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1、华夏照明产品知识部分 第一章 照明的基础知识一、光 学1、光的概念光是以电磁波的形式传播的，光源是能被人们的眼所感到的电磁波，其波长范围380nm780nm（nm：纳米，长度单位1nm=10-9m），长于780nm的为红外线、无线电等，短于380nm的为紫外线、X射线、宇宙射线等。可见光部分又可分解成红光、黄光、橙光、绿光、青光、蓝光、紫光等七种基本单色光。 光和其它所有的电磁辐射一样，在真空中以每秒30万千米的速度沿直线传播。当光通过某种物质时，如水或空气，其传播速度会减慢。光在真空中的速度和在媒质中的速度比值称为该媒质的折射率。在折射率不同的两种媒质的界面上，入射光线产生折射与发射现象。另
2、外光在传播过程中还会产生散射、漫反射、漫透射现象等等。2、光的度量单位：(1) 光通量：光源单位时间内发出的光量称为光通量，符号为，单位是流明（Lm）。(2) 光强：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量被定义为光源在该方向的光强度，符号为I，单位为坎德拉（cd），I=d/ dW（W为立体角），光强度的单位是光度测定的基本单位。(3) 辉度，也叫亮度：光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量，称为光源在某一方向的光亮度，符号为L，L=dl/ ds，单位为cd/m2（坎德拉每平方米）(4) 照度：表示表面被照明的程度的量，称为光照度，它是单位面积上受到光通量数，符号为E，E=d/
3、ds，单位为Lx（勒克斯）1 Lx=1 Lm/m2(5) 发光效率：指光源所发出的光通量中与该光源所消耗的电力功率P之比h=F/P。二、色 学1、色的知识：人的色器官在色彩刺激作用引起大脑的心理反应，即视觉器官受不同波长光线的物理刺激的同时产生色刺激信号并传给大脑，大脑将其接受的色彩信号不断地译成色彩概念，并与储存在大脑里的视觉经验结合起来，加以解释，形成了颜色知觉。颜色分非彩色和彩色。非彩色是指白色、黑色和各种深浅不同的颜色。彩色是指黑白系列以外的各种颜色。由于感情效果和对客观事物的联想，色彩对视觉的刺激产生了一系列的色彩知觉心理效应。这种效应随着具体的时间、地点、条件（如外观形状、自然条件
4、、个人爱好、生活习惯、形状大小及环境位置等）的不同而有所不同。一般来讲色彩可以产生温度感、距离感、重量感、空间感、阴暗感等。2、 色温及颜色的应用：（1） 光源的色温： 人们用与光源的色温相等或相近的完全辐射体的绝对温度来描述光源的色表（人眼直接观察光源时所看到颜色）又称光源的色温。色温是以绝对温度K来表示。不同的色温的光会引起人们在情绪上不同的反应，我们一般把光源的色温分成三类：A暖色光：暖色光的色温在3300K以下，我们的节能灯、插拔管、荧光灯,它的暖光色温一般在2700K左右。暖色光与白炽灯光色相近，红光成分较多，能给人以温暖、健康、舒适的感觉，适用于家庭、住宅、宿舍、医院、宾馆等场所，
5、或温度比较低的地方。B暖白光：又叫中间色，它的色温在3300K5300K之间。如我们的插拔管一般是在4300K左右。暖白色光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉，适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。C冷色光：又叫白光色，它的色温在5300K以上，如我们的节能灯、插拔管、荧光灯它的冷光在6400K左右，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中，适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。（2） 显色性： 光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色的逼真的程度，显色性高的光源对颜色的表现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对
6、颜色的表现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。为何会有显色性高低之分呢？其关键在于该光线之（分光特性），可见光之波长在380nm至780nm之范围内，也就是我们在光谱中见到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光的范围，如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例与自然光相近，则我们眼睛所看到的颜色也就较为逼真。我们一般以显色指数为表征显色性。标准颜色在标准光源的照射下，显色指数定为100。当色标被试验光源照射时，颜色在视觉上的失真程度，就是这种光源的显色指数。显色指数越小，则失真越大，反之，失真越小，显色指数就越大。不同的场所对光源的显色指数要求是不一样的。在国际照明协会中一般把显色指数分成五类：类别Ra适
7、用范围1A90美术馆、博物院及印刷等颜色搭配的行业及场所1B80-90家庭、饭店、高级纺织工业及相近行业260-80办公室、学校、轻工业340-60重工业工厂、室外街道照明420-40室外道路照明及一些要求不高的地方三、电光源由于利用天然光受到时间和地点的限制，建筑物内不仅在夜间采用人工照明，白天往往也要采用人工照明。照明光源由于它们的发光条件不同，其光电特性各异。为了正确地选用照明光源，必须对它们的电气特性、光电特性和适用场合有所了解。1、 光源的分类： 照明光源的分类是按照发光的形式不同进行分类的。它可分为按辐射光源和气体放电照明光源两大类。前者是利用电流通过灯丝，将其加热到白炽状态而发出
8、可见光；后者是利用某些元素的原子被电子激发而产生辐射。1.3.1白炽灯：发光原理：电子的热运动导致固体中原子能级跃迁，实验证明，所有的固体、液体、气体达到足够高温度，均会产生可见光，如太阳6400K，钨丝3000K，木炭1500K。效率及寿命见图册附页。石英灯原理：又叫卤素灯，又叫射灯。A原理：石英玻壳内充卤素，惰性气体，通过钨丝通电发光。B卤素作用：氟碘溴+蒸发出来的钨气态钨化物，不黑化玻壳。C石英：熔溶态SiO2，高压抑制钨丝蒸发。D惰性气体：低热导（石棉）产生高温度钨丝，产生更白光，更高光效3200K（36Lm/w）2800K(22Lm/ w)，避免氧化。E高压石英灯与低压石英灯对比：
9、光色更白，显色更好； 40KHz，光线柔和，安全； 安全，不爆炸； 寿命3000小时以上。 白炽灯是电流流过灯丝使灯丝加热至白炽状态而发光的光源。它包括普通白炽灯和卤钨灯。白炽灯范畴：白炽灯普通白炽灯特殊白炽灯特殊交通信号灯其它特殊灯指型冰箱灯微波炉灯烤箱灯抽油烟机灯仪表灯缝纫机灯其它灯普通普泡椒泡球泡蘑菇泡柔彩泡装饰装饰泡线形管扭纹椒泡迷你夜灯反射厚玻璃射灯薄玻璃射灯其它反射灯色温： 2800K 显色指数： 100 最大功率： 一般为2000W平均寿命： 一般为1000小时 亮度：可调节 安装和更换：费用低，简便白炽灯性能比较优点：维护，维修，更换，安装工作简单容易，无需辅助电器配件，初期投
10、资较少，高显色性，产生暖色照明环境，增加豪华感，缩短空间距离。缺点：方便调光，光效较差，平均寿命较短，产生大量的热，灯寿命易受电压波动影响，高空间时提高被照物的照度较困难，热钨丝电阻是冷钨丝电阻的12-16倍。1.3.2荧光灯：1.发光原理：瞬间高压使汞蒸气电离产生紫外光，紫外光激发管壁上的发光物质（矿物或有机染料）发出可见光。2.寿命及效率见图册。3.显色性：普通荧光粉40，三基色75；4.荧光灯的范畴。荧光灯是通过紫外线激发荧光粉而发光的低压气放电灯，它以其发光面较大，光线柔和被广泛应用于各种室内照明。同时，它也是一种线性光源。荧光灯T5直管环管T8直管环管T12普通荧光灯特殊荧光灯防爆反
11、射低温紫外红外其它1200016000小时（电子镇流器）亮度：可调节（通过专门的电子镇流器）5.荧光灯一般用途家居酒店照明：客厅，卫生间，走廊办公区域照明：写字楼，机关，学校商业空间照明：商场，医院工矿企业照明：车间，仓库5.照明光源的选择：电光源的选择应以实施绿色照明工程为基点。绿色照明工程指在节约能源，保护环境。其具体内容是：采用高光效、低污染的电光源，提高照明质量，保护视力，提高劳动生产率和能源有效利用率，达到节约能源，减少照明费用，减少水电工程建设，减少有害物质的排放和溢出，达到保护人类生存环境的目的。(1)限制白炽灯的应用：白炽灯属第一代光源，光效低，寿命短，应予限制。但不能完全取消
12、，因为白炽灯没有电磁干扰，白炽灯便于调节，适合需要频繁开关场合。对于局部照明、事故照明、投光照明、信号指示以及水电丰富的山区和边远农村是不可缺少的光源。(2)采用卤钨灯取代普通白炽灯：卤钨灯和普通照明的白炽灯是同属白炽灯类产品，均系电流通过灯丝白炽发光，是普通白炽灯的升级换代产品。卤钨灯光效和寿命比普通白炽灯高一倍以上。因此，在许多照明场所，如商灯橱窗、展览厅(包括一般商业产品、文化艺术品以及历史文物品的展览展示等）以及摄影照明等，要求显色性高，高档冷光或聚光的场合，可采用各种结构形式不同的钨灯取代普通白炽灯，来达到节约能源，提高照明质量的目的。与紧凑型荧光灯相比，紧凑型卤钨灯的功效相对较低，
13、寿命也相对较短。但紧凑型荧光灯的缺点是发光体尺寸比同功率的石英卤钨灯要大得多，很难实现输出光线的光学控制，因而，一般在对光束输出有严格要求的情况下，只能采用反射式紧凑型卤钨灯。与紧凑型荧光灯相比，紧凑型卤钨灯还具有颜色好，容易实现调光的优点，在没有特定要求情况下，应尽可能采用紧凑型荧光灯取代白炽灯。(3)推荐采用紧凑型荧光灯取代白炽灯：与白炽灯相比，紧凑型荧光灯每瓦产生的光通量是普通照明白炽灯的5倍以上，其额定寿命是白炽灯的10倍。由于荧光粉质量的不断提高和改进，紧凑型荧光灯显色的指数可以达到80左右，在一般照明情况下，人们完全可以满意接受。紧凑型荧光灯可以和镇流器联接在一起，组合成一体化整体
14、型灯，采用E27灯头，与普通白炽灯直接替换，十分方便。（4）推荐采用26mm，16mm细管径荧光灯：用26mm，16mm细管径荧光灯取代白炽灯。直管型荧光灯的光效和寿命均为普通白炽灯的6倍以上，是取代普通白炽灯的最佳灯种之一。附：荧光灯及高强度气体放电技术 荧光灯具有光效高、寿命长、介格适当的明显特点。40W荧光灯相当于200W普通白炽灯的光通量。如今，荧光灯以消耗全球照明用电量的30%，提供了全球电光源总光通量的70%。随着荧光灯管和荧光灯照明系统技术的更新，荧光灯问世半个世纪以来不断挤占白炽灯的市场份额，地位节节攀升。(1)直管荧光灯技术最初生产的直管荧光灯是粗管径T12（管径38mm），
15、国内目前较通用T10（管径32mm）、T9（管径29mm）荧光灯。用稀土激活的三基色荧光粉的应用，解决了当管径变细时负载、灯内温度以及汞蒸汽压力增加引发的问题。二十世纪七十年代末，荷兰飞利浦公司推出了第二代荧光灯，管径缩小到26mm，称之为“T8直管荧光灯”，较原来的T12节电1015%，特别是在配套部件无须改变的情况下就可用T8直接取代T12，因此T8在世界各国得到了迅速推广。近来国际上又推出使用电子镇流器用于高频工作的T8荧光灯，比常规T8又节电10%，系统光效达100Lm/w。 1995年，在德国汉诺威国际博览会上，荷兰飞利浦公司和德国欧司朗公司首次展出了管径进一步缩小为16毫米的T5超
16、细管径荧光灯样品，T5光效高达104Lm/w，创荧光灯光效的最高纪录，比常规T8的光效高25%，比T12提高50%，标志着直管荧光灯已经发展到第三代。T5寿命长，达16000小时，原因是采用新型主辅丝结构阴极，并与电子镇流器相匹配；T5体积小，更接近于线光源，单位面积亮度高而且易于安装；T5大大节省荧光粉和玻璃管等生产材料的耗费，保护环境；T5无频闪，对视力损害小；此外，T5还具有显色性好、光通维持率高、应用电压范围广等优点。但T5长度是特殊规格，必须配备专门的灯具和电子镇流器。(2)紧凑型荧光灯技术 自上世纪70年代末问世以来，紧凑型荧光灯质量和生产能力有了长足的进步。飞利浦公司首先研制成功
17、PL型和SL型紧凑荧光灯，立即引起世人瞩目，而后各公司纷纷效仿，不断取得新进展。1999年，全球紧凑型荧光灯销量超过5.5亿只。 紧凑型荧光灯节电效果对比表：9W紧凑型荧光灯40W白炽灯总消耗功率（W）10（包括电子整流器）40总光通量（Lm）大于500500寿命（h）于30001000紧凑型环形荧光灯是使用最广泛的一种紧凑型荧光灯，虽然生产历史不长，但已奠定了其主流地位。之所以如此，主要是因为环形荧光灯灯具美观、设计造型更趋薄型化、结构紧凑(灯、镇流器一体化）、光效高（是白炽灯的5倍）、寿命长（达到6000小时以上）；特别是环形荧光灯使用方便，有螺口、卡口式，可直接与白炽灯互换。而且环形管荧
18、光灯与直管荧光灯相比，光衰小、显色指数高，因此是装饰型灯具之首选光源。第二章 灯具与照明2.1.0灯具基础知识 灯具就是光源、灯体及电器附件的总称。灯具在现代照明中，作用非常重要，它起着固定与保护光源、控制并重新分配光在空间的分布、防止眩光等作用。2.1.1灯具的分类 灯具的种类极其丰富，外形千变万化，性能千差万别，对灯具的分类方法主要有：(1).按采用的电光源分类：分为白炽灯具、荧光灯具、高压气体放电灯具等。(2).按灯具的配光分类：分为直接照明型、半直接照明型、全漫射式照明、半间接照明型、间接照明型五大类。(3).按在建筑物的安装方式分类：分为吸顶灯、吊灯、壁灯、嵌入式灯、地脚灯、庭院灯、
19、自动应急照明灯、移动式灯、道路广场灯等等。(4).按灯具使用场所分类：分为民用灯、建筑灯、工矿灯、车用灯、船用灯、舞台灯等。(5).按灯具的结构分类：分为开启型灯具、闭合型灯具、防爆型灯具、隔离型灯具、安全型灯具、防震型灯具等。2.1.2灯具的配光分类：按照国际照明学会（CIE）配光分类法，灯具的配光可分成五类（是以灯具的上半球与下半球发出的光通量的百分比来区分的）：分类（Q为1/2照度角）特 征适 用 范 围直接照明型向上0%10%向下100%90%广照型27度37度配照型19度27度深照型14度19度特深型灯具的极坐标配光曲线是以光源为1000LM的光通量来画的，当灯具的光通量与1000L
20、M有出入时，通过比值后角定它的系数，再用系数乘以数值就可确定。2灯具的配光曲线是以一定的度数的递增来画的，如0度、15度、30度、60度、75度、90度。3图中50、100、150、200是表示其光强曲线它们的单位是cd。4从图中我们可以看出此灯具是不对称灯具没有旋转轴，实线光强曲线图是垂直光源的中点平面来画的，虚线是以平行光源的中点平面来画的。5表示此灯具具有旋转对称轴，如筒灯、石英灯。AB方向表示平行光源旋转的中点平面。CD表示垂直光源的中点一平面。如格栅灯盘等。2.直角坐标配光曲线对于聚光型灯具，由于光束集中在十分狭小的空间立体角内，很难用极坐标来表达其光强的空间分布状况，就采用直角从标
21、配光曲线表示法，以纵轴表示光强I，以横轴表示光束的投角，如果是具有对称旋转的灯具则只需一条配光曲线来表示，如果是不对称灯具则需多条配光曲线表示。3.等光强曲线图： 将光强度相等的矢量顶端连接起来的曲线称为等光强曲线，将相邻等光强曲线的值按一定比例排列，画出一系列的等光强曲线所组成的图称为等光强图。常明智的图有圆形网图，矩形网图与正弦网图。由于矩形网图既能说明灯具的光强分布，所以目前投光灯具采用的等光强曲线图都是短网图。这里我们将不作绍。照明质量1.眩光：视野内有亮度极亮的物体或强烈的亮度对比，则可引起不舒适或造成视觉降低的现象，称为眩光。眩光可分成失能眩光与不舒适眩光。凡是降低人眼视力的眩光称
22、为失能眩光，凡使人产生不快之感称为不舒适眩光。眩光是影响照明质量的重要因素之一。（1） 光产生的原因：超眩光的生理原因主要有以下几点：A由于高亮度的刺激，使瞳孔缩小；B由于角膜式晶体状等眼内组织产生散射，在眼内形成光幕；C由于视网膜受高亮度的刺激，使适应状态破坏；具产生眩光的主要因素：A光源的亮底（亮度越高，眩光越显著）；B光源的位置（越接近视线，眩光越显著）；C光源外观大小与数量（表面面积越大，光源数目越多，眩光越显著）；D周围的环境（环境亮底越暗，眼睛的适应亮底很低，眩光也就显著）。（2） 控制不舒适眩光：在教育、办公室、体育馆处，必须严格控制眩光，否则会明显地影响人们的学习，工作接限制光
23、源的亮度或采用透光的材料减弱眩光；用灯具的保护角控制眩光；控制照明度的稳定性；控制照明对象和邻近表面的亮度的比值；消除光源的频闪效果。2.照度作为基本的决定因素，一个适当平面上的某个区域上的平均照度，是作为估计视觉作业实施所需求光量的常用定量标准。不同的国家、地区，由于受经济等各种条件的影响，即使是同样的环境其照度的量是不相同的；同时，不同的地点、环境、由于所从事的工作或人的不同照度的量也是不同的，下面我们介绍一些跟我们工作生活有关联的要求。推荐照度范围(CIE19.2)序号照度范围场所或活动类型120-30-50室外活动场所及工作场所。如：走廊、贮藏室、楼梯间、治疗室、咖啡厅、站前广场等。2
24、30-100-150流通场所，短程旅行的方向定位。如电梯前室、客房服务台、酒巴柜台、室内菜市场、营业厅，值班室、邮电、游艺厅、剧场、进站大厅、问询处、诊室、商场通道区等。3100-150-200非连续使用的工作场所。办公室、接待室、客房写字台、商店货架、柜台、小卖部、厨房、售票房、排演厅、检票处、手术室、放射室、广播室、总机室、电教室、保龄球馆、理发店等等。4200-300-500简单视觉要求的作业。如阅览室、设计室、打字室、橱窗、陈列柜、美容、烹调、体育运动的训练场、玻璃石器金属品展览厅、保龄球、排球、羽毛球、武术等比赛场等等。5300-500-700中等视觉要求的作业。体操、网球、篮球比赛
25、场、游泳、跳水比赛场、绘图室、印刷、机房、木材机械加工、一般精细作业、粗加工、机床区、电修车间等。6500-750-1000较强视觉要求的作业。乒乓球、围椹、象棋等比赛场、金属精加工、机电装配车间的小件装配、电修车间（精密）、打字室、抛光车间等等。7750-1000-1500较难视觉要求的作业。8100-1500-2000特殊视觉要求的作业。92000以上进行很精确的视觉作业。照度的分布与亮度分布的要求：照度分布与亮度分布主要包括三个方面：（1） 工作面上的照度分布要求均匀。为使工作面照度处于比较均匀的状态，要求做到：A、局部照明与一般照明共用时，工作面上一般照明值宜为总照度值的1/31/5，
26、且不宜低于50Lx（CIE要求），局部工作面的照度最好不大于平均值的25%）B、一般照明中的最小照度与平均照度之比规定在职0.7以上。（2） 室内各表面要有适当的亮度分布与照度分布。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反射比选择适当，照度的分配也应与之相配合。由于人的视线不是固定的，经常由此及彼，如果室内亮度分布变化过大，就会引起视觉器官的疲劳和不快感。但是，在以气氛照明为主的环境，有时却需要用变化亮度的方法来改变室内单调的气氛。如会议室照度与周围相差很大，反而会形成中尽感的效果等等。（3） 光面的亮度。高亮度的发光面会引起眩光，造成人们的不舒适感。但是高亮度光源又会给人们的心情带来刺激。在照明中采用较多的透明灯泡，会给人带来辉煌的陶醉感，产生兴奋与激情。因此要根据不同的场合确定发光面亮度。亮度对比最大值（美国IES）办公室车间工作对象与其相邻的周围之间（如书或机器与其周围之间）3：13：1工作对象与其离开较远之间（如书与地面、机器与墙面之间）5：110：1灯具或窗与其附近周围之间20：1在视野中的任何位置40：1室内反射率推荐值（美国IES）反射率推荐值（%）反射率推荐值（%）顶棚8090机器、设备、工作桌（台）2545墙壁（平均值）4060地面2040工作房间表面反射比与照度比表面名称反射比照度比顶棚0.70.80.250.9墙面隔断0.
