照明知识•主讲:吕黎华基本内容•如何认识照明质量•灯具知识•照明基本术语•照度计算•电光源分类照明质量•适当的照度水平•舒适的亮度分布•宜人的光色和良好的显色性•没有眩光干扰•阴影照度水平•照度:选择适当照度时考虑的主要因素(1):视觉功效(2):视觉满意程度(3):经济水平和能源的有效利用•照度均匀度:(1):室内照明并非越均匀越好(2):工作面的最小照度与平均照度之比不应小于0.7照明质量-适当的照度水平CIE标准对不同区域或活动推荐的照度范围推荐照度范围(LX)区域或活动类型推荐照度范围(LX)区域或活动类型20-30-50室外交通区和工作区500-750-1000有相当费力的视觉要求的作业50-75-100交通区,简单地判别方位或短暂访视750-1000-1500有很困难的视觉要求的作业100-150-200非连续使用的工作房间1000-1500-2000有特殊视觉要求的作业200-300-500有简单视觉要求的作业>2000非常精细的视觉作业300-500-750有中等视觉要求的作业照明质量-适当的照度水平亮度分布•室内的亮度分布由照度分布和表面反射比决定。亮度分布不当会损害视觉功效,过大的亮度差别则产生眩光。•(1)作业区的亮度比与作业贴邻的环境亮度应低于作业亮度,但不小于1/3。•(2)统筹策划顶棚,墙和地面的反射比与照度比。•名词解释•亮度:是指从某一方向所看见的物体的光强。单位是cd/m。•反射比:指该表面反射光通量与入射光通量之比。•照度比:指该表面的照度与工作面照度之比。2照明质量-舒适的亮度分布光色和显色性•(1):光的表观颜色光的表观颜色的选择取决于光环境所要形成的气氛。•(2):光源显色性能光源显色性能取决于光谱能量分布,对有色物体的颜色外貌有显著影响。照明质量-光色和显色性光源的色表类别色表类别色表相关色温应用场所举例Ⅰ暖<3300客房,卧室Ⅱ中间3300∽5300办公室,阅览室Ⅲ冷>5300高照度水平,或白天需要补充自然光的房间。照明质量-光色和显色性各种照度下灯光色表给人的不同印象灯光色表照度(LX)暖<3300中间3300~5300冷>5300<500500~10001000~20002000~3000>3000舒适∶刺激∶不自然中性∶舒适∶刺激冷∶中性∶舒适照明质量-光色和显色性光源的显色指数显色指数分组一般显色指数(Ra)使用场所举例ⅠRa≥80客房,卧室,绘图室等辩色要求很高的场所Ⅱ60≤Ra<80办公室,休息室等辩色要求较高的场所Ⅲ40≤Ra<60行李房等辩色要求一般的场所ⅣRa<40库房等辩色要求不高的场所照明质量-光色和显色性眩光•(1)直接眩光•是由灯或灯具过高的亮度直接进入视野造成的。•眩光的效应取决:光源的亮度和大小;光源在视野内的位置;观察者的视线方向;照度水平;房间表面的反射比等。其中光源(灯或窗)的亮度是最重要的。•(2)反射眩光和光幕反射•是由光泽表面镜反射的高亮度造成的。在作业区以外的称反射眩光。在作业本身呈现的镜反射与漫反射重叠的现象成光幕反射。它使作业固有的亮度对比减弱,视觉功效降低。照明质量-眩光避免反射眩光和光幕反射的措施•正确安排照明光源和工作人员的相对位置,使视觉作业的每一部分都不处在,也不靠近任何光源同眼睛形成的镜面反射角内。•增加从侧面投射到视觉作业上的光亮。•选用发光面大,亮度低,宽配光,但在临界方向亮度锐减的灯具(如蝠翼型配光灯具)。•顶棚,墙和工作面尽量选用无光泽的浅色饰面,以减少反射的影响。照明质量-眩光阴影和造型立体感•照明光线的指向性不宜太强,以免阴影浓重;灯光不能过于漫射和均匀,以免缺乏亮度变化,使造型立体感平淡无奇。以下两个物理指标影响造型效果:•(1)垂直照度与水平照度之比(EV/EH):在主射线方向上要大于0.25,获得满意效果要达到0.4~0.5。•(2)平均柱面照度与水平面照度之比•0.3≤(EC/EH)≤3照明质量-阴影和造型立体感眼对象物•光通量,光强,照度,亮度之间的关系光源灯具光通量光强照度亮度照明术语光通量符号F单位lm(流明)•是指光的量(严格地说,是一秒钟间放射出光的总和)。符号为F,单位为lm(流明)。•光是一种微粒子流,同时也是一种电磁能量波。作为电磁波发射出的能量的量为放射通量,其中为人的眼睛所感受的量为光通量。从灯泡发出的光的总量称为全光通量。照明术语光强符号I单位Cd(坎德拉)•是指某一方向的光的量(强度),符号为I,单位为Cd(坎德拉)。光强即某一方向的单位立体角内所包含的光通量大小的单位。I=F/ωω立体角I光强F光通量照明术语照度符号E单位lx•是指被照平面射入的光通量。符号为E,单位为lx。一般来说照度多指水平面的照度。照度E=F/AF光通量A被照平面法线照度水平面照度垂直面照度天花板被照面壁照明术语亮度符号L单位Cd/m2•是指从某一方向所看见的物体的光强,符号为L,单位为Cd/m2。亮度可以通过向某方向发出的光强除以向某方面的正射影来算出。A面积θL亮度I光强亮度L=I/ACOSθ照明术语灯具的分类•根据使用的光源分类•根据灯具的安装方式分类•根据灯具的功能分类•①根据对水和异物的侵入的防护程度分类•②按防触电保护类型分类•③根据灯具的保护结构进行分类•④根据光学特性或功能进行分类灯具外壳防护等级分类•对灯具防尘防潮的防护等级分类由“IP”和随后的两个数字组成:•IP——对固体异物的防护等级对水的防护等级对固体异物的防护等级防护等级第一位特征数字简短说明含义0无防护没有特殊防护1防大于50mm的固体异物能防止人体某一大部分偶然或意外触及壳内带电部分或运动部件,不能防止有意识的接近。2防大于12mm的固体异物能防止直径大于12mm长度不大于80mm的固体异物进入壳内。3防大于2.5mm的固体异物能防止直径(厚度)大于25mm的固体异物进入壳内。4防大于1mm的固体异物能防止直径(厚度)大于1mm的固体异物进入壳内。5防尘不能完全防止尘埃进入,但进入量不能达到防碍设备正常运转。6尘密无尘埃进入对水的防护等级防护等级第二位特征数字简短说明含义0无防护没有专门防护1防滴滴水(垂直滴水)无有害影响215°防滴当外壳倾斜在15°以内时,垂直滴水无有害影响3防淋水当垂直成60°范围以内的淋水无有害影响4防溅水任何方向溅水无有害影响5防喷水任何方向喷水无有害影响6防猛烈海浪猛烈海浪或强烈喷水时,进入外壳的水量不致达到有害7防浸水在规定压力下浸入规定时间进入外壳的水量不致达到有害8防潜水影响能按制造厂的规定的条件长期潜水按防触电保护类型分类•0类灯具依靠基本绝缘作为防触电保护的灯具。这意味着灯具的易触及导电部件没有连接到设施的固定线路中的保护导线,万一基本绝缘失效,就只好依靠环境了。•Ⅰ类灯具灯具的防触电保护不仅依靠基本绝缘,而且还包括附加的安全措施,即把易触及导电部件连接到设施的固定线路中的保护导线上,使易触及导电部件在基本绝缘失效时不致带电。•Ⅱ类灯具防触电保护不仅依靠基本绝缘,而且还包括附加的安全措施,例如双重绝缘或加强绝缘,但没有接地或依赖安装条件的保护措施。•Ⅲ类灯具防触电保护依靠电源电压为安全特低电压(SELV),并且其中不会产生高于SELV的电压的一类灯具。标有符号的灯具•这类灯具由于元器件故障造成过高的温度不应使安装表面过热。•在灯具的热实验时,这类灯具安装在普通可燃材料表面上,表面的最高温度不超过130℃。•镇流器与安装表面应保持的最小距离:•10毫米•普通可燃材料:材料的引燃温度至少为200℃,并且在此温度时材料不致变形或强度变低。F照明器具的重点品质•基本性能•安全性能•施工性能•维护性能•运输性能照明器具的基本性能•一般使用环境:防湿,防尘,防虫•特殊使用环境:积雪,风雨,温度,•震动,变色•照明质量:光通量,配光,效率•调整性能:安装角度,安装尺寸•标准:GB照明器具的安全性能•安装部分强度:防止落下损伤•外部抗压强度:防止破坏伤害•防止误使用:错误接线,错误•安装,互换性•高温区域锐角部分照明器具的施工性•安装方法,尺寸,标准•连接方式,连接方法•电源接线,内部接线,接地方式•施工人员,施工强度•施工工具,防止误施工照明器具的维护性能及运输•维护性能:•操作性,互换性,更换•灯管,说明书,清洁,•注意事项•运输:•包装规格,耐压,耐热,•再包装电光源分类电光源固体光源气体光源场致发光灯半导体发光器件LED热辐射光源白炽灯卤钨灯辉光放电灯低压气体放电弧光放电灯氖灯霓虹灯高压气体放电荧光灯自镇流荧光灯低压汞、钠灯高压汞灯高压钠灯高压氙灯金属卤化物灯照明的计算配光曲线配光曲线是表示光源在何种方向上的光强的曲线,配光曲线图以1000lm为基准。例:40W荧光灯在垂直方向的光强100cdx3000lm/1000lm=300cd照度计算点光源照度计算公式:Il2cos∮E=I---光通量l---距离∮---与垂直线夹角平均照度计算公式:EAFUMN=ANFUME=E平均照度A房间面积F光通量U利用系数M维护率N灯具数量P光源平面A距离dEp=I/d2*cosyIhyyEhor=I/h2*cos3yp水平照度(Eh)——运动场表面是主要的观察对象——亮暗对于人眼适应非常重要水平照度光源高度hy1)Ever=I/h2*cos2ysinyα垂直照度(Ev)——观察物体的垂直面——决定CTV画面的质量——跟踪运动物体的空中飞行垂直照度配光曲线•配光曲线是表示从光源发出的光中在某方向的光强的指标。•配光曲线表示的光强是当光源的光通量为1000lm时的数值。因此可以根据光源的光通量来按比率计算出光强。100cd0°中心光强50cd90°•测光中心90°光强60°60°30°30°光强与照度•点光源时按左式可以通过光强(cd)计算出在什么距离可以获得多少照度(lx)。•某一点P的照度E是和光强I成正比,和光源到该点的距离L的平方成反比。•E=I/LLIEP1m2m3m1cd1lx1/4lx1/9lx光源2光源E:照度(lx)I:光强(cd)L:距离(m)配光曲线计算例•例:计算100w白炽灯下方1m,2m,3m处的照度。•解:•100w白炽灯的光通量1000lm•I=100cd×1600lm/1000lm•=160cd•E=I/L=160/1=160lx•=160/2=40lx•=160/3=18lx100cd0°配光曲线(光通量1000lm)30°30°2222L=1m2m3m160lx40lx18lxI利用系数法计算室内平均照度利用系数法计算平均照度的基本公式:E=NΦUK2AE——工作面上的平均照度Φ——光源光通量N——光源数量U——利用系数A——工作面面积K2——灯具的维护系数如何得到利用系数天井80%70%50%壁705030107050301070503010反射率床10%10%10%室指数利用系数(×0.01)0.65142363250423632484136320.86153474359524743585147431.06660555165595451625753501.257165615770656057686360571.57469656173686461716763612.07874706777737067757169662.58077747179767371777472703.08178767480787573787674724.0838179778280787680787775反射率:查表获得室指数:计算得到利用系数根据反射率和室型指数查表获得关于室型指数•室型指数就是反映房间的宽,深和光源的高度关系的指标。一般来说,天花板比较低,或房间的宽度,深度比较大的时候,室型指数会比较大。天花板比较高,或房间的宽度,深度比较小的时候,室型指数会比较小。室型指数(K2)=横(L1)×纵(L2)(横L1+纵L2)×高(H)平均照度计算例(1)在下列条件下,计算办公室所需灯具数,并设计照度.室内条件:尺寸:横10m,深20m,天花板高2.7m反射率:天花板50%,墙壁30%,