照明基本概念资料课件

照明基本概念照明基本概念一、灯具二、光源三、光与视觉四、照明方式五、照明标准一、灯具n 灯具是光源、灯罩及其附件的总称。灯具可为装饰灯具和功能灯具两大类。装饰灯具一般采用装饰部件围绕光源组合而成，它造型美观并以美化室内环境为主同，同时也适当照顾效率等要求。功能灯具是指满足高效率、低眩光的要求而采用一系列控光设计的灯罩，这时灯罩的作用是重新分配光源的光通量，把光投射到需要的地方以提高光的利用率：避免眩光以保护视觉；保护光源。在特殊环境里（潮湿、腐蚀、易爆、易燃）的特殊灯具其灯罩还起隔离保护作用。功能灯具也应有一定的装饰效果。二、光源n1、人工光源 2、气体放电光源na、白炽灯 a、荧光灯nb、卤钨灯 b、紧凑型荧光灯n c、荧光灯高压汞灯n d、金属卤化物灯 n e、钠灯 n f、氙灯 n g、无电极荧光灯1、人工光源n热辐射光源：任何物体的温度高于绝对零度，就向四周空间发射辐射能。当金属加热到1000K 以上时就发出可见光。温度愈高，可见光在总辐射中所占比例愈大。人们照明光源称为热辐射光源a、白炽灯n 灯是一种利用电流通过细钨丝所产生的高温而发光的热辐射光源。白炽灯灯丝可加热到2300K 以上。为了提高其发光效率（每瓦电能发出的光通量lm/W).一般将灯泡内抽成真空或充以惰性气体。即使这样，白炽灯的发光效率仍不高仅12 一18.6 l m 左右。也就是说只有2 一3 的电能转变为光由于材料、工艺等的限制白炽灯的灯丝温度不能太高故它发出的可见光以长波辐射为主，与天然光相比白炽灯光色偏红。白炽灯虽然具有体积小灯丝集中易于控光，可在很宽的环境温度下工作结构简单使用方便，没有频闪现象等优点：但是存在红光较多灯丝亮度高（达5 00sb 以上），散热量大寿命短 （1000h)，受电压变化和机械振动影响大等缺气特别是发光效率低，浪费能源.b、卤钨灯n 卤钨灯也是热辐射光源。它是一个直径约12mm 的石英玻璃管，管内充有卤族元素（碘、澳），在管的中轴支悬一根钨丝。卤族元素的作用是在高温条件下将钨丝蒸发出来的钨元素带回到钨丝附近的空间，甚至送返钨丝上（这种现象称为卤素循环）。这就减慢了钨丝在高温下的挥发速度，为提高灯丝温度创造了条件而且减轻了钨蒸发对泡壳的污染，提高了光的透过率故其发光效率和光色都较白炽灯有所改善。卤钨灯的发光效率约20 l m/W 寿命约1500h。卤钨灯使用场合与白炽灯相同。为了保证卤素循环的正常进行和防止灯丝振断，使用过程持灯管与水平面的倾角不大于4 并注意防振。2、气体放电光源 n气体放电光源是利用某些元素的原子被电子激发而产生光辐射的光源。a、荧光灯n 灯管两端各有两个电极，通电后加热灯丝，达到一定温度就发射电子，电子在电场作用下逐渐达到高速，轰击汞原子，使其电离而产生紫外线。紫外线射到管壁上的荧光物质，激发出可见光。根据荧光物质的不同配合比，发出的光谱成分也不同。具有以下特点：n、发光效率较高。一般可达70lm/W 比白炽灯高3 倍左右。n、发光表面亮度低。荧光灯发光面积比白炽灯大，故表面亮度低,光线柔和,不用灯罩,也可避免强烈眩光出现。n、光色好且品种多。根据不同的荧光物质成分，产生不同的光色故可制成接近自然光光色的荧光灯灯管。n、寿命较长。已达到10000h 以上。n、灯管表面温度低。荧光灯目前尚存在着初始投资高；对温、湿度较敏感尺寸较大不利于对光的控制；有射频干扰和频闪现象等缺点。b、紧凑型荧光灯n紧凑型荧光灯的发光原理与荧光灯相同，区别在于以三基色荧光粉代替普通荧光灯使用的卤磷化物荧光粉。紧凑型荧光灯的灯管直径小如H型单端内启动荧光灯（YDN5-HYDN11-H）的灯管直径为12.5mm，所以单位荧光粉层受到的紫外线辐射强度大，若仍沿用卤磷化物荧光粉，则使灯的光衰很大，即灯的寿命缩短：而三基色荧光粉能够抗高强度的紫外线辐射，改善了荧光灯的维持特性，使荧光灯紧凑化成为可能。对人眼的视觉理论研究表明，在三个特定的窄谱带（450nm、540nm、610nm 附近的窄谱带）内的色光组成的光源辐射也具有很高的显色性，所以用三基色荧光粉制造的紧凑型荧光灯不但显色指数较好，一般显色指数Ra大于80 而且发光效率较高，一般为60lm/W左右，因此它是一种节能荧光灯。c、荧光灯高压汞灯n荧光高压汞灯的发光原理与荧光灯相同，只是构造不同，因管内工作气压为15个大气压比荧光灯高得多故名荧光高压汞灯。内管为放电管发出紫外线，涂在玻璃外壳内壁的荧光物质使其发出可见光。荧光高压汞灯n具有下列优点：n、发光效率较高，一般可达50lm/W左右。n、寿命较长一般可达16000h。n荧光高压汞灯的最大缺点是光色差,主要发绿、蓝色光，在此灯光照射下物件都增加绿、蓝色色调，使人们不能正确地分辨颜色，故通常用于街道、施工现场和不需要认真分辨颜色的大面积照明场所。d、金属卤化物灯n金属卤化物灯是在荧光高压汞灯的基础上发展起来的一种高效光源，它的构造和发光原理均与荧光高压汞灯相似但区别是在荧光高压汞灯泡内添加了某些金属卤化物，从而起到了提高光效、改善光色的作用。e、钠灯 n根据钠灯泡中钠蒸气放电时压力的高低把钠灯分为高压钠灯和低压钠灯两类。高压钠灯是利用在高压钠蒸气中放电时，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，所以户外照明和道路照明，均宜采用高压钠灯。高压钠灯的一般显色指数Ra小于40 显色性较差，但当钠蒸气压增加到一定值（约63KPa）时,Ra 可达85。用这种方法制成了中显色型和高显色型高压钠灯这些灯的显色性比普通高压钠灯高，并可以用于一般性室内照明.n低压钠灯是利用在低压钠蒸气中放电，钠原子被激发而产生（主要是）589mm的黄色光。低压钠灯虽然透雾性强，但显色性极差，在室内极少使用。f、氙灯 n 氙灯是利用在氙气中高电压放电时，发出强烈的连续光谱这一特性制成的。光谱和太阳光极相似。由于它功率大，光通大，又放出紫外线，故安装高度不宜低于20m,常在广场大面积照明场所（长弧氙灯）g、无电极荧光灯 n无电极荧光灯简称为无极灯它是一种新颖的微波灯。无电极荧光灯的发光原理与上述人工光源的发光原理均不相同，它是由高频发生器产生的高频电磁场能量经过感应线圈耦合到灯泡内，使汞蒸气原子电离放电而产生紫外线，并射到管壁上的荧光物质，激发出可见光。因此，也有人把它称为感应荧光灯。无电极荧光灯的光效和光色较好，寿命长。荷兰飞利浦（philips）生产的QL型无电极荧光灯型号有QL85/83 和QL85/84两种，功率均为85W，辐射出的光通量均为5500lm,光效约为64.7lm/W，一般显色指数Ra均为80，额定寿命均是60000h。从上述各种灯的优缺点中可看出光效高的灯往往单灯功率大，光通量因而很多，这样使它们在一些小空间（如住宅）中就难于应用。近年来国际上先后出现了一些功率小，光效高，显色性能好的新光源，如紧凑型荧光灯、无电极荧光灯等，它们的体积小，和100W 白炽灯相近灯头有时也做成白炽灯，那样，附属配件安置在灯内，可以直接替换白炽灯，其显色指数达80 左右，单灯光通量在4251200lm 范围内，很适宜用于低、小空间内，故在欧美已广泛地取代白炽灯，应用于居住、公共建筑中。三、光与视觉n1、光、光 n2、视觉、视觉na、光通量nb、发光强度nc、照度nd、亮度ne、发光强度与照度的关系 nf、照度与亮度的关系 1、光 n光是一种能够在人的视觉系统上引起光感觉的电磁辐射，其波长范围为380780nm，波长大于780nm的为红外线，雷达波、无线电波等，小于380nm的为紫外线，X射线、Y射线等，人眼均上感觉不到的。2、视觉n人们的视觉感觉只能通过眼睛来完成。眼睛好似一个精密的光学仪器，它在很多方面都与照相机相似。n视觉活动特性有：n 视觉范围（视场）；n明、暗视觉；n颜色感觉；n光谱效应函数。光通量n由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们就不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位光通量来衡量。光通量常用符号 表示，单位为流明（lm）。n例如：100w普通白炽灯发出1250lm的光通量，40w日光色荧光灯约发出2200lm的光通量。发光强度n知道光源发出的光通量还不够，还需要了解它在空间中的分布状况，就是光通量的空间密度，称为发光强度，常用符号 来表示。发光强度的单位为坎德拉，符号为cd，它表示光源在1球面度立体角内均匀发射1（lm）的光通量。照度n常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它的被照射的程度，这就是常用的照度。照度的常用单位为勒克斯，符号为lx，它等于1lm的光通量均匀分布在1m的被照面上。亮度 n发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度称为亮度。发光强度与照度的关系 n一个点光源在被照明上形成的照度，可从发光强度和照度这两个基本量之间的关系求出 照度与亮度的关系 n所谓照度和亮度的关系，指的是光源亮度和它所形成的照度间的关系。四、照明方式n照明方式一般分为：n1、一般照明n2、分区一般照明n3、局部照明n4、混合照明1、一般照明n它是在工作场内不考虑特殊的局部需要，为照亮整个被照面而设置的照明装置，灯具均匀分布在被照场所上空，在工作面上形成均匀的照度。这种照明方式，适合于对光的投射方向没有特殊要求：在工作面上没有特别需要提高视度的工作点：工作点很密或不固定的场所。当房间高度大照度要求又高时，单独采用一般照明就会造成灯具过多，功率很大导致投资和使用费都高这是很不经济的。2、分区一般照明n当一工作区需要高于一般照明的照度时可采用分区一般照明。分区一般照明就是根据需要，提高特定区域照度的一般照明。例如在开敞式办公室中有办公区、休息区等，它们要求不同的一般照明的照度，就常采用这种照明方式。3、局部照明n它是在工作点附近，专门为照亮工作点而设置的照明装置，即为满足某些部位（通常限定在很小范围，如工作台面）的特殊需要而设置的照明。局部照明常设置在要求照度高或对光线方向胜有特殊要求处。但不允许单独使用局部照明,因为这样会造成工作点与周围环境间极大的亮度对比，影响视力。4、混合照明n混合照明就是一般照明与局部照明组成的照明。它是在同一工作场所，既设有一般照明，解决整个工作面的均匀照明：又有局部照明，以满足工作点的高照度和光方向的要求。在高照度时，这种照明方式是较经济的，也是目前工业建筑和照度要求较高的民用建筑（如图书馆）中大量采用的照明方式。五、照明标准n根据工作对象的视觉特征、工作面在房间的分布密度等条件，确定照明方式之后，即应根据识别对象最小尺寸、识别对象与背景亮度对比等特征来考虑房间照明的数量和质量两个问题，其依据国家制定的照明标准。1、照明数量从视度与识别物件尺寸、识别物件与其背景的亮度对比、识别物件本身的亮度等有关。照明标准就是根据识别物件的大小、物件与背景的亮度对比、国民经济的发展情况等因素来规定必需的物件亮度。