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1、 l电灯发展经历了两个时期：l第一个时期，从1879年到本世纪三十年代末的前五十年 ，这是白炽灯发明、改进和成熟的时代；l第二个时期，三十年代末开始的是开发气体放电灯的时 代， 荧光灯的普及应用，是低压气体放电灯的时代；六十年代中期发明金属卤化物和高压钠灯为开端，由此进 入了高压气体放电灯的照明时代。l现代人工光环境的设计理论和应用技术是在电灯发展的 第二个时期，高光效、多品种的气体放电灯问世以后才 逐渐形成和完善的。15-1 电光源一、热辐射光源（一）普通白炽灯（二）卤钨灯（三）反射型白炽灯 二、气体放电光源 （一）荧光灯（二）高压汞灯 （三）金属卤化物灯（四）高压钠灯 三、灯具（一）灯具的
2、光特性（二）灯具分类l从照明应用角度对灯的性能要求：高光效用少量的电获得更多的光； 长寿命耐用，光通衰减小； 光色好有适宜的色温和优良的显色性能； 能直接在标准电源上使用； 接通电源后立即燃亮； 形状小巧，结构紧凑，便于控光。电光源的主要性能指标： 光通量：表征灯的发光能力，以流明值表示。 光效：灯发出的光通量与它消耗的电功率之比。 寿命：有效寿命和平均寿命。 平均亮度：灯的发光体的平均亮度，以 表示。灯的色表：指灯光颜色给人的直观感受，以色温或相 关色温为数量指标。 显色指数：显色性能的定量指标。 灯的起燃与再起燃时间。 电特性：电源电压波动对灯的其它参数的影响。 这些特性是评判灯的质量与确
3、定灯的合理使用范围的依据。 一、热辐射光源（白炽灯）：l热辐射光源发出的光是电流通过灯丝，将灯丝加热 到高温而产生的。（一）普通白炽灯：（一）普通白炽灯： 组成：灯丝，外玻壳， 充入气体与灯头灯部分 。如图15-1。 灯丝特点：现代白炽灯 灯丝用熔点高（ ）蒸发速度较慢的钨制 造。 平均光效：只有 左右；平均寿命：约为1000 小时；通电即亮，显色性 好，便于控光，价格便宜 。 电源电压的变化对白炽灯 的工作性能有比较显著的 影响，二者关系如图15-2 。（二）卤钨灯l将卤素元素（碘或溴）填入，它能和游离的钨合成气态碘化钨或溴化钨，它们靠近高温的钨丝时分解，钨附着在钨丝上。如此循环，消除了灯泡
4、黑化，延长寿命，光效提高到20lm/W以上。l卤钨灯管壁由耐高温的石英玻璃制造，使用时必须水平放置l特点：在玻壳内表面有一层金属反射镀膜，使灯光射向 预定的方向。这种反射器一般不会受到任何损伤、腐蚀 或污染，因此使灯能保持高光输出。同时还可简化灯具 设计。（三）反射型白炽灯：（三）反射型白炽灯：l椭球形的反射面代替抛物面的改进。如图15-5。 灯管两电极加上电压后产生气体放电，放电 产生紫外线，紫外线激发管壁上的荧光粉发 出可见光。 直管型荧光灯的构造（如图）。二、气体放电光源（一）荧光灯：（一）荧光灯：l气体放电灯没有灯丝，它是借助两极之间气体激发 而发光，称为冷光源。 荧光粉的成分决定灯的
5、光效和颜色。目前，我国规定的荧光灯颜色仅有日光色（9500K）、冷白色（4300K）、暖白色（2900K）三种。平均光效60lm/w，寿命5000小时，显色指数90%以下（与光效矛盾）。 三基色窄带荧光灯：光效90，显色指数85%以上。橙红（611nm）、绿（543nm）、蓝（450nm），窄带谱荧光粉。 其它形状荧光灯如图。l荧光灯线路如图。 荧光灯的性能参数受电压变化的影响较小， 但它的光效值随环境温度的变动而波动；另 外开关次数对灯的使用寿命（一般5000小时）也有较大影响。l节能的小型荧光灯 （紧凑型荧光灯） 如图SL灯和PL灯，其性能见表。l结构如图。l特点：发光呈蓝白色， 包括黄、
6、绿、蓝色线 状光谱辐射，但缺乏 红色，所以一般照明用的高压汞灯均在外玻壳内壁 涂荧光粉以补充红色，改善灯的显色性。功率范围 在 之间，光效约 ，寿命为 。（二）高压汞灯：（二）高压汞灯：l结构类似于高压汞灯，只是在放电管内又添加了 金属碘化物。金属卤化物灯与汞灯相比，不但提 高了光效，显色性也有很大改进。（三）金属卤化物灯：（三）金属卤化物灯：（四）高压钠灯：（四）高压钠灯： 结构如图。 是目前一般照明 应用的电光源中 光效最高（ ）、寿命最长（ ） 的灯。三、灯具：l灯具：光源、灯罩及附件的总称。l分装饰灯具和功能灯具。（一）灯具的光特性：（一）灯具的光特性： 配光曲线：其上的每一点表示灯具
7、在该方 向上的发光强度。因此，知道灯具对计算 点的投光角 ，就可查到相应的发光强 度 ，利用公式可求出点光源在计算点 上形成的照度。 如图。 1.配光曲线和空间等照度曲线 空间等照度曲线：（如图）只要知道灯的计算 高度 和计算点力灯具的水平距离 ，就可查出照度 。 2.消除眩光 保护角 ：指灯罩边和发光体边沿的连线与 水平面所成的夹角，如图。计算公式 保护角光源亮度超过 时，人眼就不能 忍受。 l灯具效率 ：灯具发出的光通 与光源光通 之比，即l 取决于灯罩开口的大小和灯具材料的反光、投 管系数。一般由实验得。3.灯具效率l灯具通常按总光通在空间的上半球和下半球的分配比 例分类的。一般可以分为
8、直接、半直接、均匀漫射、 半间接、间接等五种类型。各类灯具的光通分布见表 。 （二）灯具分类：（二）灯具分类：l特点：灯具利用率最高，有 以上的光通向下照射 。l直接型灯具的光强分布大体可以分为三类：窄配光、 中配光和宽配光，如图示。1.直接型灯具2.半直接型灯具l特点：可在灯具上方发出少量的光线照亮顶棚，减小 灯具与顶棚间的强烈对比，使环境亮度分布更加舒适 。l特点：将光线均匀地投向四面八方，对工作面而言， 光通利用率较低。l直接-间接型灯具：将一对直接型一间接型地灯组合在一起，或者用不透光材料遮 住灯泡，而上下均敞口透光， 其输出光通分配也近于上下 各半。3.均匀漫射型灯具l特点：大部分灯
9、光投向顶棚和上部墙面，增加了室内 地的间接光，使光线更柔和宜人。4.半间接型灯具5.间接型灯具 特点：将灯光全部投向顶棚，使顶棚成为二次 光源。室内光线扩散性极好，几乎没有阴影和 光幕反射，也不会产生直接眩光。如图。15-2 室内工作照明一、照明方式选择（一）一般照明、 （二）局部照明、 （三）混合照明 二、照明标准及照度值的选择（一）照明数量、 （二）照明质量 三、光源和灯具的选择（一）光源的选择、 （二）灯具的选择、（三）灯具的布置 l工作照明可分为两类： 一类是以满足视觉工作要求为主的室内工作照明， 如工厂车间、学校等场所的照明，它主要是从功能方面考虑； 另一类是以室内艺术环境观感为主的
10、照明，如大型 门厅、休息厅等处的照明，这类照明除满足照明功 能外，还要强调艺术效果，以提供舒适的休息、娱 乐场所。一、照明方式选择（一）一般照明：（一）一般照明： 一般照明：是在工作场所内不考虑特殊的局部需要，为照亮整体被照面而设置的照 明装置。如图。 这种照明方式适合于对光 的投射方向没有特殊要求， 在工作面内没有特别需要 提高视度的工作点和工作 点很密或不固定的场所。（二）局部照明：（二）局部照明： 局部照明：是在工作点附近专门为照亮工作点而设置的照明装置。如图。 常设置在要求照度高或对光线方向性有特殊要求处，但不允许单独使用局 部照明，因为会造成工作 点与周围环境间极大的亮 度对比，不利
11、视觉工作。（三）混合照明：（三）混合照明： 混合照明：是在同一工作场所，既设有一般照 明解决整个工作面的均 匀照明，又有局部照明 以满足工作点的高照度 和光方向的要求。如图。二、照明标准及照度值的选择（一）照明数量：（一）照明数量：l照明标准是根据识别物件的大小、物件与背景的 亮度对比、国民经济的发展情况等因素规定必要 的物件亮度。l标准规定：混合照明中的一般照明的照度为该级 总照度的 5%10%，并不得低于 ；另外，一般照明的均匀度（指房间内工作面上最低照 度与平均照度之比）不宜小于 0.7 。（二）照明质量：（二）照明质量：1.照度均匀性2.限制眩光 首先是对直接眩光的限制。 眩光同光源亮度、背景亮度、光源位置等 有关。其中前两项有灯具类型及其布置方 式所确定。l控制灯端电压不低于额定电压值，如达不到要求时，在条件许可的情况下，应将动力和照明电源分开，甚至在照明电源上增设稳压装置。3.照度的稳定性4.消除频闪效应 在交流电路中，气体放电灯发出的光通量随电压的变化而波动，对移动的物体会导致视觉失真。为减轻这种影响，可将相邻灯管（泡）或灯具分别接到不同相位的线路上。（一）光源的选择：（一）光源的选择：l各种光
