6、照明 (2).ppt

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1、 照明（照明（illumination)是人类文明的象征。良好的是人类文明的象征。良好的照明是保证安全生产、提高劳动效率、保护视看者照明是保证安全生产、提高劳动效率、保护视看者视力健康、创造舒适环境的必要条件。为了获得良视力健康、创造舒适环境的必要条件。为了获得良好的照明必需有合理的照明设计，合理的照明设计好的照明必需有合理的照明设计，合理的照明设计应符合适用、安全、保护视力和经济的要求。应符合适用、安全、保护视力和经济的要求。第八章第八章 工工 厂厂 照照 明明本章提要：本章提要：本章着重介绍本章着重介绍u照明光源照明光源(light source)和灯具（和灯具（lamps and lan

2、terns）的性能及选择，）的性能及选择，u灯具布置，灯具布置，u照度（照度（illuminance）计算）计算u照明设计方法。照明设计方法。光光（ray）是我们生活、工作和学习必不可少的，它是一种电）是我们生活、工作和学习必不可少的，它是一种电磁辐射磁辐射(eiectromagnetic radiation)。光波（。光波（light wave）在整）在整个电磁波谱中只占据很小的部分个电磁波谱中只占据很小的部分(见图见图6-1)光波的波长区间光波的波长区间从几个纳米从几个纳米(nm)(1nm=10-9m)到到1毫米毫米(mm)左右这些光并不左右这些光并不是都能看得见，人眼所能看见的只是其中一

3、部分，我们将这是都能看得见，人眼所能看见的只是其中一部分，我们将这一部分光称为一部分光称为可见光可见光（visible light），它的波长在），它的波长在380 nm 780 nm之间，在可见光中，波长最短的（约之间，在可见光中，波长最短的（约380 nm 435 nm）是紫光，波长最长的（约）是紫光，波长最长的（约630 nm 780 nm）是红光。在）是红光。在不可见光中，波长比紫光短的部分称为紫外线（不可见光中，波长比紫光短的部分称为紫外线（ultraviolet ray），比红光长的叫做红外线（），比红光长的叫做红外线（infrared ray）。）。6-1 照明概述照明概述一、光

4、（一、光（ray）l(nm)雷达电视无线电电力104 102 1010-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 10-14 100200300400500600700800可见光g射线X射线红外紫外紫蓝绿黄红图8-1 电磁光谱106l(m)l(nm)雷达电视无线电电力104 102 1010-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 10-14 100200300400500600700800可见光g射线X射线红外紫外紫蓝绿黄红图8-1 电磁光谱106l(m)l(nm)雷达电视无线电电力104 102 1010-2 10-4 10-6 10-8 10-10 1

5、0-12 10-14 100200300400500600700800可见光g射线X射线红外紫外紫蓝绿黄红图6-1 电磁光谱106l(m)1光通量光通量（luminous flux）某物体在单位时间内发射或接收的辐射能量称为辐射通量，或称辐某物体在单位时间内发射或接收的辐射能量称为辐射通量，或称辐射功率射功率P，单位瓦（，单位瓦（W）。）。二、光的度量二、光的度量表表8-1 常用光源的光通量常用光源的光通量光源种类光源种类光通量光通量/lm荧光灯（荧光灯（40W）2400荧光灯（荧光灯（100W）5500白炽灯（白炽灯（40W）350卤钨灯（卤钨灯（500W）10500光源是向周围空间辐射能量

6、的，而光源是向周围空间辐射能量的，而使人眼产生光感的辐射通量，称为使人眼产生光感的辐射通量，称为光通量，用符号光通量，用符号表示，单位为流表示，单位为流明明(lm)。光通量与光源的辐射功率。光通量与光源的辐射功率的强弱有关，它是说明光源发光能的强弱有关，它是说明光源发光能力的基本物理量，某些特定光源的力的基本物理量，某些特定光源的光通量列于表光通量列于表8-1中。中。辐射度量辐射度量光度量光度量不考虑人的视觉效果的、纯客观的物理量不考虑人的视觉效果的、纯客观的物理量在照明工程中经常使用的物理量在照明工程中经常使用的物理量2发光强度发光强度（光强）（光强）当光源裸露时，光线向四周空间均匀辐射，各

7、方向光通量相等。当光源裸露时，光线向四周空间均匀辐射，各方向光通量相等。而对其外加一不透明的灯罩时，致使光源发出的光通量在各不而对其外加一不透明的灯罩时，致使光源发出的光通量在各不同方向上的数值发生变化。一般光源总是要加灯罩的，因此，同方向上的数值发生变化。一般光源总是要加灯罩的，因此，引入光强描述光源在某一方向上发光的强弱程度。引入光强描述光源在某一方向上发光的强弱程度。如图如图6-2所示，假定光源为点所示，假定光源为点光源，以光源为球心光源，以光源为球心O、做一、做一半径为半径为r的球面。截得一面积的球面。截得一面积为为dA的锥面，该锥面包围的的锥面，该锥面包围的空间角度称为立体角空间角度

8、称为立体角d，单单位为球面度（位为球面度（Sr）。立体角）。立体角定义为：定义为：（6-1）(6-2)例例6-1 100W普通白炽灯辐射光通量为普通白炽灯辐射光通量为1250lm，假设光源向，假设光源向四周辐射的光通量是均匀的，求光源某方向上的光强。四周辐射的光通量是均匀的，求光源某方向上的光强。解：解：根据题意，光源向四周辐射的光通量是均匀的，因根据题意，光源向四周辐射的光通量是均匀的，因此在任一方向上的光强也是相等的，故可以光源为球心，此在任一方向上的光强也是相等的，故可以光源为球心，作一半径为作一半径为r的球面，球面积的球面，球面积4r2，其立体角为，其立体角为 故各方向光强为故各方向光

9、强为Srcd=99.5cd三照度三照度（illuminance）（1）照度概念照度概念光通量和光强通常用来表征光源发射的光通量的强弱，而光通量和光强通常用来表征光源发射的光通量的强弱，而照度用来表示被照面单位上面积上接受的光通量的强弱，照度用来表示被照面单位上面积上接受的光通量的强弱，用符号用符号E表示，单位勒克斯（表示，单位勒克斯（lx）。）。例如图例如图6-4，设被照面上有一点，设被照面上有一点P，取该面上，取该面上P周围的一足够周围的一足够小的面元小的面元dA，若面元，若面元dA接受的光通量为接受的光通量为d，则，则P处的照度处的照度为为 (6-3)图图6-4 照度照度例例题题:100W

10、普通白普通白炽炽灯灯辐辐射光通量射光通量为为1250lm，假，假设设光光源向四周源向四周辐辐射的光通量是均匀的，求灯下射的光通量是均匀的，求灯下2m处处的的照度照度值值。lx=24.9lx解：解：仍以点光源为球心作半径为仍以点光源为球心作半径为2m 的球面，球面内侧接收的球面，球面内侧接收的光通量也是均匀的，故球面内侧的照度为的光通量也是均匀的，故球面内侧的照度为（2）光强与照度的关系光强与照度的关系光源光强已知，它在任意方向某平面上形成的照度可由以下两光源光强已知，它在任意方向某平面上形成的照度可由以下两定律决定。定律决定。1）距离平方反比定律）距离平方反比定律当光源的直径小于它至被照面距离

11、的当光源的直径小于它至被照面距离的15时，则可把该光源视时，则可把该光源视为点光源。为点光源。设有点光源位于半径为设有点光源位于半径为r的球心，该光源向各方向均匀发光，光的球心，该光源向各方向均匀发光，光强为强为I总光通量为总光通量为=4I，则球的内表面各点的照度，则球的内表面各点的照度E为为 2）入射角余弦定律）入射角余弦定律如图如图6-5(b)所示，有一面积为所示，有一面积为A的平面的平面A1，接受与平面成垂直方，接受与平面成垂直方向射来的光通量为向射来的光通量为，则该平面的照度，则该平面的照度 今假定将此平面今假定将此平面倾倾斜一个角度斜一个角度得面得面A2，于是射入，于是射入该该平面的

12、光通平面的光通量将量将变变成成cos，因此，因此该该平面上的照度平面上的照度应为应为：即任意平面的照度，与光即任意平面的照度，与光线线入射角入射角(入射光的方向与平面法入射光的方向与平面法线线之之间间的的夹夹角角)的余弦成正比。的余弦成正比。这这就是所就是所谓谓入射角余弦定律。入射角余弦定律。(a)距距离离平平方方反反比比定定律律 (b)入入射射角角余余弦弦定定律律图图6-5 光强与照度的关系光强与照度的关系利用上述两个定律，可以确定任意方向光强在平面利用上述两个定律，可以确定任意方向光强在平面A上点上点P的照度。如图的照度。如图6-6所示，点光源所示，点光源L，与垂直的平，与垂直的平面面An

13、距光源距离距光源距离r，根据距离平方反比定律，根据距离平方反比定律，An平平面上点面上点P的照度图的照度图6-6 任意方向光强产生的照度任意方向光强产生的照度 上式表明，被照面的照度与光上式表明，被照面的照度与光源在这个方向上的光强和入射源在这个方向上的光强和入射角角的余弦成正比；与它到光源的余弦成正比；与它到光源的距离的距离r的平方成反比。该式包的平方成反比。该式包括了前述两个定律，其中是入括了前述两个定律，其中是入射角为射角为时射入平面时射入平面A的光强。的光强。A平面上点平面上点P的照度的照度 图图6-6 任意方向光强产生的照度任意方向光强产生的照度解：光源到被照点的距离为解：光源到被照

14、点的距离为例例6-3 照明灯具安装在水平方向距机床照明灯具安装在水平方向距机床2m并高出机床并高出机床3m处，已知光源在机床方向的光强，处，已知光源在机床方向的光强，=190cd，求机床水，求机床水平表面的照度。平表面的照度。光光线线入射角的余弦入射角的余弦机床水平表面的照度机床水平表面的照度为为lx=12.2lxm=3.6m（4）亮度亮度（brightness）如在同一光源下，观察处于同一位置的黑色和白色两个物体，就如在同一光源下，观察处于同一位置的黑色和白色两个物体，就会发现白色物体要亮得多。然而照度只表示被照面接受的光强的会发现白色物体要亮得多。然而照度只表示被照面接受的光强的强弱，并不

15、表示被照面的明暗程度，因此还需引入光亮度描述。强弱，并不表示被照面的明暗程度，因此还需引入光亮度描述。发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度，称为该发光体的发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度，称为该发光体的表面亮度，用符号表面亮度，用符号L表示，单位勒克斯（表示，单位勒克斯（lx）。亮度的定义对于光）。亮度的定义对于光源和被照物体是同等适用的。表源和被照物体是同等适用的。表6-3是一些实际光源的亮度值。是一些实际光源的亮度值。图图6-7 表面亮度表面亮度如图如图6-7所示，以发光面上的一点所示，以发光面上的一点P作为研究对象，并在该面上取一作为研究对象，并在该面上取一包含包含P的面元的

16、面元dA。观察者从与面元。观察者从与面元dA法线夹角为法线夹角为的方向观察该发光的方向观察该发光面，感受到的光强为面，感受到的光强为。点点P在指向在指向观察者方向上的亮度就是观察者方向上的亮度就是 例例6-4 100W白炽灯均匀发射白炽灯均匀发射1250lm的光通量，若外加透光率的光通量，若外加透光率60%、直径直径250mm的乳白玻璃灯罩，求球形乳白玻璃灯罩的亮度的乳白玻璃灯罩，求球形乳白玻璃灯罩的亮度解：乳白玻璃灯罩光通量解：乳白玻璃灯罩光通量=125060%lm=750lm灯罩均匀灯罩均匀发发光，在各方向上光光，在各方向上光强强相等；从任一角度相等；从任一角度观观察球形灯罩，察球形灯罩，

17、面面积积均均为为球体的表面球体的表面积积m2=0.0491m2cd/m2=1216 cd/m2光强光强cd=59.7cd亮度亮度5光的反射和透射光的反射和透射光线在传播过程中遇到介质时，会发生反射、透射与吸收现象。光线在传播过程中遇到介质时，会发生反射、透射与吸收现象。反射光的强弱与分布型式取决于材料表面的性质，也同光的入反射光的强弱与分布型式取决于材料表面的性质，也同光的入射方向有关。玻璃、晶体、某些塑料、纺织品、水等都是透光射方向有关。玻璃、晶体、某些塑料、纺织品、水等都是透光材料，能透过大部分入射光。材料的透光性能不仅取决于它的材料，能透过大部分入射光。材料的透光性能不仅取决于它的分子结

18、构，还同它的厚度有关。各种材料的反光和透光能力对分子结构，还同它的厚度有关。各种材料的反光和透光能力对照明设计是很重要的，从照明设计考虑，反射比和透射比高的照明设计是很重要的，从照明设计考虑，反射比和透射比高的材料才有实用价值。表材料才有实用价值。表6-4列出照明工程常用材料的反射比列出照明工程常用材料的反射比和和透射比透射比值。值。当入射光通量为，反射光通量为，透射光通量为时，定义当入射光通量为，反射光通量为，透射光通量为时，定义透射比透射比反射比反射比第二节第二节 良好视看条件的建立良好视看条件的建立 一般生活和工作环境，需要稳定柔和的灯光，在照明设计中，一般生活和工作环境，需要稳定柔和的

19、灯光，在照明设计中，设计者应全面考虑和恰当处理下列各项照明质量的指标：设计者应全面考虑和恰当处理下列各项照明质量的指标：合理的照度合理的照度照度是决定视觉条件的间接指标，由于明亮程度要受反射光的影响，原则照度是决定视觉条件的间接指标，由于明亮程度要受反射光的影响，原则上应规定合适的亮度。但因照度计算较容易，因此常将照度水平作为衡量上应规定合适的亮度。但因照度计算较容易，因此常将照度水平作为衡量照明质量的最基本的技术指标之一。照明质量的最基本的技术指标之一。选择照度标准时应考虑下列几个因素：选择照度标准时应考虑下列几个因素：(1)需要区别物品的尺寸愈小，即工作愈精密，工作表面的照度标准应愈高。需

20、要区别物品的尺寸愈小，即工作愈精密，工作表面的照度标准应愈高。从表从表6-1可以看出，金属机械加工车间中精密加工要求混合照明不低于可以看出，金属机械加工车间中精密加工要求混合照明不低于1000lx，而一般加工为，而一般加工为500lx，冲压剪切车间为，冲压剪切车间为300lx。(2)背景和工件亮度之差与背景亮度之比比值愈大，视看条件就愈好，因而背景和工件亮度之差与背景亮度之比比值愈大，视看条件就愈好，因而可以在较小的照度下，进行视力区别工作。白纸上写黑字比白纸上写黄字可以在较小的照度下，进行视力区别工作。白纸上写黑字比白纸上写黄字要易看得多。通常工件和背景都暗或者工件和背景都亮，比值就小，所需

21、要易看得多。通常工件和背景都暗或者工件和背景都亮，比值就小，所需照度高。工件亮背景暗或工件暗背景亮则比值就大，所需照度就低。照度高。工件亮背景暗或工件暗背景亮则比值就大，所需照度就低。(3)我国的照度标准偏低，在使用高光效、显色差的光源时，照度宜高些。我国的照度标准偏低，在使用高光效、显色差的光源时，照度宜高些。在年岁大的人数较多的场合照度也宜高些。在年岁大的人数较多的场合照度也宜高些。在照明设计时，应考虑光源的光通衰减，灯具积尘和房间表面在照明设计时，应考虑光源的光通衰减，灯具积尘和房间表面污染引起的照度降低的程度，将依据上表确定的照度值除以表污染引起的照度降低的程度，将依据上表确定的照度值

22、除以表6-6中的维护系数，以适当地增加光源的功率，来保证照明器中的维护系数，以适当地增加光源的功率，来保证照明器在整个使用期间的照度标准。在整个使用期间的照度标准。在室内环境中，如果照度不均匀，容易引起人的视觉疲劳。为了在室内环境中，如果照度不均匀，容易引起人的视觉疲劳。为了减轻这种疲劳，室内照度的分布应具有一定的均匀度。照明平减轻这种疲劳，室内照度的分布应具有一定的均匀度。照明平均均匀度定义为工作面上的最低照度均均匀度定义为工作面上的最低照度Emin和平均照度和平均照度Eav之比。之比。照明最低均匀度定义为工作面上的最低照度照明最低均匀度定义为工作面上的最低照度Emin和和Emax之比。之比

23、。我国民用建筑照明设计标准规定，办公室、阅览室等工作房间我国民用建筑照明设计标准规定，办公室、阅览室等工作房间一般照明的照明平均均匀度不应小于一般照明的照明平均均匀度不应小于0.7，最低照明平均均匀，最低照明平均均匀度不应小于度不应小于0.3。为了获得满意的照明均匀度，还要求灯具的。为了获得满意的照明均匀度，还要求灯具的布置间距不应大于所选灯具的最大允许距高比。距高比为相邻布置间距不应大于所选灯具的最大允许距高比。距高比为相邻灯具之间的距离灯具之间的距离L与灯具到工作面的距离与灯具到工作面的距离h之比，用之比，用表示：表示：照度的均匀性照度的均匀性照明环境不但应使人能清楚地观看事物，而且要给人

24、以舒适照明环境不但应使人能清楚地观看事物，而且要给人以舒适的感觉。在室内环境中，如果有彼此亮度差别过大的情的感觉。在室内环境中，如果有彼此亮度差别过大的情况时，也易引起视觉疲劳。要创造一个良好的使人感到况时，也易引起视觉疲劳。要创造一个良好的使人感到舒适的照明环境，就需要亮度分布合理和室内各个面的舒适的照明环境，就需要亮度分布合理和室内各个面的反射率选择适当，照度的分配也应与之相配合。因此，反射率选择适当，照度的分配也应与之相配合。因此，视野内适宜的亮度分布是视觉舒适的重要条件。室内各视野内适宜的亮度分布是视觉舒适的重要条件。室内各表面亮度比推荐值和室内反射系数和照度分配推荐相对表面亮度比推荐

25、值和室内反射系数和照度分配推荐相对值如表值如表6-7和表和表6-8。适宜的亮度分布适宜的亮度分布限制眩光限制眩光1.眩光眩光(sunlight)视觉场中有极强高的亮度或强烈的亮度变化时，会造成的视视觉场中有极强高的亮度或强烈的亮度变化时，会造成的视觉不适或视力减低的现象。称为眩光。眩光分直射眩光和觉不适或视力减低的现象。称为眩光。眩光分直射眩光和反射眩光两种。由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引反射眩光两种。由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引起的眩光称为直接眩光。光源通过桌面、显示屏等光泽表起的眩光称为直接眩光。光源通过桌面、显示屏等光泽表面反射进入人眼引起的眩光称为反射眩光。面反射进入人眼

26、引起的眩光称为反射眩光。图图6-8 光源位置对眩光的影响光源位置对眩光的影响(2)与光源的亮度有关。当背景亮度一定时，视野内光源亮度与光源的亮度有关。当背景亮度一定时，视野内光源亮度大，眩光作用就强。光源亮度超过大，眩光作用就强。光源亮度超过16cd/m2时，任何背景都会时，任何背景都会产生眩光。亮度小于产生眩光。亮度小于0.6cd/m2时，即使在黑暗背景下也不会产时，即使在黑暗背景下也不会产生眩光。生眩光。(3)光源越靠近视线眩光作用越强。光源在视野中的位置对眩光源越靠近视线眩光作用越强。光源在视野中的位置对眩光的影响如图光的影响如图6-8所示。当人们的视线在水平方向时，灯泡应所示。当人们的

27、视线在水平方向时，灯泡应悬挂在观察者上方悬挂在观察者上方30以上的高度，或用灯具的保护角限制直以上的高度，或用灯具的保护角限制直射眩光。灯具的保护角射眩光。灯具的保护角是光源的发光体与灯具出口下缘的连是光源的发光体与灯具出口下缘的连线和水平线之间的夹角。如图线和水平线之间的夹角。如图6-9所示。所示。(4)光源的表观面积越大，或光源数越多，则眩光作用越显著。光源的表观面积越大，或光源数越多，则眩光作用越显著。例如，同样亮度的光源，离人眼越近，眩光也越强。例如，同样亮度的光源，离人眼越近，眩光也越强。2眩光的抑制眩光的抑制 直接眩光的强弱与以下因素有关：直接眩光的强弱与以下因素有关：(1)与背景

28、亮度大小有关。周围暗，则眼睛的适应亮度很低，不与背景亮度大小有关。周围暗，则眼睛的适应亮度很低，不大的光源亮度即可引起眩光。例如黑夜看对面的汽车灯亮就感到大的光源亮度即可引起眩光。例如黑夜看对面的汽车灯亮就感到刺眼，而白天在强烈阳光下看对面的汽车灯亮就不那么刺眼。刺眼，而白天在强烈阳光下看对面的汽车灯亮就不那么刺眼。可采用以下几种抑制直射眩光办法：可采用以下几种抑制直射眩光办法：（1）限制光源的亮度或降低灯具的表面亮度。可采用磨砂）限制光源的亮度或降低灯具的表面亮度。可采用磨砂玻璃或乳白玻璃的光源或灯具。玻璃或乳白玻璃的光源或灯具。（2）采用保护角较大的灯具。）采用保护角较大的灯具。（3）正确

29、选择灯具型式。合理布置灯具位置和选择最佳的）正确选择灯具型式。合理布置灯具位置和选择最佳的灯具悬挂高度。灯具的悬挂高度增加，眩光作用就减小。灯具悬挂高度。灯具的悬挂高度增加，眩光作用就减小。图图6-9 灯具的保护角灯具的保护角光源除了要求发光效率高之外，还要求它具有良好的颜色。光源除了要求发光效率高之外，还要求它具有良好的颜色。光源的颜色有两方面的意思，一方面是人眼观看光源所发光源的颜色有两方面的意思，一方面是人眼观看光源所发出光的颜色，称为光源的色表；另一方面是光源照到物体出光的颜色，称为光源的色表；另一方面是光源照到物体上所显现出来的颜色，称为光源的显色性。我们都有这样上所显现出来的颜色，

30、称为光源的显色性。我们都有这样的经验，在夜晚的街道上漫步时，会发现同伴的脸色发青，的经验，在夜晚的街道上漫步时，会发现同伴的脸色发青，这说明路灯显色性不好；而从远处看路灯发出的光又亮又这说明路灯显色性不好；而从远处看路灯发出的光又亮又白，说明它的色表好。白，说明它的色表好。路灯常用高压汞灯，它的光效较路灯常用高压汞灯，它的光效较高。高。由于人们非常习惯于在日光照射下来分辨颜色，所以在显色由于人们非常习惯于在日光照射下来分辨颜色，所以在显色性比较中，以日光或接近日光光谱的人工光源作为标准光性比较中，以日光或接近日光光谱的人工光源作为标准光源，其显色性最好，以显色指数源，其显色性最好，以显色指数R

31、a=100表示，其它光源表示，其它光源的显色指数都小于的显色指数都小于100这个标准。与标准光谱越接近的光这个标准。与标准光谱越接近的光源，其显色指数就越高。常用光源的显色指数及其使用范源，其显色指数就越高。常用光源的显色指数及其使用范围见表围见表6-9。光源的显色性和色温光源的显色性和色温欲要获得较好的光色，需注意下列几点：欲要获得较好的光色，需注意下列几点：(1)采用显色指数高的光源，在需要正确辨色的场所采用显色指数高的光源，在需要正确辨色的场所(如绘如绘画、织布间、彩印间、商店、医院、餐厅、化验等画、织布间、彩印间、商店、医院、餐厅、化验等)宜采宜采用显色指数较高的光源。用显色指数较高的

32、光源。(2)注意光谱选择注意光谱选择 当需要观察快速运动对象时，要采用单当需要观察快速运动对象时，要采用单色光如黄绿色光。在需要熄灯后较快地适应黑暗的场所宜色光如黄绿色光。在需要熄灯后较快地适应黑暗的场所宜采用红色光。采用红色光。(3)混光照明混光照明 荧光高压汞灯的光效高、寿命长，但光色差，荧光高压汞灯的光效高、寿命长，但光色差，为改善光色，可用白炽灯或高压钠灯等与其混光，以改善为改善光色，可用白炽灯或高压钠灯等与其混光，以改善光色，汞钠混光灯具已有工厂生产，并为不少设计者所选光色，汞钠混光灯具已有工厂生产，并为不少设计者所选用，效果较好。用，效果较好。照明的不稳定性主要由于光源光通量的变化

33、所致。影响照明的稳定是多方照明的不稳定性主要由于光源光通量的变化所致。影响照明的稳定是多方面的，主要由于电源电压的波动引起的。为了保证照明的稳定性，当电面的，主要由于电源电压的波动引起的。为了保证照明的稳定性，当电压波动频率大于每小时压波动频率大于每小时10次时，规定允许的电压波动为不大于次时，规定允许的电压波动为不大于5。如。如电源电压的波动超过允许范围时，应将照明供电电源与电力负荷的供电电源电压的波动超过允许范围时，应将照明供电电源与电力负荷的供电线路分开设计，也可考虑采用稳压措施。另外，由交流电源供电的气体线路分开设计，也可考虑采用稳压措施。另外，由交流电源供电的气体放电光源放电光源(如

34、荧光灯如荧光灯)，其光通量是随交流电的频率周期性变化的，会令，其光通量是随交流电的频率周期性变化的，会令人眼产生明显的闪烁感。例如当快速转动的物体的频率是灯光明暗变化人眼产生明显的闪烁感。例如当快速转动的物体的频率是灯光明暗变化频率的整倍数时，实际转动的物体就会观察为静止不动的，这种现象就频率的整倍数时，实际转动的物体就会观察为静止不动的，这种现象就是所谓的频闪效应。频闪效应会使人产生错觉甚至会引发事故，因此，是所谓的频闪效应。频闪效应会使人产生错觉甚至会引发事故，因此，气体放电光源不宜用作有快速转动和快速移动物体的场所的照明光源。气体放电光源不宜用作有快速转动和快速移动物体的场所的照明光源。

35、如使用气体放电光源时，应采取措施，降低频闪。如使用气体放电光源时，应采取措施，降低频闪。降低气体放电光源频闪效应的办法是采用三相电源分别对三灯管的荧光灯降低气体放电光源频闪效应的办法是采用三相电源分别对三灯管的荧光灯供电，使三灯管电流不会同时过零。对单相供电的双管荧光灯可采用移供电，使三灯管电流不会同时过零。对单相供电的双管荧光灯可采用移相法供电，在其中一只灯管回路串联电容分相器，使两只灯管的电流不相法供电，在其中一只灯管回路串联电容分相器，使两只灯管的电流不会同时过零。或用高频电源对气体放电供电。这样做可有效地降低频闪会同时过零。或用高频电源对气体放电供电。这样做可有效地降低频闪效应。效应。

36、照明的稳定性照明的稳定性“绿色照明绿色照明”(Green Lights)，这一概念最早由美国国家环保，这一概念最早由美国国家环保局局(EPA)于于1991年提出并开始实施，我国于年提出并开始实施，我国于1994年开始组织年开始组织制订制订“中国绿色照明工程中国绿色照明工程”计划，计划，1996年在国家经贸委组年在国家经贸委组织下该工程正式启动。绿色照明，就是通过使用高效节能织下该工程正式启动。绿色照明，就是通过使用高效节能电光源、高效照明灯具和照明控制设备等照明节能新技术电光源、高效照明灯具和照明控制设备等照明节能新技术产品，达到降低照明负荷安装功率，节约照明用电，从而产品，达到降低照明负荷安

37、装功率，节约照明用电，从而减少对环境的污染，保护生态平衡的一项复杂的系统工程。减少对环境的污染，保护生态平衡的一项复杂的系统工程。阴影阴影(shadow)在视觉环境中往往由于光源的位置不当造成不合适的投光方向，在视觉环境中往往由于光源的位置不当造成不合适的投光方向，从而产生阴影。可通过改变光源的位置，增加光源的数量来消从而产生阴影。可通过改变光源的位置，增加光源的数量来消除。如手术室广泛使用的无影灯。有时又可利用阴影创造某种除。如手术室广泛使用的无影灯。有时又可利用阴影创造某种艺术气氛。艺术气氛。节能节能（cut down energy）第三节第三节 照明种类照明种类正常照明正常照明应急照明应

38、急照明值班照明值班照明警卫照明警卫照明障碍照明障碍照明装饰照明装饰照明艺术照明艺术照明一般照明一般照明 分区一般照明分区一般照明 局部照明局部照明 混合照明混合照明 疏散照明疏散照明 安全照明安全照明 备用照明备用照明 一、电光源的种类一、电光源的种类人类最早发明的电光源是弧光灯和白炽灯。人类最早发明的电光源是弧光灯和白炽灯。1807年英国的戴维年英国的戴维制成了弧光灯，制成了弧光灯，1879年年10月月22日，美国的爱迪生在经历了无数日，美国的爱迪生在经历了无数次的失败后，点燃了第一盏具有实用价值的白炽灯。爱迪生之次的失败后，点燃了第一盏具有实用价值的白炽灯。爱迪生之后，电灯不断改进，后，电

39、灯不断改进，1939年管状日光灯问世，并很快被广泛应年管状日光灯问世，并很快被广泛应用，成为又一种重要的照明光源。随着科学技术突飞猛进的发用，成为又一种重要的照明光源。随着科学技术突飞猛进的发展，电光源的队伍不断扩大，成为一个庞大的家族。展，电光源的队伍不断扩大，成为一个庞大的家族。第四节第四节 电光源种类和选择电光源种类和选择固定电极固定电极镇流器镇流器L双金属电极灯管灯管+-灯丝灯丝 日光灯工作原理日光灯工作原理 Supplement:Work Principal of Lamp链接链接线路电压加到两个电极上线路电压加到两个电极上产生辉光放电（场致发射）产生辉光放电（场致发射）双金属电极受

40、热接通电路（双金属电极受热接通电路（L、灯丝、启动电极）灯丝、启动电极）电流较大电流较大 温升到温升到800 C-1000 C 时时电极发射大电极发射大 量量电子。电子。启动器接通后启动器接通后 辉光放电结束辉光放电结束双金属电极冷却并断开双金属电极冷却并断开镇流器产生高电压脉冲镇流器产生高电压脉冲电极发射大量电子，在电压脉冲作用电极发射大量电子，在电压脉冲作用下灯管迅速击穿而形成放电。下灯管迅速击穿而形成放电。汞汞原子受到高能电子的碰原子受到高能电子的碰撞而激发，产生紫外线撞而激发，产生紫外线紫外线照到荧光粉上产生紫外线照到荧光粉上产生可见光（可见光（光致发光光致发光）光源的特性光源的特性电

41、光源主要参数如下：电光源主要参数如下：1额定电压和额定电流额定电压和额定电流2额定功率额定功率3额定光通量额定光通量4发光效率（光视效能）发光效率（光视效能）5寿命寿命6光谱能量分布曲线光谱能量分布曲线7光色光色8启动和再启动时间启动和再启动时间9频闪效应频闪效应三、三、电光源的选择电光源的选择选用光源首先要满足照明设施的使用要求（照度、显色性、选用光源首先要满足照明设施的使用要求（照度、显色性、色温、启动、再启动时间等）。其次要按环境条件选用，色温、启动、再启动时间等）。其次要按环境条件选用，最后综合考虑初投资与年运行费用。根据光源的不同性能、最后综合考虑初投资与年运行费用。根据光源的不同性

42、能、特点和不同照明的需要特点和不同照明的需要合理选择光源需注意下述几点：合理选择光源需注意下述几点：1、按设施的目的和用途选择光源、按设施的目的和用途选择光源2、按环境特点选择光源、按环境特点选择光源3、按投资与年运行费选择光源、按投资与年运行费选择光源 4、当一种光源不能达到良好的照明效果时，可以、当一种光源不能达到良好的照明效果时，可以 采用荧光高压汞灯与白炽灯混光的方法，采用荧光高压汞灯与白炽灯混光的方法，灯具（照明器）是由光源、控制光线方向的光学器件灯罩、灯具（照明器）是由光源、控制光线方向的光学器件灯罩、固定和防护光以及连接电源所必需的的组件组成。灯罩，固定和防护光以及连接电源所必需

43、的的组件组成。灯罩，可以使光源发出的光通量得到更充分的利用和更合理的可以使光源发出的光通量得到更充分的利用和更合理的分配，还可以限制眩光、保护灯泡、增加美感等。分配，还可以限制眩光、保护灯泡、增加美感等。第五节第五节 灯具的选择与布置灯具的选择与布置发光强度的空间分布发光强度的空间分布灯具效率灯具效率亮度分布或灯具保护角亮度分布或灯具保护角一、灯具的特性一、灯具的特性灯具的分类灯具的分类1按灯具的配光方式分按灯具的配光方式分类类直接照明直接照明间接照明间接照明 一般漫射一般漫射 半直接照明半直接照明 半间接照明半间接照明 按灯具的按灯具的结构分类结构分类开启型开启型 灯具敞口或无灯罩，。灯具敞

44、口或无灯罩，。闭合型闭合型 透光罩将电源包围起来，有尘埃进入。透光罩将电源包围起来，有尘埃进入。封闭型封闭型 透光罩固定处有一定封闭，使尘埃不能进入。透光罩固定处有一定封闭，使尘埃不能进入。密闭形密闭形 透光罩固定处有可靠封闭，防潮、防水。透光罩固定处有可靠封闭，防潮、防水。还有防爆安全型还有防爆安全型、隔爆型、防腐型等用于特殊场合的灯具。、隔爆型、防腐型等用于特殊场合的灯具。4有传感器的照明灯具有传感器的照明灯具（1）有亮度传感器的灯具有亮度传感器的灯具（2）红外线传感器的灯具红外线传感器的灯具（3）有亮度传感器和红外线传感器的灯具）有亮度传感器和红外线传感器的灯具（4）有定时器的灯具）有定

45、时器的灯具光源光源配光曲线配光曲线使用环境使用环境四、照明灯具的选择四、照明灯具的选择经济性经济性 五、照明灯具的布置五、照明灯具的布置灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位置。灯具的布灯具的布置就是确定灯在房间内的空间位置。灯具的布置对照明质量有重要的影响。光的投射方向、工作面的置对照明质量有重要的影响。光的投射方向、工作面的照度、照明的均匀性、反射眩光和直射眩光、视野内其照度、照明的均匀性、反射眩光和直射眩光、视野内其他表面的亮度分布以及工作面上的阴影等，都与照明灯他表面的亮度分布以及工作面上的阴影等，都与照明灯具的布置有直接关系。灯具的布置合理与否还影响到照具的布置有直接关系。灯具的布置合

46、理与否还影响到照明装置的安装功率和照明设施的耗费，以及影响照明装明装置的安装功率和照明设施的耗费，以及影响照明装置的维修和安全。因此，只有合理的灯具布置才能获得置的维修和安全。因此，只有合理的灯具布置才能获得良好的照明质量和使照明装置便于维护检修。布灯时，良好的照明质量和使照明装置便于维护检修。布灯时，首先确定采用何种照明方式，选用何种光源和灯具，查首先确定采用何种照明方式，选用何种光源和灯具，查出该场所的照度标准，算出需要的照明安装功率或灯具出该场所的照度标准，算出需要的照明安装功率或灯具的个数，再进行灯具的布置。的个数，再进行灯具的布置。1.灯具的悬挂高度灯具的悬挂高度如图如图6-24所示

47、。所示。hs=H-hc式中，式中，hs悬挂高度（悬挂高度（m）H房间高度（房间高度（m），），hc灯具的垂度（灯具的垂度（m）另外，另外，图中图中h计算高度（计算高度（m）hf工作面高度（工作面高度（m）。）。垂度垂度hc一般为一般为0.31.5m，通常取通常取0.7 m，吸顶灯，吸顶灯hc为零。为零。垂度过大，容易使灯具晃动。垂度过大，容易使灯具晃动。图图6-24 照明灯具悬挂高度照明灯具悬挂高度为避免眩光和保证安全，一般灯为避免眩光和保证安全，一般灯具安装高度具安装高度2.4m。但还应考虑。但还应考虑便于灯泡的更换保洁。便于灯泡的更换保洁。2照明的平面布置照明的平面布置（1）均匀布置）均匀

48、布置 适用于要求在整个工作面有均匀照明的场适用于要求在整个工作面有均匀照明的场合。均匀布置可用同类灯具按等面积布置成单一的几何图合。均匀布置可用同类灯具按等面积布置成单一的几何图形，如直线型、正方形、矩形、菱形等，灯具间的距离及形，如直线型、正方形、矩形、菱形等，灯具间的距离及行间距离均保持一定，排列方式以眼睛看到灯具时产生的行间距离均保持一定，排列方式以眼睛看到灯具时产生的刺激感最小为原则。刺激感最小为原则。a)正方形正方形 b)矩形矩形 c)菱形菱形L1-灯间距；灯间距；L2-行间距行间距图图6-25 点光源均匀布置点光源均匀布置照明计算的目的是根据照明所需要的照度等条件来确定照明设照明计

49、算的目的是根据照明所需要的照度等条件来确定照明设备的功率，或是在照明功率已知时检验被照对象是否达到照度备的功率，或是在照明功率已知时检验被照对象是否达到照度要求。要求。利用系数法的计算结果是工作面上的平均照度，适用于利用系数法的计算结果是工作面上的平均照度，适用于般均般均匀照明，尤其适用于房间较矮，反射光较强的场所。匀照明，尤其适用于房间较矮，反射光较强的场所。任何计算方法都只能做到基本准确，只要计算结果与照度标准任何计算方法都只能做到基本准确，只要计算结果与照度标准值不超过值不超过-10%+20%，就可认为满足设计要求了。此外，在，就可认为满足设计要求了。此外，在照明计算中如不要求很准确，还

50、可以用简化的单位容量法，主照明计算中如不要求很准确，还可以用简化的单位容量法，主要用于根据照度标准估算灯泡容量，计算较简单。下面将分别要用于根据照度标准估算灯泡容量，计算较简单。下面将分别介绍利用系数法及单位容量法。介绍利用系数法及单位容量法。第六节第六节 照度计算照度计算一、利用系数法一、利用系数法 如图如图6-28所示，光源的光所示，光源的光通量包含通量包含（1）直接射到工作面的部）直接射到工作面的部分分（2）经顶棚反射到工作面）经顶棚反射到工作面的部分的部分（3）经墙壁反射到工作面）经墙壁反射到工作面的部分的部分（4）经地面多次反射到工）经地面多次反射到工作面的部分作面的部分（5）灯具反