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1、照明知识知识简介 关闭手机或调至震动；若接听电话请到室外；请保持课堂安静；端正态度，保持积极心态。w手机静音安全通道课课 程程 目录目录光的基本概念和度量配光曲线简介光源的分类及原理14灯具安装注意事项灯具接线及控制回路第一章 光的基本概念和度量第一节 什么是光 光是能量的一种存在形式，可以通过电磁辐射方式从一个物体传到另一个物体，光的本质是一种电磁波（电磁辐射）。波长在380780nm的电磁波，作用于人的视觉器官能产生视觉，这部分电磁波叫可见光。不同波长的可见光在视觉上会形成不同的颜色，只含一种波长成分的可见光称单色光，可见光分成：红、橙、黄、绿、青、兰、紫等七种单色光。紫光左边是紫外区，红
2、光右边是红外区。由于它们也能够有效地转换成可见光，而将它们一同称为光。电磁波光谱第二节 光源主要技术指标光效光谱色温显色性寿命光效光效（lm/W），电光源每消耗1瓦功率所发出的流明数。光效是衡量电光源性能优劣的重要指标，光效越高越好。电光源的普遍发光效率都是不高的，这是因为输入光源的电功率不能全部转化为电磁辐射通量，而电磁辐射通量中又只有一部分落在可见光区的缘故。光谱 光谱表示光源发出可见光线的每个波长或波段的辐射能量多少的分布特征，是光源颜色特征的表示方法。色温 将一标准黑体加热(如白炽灯中的钨丝)，随着温度升高黑体的颜色开始沿着深红-浅红-橙-黄-白-蓝逐渐改变，当某光源发出的光的颜色与标
3、准黑体处于某温度的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温，以绝对温度K来表示。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。色温 色温是衡量一种光源“有多么热”或者“有多么冷”的指标，是表示一种光源“白得程度”、“黄得程度”或者“蓝得程度”的指标。暖色5000K。实例：白炽灯的光色是暖白色，其色温为2700K；日光色荧光灯的色温为6000K；蜡烛光的色温为2200K；日光的色温为5500K。万里无云的蓝天2500027000荧光灯光线 45006500钨丝灯光线 25003200标准烛光 18001930晴天平均直射光 5400阴天和多云天空光 65007000
4、(不同色温空间效果)图例说明：色温低色温高K值(色温)越低，光色越偏红。K值(色温)越高，光色越偏蓝。绿色的线条内是基本上让人感觉心情舒畅的范围。（只从色温和照度的视点）色温与照度配合效果显色性 光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色再现较差，我们所见到的颜色偏差也较大。显色的程度用显色指数（Ra）表示。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100，不同光源的显色指数不同，如：高压钠灯的显色指数为Ra=23，荧光灯管显色指数Ra=60-90。显色指数越接近100，显色性就越好。不同光源的
5、显色性 光源一般显色指数类别 显色类别一般显色指数范围适用场所举例IARa90颜色匹配、颜色检验等B90Ra80印刷、食品分检、油漆、店铺、饭店等80Ra60机电装配、表面处理、控制室、办公室、百货等60Ra40机械加工、热处理、铸造等 40Ra20仓库、大件金属库等 光源的显色指数与照度一起决定环境的视觉清晰度。研究表明，在照度和显色指数之间存在一种平衡关系：如果用显色指数Ra90的灯照明办公室，就其外观的满意程度来说，要比用显色指数低的灯（Ra60）照明的办公室效果好，并且照度值可降低25%以上。应该尽可能选用有最佳显色指数和发光效率高的光源，以便以最小的能量费用获得良好的视觉外观效果。显
6、色性与照度第三节 光的度量及其单位光通量光强照度亮度光通量（luminous flux）：光源在单位时间内，向周围空间辐射出的使人产生光感的能量,用符号表示，其单位为流明（lm）。光通量的实质是用眼睛来衡量光的辐射通量，与光辐射的强度及其波长有关。光通量=光效X功率光通量光强光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量，称 为 光 源 在 该 方 向 上 的 发 光 强 度（l u m i n o u s intensity），用符号I表示，单位为坎德拉（cd），简称光强。光强是反映电光源发光强弱程度的物理量。对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，其各个方向的发光强度相同，其值为：I=/式中 为
7、光源在立体角内所辐射的总光通量；为空间立体角,S为相对应的球面积，r为球半径。照度照度（illuminance）是表征被照面上光强弱的物理量，用受照物体单位面积上的光通量表示。照度的符号为E，单位是勒克斯（lx）。如果光通量均匀地投射到面积为S的表面上，则该表面的照度为：E=/S亮度 发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为亮度（luminace），用符号L表示，单位为cd/m2。左图所示发光体在视线方向的亮度为:SISISILcoscos光通量、光强、照度、亮度示意图：在视野范围内有亮度极高的物体，或亮度对比过大，或空间和时间上存在极端的对比，就可引起不舒适的视觉，或造成视功能下降，或同时
8、产生这两种效应的现象，称为眩光。眩光是影响照明质量的最重要因素。第四节 眩光简介从眩光的作用来看可分直接眩光和反射眩光。直接眩光是在观察物体的方向或接近这一方向内存在发光体所引起的眩光；反射眩光是发光体的镜面反射，特别是在观察物体方向或接近这一方向出现镜面反射所引起的眩光。眩光按其效应又可分为失能眩光和不舒适眩光。失能眩光又称为生理眩光，这种眩光会妨碍对物体的视看效果，使视功能下降，但它不一定引起不舒适。不舒适眩光又称为心理眩光，这种眩光使人不舒适，但它不一定妨碍对物体的视觉功能效果。眩光(英国)标准分类眩光指数GI眩光标准分类10勉强感到有眩光16可以接受的眩光19眩光临界值22不舒适的眩光
9、28不能忍受的眩光(多数用在照明设计中用到)眩光限制等级表：眩光等级G眩光分类0 没眩光1不存在和轻微眩光之间2轻微眩光3厉害眩光4厉害和不能忍受眩光之间5不能忍受眩光对眩光程度的感觉，仅4种因素值得考虑（1）灯具亮度；（2）房间长度和灯具安装的高度（即距高比）；（3）由平均水平照度表示的视适应水平；（4）灯具种类，如灯具侧面是否发光等；(多数用在照明设计中用到)第二章第二章 光源分类及原理光源分类及原理 前言 人类社会自钻木取火以来，经历了制造和使用动物油灯、植物油灯、煤油灯到白炽灯、荧光灯、LED的漫长历史过程，可谓“一步一个脚印”。照明灯具是一种历史、是一种独特的文化，她蕴含人类的文明发
10、展史，凝聚着人类深厚的文化积淀和文化底蕴。当今的照明灯具要满足人们生活、生产和文化娱乐的要求，为人们提供一个最佳的视觉光照环境。钻木取火动植物油灯煤油灯LED照明灯气体放电灯荧光灯白炽灯第四代光源第一代光源第二代光源第三代光源普通白炽灯卤钨灯等荧光灯低压钠灯等高压汞灯金属卤化物灯高压钠灯高压氙灯等光源的分类高强气体放电灯低压气体放电灯LED灯无极灯等白炽发光灯不同光源所呈现色温显色指数分类 普通白炽灯靠电能将灯丝加热到白炽而发光。在灯丝发光的同时还产生大量的红外辐射和小量的紫外辐射，它们最终以热能的形式而损失掉。显然，要想提高白炽灯的光效，应选用高熔点材料做灯丝，并使之在尽可能高的温度下工作。
11、普通白炽灯光效：6.520lm/W色温：2,400K 2,700K 平均寿命：1000小时 显色指数：9599Ra功率范围：15W500W 普通白炽灯由钨丝、玻璃泡、灯头、支架、引线等几部分组成，内充氩、氮、或氩氮混合气体，通常的工作压力约为1.013x105Pa，而氩氮的比例由额定电压和灯丝温度而定，通常白炽灯使用氩气在86%98%之间。普通白炽灯灯泡有普泡、蘑菇泡、圆球泡、烛形泡、反射泡、节日泡和花生米灯泡等系列产品。普通白炽灯的光 效 较 低(约 为1217lm/W)，色温 较 低(一 般 为24002900K)，但显色性较高(显色指数Ra高达99100)。由于普通白炽灯把大量电能转化成
12、无用的热能，这不仅耗电，还会减少白炽灯的使用寿命。而且同样功率的节能灯比白炽灯亮很多。所以普通白炽灯正逐渐被淘汰。工作原理：当充入卤素物质的灯泡通电工作时，从灯丝蒸发出来的钨，与卤素化合，形成一种挥发性的卤钨化合物。卤钨化合物在灯泡中扩散运动，当扩散到较热的灯丝周围区域时，卤钨化合物分解成卤素和钨，释放出来的钨沉积在灯丝上，而卤素再继续扩散到其温度较低的灯泡壁区域与钨化合，形成卤钨循环。结构：卤钨灯是由钨丝、充入卤素的玻璃泡和灯头等构成。卤钨灯单端卤钨灯光效：1530lm/W色温：2,800K 3,300K 平均寿命：2000小时 显色指数：9599Ra功率范围：20W1000W 卤钨灯的分类
13、1按充入灯泡内的不同卤素可为碘钨灯和溴钨灯；2按灯泡外壳材料的不同可分为硬质玻璃卤钨灯、石英玻璃卤钨灯；3卤钨灯按工作电压的高低不同可分为市电卤钨灯（220V）和低电压型卤钨灯（6V、12V、24V）；4卤钨灯按灯头结构的不同可分为双端、单端卤钨灯；灯杯（MR16、MR11）灯珠PAR灯光源 由于卤钨灯灯丝细长又脆，卤钨灯使用时，要避免震动和撞击，也不宜作为移动照明灯具。卤钨灯不适用于低温场合。双端卤钨灯工作时，灯管应水平安装，其倾斜角度不得超过40，否则会缩短其使用寿命。卤钨灯的光效较高（约为1821lm/W），色温 较 低（一 般 为27003300K），显色性较高（显色指 数 R a 高
14、 达99100）。荧光灯与白炽灯的发光原理完全不同，荧光灯是一种低压气体放电灯。所谓气体放电就是指电流通过气体媒介时的放电现象。气体放电现象是非常普遍的，例如厦日雷雨时的闪电，使用电焊机时产生很强的光等都是气体放电现象。荧光灯是第二代光源，其优点是光效为白炽灯的4倍，寿命为白炽灯的23倍，光色好，是主要的一般照明光源。荧光灯光效：6080 lm/W色温：3000K、3500K、4000K、6500K显色：80 Ra平均寿命：10000h功率范围：18120W电极玻璃管惰性气体汞灯头插脚内部磷光层荧光灯内部结构工作原理：合上开关，电压全加在启辉器上产生辉光放电发热，双金属片膨胀接通阴极电路预热灯
15、丝，双金属片触点闭合后，辉光放电停止，触点分离，镇流器产生自感电动势，加在灯管的两端，灯管内发射大量的电子，使汞蒸汽电离而导电。汞蒸汽放电产生的紫外光激发荧光物质发出可见光。灯管启燃后电源电压加在灯管和镇流器上，灯管电压远小于电源电压，启辉器不再启辉。镇流器在灯管预热及启燃后起着限制工作电流稳定预热的作用。启辉器镇流器电压特性：电源电压的变化，会引起各种特性的变化。无论电压过高或过低，都会缩短灯的寿命，因为电源电压增高，使灯电流增大，灯管会黑化，寿命缩短；而电源电压降低，电极温度降低，灯不易启动，促使电极物质溅散，也使寿命缩短，所以要求电源电压的波动范围必须为额定值的6以内，同时灯用镇流器的选
16、择和匹配也非常重要。荧光灯发光原理荧光灯的光电特性灯管内水银蒸气的原子在放电时激发出253.7 nm紫外线。紫外辐射被管壁上的荧光粉（三基色粉）吸收，转变成可见光。转换效率和灯的颜色主要取决于荧光粉的种类和性质。荧光灯频繁启动会大大消耗阴极物质，从而使寿命降低。通常，荧光灯寿命是指每开一次点燃3h的总使用时间。连续工作时间越长，寿命越长，因此，在频繁开关灯具的场所不宜使用荧光灯。环境温度影响荧光灯的工作特性还取决于管内汞的蒸汽压，因此也受环境温度影响，当温度过低时，汞蒸汽压力下降，汞原子电离率下降，启动困难，同时紫外线的辐射减少。当环境温度过高，管内汞蒸气压力增高，紫外线反而减少，其他谱线增加。因此，环境温度过低和过高都会影响荧光灯的发光效率。荧光灯不宜用在户外。开关次数的影响高压汞灯 高压汞灯（HPMV）是最早开始使用的高强度放电灯，出现于20世纪30年代。工作原理是内部充有高压汞蒸气和氩气，放电管外面有一球形状的荧光炮壳，涂有荧光粉。通电放电管产生很强的可见光和紫外线，紫外线照射在荧光泡壳上，经转换发出大量可见光。高压汞灯可以分成两大类：标准型高压汞灯和自镇流型高压汞灯。由于高压汞
