物理性污染控制-第七章-光污染及其控制ppt课件.ppt

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1、主编：陈杰瑢主编：陈杰瑢第七章 光污染及其控制第一节 概述第二节 光学基础第三节 光环境评价与质量标准第四节 光污染防治技术第一节第一节 概述概述 一、光环境一、光环境 二、光源及其类型二、光源及其类型 三、光污染三、光污染 （一）光环境的定义（一）光环境的定义（二）光环境的影响因素（二）光环境的影响因素 （三）光环境中光的效果（三）光环境中光的效果 一、光环境一、光环境 光环境光环境（一）光环境的定义（一）光环境的定义l定义定义：由光照射于内外空间所形成的环境。由光照射于内外空间所形成的环境。l光源光源：光环境中的光源包括：光环境中的光源包括l天然光天然光l人工光人工光（二）光环境的影响因素

2、（二）光环境的影响因素 影响影响因素因素光色光色照度和亮度照度和亮度 视野外的亮度分布视野外的亮度分布 阴影阴影 周围亮度周围亮度 眩光眩光 （1 1） （6 6） （5 5） （4 4） （3 3） （2 2） l是保证光环境的是保证光环境的光量和光质量的光量和光质量的基本条件。基本条件。 l光源的颜色。光源的颜色。l按标准表色体系，将单色按标准表色体系，将单色光混合，可匹配出感觉到光混合，可匹配出感觉到与任意光的颜色相同的光与任意光的颜色相同的光 l容易看到注视点的最佳容易看到注视点的最佳环境是周围亮度大约等于环境是周围亮度大约等于注视点亮度。注视点亮度。l室内顶棚、墙面、室内顶棚、墙面、

3、地面、家具等表面的地面、家具等表面的亮度分布。亮度分布。 l在视野中由于亮度的分布或范在视野中由于亮度的分布或范围不当围不当，或在时空方面存在着亮度或在时空方面存在着亮度的悬殊对比的悬殊对比，以致引起不舒适感觉以致引起不舒适感觉或降低观看细部或目标的能力或降低观看细部或目标的能力l眩光在光环境中是有害因素眩光在光环境中是有害因素，应应 设法控制或避免。设法控制或避免。l阴影能突出物体的阴影能突出物体的外形和深度，丰富物外形和深度，丰富物体的视觉效果。体的视觉效果。 （三）光环境中光的效果（三）光环境中光的效果 （2 2）光的造型立体感效果光的造型立体感效果 （3 3）光的表面效果光的表面效果

4、（4 4）光的色彩效果光的色彩效果 （1 1）光的方向性效果光的方向性效果 l光的方向性效果：光的方向性效果：l 增强室内空间的可见度增强室内空间的可见度l 增强或减弱光和阴影的对比增强或减弱光和阴影的对比l 增强或减弱物体的立体感增强或减弱物体的立体感l在室内光环境中只要调整光源的位置和方向，就能在室内光环境中只要调整光源的位置和方向，就能 获得所要求的方向性效果。获得所要求的方向性效果。 l光的方向性效果对建筑功能、室内表面、人物形象光的方向性效果对建筑功能、室内表面、人物形象及人们的心理反应都起重要作用。及人们的心理反应都起重要作用。 （1 1）光的方向性效果光的方向性效果 l光的造型立

5、体感效果光的造型立体感效果 ：物体表面上由于光物体表面上由于光 的明暗变化所产生的立体感效果，简称立的明暗变化所产生的立体感效果，简称立 体感。体感。l在光环境中室内外表面的细部、浮雕、雕塑在光环境中室内外表面的细部、浮雕、雕塑 等都会出现光的立体感效果，使人们获得美等都会出现光的立体感效果，使人们获得美 好的感受。好的感受。（2 2）光的造型立体感效果光的造型立体感效果 l光的表面效果：光的表面效果：室内空间中光在各表面上的室内空间中光在各表面上的 亮度分布或有无光泽。亮度分布或有无光泽。l表面亮度表面亮度：室内空间中光在各表面上的反射程度：室内空间中光在各表面上的反射程度 取决于表面与背景

6、之间的亮度比。适宜的亮度比取决于表面与背景之间的亮度比。适宜的亮度比 有利于视觉功效与工作行为相协调，并能降低室有利于视觉功效与工作行为相协调，并能降低室 内眩光。内眩光。l表面光泽表面光泽：在室内空间中光照射到表面时，由于：在室内空间中光照射到表面时，由于 反射光在空间分布而呈现出表面的外观性质。反射光在空间分布而呈现出表面的外观性质。 （3 3）光的表面效果光的表面效果 l光的色彩效果：光的色彩效果：在室内光环境中，光的照射在室内光环境中，光的照射 使材料表面呈现出的色彩效果。使材料表面呈现出的色彩效果。 l光和色彩光和色彩：对室内光环境二者不可分开，可见光：对室内光环境二者不可分开，可见

7、光 的的反射比越大反射比越大，色彩的明度也越大色彩的明度也越大（表表7-17-1）。l色彩效果色彩效果：在光环境中，光照射到各种材料表面：在光环境中，光照射到各种材料表面 会呈现出不同色彩效果。通过光的色彩效果可获会呈现出不同色彩效果。通过光的色彩效果可获 得知觉效果，还可获得感情、联想等心理效果。得知觉效果，还可获得感情、联想等心理效果。明度明度/ /度度0 01 1反射比反射比0.000.001.211.213.133.136.566.5612.0012.00明度明度/ /度度5 56 67 78 89 9反射比反射比19.7719.7730.0530.0543.0643.0659.105

8、9.1078.6678.66表表7-1 7-1 色彩的明度与光的反射比的关系色彩的明度与光的反射比的关系 （4 4）光的色彩效果光的色彩效果 光源光源 自然光源自然光源人工光源人工光源 日光日光月光月光 热辐射光源热辐射光源气体放电光源气体放电光源其他光源其他光源激光光源激光光源场致发光光源场致发光光源半导体光源半导体光源化学光源化学光源 二、光源及其类型二、光源及其类型 l热辐射光源热辐射光源：依靠电流通过灯丝发热依靠电流通过灯丝发热到白炽程度而发光的电光源。到白炽程度而发光的电光源。l类型类型：l 1. 白炽灯白炽灯l 2. 卤钨灯卤钨灯v优点优点：v显色性好、光谱连续显色性好、光谱连续v

9、结构简单、易于制造结构简单、易于制造v价格低廉、使用方便价格低廉、使用方便v缺点缺点v能量转换效率低，大部分能量转化为红外能量转换效率低，大部分能量转化为红外 辐射损失辐射损失v可见光不多，发光效率低可见光不多，发光效率低v使用寿命短使用寿命短发光效率高发光效率高长寿命长寿命涂白白炽灯涂白白炽灯氪氪(Kr)(Kr)气白炽灯气白炽灯红外反射膜白炽灯红外反射膜白炽灯 v白炽灯的改进：白炽灯的改进：v卤钨灯卤钨灯：灯泡内含一定比例卤化物的改进型：灯泡内含一定比例卤化物的改进型 白炽灯。白炽灯。v卤钨灯内形成卤钨再循环过程，防止钨沉积卤钨灯内形成卤钨再循环过程，防止钨沉积 在玻璃内壳上，降低灯丝的老化

10、速度。在玻璃内壳上，降低灯丝的老化速度。v卤钨灯与普通白炽灯相比卤钨灯与普通白炽灯相比v发光效率提高约发光效率提高约3030；v高质量的卤钨灯寿命可提高高质量的卤钨灯寿命可提高3 3倍左右。倍左右。l气体放电光源气体放电光源：电极在电场作用下，电流电极在电场作用下，电流通过一种或几种气体或金属蒸气而发光的电通过一种或几种气体或金属蒸气而发光的电光源光源l优点优点：气体放电光源比热辐射光源的发光：气体放电光源比热辐射光源的发光效率高得多，应用广泛。效率高得多，应用广泛。l类型类型：气体发电光源按充气压力大小可分：气体发电光源按充气压力大小可分为为低压气体放电灯低压气体放电灯和和高压气体放电灯高压

11、气体放电灯。气体气体放电放电光源光源高压气体放电灯高压气体放电灯低压气体放电灯低压气体放电灯高压钠灯高压钠灯高压汞灯高压汞灯 荧光高压汞灯荧光高压汞灯金属卤钨灯金属卤钨灯荧光灯荧光灯低压钠灯低压钠灯 直管型直管型环管型环管型紧凑型紧凑型l荧光灯荧光灯：利用低压汞（利用低压汞（HgHg）蒸气放电产生的紫）蒸气放电产生的紫外线，激发涂在灯管内壁上的荧光粉而转化为可外线，激发涂在灯管内壁上的荧光粉而转化为可见光的电光源。见光的电光源。 l优点优点：发光效率是普通白炽灯的发光效率是普通白炽灯的3 3倍以上，使用倍以上，使用寿命约为寿命约为普通白炽灯的普通白炽灯的4 4倍，灯壁温度低，发光均倍，灯壁温度

12、低，发光均匀柔和，应用广泛。匀柔和，应用广泛。l缺点缺点：使用电感镇流器时的功率因数低，有频使用电感镇流器时的功率因数低，有频闪效应。闪效应。 直管荧光灯直管荧光灯灯管内壁涂料灯管内壁涂料 卤磷酸盐荧光粉卤磷酸盐荧光粉 三基色荧光粉三基色荧光粉 能把紫外线转换成能把紫外线转换成更多的可见光，发更多的可见光，发光效率高光效率高 l镇流器和灯管一体化的新型电光源。镇流器和灯管一体化的新型电光源。镇流器镇流器 电感镇流器电感镇流器 电子镇流器电子镇流器 电子节能灯电子节能灯 兼具白炽灯和荧光灯的优点，兼具白炽灯和荧光灯的优点，发光效率高、节电、显色性好，发光效率高、节电、显色性好，改善频闪效应，提高

13、启动性能。改善频闪效应，提高启动性能。l高压汞灯高压汞灯：内部充汞和氩气，利用汞放电：内部充汞和氩气，利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源时产生的高气压获得可见光的电光源。 l优点优点：发光效率与普通荧光灯相当，使用发光效率与普通荧光灯相当，使用寿命却比较长。寿命却比较长。 l缺点缺点：显色性差些，发出蓝绿色的光，缺显色性差些，发出蓝绿色的光，缺少红色成分，除照到绿色物体上外，其他多少红色成分，除照到绿色物体上外，其他多呈灰暗色，而且不能瞬时启动。呈灰暗色，而且不能瞬时启动。 l金属卤化物灯金属卤化物灯：通电使金属通电使金属HgHg蒸气和蒸气和NaNa、TlTl、InIn、ScSc、Dy

14、Dy、CsCs、LiLi等金属卤化物分解物的混合等金属卤化物分解物的混合体辐射发光的电光源体辐射发光的电光源 。 l优点优点：发光效率高，显色性较好，使用寿命较发光效率高，显色性较好，使用寿命较长长 。可以用在要求显色性较好的场所。可以用在要求显色性较好的场所。 l注意注意！为避免影响光电特性，使用中有位置朝为避免影响光电特性，使用中有位置朝向要求。向要求。 v利用高压钠蒸气放电发光的电光源。利用高压钠蒸气放电发光的电光源。v利用低压钠蒸气放电发光的电光源。利用低压钠蒸气放电发光的电光源。 三、光污染三、光污染 光污染的产生光污染的产生 光污染的来源光污染的来源 光污染的分类光污染的分类 光污

15、染的危害光污染的危害 n 定义定义：过量光辐射对人们的生活、工：过量光辐射对人们的生活、工 作环境以及人体健康产生不利影响的作环境以及人体健康产生不利影响的 现象称为光污染。现象称为光污染。n 主要指由人工光源导致的违背人的生主要指由人工光源导致的违背人的生 理与心理需求或有损于生理与心理健理与心理需求或有损于生理与心理健 康的现象。康的现象。光污染的产生光污染的产生 n 类型类型：n 眩光污染眩光污染n 射线污染射线污染n 光泛滥光泛滥n 视单调视单调n 视屏蔽视屏蔽n 频闪频闪n 特点特点：n 局部性污染；局部性污染；n 随距离增加而迅速减弱；随距离增加而迅速减弱；n 在环境中无残余物，光

16、源消失，污染即在环境中无残余物，光源消失，污染即 消失。消失。 光污染的来源光污染的来源 l城市建筑物采用城市建筑物采用大面积镜面式铝合大面积镜面式铝合金装饰的外墙、金装饰的外墙、玻玻璃幕墙璃幕墙所形成的光所形成的光污染。污染。 光污染源光污染源1l城市城市夜景照明夜景照明亮亮度过高，特别是大度过高，特别是大功率高强度气体放功率高强度气体放电电光源所形成的光光源所形成的光污染。污染。光污染源光污染源2v条件条件v（1 1）使用）使用大面积大面积高反射率镀膜玻璃。高反射率镀膜玻璃。v（2 2）在）在特定方向特定方向和和特定时间特定时间下产生。下产生。v（3 3）光污染的程度与玻璃幕墙的方向、）光

17、污染的程度与玻璃幕墙的方向、 位置及高度密切相关。位置及高度密切相关。玻璃幕墙相对太阳玻璃幕墙相对太阳照射的方向，或与照射的方向，或与人所成的特定角度。人所成的特定角度。 太阳对地球的相对位太阳对地球的相对位置总是在不断变化，置总是在不断变化，因此，产生特定角度因此，产生特定角度也是有特定时限的。也是有特定时限的。 l人的视角在人的视角在2m2m高左右高左右150150夹角之内影响最大；夹角之内影响最大；l光反射的强度与反射物到人光反射的强度与反射物到人眼的距离的平方成反比；眼的距离的平方成反比；l直射日光的反射光的产生方直射日光的反射光的产生方向取决于玻璃面对太阳的几何向取决于玻璃面对太阳的

18、几何位置关系。位置关系。 夜景照明光污染夜景照明光污染颜色颜色污染污染 眩光眩光污染污染 侵扰侵扰光污染光污染 大气大气光污染光污染 地面发出的人工光在尘埃、地面发出的人工光在尘埃、空气或其它大气悬浮粒子空气或其它大气悬浮粒子的散射作用下，扩散入大的散射作用下，扩散入大气层中，形成城市上空很气层中，形成城市上空很亮的大气光污染。亮的大气光污染。 夜景照明中的部分散逸光和夜景照明中的部分散逸光和建筑（或墙面）的反射光，建筑（或墙面）的反射光，透过门窗射向住宅、医院、透过门窗射向住宅、医院、旅馆等人们休息的场所，侵旅馆等人们休息的场所，侵扰睡眠与健康。扰睡眠与健康。 视野中的道路照明、广告照视野中

19、的道路照明、广告照明、体育照明、标志照明等明、体育照明、标志照明等产生的直接眩光和雨后地面、产生的直接眩光和雨后地面、玻璃墙面等光泽表面的反射玻璃墙面等光泽表面的反射 眩光。眩光。视场中颜色的对比引起视觉视场中颜色的对比引起视觉的不适应，导致视觉对物体的不适应，导致视觉对物体颜色的感觉出现差异或不敏颜色的感觉出现差异或不敏感。感。 1室内装修采用室内装修采用镜面、釉面砖、镜面、釉面砖、磨光大理石以磨光大理石以及各种涂料等及各种涂料等装饰反射光线，装饰反射光线，明晃白亮，炫明晃白亮，炫眼夺目。眼夺目。2室内灯光配置室内灯光配置不合理，致使不合理，致使室内光线过亮室内光线过亮或过暗，造成或过暗，造

20、成不同程度的眩不同程度的眩光污染光污染 。3夜间室外照明，夜间室外照明，特别是建筑物特别是建筑物的泛光照明产的泛光照明产生干扰光，影生干扰光，影响人们的正常响人们的正常生活。生活。l室内产生严重的眩光污染的原因室内产生严重的眩光污染的原因白亮污染白亮污染 人工白昼人工白昼 彩光污染彩光污染 c c光污染的分类光污染的分类 阳光照射强烈时，城市建筑物的玻阳光照射强烈时，城市建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮，炫眼夺目。亮，炫眼夺目。 白亮污染白亮污染 夜间照明过度，如同白昼。夜间照明过度，如同白昼。

21、 舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。成了彩光污染。彩光污染彩光污染 人工白昼人工白昼 l对附近居民的影响对附近居民的影响 l对行人的影响对行人的影响l对交通系统的影响对交通系统的影响 l对天文观测的影响对天文观测的影响对人的影响对人的影响l影响植物的正常影响植物的正常生长，降低产量生长，降低产量l影响动物的生活影响动物的生活习性和新陈代谢习性和新陈代谢对动植物的影响对动植物的影响光污染的危害光污染的危害 一、光的基本物理量一、光的基本物理量第二节第二节 光学基础光学基础二、电光源的基本技术参数二

22、、电光源的基本技术参数（一）光通量（一）光通量（二）发光强度（二）发光强度（六）明度（六）明度（三）照度（三）照度一、光的基本物理量一、光的基本物理量物理量物理量（四）亮度（四）亮度（五）曝光量（五）曝光量( )( ) ( )mPVK(7-1)(7-1)（一）光通量（一）光通量 （简称光通）（简称光通）v定义定义：以人眼的光感觉量为标准评价光的辐射通量。：以人眼的光感觉量为标准评价光的辐射通量。v单位单位v计算式计算式( )( )P( )VmK2-2-明视觉明视觉 1-1-暗视觉暗视觉图图7-1 7-1 光谱光视效率曲线光谱光视效率曲线V V( () ) （一）光通量（一）光通量 （简称光通）

23、（简称光通）(7-2)(7-2)12()( )() ( ) ( )nmKPVv光通量的意义：光通量的意义：【例例7-17-1】已知钠光发出的波长为已知钠光发出的波长为589nm589nm的单色光的单色光, ,其辐射通量为其辐射通量为10.3W10.3W，试计算其发出的光通量。，试计算其发出的光通量。 589683 0.78 10.35487lmlm（二）发光强度（二）发光强度 I I IdId(7-3)(7-3)(7-4)(7-4)（二）发光强度（二）发光强度 I I光源在某一方向单位立体角内所发出的光通量，光源在某一方向单位立体角内所发出的光通量，表示光源在表示光源在1 sr1 sr立体角内

24、发射出立体角内发射出1 lm1 lm的光通量，的光通量，即即 1lm1cd1sr球的表面积球的表面积S S 对球心所形成的角，即以表面积对球心所形成的角，即以表面积S S与球的半径平方之比来度量，即与球的半径平方之比来度量，即v当当 时，对球心所形成的立体角时，对球心所形成的立体角=1sr=1sr（球面度）（球面度）2Sr2S r（二）发光强度（二）发光强度 I v发光强度的标注发光强度的标注为了区别不同的部位，在为了区别不同的部位，在发光强度符号发光强度符号I I的右下角标注角度数字的右下角标注角度数字。v如如40 W40 W的白炽灯在光轴线处，即正下方的发光的白炽灯在光轴线处，即正下方的发

25、光强度表示为强度表示为 30cd;30cd;v =0 =0，则表示沿光轴往上转，则表示沿光轴往上转180180即正上方处即正上方处的发光强度。的发光强度。v标注数字表明光源向四周空间发射的光通量分标注数字表明光源向四周空间发射的光通量分布情况。布情况。180I0I v定义定义v定义式定义式v单位单位（三）照度（三）照度E ES(7-6)(7-6)2lm1lxm111. 照度形式照度形式（三）照度（三）照度E l平面照度只说明光通量在某一平面照度只说明光通量在某一平面上的密度，不能反映照度平面上的密度，不能反映照度在整个空间的分布情况。在整个空间的分布情况。l如一房间具有暗色墙壁和天棚如一房间具

26、有暗色墙壁和天棚（表面反射系数很低），即使（表面反射系数很低），即使水平照度很高，仍会感到房间水平照度很高，仍会感到房间很暗很暗l常采用的照度形式常采用的照度形式。 照度矢量照度矢量 l某点的照度矢量是以该点为中心的某点的照度矢量是以该点为中心的微圆盘两侧的照度最大值，此最大值微圆盘两侧的照度最大值，此最大值的法线方向即为矢量照度的方向。的法线方向即为矢量照度的方向。l照度矢量对说明阴影状况更为有利照度矢量对说明阴影状况更为有利。 平均球面照度平均球面照度 （又称标量照度）（又称标量照度）l空间一点的被照射量可用此点上一空间一点的被照射量可用此点上一小球表面上的平均照度来表示。小球表面上的平均

27、照度来表示。l给出照度的无方向量，较接近立体给出照度的无方向量，较接近立体物件的视感。物件的视感。平均柱面照度平均柱面照度 l表示一个小垂直圆柱表面上的平均表示一个小垂直圆柱表面上的平均照度，更接近对室内照明丰满度的主照度，更接近对室内照明丰满度的主观感觉。观感觉。2. 照度和光强的关系照度和光强的关系（三）照度（三）照度E v点光源点光源垂直入射垂直入射的照度基本公式的照度基本公式 距离平方反比定律距离平方反比定律 l式式(7-7)(7-7)表明，入射角为零时，表面照度与点光表明，入射角为零时，表面照度与点光源在垂直方向上的光强源在垂直方向上的光强I I成正比，与表面距点光源成正比，与表面距

28、点光源距离距离r r的平方成反比。的平方成反比。2IEr(7-7)(7-7)2. 照度和光强的关系照度和光强的关系（三）照度（三）照度E v点光源与表面的法线成点光源与表面的法线成角入射角入射的照度公的照度公式式l式式(7-8)(7-8)表明，表明，光线与表面法线成光线与表面法线成角处的照度，角处的照度，与光线至点光源距离的平方成反比，与光源在与光线至点光源距离的平方成反比，与光源在方方向的光强和入射角向的光强和入射角的余弦成正比。的余弦成正比。 (7-8)(7-8)cos2rIE 【例例7-27-2】如图如图7-37-3所示，桌面上方所示，桌面上方2m2m处挂处挂带搪瓷伞带搪瓷伞形罩的形罩的

29、40W40W白炽灯，发光强度白炽灯，发光强度I=73cdI=73cd，求灯下桌面点，求灯下桌面点1 1处照度处照度值值E E1 1及点及点2 2处照度值处照度值E E2 2。 222cos0.894421a在点在点1 1处处在点在点2 2处处222273cos0.894413.0621IEalxlxr12217318.252IElxlxr图图7-3 点光源在桌面上的照度点光源在桌面上的照度v定义定义v单位单位（SISI制）制）v意义：意义：1 1表面积上，沿法线方向表面积上，沿法线方向( (0 0) )产生产生lcdlcd的发光强度，即的发光强度，即 1 nt =1cd/m2（四）亮度（四）亮

30、度 L （也称辉度）（也称辉度）【说明说明】：有时也用另一较大单位：有时也用另一较大单位sb (sb (熙提熙提) )，lsblsb10104 4ntnt；v意义意义：1c1c面积上发出面积上发出lcdlcd的发光强度。的发光强度。v计算式计算式(7-9)(7-9)cosaadILdSacosaaILSa(7-10)(7-10)【说明说明】：亮度符号右下角标：亮度符号右下角标，指明物体表面的法线与光线，指明物体表面的法线与光线之间的夹角。之间的夹角。1200白炽灯（充气灯）白炽灯（充气灯）0.8晴天天空晴天天空(平均值平均值)200白炽灯灯丝（真空灯泡）白炽灯灯丝（真空灯泡）160000太阳表

31、面太阳表面(近地平线近地平线)0.2阴天天空阴天天空(平均值平均值)225000太阳表面太阳表面(正午正午)亮度值亮度值/sb光源名称光源名称亮度值亮度值/sb光源名称光源名称表表7-2 7-2 常见光源亮度值常见光源亮度值 （四）亮度（四）亮度 L （也称辉度）（也称辉度）v定义定义受照表面的照度受照表面的照度E E对被照时间对被照时间t t的积的积分称为该表面的曝光量，符号为分称为该表面的曝光量，符号为H H。v计算式计算式v单位单位vlxlxs (s (勒克斯秒勒克斯秒) )v或或lxlxh (h (勒克斯小时勒克斯小时) )（五）曝光量（五）曝光量H H0tHEdt(7-11)(7-1

32、1)（六）明度（六）明度色彩分类色彩分类方法方法 有彩色系有彩色系无彩色系无彩色系n光源色、反射光或透射光能够在光源色、反射光或透射光能够在 视觉中显示出某一种单色光特征视觉中显示出某一种单色光特征 的色彩序列。的色彩序列。n可见光谱中的红、橙、黄、绿、可见光谱中的红、橙、黄、绿、 青、蓝、紫基本色及其混合色都青、蓝、紫基本色及其混合色都 属于有彩色系。属于有彩色系。n 基本参量：基本参量：明度明度、色调和饱和度、色调和饱和度 n光源色、反射光或透射光未能在光源色、反射光或透射光未能在 视觉中显示出某一种单色光特征视觉中显示出某一种单色光特征 的色彩序列。的色彩序列。n黑色、白色及二者按不同比

33、例混合黑色、白色及二者按不同比例混合 所得的深浅各异的灰色系列等所得的深浅各异的灰色系列等n基本参量：基本参量：明度明度（六）明度（六）明度v定义定义色彩的明暗程度，也称色阶、光度色彩的明暗程度，也称色阶、光度或色度。或色度。 v内容内容n 颜色本身的明度颜色本身的明度 n黄色明度最高，紫色明度最低，其它各色黄色明度最高，紫色明度最低，其它各色 基本处于灰与深灰之间，属中间明度；基本处于灰与深灰之间，属中间明度；n 同一色相的颜色具有不同的明度同一色相的颜色具有不同的明度n红颜色的明度：桔红、朱红较深红、玫瑰红颜色的明度：桔红、朱红较深红、玫瑰 红亮，大红、土红则介于中间值；红亮，大红、土红则

34、介于中间值；n 某种颜色由于光照强弱不同，产生不同明某种颜色由于光照强弱不同，产生不同明 暗变化暗变化 （六）明度（六）明度v计算基准计算基准灰度测试卡（国际通用）灰度测试卡（国际通用）v孟塞尔色彩体系：孟塞尔色彩体系：0 0l0l0之间等间隔地分之间等间隔地分为为9 9个阶层，黑色为个阶层，黑色为0(0(几乎不反射光几乎不反射光) )，白色为白色为10(10(几乎反射全部光几乎反射全部光) )v有彩色或无彩色各自的明暗度在灰度测有彩色或无彩色各自的明暗度在灰度测试卡上都对应着一定的位置值。试卡上都对应着一定的位置值。v明度具有较强的对比性的效果明度具有较强的对比性的效果 一、光的基本物理量一

35、、光的基本物理量第二节第二节 光学基础光学基础二、电光源的基本技术参数二、电光源的基本技术参数二、电光源的基本技术参数二、电光源的基本技术参数基本技术基本技术参数参数 1. 1.发光效率发光效率 2. 2.光源寿命光源寿命 3. 3.光源颜色光源颜色 4. 4.光源启动性能光源启动性能 1.1.发光效率发光效率 v定义定义：电光源发出的光通量和所用电：电光源发出的光通量和所用电功率之比，简称光效。功率之比，简称光效。v单位单位： lm/W ( (流明流明/ /瓦瓦) )v是评价电光源用电效率最主要的技术参是评价电光源用电效率最主要的技术参数。数。v光通量越大，光效越高。光通量越大，光效越高。n

36、灯开始点燃至灯的光通量灯开始点燃至灯的光通量衰减到额定光通量的某一百衰减到额定光通量的某一百分比（一般分比（一般70708080）时所经历的点灯时数。时所经历的点灯时数。有效寿命有效寿命 平均寿命平均寿命 光源寿命光源寿命 （光源寿期）（光源寿期） n一组试验样灯从点燃至其一组试验样灯从点燃至其中中5050的灯失效时所经历的的灯失效时所经历的点灯时数。点灯时数。 2.2.光源寿命光源寿命 l寿命是评价电光源可靠性和质量的主要技术参数；寿命是评价电光源可靠性和质量的主要技术参数；l寿命长表明其服务时间长，耐用度高，节电贡献大。寿命长表明其服务时间长，耐用度高，节电贡献大。n当光源的发光颜色与把当

37、光源的发光颜色与把黑体黑体加热到加热到 某一温度所发出的光色相同时的温某一温度所发出的光色相同时的温 度，称为光源的色温。度，称为光源的色温。n色温是灯光颜色给人直观感觉的度色温是灯光颜色给人直观感觉的度 量，与光源的实际温度无关。量，与光源的实际温度无关。n不同色温给人不同的冷暖感觉。不同色温给人不同的冷暖感觉。 色温色温（单位（单位K） 显色指数显色指数Ra Ra 光源颜色光源颜色 （光色）（光色） 3.3.光源颜色光源颜色 n光源照射到物体后，与光源照射到物体后，与参照光源参照光源相相 比对颜色相符程度的度量参数。比对颜色相符程度的度量参数。n是衡量光源显色性优劣或在视觉上是衡量光源显色

38、性优劣或在视觉上 失真程度的指标。失真程度的指标。n参照光源的显色指数定为参照光源的显色指数定为100100，其他，其他 光源的显色指数均小于光源的显色指数均小于100100。nRaRa越小，显色性越差，反之越好。越小，显色性越差，反之越好。 l黑体黑体：能全部吸：能全部吸收光能的物体。收光能的物体。 l参照光源：参照光源：一般以一般以日光或接近日光的人日光或接近日光的人工光源为参照光源工光源为参照光源 表表7-3 7-3 色温与感觉的关系色温与感觉的关系 色温色温/ /K K50005000330033005000500033003300感觉感觉冷冷中间中间暖暖v低照度下采用低色温的光源会感

39、到温馨快活；低照度下采用低色温的光源会感到温馨快活；v高照度下采用高色温的光源则感到清爽舒适；高照度下采用高色温的光源则感到清爽舒适；v比较热的地区宜采用高色温冷感光源；比较热的地区宜采用高色温冷感光源；v比较冷的地方宜采用低色温暖感光源。比较冷的地方宜采用低色温暖感光源。表表7-4 7-4 显色性的等级标准显色性的等级标准 v国际照明委员会（国际照明委员会（CIECIE）用显色指数把光源的显色性分为优、）用显色指数把光源的显色性分为优、 良、中、差四组作为判别光源显色性能的等级标准。良、中、差四组作为判别光源显色性能的等级标准。v显色性是择用光源的一项重要因素显色性是择用光源的一项重要因素v

40、对显色性要求很高的照明用途，如，美术品、艺术品等对显色性要求很高的照明用途，如，美术品、艺术品等的展示销售，为避免颜色失真，不宜采用显色性差的光源。的展示销售，为避免颜色失真，不宜采用显色性差的光源。v显色性要求不高，而要求彩色调节的场所，可利用显色显色性要求不高，而要求彩色调节的场所，可利用显色性的差异来增加明亮提神的气氛。性的差异来增加明亮提神的气氛。显色性组别优良中差显色指数范围80100607940592039各类光源的光效和显色指数（各类光源的光效和显色指数（RaRa）对照）对照 （表（表7-57-5） 灯类型灯类型光效光效/lmW-1显色指数显色指数普通照明用灯普通照明用灯150W

41、(1000h)14.4100卤钨灯卤钨灯150W(2000h)17100多荧光粉多荧光粉6595三基色荧光粉（三基色荧光粉（80）9380陶瓷金属卤化物灯陶瓷金属卤化物灯150W9085高压钠灯高压钠灯150W高显色性高显色性8660高压钠灯高压钠灯150W高光效高光效11625低压钠灯低压钠灯131W SOX E206-45高压汞灯高压汞灯3500 125W5450白炽灯及卤钨灯显色指数白炽灯及卤钨灯显色指数为为100100，显色性极好，但，显色性极好，但发光效率很低。发光效率很低。 显色指数为负值，几显色指数为负值，几乎无显色性相反，发乎无显色性相反，发光效率最高。光效率最高。 4. 4.

42、光源启动性能光源启动性能 v光源的启动性能是指灯的启动和再启动特性，用启光源的启动性能是指灯的启动和再启动特性，用启 动和再启动所需要的时间来度量。动和再启动所需要的时间来度量。v热辐射电光源的启动性能最好热辐射电光源的启动性能最好，能瞬时启动发光，也，能瞬时启动发光，也 不受再启动时间的限制。不受再启动时间的限制。v气体发电光源不能瞬时启动气体发电光源不能瞬时启动。除荧光灯能快速启动外，。除荧光灯能快速启动外， 其他气体放电灯的启动时间至少在其他气体放电灯的启动时间至少在4min4min以上，再启动以上，再启动 时间最少也需要时间最少也需要3min3min以上。以上。第三节第三节 光环境评价

43、与质量标准光环境评价与质量标准二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 一、天然光环境的评价一、天然光环境的评价二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 一、天然光环境的评价一、天然光环境的评价( (一一) ) 采光系数采光系数 C Cv定义定义室内某点的天然光照度室内某点的天然光照度（En）与同一）与同一时间室内无遮挡的天空在水平面上产生的照时间室内无遮挡的天空在水平面上产生的照度（度（Ew）之比）之比。v定义式定义式100%nwECE(7-12)(7-12)l两个照度值均不包括直射日两个照度值均不包括直射日

44、光的作用。光的作用。l晴天或多云天气，不同方位晴天或多云天气，不同方位 上的天亮度有差别，计算值上的天亮度有差别，计算值 与实测值有偏差。与实测值有偏差。( (二二) ) 采光系数标准采光系数标准表表7-6 7-6 视觉作业场所工作面上的采光系数标准值视觉作业场所工作面上的采光系数标准值C/%C/% 注：1.表中所列采光系数标准值适用于我国类光气候。采光系数标准值是根据室外临界照度为5000lx制订的。 2.亮度对比小的、级视觉作业，其采光等级可提高一级采用。二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价( (一一) ) 适当的适当的 照度水平照度水平评价评

45、价内容内容( (二二) ) 舒适的亮度比和亮度分布舒适的亮度比和亮度分布( (四四) ) 避免避免眩光干扰眩光干扰( (三三) ) 适宜的光色适宜的光色( (五五) ) 立体感立体感v适宜的照度：适宜的照度：在具体工作条件下，大多数在具体工作条件下，大多数人都感觉比较满意且保证工作效率和精度人都感觉比较满意且保证工作效率和精度均较高的照度值。均较高的照度值。v满意人数最大百分比的照度约满意人数最大百分比的照度约150015003000lx3000lxv不同工作性质的场所对照度值的要求不不同工作性质的场所对照度值的要求不同同(一) 适当的照度水平n在一个维护周期内照度变化在一个维护周期内照度变化

46、 曲线的中间值。曲线的中间值。n西欧一些国家采取使用照度西欧一些国家采取使用照度 标准。标准。 使用照度使用照度 维持照度维持照度 照度标准照度标准1.1.照度标准照度标准 n是必须更换光源或在预期清是必须更换光源或在预期清 洗灯具和清扫房间周期终止洗灯具和清扫房间周期终止 前，或者同时进行上述维护前，或者同时进行上述维护 工作时所应保持的平均照度。工作时所应保持的平均照度。n通常维护照度不应低于使用通常维护照度不应低于使用 照度的照度的80%80%。n美国、我国采用此标准。美国、我国采用此标准。vCIECIE建议的照度等级建议的照度等级(1x)(1x)v在照度标准中以在照度标准中以1.51.

47、5左右的等比级数划分左右的等比级数划分 照度等级，而不采取等差级数。如，照度等级，而不采取等差级数。如，2020、 3030、5050、7575、100100、150150、200200、300300、500500、 750750、10001000、15001500、20002000、30003000、50005000等。等。v民用建筑照明设计标准民用建筑照明设计标准(GBJ l33(GBJ l331990)1990)v工业企业照明设计标准工业企业照明设计标准(GB 50034(GB 500341992)1992) 2.2.照度均匀度照度均匀度 v定义定义工作面最小照度与平均照度之比。工作面最

48、小照度与平均照度之比。v意义意义表示给定平面上照度分布的量。表示给定平面上照度分布的量。v工作面工作面：规定照度的平面（参考面）即为工作面。规定照度的平面（参考面）即为工作面。v通常假定工作面是由室内墙面限定的距地面通常假定工作面是由室内墙面限定的距地面 0.700.700.80m0.80m高的水平面。高的水平面。v照度均匀度不得低于照度均匀度不得低于0.70.7，CIECIE建议值为建议值为0.80.8。平均球面照度平均球面照度 平均柱面照度平均柱面照度 （实用）（实用） 空间照度空间照度n定义：在空间一点的一定义：在空间一点的一 个假想小圆柱体侧面上个假想小圆柱体侧面上 的平均照度。的平均

49、照度。n圆柱体的轴线与水平面圆柱体的轴线与水平面 相垂直，且不计圆柱体相垂直，且不计圆柱体 两端面上接受的光量。两端面上接受的光量。n意义：代表空间一点的意义：代表空间一点的 垂直面平均照度。垂直面平均照度。3.3.空间照度空间照度 v舒适的亮度比和亮度分布是对工作面照度舒适的亮度比和亮度分布是对工作面照度的重要补充。的重要补充。 v亮度比亮度比：视看对象与人眼周围视看对象与人眼周围视野物体视野物体的的亮度亮度水平和亮度对比构成人眼周围视野的适应亮度。水平和亮度对比构成人眼周围视野的适应亮度。v亮度分布亮度分布：房间主要表面的平均亮度，形成房房间主要表面的平均亮度，形成房间明亮程度的总印象，亮

50、度分布使人产生不同间明亮程度的总印象，亮度分布使人产生不同的心理感受。的心理感受。(二) 舒适的亮度比和亮度分布l指工作面、顶棚、指工作面、顶棚、墙、窗户和灯具等。墙、窗户和灯具等。 v作业近邻环境的亮度作业近邻环境的亮度：尽可能低于：尽可能低于作业本身亮度，但最好不低于作业作业本身亮度，但最好不低于作业亮度的亮度的1/31/3；v周围视野的平均亮度周围视野的平均亮度：不低于作业：不低于作业亮度的亮度的1/101/10；v灯和白天窗子亮度灯和白天窗子亮度：控制在作业亮：控制在作业亮度的度的4040倍以内。倍以内。控制目标控制目标 v照度和反射比照度和反射比：亮度与二者乘积：亮度与二者乘积大致成