5、人工光环境（一）----照明光源与灯具.ppt

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1、n第五讲：光源、灯具与室内照明1灯泡沿革灯泡沿革爱迪生第一颗灯泡手稿爱迪生第一颗灯泡手稿2研究建筑照明的意义3本讲主要内容：本讲主要内容：5.1 电源的分类电源的分类5.1.1 热辐射光源热辐射光源（1）白炽灯）白炽灯（2）卤钨灯卤钨灯5.1.2 气体放电灯气体放电灯（1）荧光灯）荧光灯（2）高压汞灯：）高压汞灯：（3）金卤灯）金卤灯（4）高压钠灯：高压钠灯：（5）无极荧光灯：）无极荧光灯：5.1.3 光导纤维：光导纤维：5.1.4 微波硫灯微波硫灯5.1.5 发光二极管（发光二极管（LED）5.2 5.2 灯具灯具灯具灯具5.2.1 5.2.1 灯具的光特性灯具的光特性灯具的光特性灯具的光特

2、性 (1)(1)发光强度的空间分发光强度的空间分发光强度的空间分发光强度的空间分布布布布 (2)(2)灯具效率灯具效率灯具效率灯具效率 (3)(3)灯具的亮度分布和灯具的亮度分布和灯具的亮度分布和灯具的亮度分布和遮遮遮遮 光角光角光角光角5.2.2 5.2.2 灯具的分类灯具的分类灯具的分类灯具的分类5.35.3室内工作照明室内工作照明室内工作照明室内工作照明5.3.1 5.3.1 选择照明方式选择照明方式选择照明方式选择照明方式5.3.2 5.3.2 照明设计标准照明设计标准照明设计标准照明设计标准5.3.3 5.3.3 照明计算照明计算照明计算照明计算45.1 5.1 电光源的分类电光源的

3、分类电光源的分类电光源的分类n nA.A.热辐射热辐射:白炽灯、卤钨灯、闪光灯白炽灯、卤钨灯、闪光灯n nB.B.气体放电灯气体放电灯:日光灯、汞灯、金卤灯、低压钠灯日光灯、汞灯、金卤灯、低压钠灯n nC.C.场致发光场致发光:ELEL灯灯,LED,LED灯灯n nD.D.激光激光:5(光源光源)热辐射光源热辐射光源GLS LAMP普通白炽灯泡普通白炽灯泡HALOGENLAMP卤钨灯卤钨灯MR16MR16气体放电灯气体放电灯DISCHARGEDISCHARGEHigh pressureMercury lamp 汞灯汞灯High pressuresodium lamp 高压钠灯高压钠灯 高压高压

4、 HIGHT PRESSUREHigh PressureMercury Fluorescent(Color CorrectedMercury)LampMetal Halide Lamp 金卤灯金卤灯 Low-PressureMercury(TubularFluorescent)Lamp 荧光灯荧光灯T12/T10/T9/T8 Compact节能灯管节能灯管Dulux S L 节能灯节能灯 BFGLow-PressureSodium Lamp 低压钠灯低压钠灯 低压低压 LOW PRESSURE 白白炽灯炽灯 GLS INCANDESCENT Blended-Light Lamp 自整流汞灯自整

5、流汞灯61、光通量、光通量2、发光效率（光效，、发光效率（光效，lm/W）3、寿命（寿命（h）有效寿命有效寿命平均寿命平均寿命4、平均亮度、平均亮度5、光色、光色一般用色温或相关色温一般用色温或相关色温表示表示6、显色指数、显色指数Ra表示电光源表现物体表示电光源表现物体客观颜色（太阳光下）客观颜色（太阳光下）的能力的能力一般产生连续光谱的一般产生连续光谱的电光源电光源（如白炽灯、卤（如白炽灯、卤钨灯）显色性较高钨灯）显色性较高不同的房间用途对电不同的房间用途对电光源的显色要求不同光源的显色要求不同7、启燃与再启燃时间、启燃与再启燃时间8、电特性、电特性频闪现象频闪现象电光源的主要性能指标电光

6、源的主要性能指标7n5.1.1热辐射光源n（1）白炽灯8 明泡、磨砂、乳白明泡、磨砂、乳白 15-2000瓦，瓦，常见常见25-200瓦瓦9白炽灯是热辐射光源。白炽灯是热辐射光源。主要部件为灯丝、支主要部件为灯丝、支架、泡壳、填充气体和架、泡壳、填充气体和灯头。灯头。在灯炮中在灯炮中充入合适的充入合适的惰性气体，惰性气体，为了减少灯为了减少灯丝的蒸发，提高灯丝的丝的蒸发，提高灯丝的工作温度和光效工作温度和光效。在普。在普通白炽灯中充入氩氮混通白炽灯中充入氩氮混合气，氮的主要作用是合气，氮的主要作用是防止灯泡产生放电。防止灯泡产生放电。10白炽灯丝和灯头的几种形状11反射型白炽灯：吹制泡壳反射型

7、反射型白炽灯：吹制泡壳反射型白炽灯白炽灯 根据泡壳的加工方法，可分为：吹制泡壳反射性根据泡壳的加工方法，可分为：吹制泡壳反射性白炽灯和压制泡壳反射性白炽灯两类。白炽灯和压制泡壳反射性白炽灯两类。压制泡壳反射型白炽灯压制泡壳反射型白炽灯-PAR-PAR灯灯12其他白炽灯其他白炽灯管状白炽灯：单端、双端、侧边安装灯头管状白炽灯：单端、双端、侧边安装灯头泛光照明用大功率白炽灯，灯丝精确定位泛光照明用大功率白炽灯，灯丝精确定位影视用白炽灯：影视用白炽灯：3200k3200k色温，寿命色温，寿命100100小时小时 功率范围功率范围250-10000250-10000瓦瓦13白炽灯的工作特性：白炽灯的工

8、作特性：发光效率：发光效率：8-21.5 8-21.5 Im/wIm/w，即只有，即只有2-3%2-3%的电能转变为光。的电能转变为光。色温：色温：2800k2800k显色性：显色指数显色性：显色指数Ra=100 Ra=100 使用寿命：使用寿命：1000 h1000 h启动瞬间灯电流很大，大功率需分批启动启动瞬间灯电流很大，大功率需分批启动调光：工作温度降低、色温降低、光效降低、寿命延长调光：工作温度降低、色温降低、光效降低、寿命延长 电压的变化对白炽灯性能参数电压的变化对白炽灯性能参数的影响，电压高的影响，电压高5%，灯的寿命将，灯的寿命将减少一半。减少一半。电压低电压低5%，灯的光通量约

9、减，灯的光通量约减少少18%。14（2 2）卤钨灯）卤钨灯利用利用卤钨循环卤钨循环 消除钨沉积产生的灯泡发黑。消除钨沉积产生的灯泡发黑。从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与卤素（如碘、溴等）反应，从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与卤素（如碘、溴等）反应，形形成挥发性的卤钨化合物（碘化物、溴化物）成挥发性的卤钨化合物（碘化物、溴化物），扩散到较热的灯丝周围，扩散到较热的灯丝周围时又分解成卤素和钨。时又分解成卤素和钨。管壁温度更高（管壁温度更高（250250度）（卤钨循环需在高温下进行）度）（卤钨循环需在高温下进行）、灯泡尺寸更、灯泡尺寸更小、工作气压更大小、工作气压更大必须使用必须使用石英玻璃或硬玻璃

10、石英玻璃或硬玻璃（如碘钨灯呈管状，管壁是用石英玻（如碘钨灯呈管状，管壁是用石英玻璃制造的，使用时灯管需水平放置，以免卤素在一端积聚。）璃制造的，使用时灯管需水平放置，以免卤素在一端积聚。）卤钨灯的工作特性：卤钨灯的工作特性：光效更高，寿命期内光维持率几乎达光效更高，寿命期内光维持率几乎达100%色温：色温：2800-3200k 光效：光效：20 Im/w，寿命：，寿命：1500 h。不能过分调光不能过分调光15卤钨灯的类型：市电型、低电压型（卤钨灯的类型：市电型、低电压型（MRMR灯灯冷光灯）冷光灯）161718鹵素燈泡鹵素燈泡鹵素燈泡鹵素燈泡19一般燈泡一般燈泡一般燈泡一般燈泡20反射型燈泡

11、反射型燈泡反射型燈泡反射型燈泡212223鹵素燈泡應用範例2425鹵素燈泡應用範例265.1.25.1.2气体放电灯气体放电灯 利用电流通过气体媒质时放电发光利用电流通过气体媒质时放电发光，灯管两端各有，灯管两端各有一个电极，通电后加热的灯丝，达到一定温度后就发一个电极，通电后加热的灯丝，达到一定温度后就发射电子。射电子。27（1 1）荧光灯：）荧光灯：管内充有汞蒸汽及少量帮助启燃的氩气，灯管内壁涂有一层荧光粉。管内充有汞蒸汽及少量帮助启燃的氩气，灯管内壁涂有一层荧光粉。气体放电产生紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光。气体放电产生紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光。荧光粉的成分决定荧光灯的光效

12、和颜色。荧光粉的成分决定荧光灯的光效和颜色。2829泡壳由钠钙玻璃制成泡壳由钠钙玻璃制成荧光粉涂层：有三类荧光粉：荧光粉涂层：有三类荧光粉：卤磷酸盐荧光粉卤磷酸盐荧光粉红色区域辐射少，显色性差红色区域辐射少，显色性差三基色稀土荧光粉三基色稀土荧光粉光效高、显色性好光效高、显色性好Ra80Ra80、耐高温，耐高温，广泛应用于细管径的荧光灯中。广泛应用于细管径的荧光灯中。19741974年研制成功的三基色窄带荧光灯，是一种光效与显色质量具优的年研制成功的三基色窄带荧光灯，是一种光效与显色质量具优的节能新光源，光效达节能新光源，光效达90Im/w90Im/w，显色指数在显色指数在8585以上。主要是

13、灯用的窄谱带以上。主要是灯用的窄谱带荧光粉是用活性铝酸盐和稀土元素制造的，在理想的三基色波长：橙红荧光粉是用活性铝酸盐和稀土元素制造的，在理想的三基色波长：橙红（611nm611nm）、）、绿（绿（543nm543nm）、）、蓝（蓝（450nm450nm）附近有很窄的峰值辐射带附近有很窄的峰值辐射带。这种荧光粉将紫外线转化成可见光的效率高，能经受更高的紫外线强度，这种荧光粉将紫外线转化成可见光的效率高，能经受更高的紫外线强度，所以三基色荧光灯比标准荧光灯管径所以三基色荧光灯比标准荧光灯管径(38mm)(38mm)减小减小1/31/3，为，为26mm26mm。功率也功率也减少减少10%10%，但

14、输出光通量不变。，但输出光通量不变。多带荧光粉多带荧光粉覆盖整个可见光区，覆盖整个可见光区，RaRa高达高达95-9895-9830附加涂层：除荧光粉外，在灯的泡壳上还有特殊的附加涂附加涂层：除荧光粉外，在灯的泡壳上还有特殊的附加涂层，如层，如防潮用的灯管的外部涂的硅涂层防潮用的灯管的外部涂的硅涂层；在反射用的荧光灯；在反射用的荧光灯中用中用氧化铝白色粉末做成弧形的反射涂层。氧化铝白色粉末做成弧形的反射涂层。填充气体：汞（液态、气态）、惰性气体填充气体：汞（液态、气态）、惰性气体31类型类型管径管径(mm)(mm)长度长度(mm)(mm)功率功率 (W)(W)光通光通量量(lm)(lm)光效光

15、效(lm/W)(lm/W)整流整流器器T12T12 38 38 12001200 4040 3200 3200 8080电感电感T8T8 26 26 1200 1200 3636 3350 3350 9393电感电感T5T5 16 16 1148 1148 2828 2900 2900 104104电子电子32紧凑式荧光灯紧凑式荧光灯-节能型可以节能型可以替代白炽灯替代白炽灯光效：为光效：为60Im/W60Im/W左右，是白炽灯左右，是白炽灯的的4-54-5倍。倍。显色指数：大于显色指数：大于8080寿命：寿命：5000h5000h现在可达到现在可达到10000 h 10000 h。33 省電

16、燈泡省電燈泡343536荧光灯的工作特性：荧光灯的工作特性：（1 1）发光效率：与荧光粉特性、环境温度、电源频率有关）发光效率：与荧光粉特性、环境温度、电源频率有关25度时度时40W荧光灯光输出最大。荧光灯光输出最大。荧光灯在高频工作时光效增加荧光灯在高频工作时光效增加10%左右，这是采左右，这是采用高频电子镇流器的原因之一用高频电子镇流器的原因之一37（2 2）颜色特性：暖白色、白色、冷白色、日光色。）颜色特性：暖白色、白色、冷白色、日光色。灯名称：暖白色荧光灯、白色荧光灯、冷白色荧光灯、日光色荧光灯、灯名称：暖白色荧光灯、白色荧光灯、冷白色荧光灯、日光色荧光灯、（3 3）调光：）调光：可控

17、硅调光：电流和光输出可调至可控硅调光：电流和光输出可调至50%50%，小于，小于50%50%时，必时，必 须采用单独变压器对灯丝提供独立加热电流须采用单独变压器对灯丝提供独立加热电流 高频电子调光器高频电子调光器38日光燈日光燈日光燈日光燈39（2 2）高压汞灯：）高压汞灯：高压汞灯内充一定量汞和少量惰性气高压汞灯内充一定量汞和少量惰性气 体如氩气以助启动。体如氩气以助启动。有辅助电极启动，在强电场作用下，有辅助电极启动，在强电场作用下，辅助电极和邻近的主电极之间的气体被击辅助电极和邻近的主电极之间的气体被击穿，产生辉光放电，很快过渡到两个主电穿，产生辉光放电，很快过渡到两个主电极之间的弧光放

18、电。极之间的弧光放电。40水銀燈泡水銀燈泡41高压汞灯的类型高压汞灯的类型：光效：光效：5050Im/W，使用寿命使用寿命6000h 6000h，最高可达到，最高可达到16000 h 16000 h 最大缺点：显色性差，主要发绿色、蓝色光最大缺点：显色性差，主要发绿色、蓝色光明泡高压汞灯：明泡高压汞灯：125-400125-400瓦，电弧瓦，电弧 适宜控光适宜控光荧光高压汞灯：荧光高压汞灯：50-200050-2000瓦用于工厂、车库、加油站、街道瓦用于工厂、车库、加油站、街道等等反射型高压汞灯：反射型高压汞灯：125-1000125-1000瓦，由于反射涂层在内部，不瓦，由于反射涂层在内部，

19、不易受环境影易受环境影 响，适用于重工业厂、矿井、采石场等作为高架响，适用于重工业厂、矿井、采石场等作为高架照明照明自镇流高压汞灯：自镇流高压汞灯：160160瓦适宜于室内植物照明。附加钨螺旋瓦适宜于室内植物照明。附加钨螺旋灯丝，混光、起整流电阻作用灯丝，混光、起整流电阻作用42高压汞灯的工作特性高压汞灯的工作特性：灯的：灯的 辐射辐射集中在蓝集中在蓝绿区域，缺少红色，色绿区域，缺少红色，色温高，显色性很差温高，显色性很差启动与再启动启动与再启动：启动需要：启动需要4-5分钟，分钟，灯一旦熄灭，要等充分冷却，再启灯一旦熄灭，要等充分冷却，再启动时间为动时间为5min。外部环境的影响：外部环境的

20、影响：外部环境影响外部环境影响较小，工作方位没什么限制。受电较小，工作方位没什么限制。受电源电压变化的影响较小，在质量较源电压变化的影响较小，在质量较差的电网上还能工作。差的电网上还能工作。43（3 3）金卤灯）金卤灯：与高压汞灯相似，区别是：电弧管内充入汞外还有与高压汞灯相似，区别是：电弧管内充入汞外还有金属卤化物金属卤化物，这，这些金属卤化物在灯达到正常工作温度时部分参与气化，参与放电、些金属卤化物在灯达到正常工作温度时部分参与气化，参与放电、辐射。辐射。当金属卤化物的蒸汽扩散到电弧中心时，在高温作用下分解当金属卤化物的蒸汽扩散到电弧中心时，在高温作用下分解成金属原子和卤素原子，金属原子辐

21、射出所需的光谱，从而起到了成金属原子和卤素原子，金属原子辐射出所需的光谱，从而起到了提高光效、改善光色的作用。提高光效、改善光色的作用。主要类型主要类型（电弧管与汞灯类似用电弧管与汞灯类似用石英玻璃石英玻璃，近期也采用，近期也采用氧化铝陶氧化铝陶瓷瓷管）管）单泡壳双端型单泡壳双端型:聚焦灯头，能精确控光，用于高级体育场所照明聚焦灯头，能精确控光，用于高级体育场所照明双泡壳双端型：外壳中空，用于室内照明尤其是橱窗和店铺照明双泡壳双端型：外壳中空，用于室内照明尤其是橱窗和店铺照明双泡壳单端型：双泡壳单端型：一般照明最常见陶瓷电弧管金卤灯：陶瓷电弧管一般照明最常见陶瓷电弧管金卤灯：陶瓷电弧管 光效更

22、高、光色更好、颜色稳定、寿命长光效更高、光色更好、颜色稳定、寿命长44金属卤化物灯的光谱金属卤化物灯的光谱 主主要要是是由由所所添添加加的的金金属属的的辐辐射射光光谱谱所所决决定定，汞汞的的辐辐射射谱谱线线的的贡贡献献很很小根据辐射光谱的特性，小根据辐射光谱的特性，金属卤化物灯可以分成四大类金属卤化物灯可以分成四大类：（1 1）选选择择几几种种发发出出强强线线光光谱谱的的金金属属的的卤卤化化物物，将将它它们们加加在在一一起起，得得到到白白色的光源，如钠一铊一铟灯色的光源，如钠一铊一铟灯（）利利用用在在可可见见光光区区能能发发射射大大量量密密集集线线光光谱谱的的稀稀土土金金属属，得得到到类类似似

23、日日光的白光，镝灯就是典型的例子光的白光，镝灯就是典型的例子（）利利用用超超高高气气压压的的金金属属蒸蒸气气放放电电或或分分子子发发光光产产生生连连续续辐辐射射，获获得得白白色的光，超高压铟灯和锡灯属于这一类色的光，超高压铟灯和锡灯属于这一类 （）利利用用具具有有很很强强的的近近乎乎单单色色辐辐射射的金金属属产产生生色色纯纯度度很很高高的的光光，如如铊铊灯产生绿光，铟灯产生蓝光。灯产生绿光，铟灯产生蓝光。45複金屬燈46金卤灯的工作特性：47光效光效70以上，显色指数以上，显色指数80以上以上4849（4 4）高压钠灯高压钠灯：电弧管呈细长型，以减少光辐射电弧管呈细长型，以减少光辐射的自吸收损

24、失。的自吸收损失。电弧管不是石英玻璃，而是多晶电弧管不是石英玻璃，而是多晶氧化铝陶瓷管，耐高温，透过率高，氧化铝陶瓷管，耐高温，透过率高，抗高温钠的腐蚀。抗高温钠的腐蚀。是利用在高压钠蒸汽中放电时，是利用在高压钠蒸汽中放电时，辐射出可见光的特性制成的。其辐辐射出可见光的特性制成的。其辐射光的波长主要集中在人眼最灵敏射光的波长主要集中在人眼最灵敏的黄绿色光范围内。光效高、寿命的黄绿色光范围内。光效高、寿命长，透雾能力强，所以户外照明和长，透雾能力强，所以户外照明和道路照明，均宜采用高压钠灯。道路照明，均宜采用高压钠灯。一般高压钠灯的一般显色指数小一般高压钠灯的一般显色指数小于于40，显色性较差。

25、，显色性较差。寿命：寿命：20000h50高压钠灯的工作特性高压钠灯的工作特性51高壓鈉氣燈高壓鈉氣燈高壓鈉氣燈高壓鈉氣燈52低压钠灯低压钠灯：光效最高，显色性极差。是利用在低压钠蒸汽中放电，钠光效最高，显色性极差。是利用在低压钠蒸汽中放电，钠原子被激发而产生（主要是）原子被激发而产生（主要是）589nm589nm的黄色光。的黄色光。透雾能力强，显色性极差。用于郊外道路、隧道等对光色透雾能力强，显色性极差。用于郊外道路、隧道等对光色没有要求的场合没有要求的场合53 低壓鈉氣燈54平顶山建设路采用的高低钠灯平顶山建设路采用的高低钠灯某生活小区休闲广场某生活小区休闲广场55（5）无极荧光灯：电极是

26、一般放电灯的心脏，电极是一般放电灯的心脏，也是最脆弱的部分。由于灯中也是最脆弱的部分。由于灯中快速粒子的轰击，或者由于活快速粒子的轰击，或者由于活性填充物对电极的侵害，使电性填充物对电极的侵害，使电极的发射性能逐渐丧失，导致极的发射性能逐渐丧失，导致灯寿命终结。灯寿命终结。高频电源高频电源通过电路中的通过电路中的感感应线圈耦合应线圈耦合，在放电管中产生，在放电管中产生交变电磁场交变电磁场，当频率足够高时，当频率足够高时，放电管已无需电极，放电能持放电管已无需电极，放电能持续、稳定进行。续、稳定进行。从而使放电管从而使放电管中的气体电离和激发。中的气体电离和激发。56无极荧光灯无极荧光灯：其放电

27、管是一个内涂荧光粉的玻璃泡，其放电管是一个内涂荧光粉的玻璃泡，内充汞和氩等惰性气体，汞在放电时产生的紫外辐射内充汞和氩等惰性气体，汞在放电时产生的紫外辐射经过荧光粉转变成可见光。经过荧光粉转变成可见光。寿命长、无频闪、能瞬时启动和再启动寿命长、无频闪、能瞬时启动和再启动适用于维护和换灯很困难的一些场所的照明适用于维护和换灯很困难的一些场所的照明57 国际上现有产品是荷兰国际上现有产品是荷兰QL型，功率为型，功率为55W和和85W两种。两种。光效约光效约68lm/W，寿命，寿命60000h，（普通荧光灯光效，（普通荧光灯光效60m/W，寿命，寿命5000-10000h）工作频率）工作频率2.65

28、MHz；美国美国Genura型无极荧光灯，功率型无极荧光灯，功率23W，光效，光效48lm/W，寿命，寿命10000h，工作频率，工作频率2.65MHz；日本；日本EverLight型无极荧光灯，型无极荧光灯，功率功率9W和和27W，光效为，光效为41lm/W，寿命，寿命40000h，工作频率，工作频率15.56MHz；无极荧光灯无极荧光灯585.1.3 5.1.3 微波硫灯微波硫灯 也是一种无极放电灯。也是一种无极放电灯。微波微波硫灯是用硫灯是用2450MHz微波来激发石英泡微波来激发石英泡壳内的发光物质硫，使它形成分子能壳内的发光物质硫，使它形成分子能级跃迁，从而产生连续光谱。级跃迁，从而

29、产生连续光谱。该种可该种可见光是一种节能、长寿命、光色好、见光是一种节能、长寿命、光色好、污染小的全新发光机理新光源。污染小的全新发光机理新光源。放电管是一个带有长尾巴的石放电管是一个带有长尾巴的石英玻璃球泡，英玻璃球泡，3100W3100W灯的放电球泡灯的放电球泡的直径约为的直径约为28mm28mm。球泡内充有高球泡内充有高纯硫（或硒等）和启动用的惰性纯硫（或硒等）和启动用的惰性气体。气体。目前微波硫灯的技术性能指标达到：目前微波硫灯的技术性能指标达到：寿命寿命f40000小时，光效小时，光效85lm/w，色色温温Tc=6000-7000K；显色指数显色指数Ra75，无污染，一万小时后光衰小

30、于无污染，一万小时后光衰小于3%，瞬，瞬时启动；低的紫外和红外输出，发光时启动；低的紫外和红外输出，发光体尺寸约体尺寸约40mm。59光纤5.1.4光导纤维光导纤维：其芯体由透明材料制成，外包层材其芯体由透明材料制成，外包层材料的折射率比芯体低（使光发生全料的折射率比芯体低（使光发生全反射），光线经过多次全反射可从反射），光线经过多次全反射可从光纤的一端传到另一端光纤的一端传到另一端。用于照明的光导纤维的发用于照明的光导纤维的发光形式有两种：一是端发光形式有两种：一是端发光；另一种是侧发光光；另一种是侧发光60用光纤端发光营造星星灯光的效果6162635.1.5 5.1.5 发光二极管发光二极

31、管（LEDLED）高纯半导体材料电阻率很高纯半导体材料电阻率很高，如硅晶体，当在硅晶体中高，如硅晶体，当在硅晶体中的一半掺杂砷（形成具有电子的一半掺杂砷（形成具有电子的的n n型材料）另一半掺杂镓（形型材料）另一半掺杂镓（形成有空穴的成有空穴的p p型材料），则型材料），则在两在两半之间的边界上形成一个半之间的边界上形成一个p-np-n结。结。在外电场作用下，在外电场作用下，p-np-n结处，电结处，电子与空穴相遇，复合，产生发子与空穴相遇，复合，产生发光。光。寿命在寿命在10万小时以上，甚至可达万小时以上，甚至可达100万小时。万小时。由于发光二极管的功耗低、体积小，色彩鲜艳、响应速度快、寿

32、命长，所以常用作收录机、收音机和电子仪器的电平指示器、调谐指示器、电源指示器等。64656667Special Events68种类种类简称简称功率功率流明流明光效光效Lm/wLm/w寿命小时寿命小时显色性显色性白白炽炽灯灯一般白炽灯泡一般白炽灯泡A60A6060w60w730730121210001000极佳极佳抛物线铝罩反射灯泡抛物线铝罩反射灯泡PAR 38 FLPAR 38 FLPAR 38 SPPAR 38 SP120w120w20002000极佳极佳卤钨灯卤钨灯卤钨反射灯泡卤钨反射灯泡PAR 30 FLPAR 30 FLPAR 30 SPPAR 30 SP75w75w20202000

33、2000极佳极佳低压卤钨低压卤钨灯灯低压卤钨反射灯泡低压卤钨反射灯泡MR16 MR16 AR70AR7050w 12v50w 12v75w 12v75w 12v极佳极佳高压气体高压气体放电灯放电灯汞灯汞灯MV.HMEMV.HME250w250w14000140005656一般一般自整流汞灯自整流汞灯ML.HWLML.HWL160w160w310031001919一般一般单端金卤灯单端金卤灯HITHPIHITHPIMHNMHN250w250w1950019500787860006000好好双端金卤灯双端金卤灯HIT-DEHIT-DEMHDMHD250w250w200002000080806000

34、6000好好球状高压钠灯球状高压钠灯HPSSONHPSSON250w250w25000250001001002000020000一般一般管状高压钠灯管状高压钠灯HPSSON-HPSSON-T T250w250w27500275001101102000020000一般一般69种类种类简称简称功率功率流明流明光效光效Lm/wLm/w寿命寿命小时小时显色性显色性低压气低压气体放电体放电灯灯低压钠灯低压钠灯SOXSOX150w150w3000030000200200极差极差荧光灯荧光灯普通型荧光普通型荧光灯灯T12T1240w40w32503250818180008000一般一般高效直管荧高效直管荧光

35、灯光灯T8T836w36w34503450969680008000好好紧凑型荧光紧凑型荧光灯灯CFLCFLPL TCPL TC9w9w11w11w13w13w600600900900100010006262828277771000010000一般一般紧凑型荧光紧凑型荧光灯灯CFL-CFL-长型长型PLL TC-LPLL TC-L18w18w24w24w36w36w1200120018001800290029006767757581811000010000一般一般70n 5.2 灯具灯具n灯具是光源、灯罩灯具是光源、灯罩及其附件的总称。及其附件的总称。及其附件的总称。及其附件的总称。71n 5.

36、2.1 灯具的光特性n n(1)发光强度的空间分布发光强度的空间分布n n(2)灯具效率灯具效率n n(3)灯具的亮度分布和遮光角灯具的亮度分布和遮光角72(1)(1)发光强度的空间分布发光强度的空间分布-配光曲线配光曲线（用极坐标图来表示照明灯具的光强分布。用极坐标图来表示照明灯具的光强分布。以坐标原点为中心，把各方向以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线即形成光强分布曲线配光曲线。）配光曲线。）照明灯具照明灯具发光强度在发光强度在空间的分布空间的分布不对称，需不对称，需若干若干测光平测光平面面的光

37、强分的光强分布曲线布曲线来说来说明空间光分明空间光分布。布。灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的73n 测光平面 C平面（非对称配光的室内照明灯具（非对称配光的室内照明灯具（非对称配光的室内照明灯具（非对称配光的室内照明灯具)底面有棱镜玻璃底面有棱镜玻璃的荧光灯灯具：的荧光灯灯具：为了便于对各为了便于对各种照明灯具的光种照明灯具的光分布特性进行比分布特性进行比较，统一规定以较，统一规定以光通量为光通量为1000Im的假想的假想光源来提供光强光源来提供光强分布数据，因此，分布数据，因此，实际光强实际光强应是应

38、是测测光资料提供的光光资料提供的光强值强值乘以乘以光源实光源实际光通量与际光通量与1000之比之比。74n(2)灯具效率L L/S S 灯具效率：灯具效率：在规定条件下照明灯具发射的光通与灯具内在规定条件下照明灯具发射的光通与灯具内的全部光源在灯具外点燃时发射的总光通之比。的全部光源在灯具外点燃时发射的总光通之比。灯具效率说明灯具对光源的光通的利用程度，总是灯具效率说明灯具对光源的光通的利用程度，总是小于小于1，如果设计合理，可在如果设计合理，可在0.8以上；小于以上；小于0.5,太低太低一般来说，灯具效率同灯具材料的反射比与透射比成正比。敞一般来说，灯具效率同灯具材料的反射比与透射比成正比。

39、敞开式灯具的效率取决于灯具开口面积开式灯具的效率取决于灯具开口面积 S0与与反射罩面积反射罩面积 S 的比值的比值及反射罩的形状。为了减少灯光在灯具内部的损失，及反射罩的形状。为了减少灯光在灯具内部的损失，S0/S越大越大越好。反射罩的形状不要造成灯光在灯罩内的多次反射。越好。反射罩的形状不要造成灯光在灯罩内的多次反射。75Lr rIr r/Ar r灯具的平均亮灯具的平均亮度度 也可由下式计也可由下式计算：算：灯具一定方向上灯具一定方向上的发光强度与灯的发光强度与灯具发光面在该方具发光面在该方向的投影面积的向的投影面积的比比n(3)(3)灯具的亮度分布和遮光角灯具的亮度分布和遮光角76n(3)

40、(3)灯具的亮度分布和遮光角灯具的亮度分布和遮光角 灯具的灯具的亮度和遮亮度和遮光角（保光角（保护角）是护角）是评价视觉评价视觉舒适感所舒适感所必需的参必需的参量。量。77n 5.2.2 灯具的分类（CIECIE以照明灯具光通量在上下空间的比例进行分类）以照明灯具光通量在上下空间的比例进行分类）以照明灯具光通量在上下空间的比例进行分类）以照明灯具光通量在上下空间的比例进行分类）照明灯具习惯以安装方式命名，分类如吊灯、吸顶灯、嵌入式照明灯具习惯以安装方式命名，分类如吊灯、吸顶灯、嵌入式暗灯、壁灯、落地灯等等，这种分类方法没有反映照明灯具光分暗灯、壁灯、落地灯等等，这种分类方法没有反映照明灯具光分

41、布的特点。布的特点。CIE推荐以照明灯具光通量在上下空间的比例进行分类推荐以照明灯具光通量在上下空间的比例进行分类的方法，已为国际照明界普遍接受。将室内照明灯具分为五类：的方法，已为国际照明界普遍接受。将室内照明灯具分为五类：78q常规道路照明灯具可根据其配光分成截光型、半常规道路照明灯具可根据其配光分成截光型、半常规道路照明灯具可根据其配光分成截光型、半常规道路照明灯具可根据其配光分成截光型、半截光型和非截光型灯具三种截光型和非截光型灯具三种截光型和非截光型灯具三种截光型和非截光型灯具三种灯具类型灯具类型最大光强方最大光强方向向在指定的角度方向上所发出的光强在指定的角度方向上所发出的光强最大

42、允许值最大允许值9080截光截光0 65 10 cd/1000 Im30 cd/1000Im半截光半截光0 75 50 cd/1000 Im100 cd/1000Im非截光非截光 _1000 cd_不管灯泡发出多少光通量光强最大值不得超过不管灯泡发出多少光通量光强最大值不得超过1000 cd79n 直接型灯具高大空间的照明高大空间的照明需用窄配光的灯具，这种灯具配备镜面反射罩并以需用窄配光的灯具，这种灯具配备镜面反射罩并以大功率的大功率的HID灯或卤钨灯做光源。能将光束控制在狭窄的范围内，获灯或卤钨灯做光源。能将光束控制在狭窄的范围内，获得很高的轴线光强。得很高的轴线光强。8081固定和可调的

43、下射灯，用作墙面和其他垂直面的照明，专供墙面照明固定和可调的下射灯，用作墙面和其他垂直面的照明，专供墙面照明用的灯具也叫照墙灯或洗墙灯用的灯具也叫照墙灯或洗墙灯82n 洗墙灯洗墙灯(WallWashingWallWashing)灯罩灯罩-反射器反射器球面反射器球面反射器旋转抛物面反射器旋转抛物面反射器柱状抛物面反射器：柱状抛物面反射器：（将抛物线沿着与它的将抛物线沿着与它的面垂直的方向移动得到面垂直的方向移动得到柱状抛物面反射器）柱状抛物面反射器）8384n n 半直接型灯具半直接型灯具：在灯具上方发出少量的光线照亮顶棚，减少灯具在灯具上方发出少量的光线照亮顶棚，减少灯具与顶棚间的强烈对比，使

44、环境亮度分布更加舒适。如下面敞口的半透与顶棚间的强烈对比，使环境亮度分布更加舒适。如下面敞口的半透明灯罩明灯罩n n 均匀漫射型灯具：均匀漫射型灯具：均匀漫射型灯具：均匀漫射型灯具：最典型的是乳白玻璃球形灯罩，光线均匀的投向最典型的是乳白玻璃球形灯罩，光线均匀的投向四面八方，对工作面而言，光通利用率较低。四面八方，对工作面而言，光通利用率较低。85n 间接型灯具间接型灯具n 半间接型灯具半间接型灯具半间接型灯具半间接型灯具半间接型灯具：上面敞口的半透明罩属于这一类，大部分光投向顶棚和半间接型灯具：上面敞口的半透明罩属于这一类，大部分光投向顶棚和上部墙面，增加室内的间接光，光线更为柔和宜人。上部

45、墙面，增加室内的间接光，光线更为柔和宜人。间接型灯具：将灯光全部投向顶棚，使顶棚成为二次光源。室内光线扩间接型灯具：将灯光全部投向顶棚，使顶棚成为二次光源。室内光线扩散极好，几乎没有阴影和光幕反射，也不会产生直接眩光。散极好，几乎没有阴影和光幕反射，也不会产生直接眩光。86n其他照明装置其他照明装置其他照明装置其他照明装置现代照明使用隐现代照明使用隐蔽光源，蔽光源，将灯具将灯具同建筑构件（顶同建筑构件（顶棚、墙檐、梁、棚、墙檐、梁、柱、窗帘盒等）柱、窗帘盒等）或家具合成一体或家具合成一体的照明手法。的照明手法。这这种种见光不见灯见光不见灯的的照明方式、形成照明方式、形成简洁高雅的格调，简洁高雅

46、的格调，具有优良的光环具有优良的光环境质量。境质量。87n 发光顶棚发光顶棚88n 格栅89天然采光与人工光源的发光顶棚、格栅有异曲同工之妙90n n 暗灯槽照明：暗灯槽照明：暗灯槽照明：暗灯槽照明：是是是是用墙上挑出的壁檐或水平的凹槽遮挡光源，将光投用墙上挑出的壁檐或水平的凹槽遮挡光源，将光投射到顶棚和墙壁上部的间接照明装置。射到顶棚和墙壁上部的间接照明装置。与窗帘盒合为一体与窗帘盒合为一体的窗帘照明的窗帘照明91n n檐板照明檐板照明：是是是是利用与墙平行的不透光檐板遮挡光源，将光投射到顶利用与墙平行的不透光檐板遮挡光源，将光投射到顶棚和墙壁上部的间接照明装置。棚和墙壁上部的间接照明装置。

47、92939495n 综合顶棚单元：综合顶棚单元：是将照明、声学和空调设备综合在一起的装是将照明、声学和空调设备综合在一起的装配式顶棚单元。配式顶棚单元。利用龙骨的间利用龙骨的间隙送风，通过灯具隙送风，通过灯具回风。回风系统带回风。回风系统带走了照明产生的大走了照明产生的大部分热量，使这些部分热量，使这些热量不进入室内，热量不进入室内，减少了空调设备的减少了空调设备的负荷，同时又使荧负荷，同时又使荧光灯处于最佳工作光灯处于最佳工作温度（温度（20度），提度），提高灯的光效，节约高灯的光效，节约数量可观的能源。数量可观的能源。96n 保罗亨宁森PH97q 灯、椅子和轮子灯、椅子和轮子并不是丹麦发明

48、的。然而，多少年来，丹并不是丹麦发明的。然而，多少年来，丹麦设计师诠释了这些简单用具的内涵，他们设计的灯具、椅子麦设计师诠释了这些简单用具的内涵，他们设计的灯具、椅子和轮子享誉世界。保罗和轮子享誉世界。保罗海宁森（海宁森（PoulPoul HenningsenHenningsen）的）的PH5PH5灯灯具（具（19581958年）；汉斯年）；汉斯JJ韦格纳（韦格纳（Hans J WegnerHans J Wegner）的圆椅的圆椅（19491949年），这种圆椅被美国人称为世界上最漂亮的椅子；尤年），这种圆椅被美国人称为世界上最漂亮的椅子；尤根根拉斯姆森（拉斯姆森（JoengenJoengen

49、 Rasmussen Rasmussen）的）的KEVIKEVI双脚轮（双脚轮（19681968年）年）安装在全世界上亿个办公椅子上。安装在全世界上亿个办公椅子上。q 保罗保罗海宁森海宁森 （1894-19671894-1967），），建筑师兼作家，于建筑师兼作家，于2020年代开年代开发了他的第一盏著名的发了他的第一盏著名的PHPH灯具。他在灯具行业工作了半个世纪，灯具。他在灯具行业工作了半个世纪，不仅设计了一系列极漂亮的灯具，还对采光理论做出了贡献。不仅设计了一系列极漂亮的灯具，还对采光理论做出了贡献。他认为灯光是创造和感受空间的关键。他认为灯光是创造和感受空间的关键。他帮助人们进一步了解

50、他帮助人们进一步了解了室内光照分配的重要意义，光影投射在物体上所带来的再塑了室内光照分配的重要意义，光影投射在物体上所带来的再塑造效果以及对颜色和织物质地的感受产生的影响。他使人们更造效果以及对颜色和织物质地的感受产生的影响。他使人们更注重非眩光照明使用。注重非眩光照明使用。98n PHPH系列灯具系列灯具99既注重既注重产产品的品的实实用功能，又关注用功能，又关注设计设计中的人文因素，将功能主中的人文因素，将功能主义设计义设计中中过过于于严谨严谨刻板的几何形式刻板的几何形式柔化柔化为为一种富有人性、个性一种富有人性、个性和人情味的和人情味的现现代美学代美学风风尚。尚。100 这这里介里介绍绍