人因工程第4章照明环境复习课程.ppt
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1、人因工程第人因工程第4 4章照明环境章照明环境人因工程 第四章 照明环境第第4 4章章 照明环境照明环境4.1 光的物理性质及度量光的物理性质及度量 4.2 视觉特性视觉特性 4.3 照明对作业的影响照明对作业的影响 4.4 工作场所照明工作场所照明 4.5 照明标准照明标准 4.6 照明环境的设计、改善和评价照明环境的设计、改善和评价2/59人因工程 第四章 照明环境4.1 光的物理性质及度量光的物理性质及度量光是一种电磁辐射波光是一种电磁辐射波 只含单一波长成分的光称为只含单一波长成分的光称为单色光单色光,包含两种以上成分的光称为包含两种以上成分的光称为复合光复合光。3/59人因工程 第四
2、章 照明环境4.1.2 光的度量(1)光通量 光通量是最基本的光度量,它可定义为单位时间内通过的光量,是用国际照明组织规定的标准人眼视觉特性(光谱光效率函数)来评价的辐射通量,单位为流明(lm)。利用光电管可测量光通量。4/59人因工程 第四章 照明环境(2)发光强度 发光强度简称光强,是指光源发出并包含在给定方向上单位立体角内的光通量,常用来描述点光源的发光特性。光强与光通量之间的关系由下式表示:5/59人因工程 第四章 照明环境(3)亮度 指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影面积之比,亮度的单位为坎德拉每平方米(cd/m2)6/59人因工程 第四章 照明环境(
3、4)照度 照度是被照面单位面积上所接受的光通量,单位为勒克司(lx)增加或减少点光源的光强度、改变受照物体与光源的距离、调整光源与受照体之间的夹角,均是改善受照物体表面照度的有效途径。7/59人因工程 第四章 照明环境4.2 视觉特性 4.2.1 明暗视觉与色彩视觉 4.2.2 明适应与暗适应 4.2.3 调 节 4.2.4 视野 8/59人因工程 第四章 照明环境4.2.1 明暗视觉与色彩视觉明暗视觉与色彩视觉 眼睛具有明暗视觉和色彩视觉。色彩视觉是明视觉过程,它产生于锥状细胞的红敏细胞、绿敏细胞和蓝敏细胞,大脑根据三种光敏细胞的光通量的比例决定人眼的色彩视觉。9/59人因工程 第四章 照明
4、环境4.2.2 明适应与暗适应明适应与暗适应 适应是视觉适应周围环境光线条件的能力。当外界光线亮度发生变化时,人眼的感受性也随之发生变化,这种感受性对刺激发生顺应性的变化叫做适应。适应分暗适应和明适应。10/59人因工程 第四章 照明环境暗适应与明适应过渡曲线 用白色试标在短时间内达到能看清程度所需的最低亮度界限曲用白色试标在短时间内达到能看清程度所需的最低亮度界限曲线,即引起人眼光感觉的最小亮度随暗适应时间而变化的曲线。线,即引起人眼光感觉的最小亮度随暗适应时间而变化的曲线。暗适应曲线主要表示人眼视网膜上参加工作的视锥细胞与视杆细暗适应曲线主要表示人眼视网膜上参加工作的视锥细胞与视杆细胞数量
5、的转变过程,即转入工作的视杆细胞逐渐增加的过程。胞数量的转变过程,即转入工作的视杆细胞逐渐增加的过程。11/59人因工程 第四章 照明环境双眼静视野 (a)垂直面内视野垂直面内视野 (b)水平面内视野水平面内视野 12/59人因工程 第四章 照明环境正常人双眼的综合视野在垂直方向约为正常人双眼的综合视野在垂直方向约为130(视水平线视水平线上方上方60,下方,下方70),在水平方向约为在水平方向约为180(两眼内侧视野重合约两眼内侧视野重合约60,外侧,外侧各各90),在垂直方向在垂直方向6和水平方向和水平方向8范围内的物体,映像将落范围内的物体,映像将落在视网膜的最敏感部分在视网膜的最敏感部
6、分黄斑上,而在垂直和水平方向黄斑上,而在垂直和水平方向均为均为15范围内的物体,映像将落在黄斑中央范围内的物体,映像将落在黄斑中央中央中央凹部分,映像落在黄斑上的物体,看得最为清晰,因此,凹部分,映像落在黄斑上的物体,看得最为清晰,因此,该区域称为最优视野该区域称为最优视野。双眼静视野13/59人因工程 第四章 照明环境色觉视野(a)垂直面内视野 (b)水平面内视野 不同颜色对人眼的刺激有所不同,所以视野也不同。图中给出垂不同颜色对人眼的刺激有所不同,所以视野也不同。图中给出垂直和水平方向的几种色觉视野范围,白色视野最大,其次为黄、直和水平方向的几种色觉视野范围,白色视野最大,其次为黄、蓝色,
7、绿色视野最小。蓝色,绿色视野最小。14/59人因工程 第四章 照明环境黑色背景上的色觉视野 视野方向视野方向视野视野/(。)白色白色蓝色蓝色红色红色绿色绿色从中心向外侧(水从中心向外侧(水平方向)平方向)9090808065654848从中心向内侧(水从中心向内侧(水平方向)平方向)6060505035352525从中心向下方(垂从中心向下方(垂直方向)直方向)7575606042422828从中心向上方(垂从中心向上方(垂直方向)直方向)505040402525151515/59人因工程 第四章 照明环境4.2.5 视 度(1)适当的亮度(2)物体的尺寸(3)物体和背景的亮度对比 16/59
8、人因工程 第四章 照明环境4.3 照明对作业的影响 4.3.1 照明与疲劳照明与疲劳 看书疲劳和照度看书疲劳和照度:不同照不同照度下,看书后眼睛疲劳程度下,看书后眼睛疲劳程度可以通过眨眼次数的变度可以通过眨眼次数的变化来说明化来说明 17/59人因工程 第四章 照明环境照明与视觉疲劳 照度照度/lx101001000最初及最后最初及最后5min阅读眨眼次数阅读眨眼次数356035463639最后最后5min眨眼增多百分数眨眼增多百分数71.531.48.3不同照度下,看书后眼睛疲劳程度可以通过眨眼次数的变化来说明不同照度下,看书后眼睛疲劳程度可以通过眨眼次数的变化来说明 18/59人因工程 第
9、四章 照明环境4.3.2 照明与工作效率 良好光环境的作用 人因工程 第四章 照明环境生产率、视疲劳与照度的关系 图中为一精密加工车间,随着照度值由图中为一精密加工车间,随着照度值由370lx逐渐增加,劳逐渐增加,劳动生产率随之增长,视觉疲劳逐渐下降,这种趋势在动生产率随之增长,视觉疲劳逐渐下降,这种趋势在1200lx以下很明显。以下很明显。20/59人因工程 第四章 照明环境被试人员对各种照度的满意程度 图中为不同的被试人员对各种照度的满意程度,图中粗线为图中为不同的被试人员对各种照度的满意程度,图中粗线为平均值。由图示可知,平均值。由图示可知,2000lx是较理想的照度,当照度提高是较理想
10、的照度,当照度提高到到5 0001x时,因过分明亮导致满意程度下降。时,因过分明亮导致满意程度下降。21/59人因工程 第四章 照明环境4.3.3照明与事故 事故数量与室内照度的关系 图中所示为事故次数图中所示为事故次数和季节的关系。由于和季节的关系。由于11月、月、12月、月、1月的月的白天很短,工作场所白天很短,工作场所人工照明时间增加,人工照明时间增加,和天然光相比,人工和天然光相比,人工照明的照度值较低,照明的照度值较低,故在冬季内事故次数故在冬季内事故次数最高。最高。22/59人因工程 第四章 照明环境4.3.4 照明与情绪 照度照度/lx1002005001000200050001
11、0000人数人数/%111832201711对阅读照度的选择对阅读照度的选择 总之,改善工作环境的照明,可以改善视觉条件,节省工作时总之,改善工作环境的照明,可以改善视觉条件,节省工作时间;提高工作质量,减少废品;保护视力,减轻疲劳,提高工间;提高工作质量,减少废品;保护视力,减轻疲劳,提高工作效率;减少差错,避免或减少事故,有助于提高工作兴趣,作效率;减少差错,避免或减少事故,有助于提高工作兴趣,改进工作环境。改进工作环境。23/59人因工程 第四章 照明环境4.4 工作场所照明 4.4.1 照明方式(l)一般照明(2)局部照明(3)综合照明(4)特殊照明 24/59人因工程 第四章 照明环
12、境照明配光方式 25/59人因工程 第四章 照明环境4.4.2 光源选择 n自然采光 n人工光源作补充照明 n人工照明 26/59人因工程 第四章 照明环境各种光源的显色指数 光源光源显显色指数色指数Ra光源光源显显色指数色指数Ra白色白色荧荧光灯光灯66荧荧光水光水银银灯灯44日光色日光色荧荧光灯光灯77金属金属卤卤化物灯化物灯65暖白色暖白色荧荧光灯光灯59高高显显色金属色金属卤卤化化物灯物灯92高高显显色色荧荧光灯光灯92高高压钠压钠灯灯29水水银银灯灯32氙灯氙灯94光源的显色性是指由光源所表现的物体色的性质。光源的显色性是指由光源所表现的物体色的性质。各种光源的平均显色指数如下表各种
13、光源的平均显色指数如下表 27/59人因工程 第四章 照明环境4.4.3 眩光及其防控措施 防止和控制出现眩光的措施主要有防止和控制出现眩光的措施主要有:限制光源亮度。限制光源亮度。合理分布光源。合理分布光源。光线转为散射光线转为散射 对于反射眩光,通过变换光源的位对于反射眩光,通过变换光源的位置或工作面的位置,使反射光不处置或工作面的位置,使反射光不处于视线内于视线内 适当提高环境亮度,减少亮度对比适当提高环境亮度,减少亮度对比 28/59人因工程 第四章 照明环境光源的相对位置对视效的影响光源的相对位置对视效的影响 眩光源对视效的影响程度与视线和光源的相对位置有关眩光源对视效的影响程度与视
14、线和光源的相对位置有关 29/59人因工程 第四章 照明环境444 照度分布 被照空间的照度应均匀或比较均匀,照度均匀的标志是:场内最大、最小照度分别与平均照度之差小于等于平均照度的 13。30/59人因工程 第四章 照明环境4.4.5 亮度分布 视野内的观察对象、工作面和周围环境之间最好的亮度比为5:2:1,最大允许亮度比为10:3:1。如果房间照度水平不高,例如不超过150300lx时,视野内的亮度差别对视觉工作的影响比较小。31/59人因工程 第四章 照明环境室内亮度比最大允许值 条件条件办公室、学校办公室、学校工厂工厂观察对象与工作面之间观察对象与工作面之间(如书与桌子)(如书与桌子)
15、3:15:1观察对象与周围环境之间观察对象与周围环境之间10:120:1光源与背景之间光源与背景之间20:140:1一般视野内各表面之间一般视野内各表面之间40:180:132/59人因工程 第四章 照明环境45 照明标准 照明标准是照明设计和管理的重要依据,我国于我国于2019年年12月开始施行工业月开始施行工业企业照明设计标准企业照明设计标准GB50034-2019,本节将介绍国家标准以及推荐照明资料。33/59人因工程 第四章 照明环境4.5.1 国家照度标准 照度标准值应按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、
16、1500、2000、3000、5000lx分级。标准规定的照度值均为作业面或参考平面上的维持平均照度值。34/59人因工程 第四章 照明环境4.5.2照明标准值推荐 居住建筑的照度标准房间或场所房间或场所参考平面参考平面及其高度及其高度照度标准值照度标准值(lx)Ra起居室起居室一般活动一般活动0.75m水平面水平面10080书写、阅读书写、阅读300*卧室卧室一般活动活动0.75m水平面水平面7580床头、阅读床头、阅读150*餐厅餐厅0.75m水平面水平面15080厨房厨房一般活动一般活动0.75m水平面水平面10080操作台操作台台面台面150*卫生间卫生间0.75m水平面水平面1008
17、035/59人因工程 第四章 照明环境4.5.2照明标准值推荐n公共场所照明标准值n工业建筑的一般照明标准值 n公共建筑一般照明标准值 36/59人因工程 第四章 照明环境公共场所照明标准值 房间或场所房间或场所参考平面及其高度参考平面及其高度照度标准值照度标准值(lx)Ra 门厅门厅普通普通地面地面10060高档高档地面地面20080走廊、流动区域走廊、流动区域普通普通地面地面5060高档高档地面地面10080楼梯、平台楼梯、平台普通普通地面地面3060高档高档地面地面7580自动扶梯自动扶梯地面地面15060厕所、盥洗室、浴室厕所、盥洗室、浴室普通普通地面地面7560高档高档地面地面150
18、80电梯前厅电梯前厅普通普通地面地面7560高档高档地面地面15080休息室休息室地面地面10080储藏室、仓库储藏室、仓库地面地面10060车库车库停车间停车间地面地面7560检修间地面2006037/59人因工程 第四章 照明环境工业建筑的一般照明标准值 房间或场所房间或场所参考平面及其高度参考平面及其高度照度标准值照度标准值(lx)Ra备注备注1 通用房间或场所通用房间或场所试验室试验室一般一般0.75m水平面水平面30080可另加局部照明可另加局部照明精细精细0.75m水平面水平面50080可另加局部照明可另加局部照明检验检验一般一般0.75m水平面水平面30080可另加局部照明可另加
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