/w。J 照明基础知识培训资料第 5 页 共 57 页 5第二节：光源的色温及显色性所有固体、液体和气体如果达到足够高的温度，都会发

8、射出可见光。白炽灯中的固体钨约在 3000K 时的炽热发光，这是我们最为熟悉的人造光源。通常是随着辐射体的温度升高而提高，辐射光色从暗红，经过桔黄、发白，然后是炽兰。这样色温也随着辐射体的温度升高而提高。这是遵循斯蒂芬波尔兹曼定律：绝对黑体的能量亮度与物体绝对温度的四次方成正比。一、色温将一标准黑体加热，随着温度升高黑体的颜色开始沿着深红-浅红-橙-黄-白-蓝逐渐改变，当某光源发出的光的颜色与标准黑体处于某温度的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为光源的色温，以绝对温度 K 来表示。基本色如表所示：色温 光色 气氛效果大于 5000K 清凉（带蓝的白色） 清冷的感觉 三基色荧光灯 水银灯3

9、300-5000K左右中间（接近自然光） 无明显视觉心理效果 三基色荧光灯 金卤灯小于 3300K 温暖（带桔花的白色） 温暖的感觉 白炽灯J 照明基础知识培训资料第 6 页 共 57 页 6 石英卤素灯二、显色性光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色再现较差，我们所见到的颜色偏差也较大，用显色指数（Ra）表示。国际照明委员会 CIE 把太阳的显色指数定为 100，各类光源的显色指数各有相同，如：高压钠灯的显色指数为 Ra=23，荧光灯管显色指数 Ra=60-90。显色指数越接近 100，

10、显色性就越好。如下图：不同显色指数下的物体所呈现出来的效果；很好 较好 普通Ra=100 80Ra80 印刷、食品分检、油漆、店铺、饭店等 80Ra60 机电装配、表面处理、控制室、办公室、百货等 60Ra40 机械加工、热处理、铸造等J 照明基础知识培训资料第 7 页 共 57 页 740Ra20 仓库、大件金属库等三、颜色显色性和照度光源的显色指数与照度一起决定环境的视觉清晰度。研究表明，在照度和显色指数之间存在一种平衡关系。从广泛的实验中得到的结果是：用显色指数 Ra90 的灯照明办公室，就其外观的满意程度来说，要比用显色指数低的灯（Ra500x103 照明基础知识培训资料第 52 页

11、共 57 页 52直接型荧光灯 荧光高压汞灯等涂有荧光粉或漫反射光玻壳的高强气体放电白炽灯、卤钨灯和透明玻璃的高强气体放电灯I 200 250 300 100 200 250最小遮光角150 200第四节 商业建筑的应急照明大量现代商厦、商城、超市在全国各大、中城市迅速兴建，商场内人员的流量越来越大，一旦发生火等突发事件，正常电源往往产生故障或者必须切断电源，致使正常照明熄灭，这时随即点亮应急照明对人员的疏散，结人身安全，有效地制止灾害或故障的蔓延的作用。一 应急照明系统应急照明系统是现代大型商业建筑安全保障体系的一个重要组成部分，其系统的构成根据 CIE 的建筑物内应急照明指南 ，我国的 民

12、用建筑照明设计标准和应急照明设计指南等规定，分为疏散照明，安全照明及备用照明。1 疏散照明为使人员能容易地准确无误地找到建筑物出口及各类报警、安全、救护设施而设，由各种出口标志灯，指向标志灯及疏散用的一般应急照明灯组成。照度一般不小于 0.5lx，距高比4。出口标志灯，指向标专灯可以作为疏散照明照度值的补充，但不宜作为它的计算论据。2 安全照明正常照明电源故障，为确保处于潜在危险中人员安全设。照度要求一般需设场 照明基础知识培训资料第 53 页 共 57 页 53所不小于一般照度的 5%；特别危险场所为 10%。3 备用场所正常照明电源故障，为确保正常活动继续而设。照度要求一般需设场所不小于一

13、般照明的 10%，重要场所如配电房、消防控制室、消防泵房等应为正常照明。第七章 照度计算基础第一节：室内建筑设施照明照度计算室内照明照度计算一般采用利用系数法和逐点法。利用系数法计算简单，它考虑了墙壁、顶棚、地面之间光通量的多次反射影响。通过计算落到被照面上的光通量来确定整个场地的平均水平照度，而对于某一点的照度就无法计算。利用系数法适用于对照度要求不太严格的（如小型训练馆）照度计算。室内综合馆的初步设计 照明基础知识培训资料第 54 页 共 57 页 54时，亦可采用利用系数法初步估算所选用灯具的数量。逐点法适用于对照度要求比较严格场所的照度计算。逐点法计算照度可采用计算机编制相应程序进行计算，亦可采用简化表格计算法或等照度曲线进行计算。一、 利用系数法应用利用系数法计算被照场地平面上平均照度的基本公式如下