mA建筑电气照明

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1、mA建筑电气照明Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望6.1 6.1 照明技术的基本概念照明技术的基本概念主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材6.1.1光觉的特性 6.1.2 光的度量6.1.3光源的色温与显色性6.1.4光源的色调6.1.5眩光返回目录6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材1光的辐射 从物理学中“电磁波理论”的观点解释，光是一种携带电磁辐射能量的电磁波，它能被人的眼睛所感知。人眼能看到的

2、那部分可见光只占电磁波波谱的很小一部分，如图6-1所示。 由图6-1可看出，在可见光谱中不同波长的光对人眼的刺激不同，表现为不同的颜色感觉。当波长在780380nm之间变化时，颜色依次按：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫变化。比红光波长长的一段为红外线波谱，是人眼看不见的；波长比紫光短的紫外线人眼同样不可见。但是，红外线、紫外线和可见光一样可以被光学系统反射、透射、聚焦、成像等。如果一束光只含有单一波长成分则称为单色光；光谱上的谱色光为单色光。有两种及以上波长成分的是复合光；太阳光就是复合光，它给人以“混合”的白光感觉。 下一页6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十

3、一五”国家级规划教材 和所有电磁波辐射一样，光在真空中的传播速度为（约每秒30万公里）。 而当光线在不同媒质中传播时速度将发生变化。因光的振动频率f是恒定不变的，所以在折射率是n的媒质中，光速是真空中光速c的1n，即： (6-1) =f/n下一页n6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 媒质中光的波长 也将变成真空中波长的1n，即：(6-2) 频率不同的光在媒质中的传播速度不同，折射率亦不同。这样，当包含有多种频率成分的复合光通过三棱镜时，光中不同频率的部分将按不同的折射角分开而形成光谱分布 下一页6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主

4、要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材2视觉特性 人的眼球构造如图6-2所示。 眼睛是一个构造极其复杂的器官，它的正前方的一小部分是有弹性的透明组织，称为角膜，光线从这里进入眼内。其余部分为白色不透明组织，称为巩膜。巩膜里面有一层虹膜，起着遮光作用。虹膜随不同种族有不同颜色，如黑色、蓝色、褐色等。在虹膜中间有一圆孔称为瞳孔。瞳孔的大小可通过虹膜的环状肌来调节，它可以控制进入眼睛内部的光通量，起着照相机中光圈的作用。 下一页6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 眼球内层的视网膜由大量的感光细胞组成。当光线通过瞳孔、晶状体和玻璃状

5、液体聚焦在视网膜上时，感光细胞受到光刺激而发生电化学过程，其发出的生物电脉冲，经视神经传入大脑的视神经中枢形成视觉。 视网膜上的感光细胞分为锥状细胞和杆状细胞两种。 锥状细胞在正常光照条件下起作用，其既能分辨光线的强弱而形成明暗感觉，也能分辨光线的色彩。这被称为人眼的明视觉状态。 杆状细胞灵敏度高，在微弱的光照环境下由它负责工作。但是，杆状细胞只有明暗的光感而无法分辨色彩。这就是为什么在夜晚微弱的光线下，人只能看到物体黑白的影像而看不出物体颜色的原因。人眼的这种状态是暗视觉状态。下一页6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 人眼对不同波长的

6、光线灵敏度不同。简单地说，可见光范围内不同波长的光，在人眼里会呈现不同的颜色；现在即使让它们辐射功率相同，人感觉这些彩色光也不一样亮。经测试人眼对黄绿光最敏感，在辐射功率相同条件下感到黄绿色光最亮，而蓝、紫色光和红光则感到很暗。人眼的这种特点可用视觉的光谱光效率函数V（）（又称相对视敏函数）反映出来。 选择视觉正常的观察者进行测试，在产生相同亮度感觉的前提下，测出各个不同波长光的辐射功率（）。可以想象得到（）越小，人眼对此波长光的灵敏度越高；如果（）大，则意味着人眼对该光线不敏感。 下一页6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 这样，可以用

7、光的辐射功率（）的倒数来表示眼睛对波长为的光线的敏感程度，我们把它称为光谱光效能K（）。从测得的数据看，人眼对波长为555nm的黄绿光最敏感，有最大的光谱光效能Km=K(555)。把任意波长光的光谱光效能K（）与Km的比值定为人眼的光谱光效率，用函数V（）表示，即： （6-3） 下一页6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 在波长为555nm时，V（555）1；其他波长时，V（）1。表6-1给出明视觉和暗视觉的光谱光效率函数V（）的测量数据。 由图6-3可以看出，明、暗视觉的曲线不重合。明视觉下人眼对黄绿光最敏感；暗视觉下曲线左移，对波长短

8、的光灵敏度增大。 由表6-1数据可画出光谱光效率函数V（）曲线，如图6-3所示。 返回6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-1 电磁辐射波谱分布返回6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-2 眼球截面简图返回6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-3 明视觉、暗视觉光谱光效率曲线返回6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-1 光谱光效率函数值光谱光效率函数值 暗

9、 视 觉 V暗 视 觉 V波长/nm光谱光效率波长/nm光谱光效率明视觉V（）暗视觉()明视觉V（）暗视觉()3800.000040.0005895900.7570.06553900.000120.0022096000.6310.033154000.00040.009296100.5030.015934100.00120.034836200.3810.007374200.00400.09666300.2650.0033354300.01160.19986400.1750.0014974400.0230.32816500.1070.0006774500.0380.45566000610.0003

10、1294600.0600.5676700.0320.00014804700.0910.6766800.0170.0000715下一页6.1.16.1.1光觉的特性光觉的特性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材暗 视 觉 V暗 视 觉 V波长/nm光谱光效率波长/nm光谱光效率明视觉V（）暗视觉()明视觉V（）暗视觉()4800.1390.7936900.00820.000035334900.2080.9047000.00410.000017805000.3230.9827100.00210.000009145100.5030.9977200.001050.00000478520

11、0.7100.9357300.0000520.0000025465300.8620.8117400.000250.0000013795400.9540.6507500.000120.0000007605500.9950.4817600.000060.0000004255600.9950.32887700.000030.00000042135700.9520.20767800.0000150.00000013905800.8700.1212续表续表6-1 光谱光效率函数值光谱光效率函数值 返回6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材1光通量 光

12、通量是用人眼睛的感觉来衡量的光辐射功率的大小。波长为的光，辐射功率（）W，光谱光效率为V（）其光通量为：（6-4） 式中：K=683（lm/W）。 下一页6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 光通量的单位是流明（lm），波长为555nm的光的辐射功率为1W时，光通量是683lm（或1光瓦）。当光线中包含多种频率成分时，总的光通量将是光线中不同波长成分的光通量之和。即： 式中：e（）光辐射体的功率波谱。 光通量在法定的计量单位中是一个导出单位，即：1lm的光通量等于发光强度为1cd（坎德拉）的均匀点光源在立体角为1sr（球面度）的空间范围内

13、发出的光的通量。 （6-5） 下一页6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材2发光强度（光强） 为了表示光源在空间各个方向上发出的光通量的不均匀性，而提出发光强度的概念。发光强度是光源发出光通量的空间角密度。如图6-4，空间中有一个点光源P向四周发出光线，从P向某个方向取立体角d，在此角内的光通量为dV，则两者之比为此方向上的发光强度IV，即： ，即： （6-6） 下一页6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 立体角是从空间中一点放射出去而形成的锥体所包含的空间，单位是sr（球面度）。以锥

14、顶为球心，R为半径作一球面，锥体射出去截切球面。如切出的面积为dS，则锥体所张开的立体角为： （6-7） 显然，整个球面对球心所张的立体角为4。 下一页6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 此种情况可扩展到：对任意形状的闭合面（闭合的没有边界的面，球面是特殊的闭合面）。整个闭合面对内部任何一点所张的立体角都是4，而对外部点所张的立体角则为零。 发光强度的单位是cd（坎德拉），在国际单位制（SI）中是一个基本单位。定义为：辐射频率为5401012HZ（波长是555nm）的单色光源，在某方向上的辐射强度为1/683（W/sr）时，则此方向上的

15、发光强度是1cd。 ，下一页6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材3（光）亮度 具有一定面积的广光源，其上各处的发光强度可能是不同的，向各个方向辐射的特性也是不一样的，为此引入光强面密度的概念。如图6-5，在发光体上取面积dS，在与此面法线成角的方向上观视，这个方向上的亮度LV定义为：在此方向上的光强I与面积dS在该方向上的投影dS之比。即： （6-8） dS也就是人眼在这个方向上看到的dS的大小。亮度的国际单位是cd/m2（坎德拉/平方米）。 下一页6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教

16、材4（光）照度 （光）照度用于衡量光照射在某个面上的强弱，用被照面上光通量的面密度表示之，即： （6-9） 式中：EV照度； dS被照面上的圆面积； dV圆面积上得到的光通量。 下一页6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材如果面积S上的总光通量为V，那么平均照度为： （光）照度的单位是lx（勒克斯）。在1m2的面积上得到1lm的光通量，那么照度就是1lx，即： 1lx1（lm/m2）。 （6-10） 返回6.1.2 6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图64 点光源的发光强度示意图返回6.1.2

17、6.1.2 光的度量光的度量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-5 广光源的圆面积亮度返回6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材1色温 通常的照明光源（如太阳、白炽灯、荧光灯等等）发出的光包含多种波长成分，它们的光谱功率分布各不相同。因此，看上去的颜色感觉不一样。即使看上去都呈“白光”的光源，实际上它们的光谱功率分布相差也是很大的。这些“白光”在人眼里的感觉也是不一样的。 如：光谱能量偏重于较长波长段的称为“热白光”，它会给人以温暖的感觉。白炽灯就属于这种，其光是白中带些橙红色。光谱能量偏重于较短波长段

18、的就叫“冷白光”；日光型的荧光灯可以归入此类。这些“白光”照射同一个东西时，呈现的颜色会有差别。我们可能有这样的经验：在商店里选了一件满意的衣服，款式、颜色都很好。但是，在外面穿上后发现，颜色不对了，不如原来好看。这是因为，商场里是用的人工光源，而外面却是自然的太阳光。 为了便于比较和区别各个光源的特性以及进行计算，引入“色温”概念。下一页6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 所有物体自身在绝对零度之上的任何温度都发出电磁波辐射。一定时间内辐射量的多少，以及辐射能量按波长分布的状况都与温度有关。 绝对黑体在任何温度下对任何

19、波长的入射辐射都完全吸收（即吸收比为1）。这样，由于排除了周围环境的影响，使得它发出的辐射仅由温度决定。 由图6-6看出，随着温度的增加，绝对黑体辐射能量增大；并且，其功率波谱的峰值向短波方向移动。也就是，当温度升高时，人用眼睛看上去不仅亮度增加，颜色也随之发生变化。 低温的炉火发出的辐射能量较多地分布在波长较长段，呈现红光；而电焊的电弧光温度很高，发出的辐射能量较多地分布在波长较短的蓝光中。 下一页6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 因此，可以用绝对黑体的温度来表征，不同光谱分布与颜色的实际光源。 总之，色温就是当某一

20、种光源的色品（用CIE1931标准色度系统所表示的颜色性质）与某一温度下绝对黑体的色品相同时的绝对黑体的温度。用TC表示，单位是K（开）。 这样，我们可以说：红光色温低，蓝光色温高。另外，要知道色温并非光源本身的实际温度，热光源的实际温度要比其色温低一些。 表6-2给出常见光源的色温。下一页6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材CIE（国际照明委员会）规定了几种标准白色光源： A光源：2800K充气钨丝灯发出的光，色温2854K。光谱能量集中与红外区，泛橙红色。 B光源：相当于上午至中午的太阳直接光。相关色温大约是4800K

21、。因为有些光源的光谱分布只与某一温度下黑体辐射近似，所以就把某一种光源的色品与某一温度下的绝对黑体的色品最接近时，绝对黑体的温度，定义为此光源的相关色温。B光源可以经特制的滤色镜由A光源获得。 下一页6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 C光源：相当于白天的自然光，相关色温约为6770K（6800K）。该光含较多蓝色成分，它同样可以由A光源通过特制的滤光镜获得。 D65光源：相关色温约为6500K。它的功率波谱和B光源及C光源相比更接近于白天的自然光照。物体在其照射下更接近于日光照射下的真实色彩。D65是根据许多实测的白天

22、自然光照的光谱分布统计而来，可以认为是白天的平均光照。图6-7是标准光源和绝对黑体的功率波谱。下一页6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材2显色性 日常使用的人工光源照射物体时，物体呈现的颜色与物体的“本色”是有差异的，也就是人的主观视觉上感觉到了失真。这种颜色的“失真”是由于人们有意识或无意识地将其和参考光源（如白天自然光）下的物体的“本色”相比较而产生的。一般的把照明光源对被照物体颜色的影响称为光源的显色性。光源的显色性是由光源的光谱功率分布决定的。CIE使用“显色指数”来衡量光源的显色性。 下一页6.1.36.1.3光

23、源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 显色指数定义为：在被测光源和标准参考光源照明下，在适当考虑色适应状态下，物体的心里物理色符合程度的度量。 显色指数分为特殊显色指数（Ri）和一般显色指数(Ra)。 特殊显色指数是指：在被测光源和标准参考光源照明下，在适当考虑色适应状态下，CIE色样的心理物理色的符合程度的度量。 下一页6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 色样在被测光源与标准参考光源照明下产生的颜色差别为Ei，则被测光源对于此色样的Ri为： R100-4.6Ei (6-

24、11) 一般显色指数是指：有代表性的、特定的八个一组的色样（CIE1974）的特殊显色指数的平均值。即： （6-12） 下一页6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 日常使用的照明光源用Ra来衡量其显色性。标准参考光源的显色指数定为100，其他的则在100以下。照明光源的显色指数越高，显色性越好；用它照明，颜色的失真度也就越小。利用显色指数可以把照明光源的显色性分为几个档次，见表6-3。 在选择照明光源时，光源的显色性要求十分重要。比如，在需要真实显色的服装店、工艺美术陈列场所、绘画室等地方，就需要采用显色性好、显色指数高的

25、光源（如高功率的白炽灯）。而在需要强调某种色彩，渲染某种情调的环境和场所，可以采用显色性不高但和环境色调相配的光源以达到目的；例如用低色温光源照射，就会使得环境中的红色显得更加鲜艳。 返回6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-6 绝对黑体的辐射功率波谱返回6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-7 标准光源和绝对黑体可见光范围内的相对功率波谱(a)标准光源的功率波谱；（b）各种色温下的绝对黑体相对功率波谱 返回6.1.36.1.3光源的色温与显色

26、性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材光 源色 温/K光 源色 温/K油灯19002000白炽灯（10W）2400蜡烛19002000白炽灯（40W）2700月亮4100白炽灯（100W）2750日出后及日落前太阳光22003000白炽灯（500W）2900中午太阳光48005800日光色荧光灯6500下午太阳光4000冷白色荧光灯4300阴天自然光64006900暖白色荧光灯2900晴朗的蓝天850022000普通高压钠灯2000表6-2 常见光源的色温返回6.1.36.1.3光源的色温与显色性光源的色温与显色性主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规

27、划教材显色等级一般显色指数 范围适用场所举例工业企业民用ARa90颜色匹配、颜色检验等客房、卧室、绘图室等辨色要求很高的场所B90Ra80印刷、食品分检、油漆等80Ra60机电装配、表面处理、控制室等办公室、休息室等辨色要求较高的场所60Ra40机械加工、热处理、铸造等行李房等辨色要求一般的场所40Ra20仓库、大件金属库等库房等辨色要求不高的场所表6-3 光源的一般显色指数分类返回6.1.46.1.4光源的色调光源的色调主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 色调反映的是颜色的类别。平时所说的红色、黄色、绿色、蓝色等等，讲的就是色调。光源的色调和它的色温密切相关。常见光源的色调

28、分类见表6-4。光源色调光源色调白炽灯、卤钨灯偏红橙色光高压钠灯金黄色光，红色成分较多，蓝色成分不足日光型荧光灯与自然光相近的白色光金属卤化物灯接近于日光的白色光荧光高压汞灯浅蓝绿色，缺乏红色氙灯非常接近于日光的白色光表表6-4 常见光源的色调常见光源的色调下一页6.1.46.1.4光源的色调光源的色调主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 用色温可以把光源按人的不同色调感觉分为三类，见表6-5。色表分组色表特征相关色温/K适用场所举例暖3300客房、卧室、病房、酒吧、餐厅中间33005300办公室、教室、阅览室、诊室、检验室、机加工车间、仪表装配冷5300热加工车间、高照度场所

29、表表6-5 光源色表分组光源色表分组下一页6.1.46.1.4光源的色调光源的色调主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材在不同的照度下，光源的色调给人的感受亦不同，如表6-6。表表6-6 不同照度、不同色温下光源色调的感受不同照度、不同色温下光源色调的感受照度/lx光源的色调感觉暖色（5300K）500愉快的中间的阴冷的5001000刺激的愉快的中间的10002000200030003000不自然的中间的愉快的下一页6.1.46.1.4光源的色调光源的色调主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 这样看来在一般情况下，低照度时宜采用较低色温的光源，可取得舒适的暖色调。

30、而高色温光源用在强照度的场合则使人比较舒爽。返回6.1.56.1.5眩光眩光主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 由于视野（当头和眼睛都不动时，人能看到的空间范围）中的亮度范围或者亮度分布不均匀，或存在极端的对比，以至引起不舒适的感觉或者降低观察细节部分及目标的能力的视觉现象，称为眩光。眩光是人的视觉特性，它受制于环境因素，而由人眼的生理特点所决定。下一页6.1.56.1.5眩光眩光主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材人眼睛能感觉到从百分之几一直到几百万cd/m 人眼睛能感觉到从百分之几一直到几百万cd/m2如此宽的亮度范围，这是由人眼的瞳孔和视神经细胞共同调节

31、完成的。但是，人眼并不能同时“看”到这么大的亮度范围。如图6-8所示，当人眼适应了环境的平均亮度以后，能分辨的亮度范围比较有限。图中虚线表示人眼适应了某点亮度（如A、B、C、D点）后的视觉范围。在平均亮度适当的情况下，可以区分的最小亮度与最大亮度之比大约是在1：1000左右；低平均亮度条件下，则可能只达到1：10。图中虚线两头趋于平缓，意味着人眼在上下限附近辨别亮度变化的能力下降了。超过视觉范围的亮度，人眼不能辨别；也就是眼睛看上去会一样的亮或者一样的黑。 下一页6.1.56.1.5眩光眩光主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 在能分辨的亮度范围上限附近及范围以上的光，人眼会感

32、觉很明亮。在不适当的情况下（比如对比强烈等等），就会感到刺眼。由于光源亮度过高可能会产生眩光，但这只是相对而言的。 由于视野中出现高亮度，而使得低亮度部分处在能分辨的亮度范围末端或者之外，这时人眼将降低辨别低亮度部分细节的能力；或者完全看不清，失去细节，只看到一片黑暗区。 下一页6.1.56.1.5眩光眩光主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 空间上或时间上亮度分布不均匀的背景，会造成视觉的掩盖现象。即在背景有亮度突变处，人的可见度阈值（人在某个背景亮度下能察觉的最小亮度变化）将增大。并且，在亮度突变处的对比度越大，可见度阈值越大。那么，在人的视野里如果出现对比较大的光线，就会

33、影响人的可见度。 眩光包括不舒适眩光和失能眩光两种，两者的形成机理并不相同。 不舒适眩光，即产生不舒适感觉，但不一定降低视觉对象的可见度的眩光。 失能眩光，是降低了对象的可见度，但不一定产生不舒适感觉的眩光。下一页6.1.56.1.5眩光眩光主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 眩光从光线进入眼睛的途径分，有直接眩光（由视野中，特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光）和反射眩光（由视野中的物体反射所引起的眩光，尤其是靠近视线方向可见的反射所产生的眩光）。在反射眩光中，由于眼睛直接观视的对象的镜面反射（按照几何光学定律进行的反射）而造成的，叫做光幕反射。它使视觉对象的对比下

34、降，以至部分地或全部地难以看清细部。我们在看书时经常能遇到，在光源的照射下有时整个纸面显得很亮，这就是纸张镜面反射了照明光线而形成的“光幕”，看上去不舒服，影响阅读。 返回6.1.56.1.5眩光眩光主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-8 人眼的亮度感觉返回6.26.2常见电光源常见电光源主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 电光源就是将电能转换成光学辐射能的器件。照明工程中常用的电光源按发光原理可分为三大类： （1）热辐射光源：使用电能加热元件，使之炽热而发光的光源。如白炽灯，卤钨灯。 （2）气体放电光源：利用气体、金属蒸汽放电而发光的光源。如荧光灯、高

35、压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等。 （3）半导体发光器件-新光源下一页6.26.2常见电光源常见电光源主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材6.2.1常见电光源种类6.2.2电光源选择返回目录 电光源种类：白炽灯、卤钨灯 、荧光灯、荧光高压汞灯 、金属卤化物灯 、钠灯、氙灯 。6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材1白炽灯 白炽灯是通过用电来加热玻璃壳内的灯丝，使其发光的光源。由灯头、玻璃外壳、灯芯柱、引线、灯丝等部分组成。如图6-9。 图69 白炽灯结构图 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内

36、容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 现在白炽灯的灯丝一般采用耐高温且不易蒸发的钨丝，并卷曲成螺旋形状。玻璃壳内抽成真空，或充入惰性气体阻止灯丝蒸发。玻璃壳的形状一般采用，如梨子形、球形、圆柱形、尖形等轴对称的形式。玻璃壳一般是透明的；为了防止眩光，可以对玻璃壳内表面进行“磨沙”处理，或者“内涂”白色材料，或者使用白色玻璃壳，使其具有漫射的性质。为了加强某一方向上的光强，可在玻璃壳内镀上金属反射层，形成反射面，增加定向投射。另外，还可以用彩色玻璃构成灯的外壳，用作装饰照明。下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 白炽

37、灯的灯头有不同的规格，常见的是插口灯头和螺口灯头。 实用白炽灯自爱迪生1879年发明以来，历经改进，现在仍然是广泛使用的电光源之一。由于是热辐射光源，所以光谱功率连续分布；显色性好，显色指数可以达到95以上；色温一般在24002900K，属于低色温光源；白炽灯的功率因数接近于1，可以瞬时点亮，没有频闪；因为构造简单，所以易于制造，价格便宜。但是，白炽灯的发光效率低，由于辐射集中于红外线区，大致只有2%3%的电能转化为可见光。它的平均寿命通常只有1000小时左右。并且，白炽灯不耐震。下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 现在，

38、利用新的技术和材料，正在努力改善白炽灯的性能。例如，采用新的硬质玻璃或者石英玻璃作为外壳；缩小灯的体积，增加灯内气压。这样，可以进一步抑制灯丝的蒸发，延长灯泡的寿命；进一步的提高灯丝温度，增加可见光在总辐射能量中的比例，提高白炽灯的发光效率，改善白炽灯的色温。 白炽灯的另一个特点是：它的光通量、发光效率和使用寿命会受到电源电压的巨大影响，如图610所示。从图上能看出，光通量和电压正向变化，可以很方便的利用白炽灯的这种特点，构成调光灯。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材2卤钨灯 灯泡内充入的气体中含有卤族元素（氟、氯、溴、

39、碘）或者卤化物的热辐射光源叫做卤钨灯，如图611。卤钨灯能够实现钨的再生循环，从而大大减小钨丝的蒸发量。循环的简单过程是：当点亮卤钨灯时，由于高温，钨丝蒸发出钨原子并向周围扩散。卤素（目前，普遍采用碘、溴两种元素）与之反应形成卤化钨，卤化钨的化学性质不稳定，扩散到灯丝附近时，因为高温，卤化钨又分解为钨原子和卤素，钨原子会重新沉积于钨丝上，而卤素再次扩散到外围进行下一次的循环。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 卤钨灯抑制了钨丝的蒸发，改善了一般白炽灯因为钨丝蒸发而沉积在灯泡内壁，造成玻璃壳发黑的现象，提高了灯丝的寿命。其

40、灯丝的工作温度也因此而有了提高，在 2600K3200K之间，使得发光效率高于白炽灯。 卤钨灯作为白炽灯的改进，除了兼有白炽灯的特点之外，还具有体积小，功率大，亮度高，色温稳定，良好的灯丝稳定性和抗震性，优于白炽灯的光效和寿命等。不过，卤钨灯的灯管温度很高，在两百多度以上，需要用耐高温的石英玻璃。 卤钨灯广泛应用于电影、电视的拍摄现场，演播室，舞台，展示厅，商业橱窗，汽车，飞机等的照明。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 3荧光灯 荧光灯是利用放电而产生的紫外线激发灯管内荧光粉，使其发光的放电灯。它属于一种低气压的汞蒸汽

41、放电灯。荧光灯管的构造如图6-12。 荧光灯同白炽灯相比使用的寿命长（荧光灯的寿命是指每三个小时开关一次，每天开关八次，许多灯同时点燃，当其中50%报废的时间），能达到10000小时以上。发光效率也高，其发出的可见光可以达到输入能量的26%左右。荧光灯的表面亮度较低，大约在104cd/m2，照明柔和，眩光影响小；色温接近于白天的自然光，显色性好。 cd/m下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 荧光灯常用于办公场所照明，教学场所照明，商场照明，住宅照明等等需要长时间使用的、需要营造舒适的自然光照条件的环境。 荧光灯的种类规格很

42、多，按色温可把其分为：（1）日光型荧光灯，色温约为6500K；（2）冷白光型荧光灯，色温约为4300K；（3）暖白光型荧光灯，色温约为2900K。荧光灯的光色、色温、显色指数等指标可以通过改变荧光粉的成分和比例而达到。目前使用的荧光粉有：卤磷酸钙荧光粉和稀土三基色荧光粉等。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 常见的荧光灯按灯管的形状及结构可分为： （1）直管形荧光灯：玻璃外壳为细长形管状的荧光灯，是照明工程常用的光源之一。长度尺寸一般在150mm2374mm，灯管直径一般从16mm38mm（如果用“T”表示1/8英寸长度

43、即3.175mm，那么 16mm就是T5， 38mm是T12）。现在，不少直管形荧光灯采用了新型稀土荧光粉，其发光效率和显色性都很好，如T5型细管径直管稀土荧光灯等。 （2）环形荧光灯：玻璃外壳制成环形（一般为圆形）的荧光灯，它是直管荧光灯的改进型。通常采用插脚式灯头，属于单端荧光灯。常见的规格有：单圆环的T9、T6、T5，双圆环的2C、立2C等。如图6-12。由于环形管容易和各种灯具相配合，造型美观，具有良好的装饰效果，所以在居住环境应用较多。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （3）紧凑型荧光灯：将灯管弯曲或拼接成一

44、定的形状，以缩短灯管长度的荧光灯。如图6-12。紧凑型荧光灯又被称为节能灯。常见的规格有：U形（U、2U、3U、4U、5U），形（、2、3、4）,H形（H、2H），螺旋形等。紧凑型荧光灯的管径细，普遍采用新型稀土荧光粉和贴片式、集成电路式的电子镇流器，结构尺寸很小巧；它的发光效率、色温、寿命都比白炽灯好得多。一般的，9W的灯就相当于45W白炽灯的光输出量，国家标准规定平均寿命应在5000小时以上，故现在广泛地替代白炽灯作为室内、室外照明。尤其是自镇流紧凑型荧光灯，由于使用了与白炽灯一样的螺口灯头和插口灯头，使它可以很方便地用在各种灯具上。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类

45、主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 荧光灯1939年问世，当时是直管38mm（T12）的。至此以后，一直是重要的照明光源。多年来不断地采用新技术、新材料对其性能进行改进和提高，如传统的荧光灯启动时需要预热阴极，这样就有较长的启动时间；新式的冷阴极瞬间启动式荧光灯，不需预热阴极，直接利用谐振高压瞬间启动，只需0.1秒。以前的荧光灯使用普通的电感镇流器，现在有节能型电感镇流器，功耗只有5W左右，寿命可达1520年。这种镇流器除了在铁芯上做文章之外，当在电路上采用电感、电容（半）谐振形式时，工作时的功率因数可从0.5提高到0.85以上，通过双灯互补法则可以消除频闪。节能型电感镇流器

46、在大、中功率荧光灯领域有广阔市场。下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 电子镇流器使用量很大，特别是在小功率（25W）场合。电子镇流器一般将50HZ工频交流电变换成20100KHZ的高频交流使灯管工作，没有频闪，启动速度快，功率因数在0.9以上，而且功耗不超过4W。因为采用电子元件所以重量轻，体积小巧，但是其连续使用寿命一般在5年以下。目前各种新型的荧光灯都采用稀土三基色荧光粉，发光效率得到了进一步提高。现在，还出现了高频无极感应荧光灯，该灯没有灯丝和电极，直接利用在灯管内建立的高频电磁场使管内气体电离，产生出紫外线激发荧光

47、粉而发光，寿命可达数万小时。荧光灯在我们国家以节能、环保为中心的绿色照明工程中充当了重要的角色。 当然，荧光灯的不足之处比如，低温启动性能差，不宜频繁启动，调光困难等问题还有待于进一步改进提高。下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材4荧光高压汞灯 又叫高压水银荧光灯，属于一种高强度的气体放电灯（HID），主要由放电管和内涂钒磷酸钇荧光粉的玻璃外壳组成，其发光管表面负荷超过3W/cm2。荧光高压汞灯的放电管采用耐高温、高压的石英玻璃，内部充有汞和氩气。玻璃外壳内也充入氖气。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类

48、主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 荧光高压汞灯的结构如图6-13。启动电极通过启动电阻R和第二主电极相连，并且与第一主电极靠得很近，只有几毫米。其工作原理是：当荧光高压汞灯通电后，启动电极和第一主电极之间加上了电压；由于两者靠得很近，之间的电场很强，而发生辉光放电。辉光电产生的电离子扩散到主电极间，造成主电极之间击穿，进而过渡到主电极弧光放电。在此期间管内温度是逐渐升高的，汞不断气化直至全部蒸发完毕，最后进入稳定的高压汞蒸汽放电状态（放电管内的工作气压为15个大气压）。汞气化后电离激发产生出紫外线和可见光，紫外线照射外玻璃壳的荧光层而发出可见的荧光。 下一页6.2.16.2

49、.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 荧光高压汞灯成本较低，发光效率高，省电，一般寿命较长，抗震性能好。但有明显的频闪，而且此灯色温虽接近日光，但显色性差；点燃时灯光看上去是白色，照射下的景物却泛青绿色，不能很好地还原色彩。荧光高压汞灯从启动到正常稳定工作的时间比较长，一般需要48分钟。并且，当电压突然降低5%以上时灯会熄灭，灯熄灭后需要经过510分钟的冷却才能再次点燃。 荧光高压汞灯的功率在25W1000W，常用于道路、广场、车站、码头、企业厂房内外照明等。 一般的荧光高压汞灯需要与镇流器配套使用，镇流器一方面在启动时产生瞬间高压以点燃灯管，一

50、方面工作时用于稳定电流。下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 荧光高压汞灯有自镇流式的，它内置镇流灯丝而不需要另外配用镇流器。镇流灯丝和放电管串联并环绕放电管外围。通电后灯丝点燃发热，帮助主电极之间形成弧光放电，同时还能降压、限流、改善光色。自镇流荧光高压荧光灯无附件，使用方便，功率因数接近于1。但是，由于灯丝的原因，寿命短，平均寿命大约10003500小时。 反射型（自镇流）荧光高压汞灯玻璃壳内壁镀有碗状反射层，可把90%的光定向反射，适合于大面积区域的投射照明。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要

51、内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材5金属卤化物灯 简称金卤灯，此灯是在高压汞灯的基础上发展起来的，结构与其相似。不同的是放电管中除了汞和稀有气体之外，还加入了金属（钠、铊、铟、镝、钪、锡等）的卤化物。灯通电后放电管内的物质在高温下分解，产生金属蒸汽和汞蒸汽，灯的光辐射由它们放电电离共同激发产生。金属原子激发出的光谱线弥补了汞光谱线的不足，增加了红光的成分。金属卤化物灯在可见光范围内辐射比较均匀，显色性比荧光高压汞灯好，显色指数在65以上，高的能达到90。灯的发光效率也比荧光高压汞灯高，节能效果显著。但寿命要低于荧光高压汞灯。下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主

52、要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 金属卤化物灯的种类规格很多，像钠铊铟灯，镝灯，铊灯，铟灯等等。放电管中加入不同的金属卤化物，按照不同的比例可得到不同光色的灯。灯内部的放电管除了透明的石英玻璃管外，现在有了陶瓷管（通常叫做陶瓷金卤灯），它可以使灯的色温有很好的一致性。 金属卤化物灯的使用前景很广阔，现在开展的绿色照明工程正逐步计划用金属卤化物灯替代荧光高压汞灯。它适合于显色性要求高的照明场所，可以作为聚光灯用在电视拍摄现场，演播室。 彩色金属卤化物灯是在传统的“白光”型金属卤化物灯发展起来的，属于单色灯，有红色、绿色、蓝色、紫色等。广泛用于夜晚城市建筑物的泛光和投射照明，效果

53、绚丽夺目。下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材6钠灯（1）高压钠灯： 也属于高强度的气体放电灯。它的放电管采用半透明氧化铝管，管内除了充钠之外，还加入少量汞以及氙或氩氖混合惰性气体。此灯达到放电稳定时，钠蒸汽的压强能达到104Pa。高压钠灯的结构如图6-14。高压钠灯的玻璃外壳是抽成真空的。 下一页6.2.16.2.1常见电光源种类常见电光源种类主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 高压钠灯的光辐射由于钠原子激发的原因在589nm附近有一个很高的峰值，恰巧处于人眼最敏感的区域，发光效率很高，可达到140lm/

54、W，是荧光高压汞灯的两倍，节能效果非常显著。灯的寿命能达到26000小时。普通高压钠灯色温低，发出金黄色的光，透雾性好；灯的紫外线辐射量低，只占总辐射的1%左右，不易招惹飞虫，适合用于室外，尤其是道路照明。这种灯的显色指数2000完成很严格的视觉作业，如微电子装配，外科手术返回6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-17 维护系数维护系数环境污染特征房间或场所举例灯具最少擦拭次数（次/年）维护系数值室内清洁卧室、办公室、餐厅、阅览室、教室、病房、客房、仪器、仪表的装配车间，电子元器件的装配车间，实验室等20.8一般商店营业厅、候车室、影剧

55、院、机械加工车间、机械装配车间、体育馆等20.7污染严重厨房、锻工车间、铸工车间、水泥车间等30.6室外雨蓬、站台20.65返回6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-18 居住建筑照明标准值居住建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）起居室一般活动0.75m水平面100书写、阅读300*卧室一般活动0.75m水平面75床头、阅读150*餐 厅0.75m水平面150厨房一般活动0.75m水平面100操作台台 面150*卫生间0.75m水平面100注：* 宜用混合照明。下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要

56、内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-19 图书馆建筑照明标准值图书馆建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）一般阅览室0.75m水平面300国家、省市及其它重要图书馆的阅览室0.75m水平面500老年阅览室0.75m水平面500珍善本、舆图阅览室0.75m水平面500陈列室、目录厅（室）出纳厅0.75m水平面300书库0.25m垂直面50工作间0.75m水平面300下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-20 办公建筑照明标准值办公建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）普通办公室0.

57、75m水平面300高档办公室0.75m水平面500会议室0.75m水平面300接待室、前台0.75m水平面300营业厅0.75m水平面300设计室实际工作面500文件整理、复印、发行室0.75m水平面300资料、档案室0.75m水平面200下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-21 商业建筑照明标准值商业建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）一般商店营业厅0.75m水平面300高档商店营业厅0.75m水平面500一般超市营业厅0.75m水平面300高档超市营业厅0.75m水平面500收款台台面500下一页6.4

58、.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-22 影剧院建筑照明标准值影剧院建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）门 厅地面200观众厅影院0.75m水平面100剧院200观众休息厅影院地面150剧院200排演厅地面300化妆室一般活动区0.75m水平面150化妆台1.1m高处垂直面500下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-23 医院建筑照明标准值医院建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）治疗室0.75m水平面300化验室0.75m水平面500

59、手术室0.75m水平面750诊 室0.75m水平面300候诊室、挂号厅0.75m水平面200病 房地面100护士站0.75m水平面300重症监护室0.75m水平面300药房0.75m水平面500下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-24 学校建筑照明标准值学校建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）教室课桌面300实验室实验桌面300美术教室桌面500多媒体教室0.75m水平面300教室黑板黑板面500下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-25 公用

60、建筑照明标准值公用建筑照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）门厅普通地 面100高档地 面200*走廊、流动区域普通地 面50高档地 面100楼梯平台普通地 面30高档地 面75自动扶梯地 面150厕所、盥洗室、浴室普通地 面75高档地 面150下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）电梯前厅普通地 面75高档地 面150休息室地 面100储藏室、仓库地 面100车库检修间地 面200停车间地 面75注：居住、公共建筑的动力站、变电站的照明标准按相应标准执行。续表续表6-25 公用

61、建筑照明标准值公用建筑照明标准值返回6.4.26.4.2照度标准照度标准主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-26 工业建筑一般照明标准值工业建筑一般照明标准值（部分通用房间或场所）房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）备 注实验室一般0.75m水平面300可另加局部照明精细0.75m水平面500可另加局部照明计量室，测量室0.75m水平面500可另加局部照明电话站、网络中心0.75m水平面500计算机站0.75m水平面500检验一般0.75m水平面300应另加局部照明精细、有颜色要求0.75m水平面750应另加局部照明下一页6.4.26.4.2照度标准照度标准主要

62、内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材续表续表6-27 工业建筑一般照明标准值工业建筑一般照明标准值（部分机、电工业）房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）备 注机械加工粗加工0.75m水平面200可另加局部照明加工公差0.1mm0.75m水平面300应另加局部照明精密加工0.1mm0.75m水平面500应另加局部照明机电、仪表装配大件0.75m水平面200可另加局部照明一般件0.75m水平面300可另加局部照明精密0.75m水平面500应另加局部照明特精密0.75m水平面750应另加局部照明返回6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规

63、划教材 照明设计优劣与否主要用照明质量指标加以评价与衡量。客观物理量可以作为评价照明质量的依据，这些物理指标包括：照度、照度均匀度、亮度分布、眩光限制、阴影消除、光色、照明的稳定性等。 1参考面上的照度水平 照明设计时要选择合适的照度水平，一方面使人容易辨别所从事工作的细节；另一方面又能控制或消除视觉不舒适的因素，保护人们视力健康。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 2照度均匀度 视觉对象的位置会经常发生变化，为了避免视觉不适，要求工作面上的照度保持一定的均匀程度。根据我国国标规定，照度的均匀程度是用照度均匀度来表示的。照度均匀度定义

64、为：规定表面上的最小照度与平均照度之比，即：Emin/Eav。最小照度是指参考面上某一点的最小照度，平均照度是指整个参考面上的平均照度。 CIE推荐，对于一般照明，工作区域的照度均匀度不应小于0.8，整个房间平均照度不应小于工作区域平均照度的1/3，相邻房间的平均照度之间的差别不应超过5：1。/E下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 我国现行标准规定，公共建筑的工作房间和工业建筑作业区域内的一般照明照度均匀度，不应小于0.7，而作业面邻近周围的照度均匀度不应小于0.5；房间或场所内的通道和其他非作业区域的一般照明的照度值不宜低于作业区域

65、一般照明照度值的1/3。对有彩电转播要求的体育馆另有规定。 照度的均匀度和灯具的距高比L/h有关。灯具实际布置间距不应大于所选灯具最大允许距高比；靠墙边的一排灯具离墙的水平距离保持在1/21/3灯具间距离，就可以获得符合要求的照明均匀度。在要求更高的场合，可以采用间接型、半间接型灯具，发光顶棚，发光带等。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 3.亮度分布 视野范围内亮度分布的合适与否，不仅关系到物体的可见度，而且还是舒适视觉的必要条件。因此，对室内亮度分布有一定的要求，具体的亮度比推荐值见表6-28。 CIE推荐，当被观察物体的亮度是它

66、相邻环境的三倍左右时，视觉清晰度较好；如果换成用物体的反射比（指该表面反射光通量与入射光通量之比）表示就是：相邻环境与被观察物体的反射比之比最好在0.30.5之间。 我国标准中推荐了房间内各个面的反射比和照度比（该表面的照度与工作面一般照度之比）的范围，如表6-29。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 4.眩光限制 眩光可以由光源和灯具直接引起，也可以由反射比高的表面形成的镜面反射而引起，它对人的生理和心理都将造成危害，因此必须采取措施加以限制。 我国建筑照明设计标准对公共建筑和工业建筑常用房间或场所的不舒适眩光采用统一眩光值（UGR

67、）进行评价，其计算方法和要求见标准附录A，其最大允许值宜符合标准的其它规定；室外体育场所的不舒适眩光应采用眩光值（GR）评价，其计算方法和要求见标准附录B，其最大允许值宜符合标准表5.2.11-3的规定。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （1）控制直接眩光：控制直接眩光的办法主要是限制灯具在截光角大于45的眩光区的亮度，见图621。 距离人最远的灯具，其射入眼睛的光线与通过灯具垂线的夹角表示为：max (max =tanL/h)，它是这个场所眩光区的最大角度。只要在45 max区域，灯具亮度不超过规定数值，即能满足限制直接眩光的要求

68、。 下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 我国规定，室内一般照明的直接眩光应根据灯具亮度限制曲线进行限制。亮度限制曲线就是，根据场所的照明质量等级和照度标准值，将不同角下最大允许亮度值（cd/m2）绘制成相应的曲线。实际设计、计算出来的灯具亮度值与相应亮度限制曲线上的数值比较，如小于曲线上的数值就符合限制直接眩光的要求。 直接型灯具除应满足亮度曲线法的限制要求外，还应根据灯的亮度及照明质量等级确定最小遮光角，见表6-30。 下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （2）反射眩光控制

69、： 视野范围内的反射眩光和视觉对象的光幕反射也需要有效地控制。可用下列方法防止或减少光幕反射和反射眩光： 1）避免将灯具安装在干扰区内； 2）采用低光泽度的表面装饰材料； 3）限制灯具亮度； 4）照亮顶棚和墙表面，但避免出现光斑。 下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 5.光源的颜色 前面已经讨论过光源的色温和显色性，以及不同色温的光源给人的不同感受。照明设计时要根据环境的要求选择不同色温、显色性，不同光谱分布的光源。 首先，正确的物体彩色感觉只有在光源光谱分布接近于自然光的情况下才能形成。在光源光谱分布和自然光相差较大的条件下，被照物

70、体的颜色将有较大的失真。这对需要正确辨别色彩的工作场所是不合适的，因此需要使用较高显色指数的光源。应该按照表6-3给出的不同场所显色性的要求来选择光源。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 其次，不同光谱分布的光线在视觉心理上会有不同的色感受。低色温(5300K)的光源接近自然光色，给人以“冷”的感觉，能使人精神振奋。不同的环境氛围可以按表6-4选取不同色调感觉的光源。白天，在需要补充自然光的场所，或在有特殊要求的无窗建筑中，光源色温不宜低于5300K。电视、电影、照相的摄影及转播场所，照明用光源的色温需配合摄像的要求适当地在2800K

71、7000K之间选取。 下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 经研究发现，在照度相同的条件下，显色性差的光源比显色性好的光源在感觉上要暗。这样，当采用显色指数较低的光源时，应适当提高照度标准。 为了获得合适的光色，在同一场所，也可采用合适的两种或两种以上的光源组成混光照明，混光光通量比见表68。混光照明不宜让人直接看到光源。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 6.照度的稳定性 光源在使用过程中输出到工作面上的光通量发生变化（即忽亮忽暗）会使工作面上的照度不稳定，这会影响到人的视觉

72、工作。可以采取以下措施加以消除或改善： 1）避免照明供电电压的波动。电压的波动是指电压的快速变动，它可以造成光源无规则的闪动，给人眼以很大的刺激，分散人的注意力，加速眼睛疲劳，使人无法正常工作。电压波动是由于负荷的剧烈变动引起的，如大型动力设备的起动和停止，电力系统正常的投入或切除线路的操作，以及电力系统故障等。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 减少与避免电压的波动，要从提高照明供电电压的质量入手，可以用不同的线路分别向动力设备与照明供电；或者用专用变压器给照明供电；或者给照明加上稳压装置；对重要照明负荷采用双回路供电等。 2）光源

73、或灯具周期性的晃动也会使工作面上的照度不稳定。它同样会给人的视觉带来损害。在照明设计时，要避免把灯具放在有人工或自然气流冲击的地方；如无法避免，可以采用吸顶式、管吊式安装等。下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 3）使用交流电的光源，其输出的光通量会随着电源的周期性变化而变化，叫做频闪。医学研究表明：由于工作时进入眼睛的光线不断地明暗变化，视觉系统要不断调节瞳孔，这种调节过程在有频闪的光源下会更加剧烈。它更容易引起眼睛疲劳并随之对视力造成伤害。 光源的频闪程度可以用频闪波动深度指标来衡量。频闪波动深度等于光线最强值与最弱值的差值再除以最

74、强值后获得的百分比；百分比越小，频闪越浅。白炽灯频闪波动深度大于10，电感镇流荧光灯在50%左右，25KHz电子镇流荧光灯约20%，高压汞灯在60%左右，太阳光的频闪波动深度为零。 下一页6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 当灯光的频闪波动深度大于25%时，人们观察物体的运动会产生频闪效应。频闪效应即：当光通量的变化频率与物体运动的频率存在一定的关系时，观察到的物体运动显现出不同于实际运动的现象。它使人容易产生错觉而影响工作或者造成事故。尤其是当物体运动的频率是光源闪烁频率的整倍数时，运动物体看上去好像静止一样。下一页6.4.36.4.3照

75、明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 减弱及消除频闪的方法有以下几种： 1）对于气体放电灯，单相供电的可采用双灯管移相接法；如果使用三相电，把三组灯管分别接入各相，利用对称三相交流电的总瞬时功率是恒定的这一原理，能将频闪深度降到5。 2）提高电子镇流器的工作频率，当把工作频率提升到80KHz时，荧光灯的频闪下降至约为3%。 3）采用整流滤波设备将交流电变成直流给光源供电，使荧光管、白炽灯等能够发出象自然光一样的连续而平稳的光，灯的频闪深度接近零。返回6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-28 亮度比推荐值亮

76、度比推荐值比较对象推荐值观察对象与工作面之间（如书和桌子之间）3：1观察对象与离开它相邻的其他表面之间（如书和地面之间）10：1光源与背景之间20：1普通视野范围内亮度差40：1返回6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-29 工作房间表面反对比与照度比工作房间表面反对比与照度比表面名称反射比照度比顶 棚0.60.90.250.9墙面、隔断0.30.80.40.8地 面0.10.50.71.0作业面0.20.6返回6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-30 直接型灯具的最小遮光角直

77、接型灯具的最小遮光角灯具出光口平均亮度L/10cd/m光源平均亮度（kcd/m2)遮光角（）12010205015505002050030返回6.2.26.2.2电光源选择电光源选择主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材表表6-8 混光光源的混光光通量比混光光源的混光光通量比混光光源光通量（）一般显色指数/Ra色彩辨别效果DDGNGXDDGNG4060608080除个别颜色为“中等”外，其它颜色为“良好”KNGNGDDGNGKNGNGXGGYNGXZJDNGX5080306040603040406060706080708060707080除部分颜色为“中等”外，其它颜色为“良好”

78、返回6.4.36.4.3照明质量照明质量主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 图6-21 灯具的限制眩光区域 返回6.56.5电气照明计算电气照明计算主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 照度计算是照明计算的主要内容之一，其目的有两点： 一是根据场所的照度标准以及其他相关条件，通过一定的计算方法来确定符合要求的光源容量及灯具的数量。 二是在灯具的形式、数量，光源的容量都确定的情况下计算其所达到的照度值。 下一页6.56.5电气照明计算电气照明计算主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 照明计算的方法很多，本节主要介绍以下几种常用的计算方法。6.5.

79、1逐点照度计算法6.5.2光通利用系数法6.5.3单位容量法返回目录6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 逐点计算法又叫平方反比法，它可以求出工作面上任何一点的直射照度，图6-22为示意图。 当光源的尺寸和它到被照面的距离相比非常小时，可以忽略光源的大小而认为是“点光源”。点光源到被照面上某个照度计算点的水平照度为：（6-13） 式中 Es 照度计算点的水平面照度（lx）；I光源照射方向的光强（cd）；光源的入射角l光源与计算点之间的距离（m）。下一页6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十

80、一五”国家级规划教材 当有多个点光源时，逐一计算每个光源对计算点的照度，然后叠加起来即可。 利用公式613，把其加以变化就可以计算任意倾斜面上的照度。 实际的工程计算中为了简化，是利用灯具厂商提供的“空间等照度曲线”和“平面相对等照度曲线”来进行逐点照度计算的。 下一页6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 1.空间等照度曲线法 在具有旋转轴对称配光特性灯具的场所，可利用“空间等照度图曲线”进行水平照度的计算。只要知道计算高度h和水平距离d就可以从曲线上查得该点的水平照度值。 由于曲线是按光源的光通量为1000lm绘制的，所以查得的

81、数值还要根据实际光通量进行换算。被照计算点的水平照度值E为： 下一页6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材式中 K维护系数； 每个灯具内的总光通量（lm）； 各灯具对计算点产生的水 平照度的总和（lx）。 图623为平圆型吸顶灯的空间等照度曲线。其他常用灯具的曲线可查阅有关手册。 （6-14） 下一页6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 2.平面相对等照度曲线法 非对称配光特性的灯具可使用“平面相对等照度曲线”进行计算。由于曲线是假设计算高度1m的条件下绘制的，所以计算

82、公式： 式中 K维护系数； 每个灯具内的总光通量（lm）； 各灯具对计算点产生的水 平照度的总和（lx）。 h灯具的计算高度（m）。 (6-15) 图6-24 为简式荧光灯YG2-1的平面相对等照度曲线。 返回6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-22 逐点照度计算法图示 返回6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-23 平圆型吸顶灯的空间等照度曲线 返回6.5.16.5.1逐点照度计算法逐点照度计算法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材图6-2

83、4 YG2-1的平面相对等照度曲线 返回6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 利用系数法是计算工作面上平均照度的常用方法。利用系数是指投射到工作面的光通量（包括灯具的直射光通量和墙面、顶棚、地面等的反射光通量）和灯具发出的总光通量的比值。 1.计算公式 （6-16） 式中 Ev 工作面的平均照度值（lx）； 利用系数； K维护系数； N灯具数量（盏）； 每个灯具内的总光通量（lm）； S工作面的面积（m）。 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 计算公式并不复杂

84、，关键是利用系数。常用灯具在各种条件的利用系数已经计算出来并制成表格，供人使用。接下来看如何选取利用系数。 2.利用系数的选取与多种因素有关，步骤是： （1）确定房间的空间特征系数：房间的空间特征可以用空间系数表征。如图6-25所示，将房间横截面的空间分为三个部分，灯具出口平面到顶棚之间的叫顶棚空间；工作面到灯具出口平面之间的叫室空间；工作面到地面之间的叫地板空间。三个空间分别有各自的空间系数。下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 室空间系数：（6-17） 顶棚空间系数：（6-18） 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法

85、光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 地板空间系数： （6-19） 式中 hrc室空间高度（m）； hcc顶棚空间高度（m）； hfc地板空间高度（m）； L房间的长度（m）； W房间的宽度（m）。下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （2）确定顶棚、地板空间的有效反射比和墙面的平均反射比：射向灯具出口平面上方空间的光线，除一部分吸收之外，剩下的最终还要从灯具出口平面向下射出。那么，可以把灯具开口平面看成一个有效反射比为cc的假想平面。光在这假想平面上的反射效果同在实际顶棚空间的效果等价。同样，

86、地板空间的反射效果也可以用一个假想平面来表示，其有效反射比为fc。 。 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （ 顶棚、地板） 空间有效反射比由下式求得： （6-20） 式中 （顶棚、地板）空间各表面的平均反射比； S0（顶棚、地板）的平面面积（m）； Ss（顶棚、地板）空间内所有表面的总面积（m）。 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 如果某个空间是由i个表面组成，则平均反射比为：（6-21） 式中i第i个表面的反射比； Si第i个表面面积（m）。墙面

87、的平均反射比w如需要可利用式6-21计算。 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （3）确定利用系数： 在求出RCR、cc、w后，按灯具的利用系数计算表就可查出其利用系数。如系数不是表中的整数，可用插值法算出对应值。 表6-31给出YG1-1型灯具的利用系数表。一般情况下，系数表是按fc20求得的，如果实际的fc值不是20，应该加以修正。在精度要求不高的场合也可以不修正。 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 例例1 1 有一实验室长9.5m，宽6.6m,

88、高3.6m,在顶棚下方0.5m处均匀安装9盏YG1-1型40W荧光灯（光通量按2400lm），设实验桌高度为0.8m,实验室内各表面的反射比如图6-26，试用利用系数法计算实验桌上的平均照度。 解：解：（1）求空间系数：下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （2）求顶棚有效反射比： 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （3）确定利用系数： 根据RCR2，w0.5，cc0.7,查表6-31得0.61 根据RCR3，w0.5，cc0.7,查表6-31得0.5

89、3 用插值法可得，RCR2.95时0.534 下一页6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （4）求实验桌上的平均照度： 注意，上述计算并没有考虑实验室的开窗面积，如计入开窗面积的影响，平均照度将降低。 返回6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 图6-25 房间空间的划分 返回6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 图6-26 利用系数法举例示意 返回6.5.26.5.2光通利用系数法光通利用系数法主要内容主

90、要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 表表6-31 YG1-16-31 YG1-1荧光灯具利用系数表光灯具利用系数表有效顶棚反射系数0.700.500.300.100墙反射系数0.70 0.50 0.30 0.100.70 0.50 0.30 0.100.70 0.50 0.30 0.100.70 0.50 0.30 0.100室空间比123456789100.75 0.71 0.67 0.630.68 0.61 0.55 0.500.61 0.53 0.46 0.410.56 0.46 0.39 0.340.51 0.41 0.34 0.290.47 0.37 0.30 0.250.4

91、3 0.33 0.26 0.210.40 0.29 0.23 0.180.37 0.27 0.20 0.160.34 0.24 0.17 0.130.67 0.63 0.60 0.570.60 0.54 0.50 0.460.54 0.47 0.42 0.380.49 0.41 0.36 0.310.45 0.37 0.31 0.260.41 0.33 0.27 0.230.38 0.30 0.24 0.200.35 0.27 0.21 0.170.33 0.24 0.19 0.150.30 0.21 0.16 0.120.59 0.56 0.54 0.520.53 0.48 0.45 0.4

92、10.47 0.42 0.38 0.340.43 0.37 0.32 0.280.39 0.33 0.28 0.240.36 0.29 0.25 0.210.33 0.26 0.22 0.180.31 0.24 0.19 0.160.29 0.22 0.17 0.140.26 0.19 0.15 0.110.52 0.50 0.48 0.460.46 0.43 0.40 0.370.41 0.37 0.34 0.310.37 0.33 0.29 0.260.34 0.29 0.25 0.220.32 0.26 0.22 0.190.29 0.24 0.20 0.160.27 0.21 0.17

93、 0.140.25 0.19 0.15 0.120.23 0.17 0.13 0.100.430.340.280.230.200.170.140.120.110.09返回6.5.36.5.3单位容量法单位容量法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 光源的单位容量是指在单位水平面积上光源的安装电功率，它实际上是光源电功率的面密度。即： （6-22） 式中 P0单位容量(W/m)； 房间安装光源的总功率(W)； S房间的总面积(m)。 下一页6.5.36.5.3单位容量法单位容量法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 单位容量法就是利用已经制作好的“单位面积光通量”

94、或“单位面积安装电功率”数据表格进行计算。 根据已知条件在表上查得单位容量，室内照明的总安装容量为： (6-23) 下一页6.5.36.5.3单位容量法单位容量法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 室内需要的灯具数量为： （6-24） 式中PL每盏灯具的光源容量（W）； N灯具数量（盏）。 下一页6.5.36.5.3单位容量法单位容量法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 例例2 2：用单位容量法计算上例，如规定照度为150lx，采用YG2-1型荧光灯需要多少盏？ 解解：由已知条件h2.3m，S6.69.562.7m，Eav150lx，查表6-32得P010.

95、2W/m。照明总安装功率为： 盏 用单位容量法求得的灯数要比利用系数法计算出来的灯数多一些。 返回6.5.36.5.3单位容量法单位容量法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 表表6-32 控照式荧光灯的单位容量控照式荧光灯的单位容量平均照度Eav计算高度hm房间面积Sm2 lx3050751001502002310151525255050150150300300以上3.22.72.42.11.91.85.24.53.93.43.23.07.86.75.85.14.74.510.48.97.76.86.35.915.613.411.610.29.48.9211815.413.6

96、12.511.8下一页6.5.36.5.3单位容量法单位容量法主要内容主要内容普通高等教育“十一五”国家级规划教材 平均照度Eav计算高度hm房间面积Sm2lx30507510015020034101515202030305050120120300300以上4.53.83.22.72.42.11.97.56.25.34.53.93.43.211.39.38.06.85.85.14.91512.410.89.07.76.86.3231915.913.611.610.29.5302521.218.115.413.512.6续表续表6-32 控照式荧光灯的单位容量控照式荧光灯的单位容量返回普通高等教育“十一五”国家级规划教材本章小结本章小结主要内容主要内容 1、照明技术的基本概念光觉特性、光的度量、色温、色调、眩光等基本概念。 2、常见电光源白炽灯、卤钨灯、荧光灯、荧光高压汞灯、金属卤化物灯、钠灯 3、照明灯具灯具的分类方法：安装方式、防触电保护、防护结构、外壳的防护等级、光学特性等方法。 4、照明的种类和基本要求 正常、应急、值班、警卫、障碍、装饰、环境艺术。 5、电器照明计算 单位容量法 返回目录