人因工程第4章照明环境

2020/4/18照明环境机械工业出版社工业工程系列教材人因工程第4章人因工程第四章照明环境2/59第4章照明环境4.1光的物理性质及度量4.2视觉特性4.3照明对作业的影响4.4工作场所照明4.5照明标准4.6照明环境的设计、改善和评价人因工程第四章照明环境3/594.1光的物理性质及度量光是一种电磁辐射波只含单一波长成分的光称为单色光，包含两种以上成分的光称为复合光。人因工程第四章照明环境4/594.1.2光的度量(1)光通量光通量是最基本的光度量，它可定义为单位时间内通过的光量，是用国际照明组织规定的标准人眼视觉特性（光谱光效率函数）来评价的辐射通量，单位为流明（lm）。利用光电管可测量光通量。人因工程第四章照明环境5/59(2)发光强度发光强度简称光强，是指光源发出并包含在给定方向上单位立体角内的光通量，常用来描述点光源的发光特性。光强与光通量之间的关系由下式表示：I人因工程第四章照明环境6/59（3）亮度指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向的平面上的投影面积之比，亮度的单位为坎[德拉]每平方米（cd/m2）cosSIL人因工程第四章照明环境7/59（4）照度照度是被照面单位面积上所接受的光通量，单位为勒克司（lx）SQE增加或减少点光源的光强度、改变受照物体与光源的距离、调整光源与受照体之间的夹角，均是改善受照物体表面照度的有效途径。人因工程第四章照明环境8/594.2视觉特性4.2.1明暗视觉与色彩视觉4.2.2明适应与暗适应4.2.3调节4.2.4视野人因工程第四章照明环境9/594.2.1明暗视觉与色彩视觉眼睛具有明暗视觉和色彩视觉。色彩视觉是明视觉过程，它产生于锥状细胞的红敏细胞、绿敏细胞和蓝敏细胞，大脑根据三种光敏细胞的光通量的比例决定人眼的色彩视觉。人因工程第四章照明环境10/594.2.2明适应与暗适应适应是视觉适应周围环境光线条件的能力。当外界光线亮度发生变化时，人眼的感受性也随之发生变化，这种感受性对刺激发生顺应性的变化叫做适应。适应分暗适应和明适应。人因工程第四章照明环境11/59暗适应与明适应过渡曲线用白色试标在短时间内达到能看清程度所需的最低亮度界限曲线，即引起人眼光感觉的最小亮度随暗适应时间而变化的曲线。暗适应曲线主要表示人眼视网膜上参加工作的视锥细胞与视杆细胞数量的转变过程，即转入工作的视杆细胞逐渐增加的过程。人因工程第四章照明环境12/59双眼静视野(a)垂直面内视野(b)水平面内视野人因工程第四章照明环境13/59正常人双眼的综合视野在垂直方向约为130°(视水平线上方60°，下方70°)，在水平方向约为180°(两眼内侧视野重合约60°，外侧各90°)，在垂直方向6°和水平方向8°范围内的物体，映像将落在视网膜的最敏感部分—黄斑上，而在垂直和水平方向均为1．5°范围内的物体，映像将落在黄斑中央—中央凹部分，映像落在黄斑上的物体，看得最为清晰，因此，该区域称为最优视野。双眼静视野人因工程第四章照明环境14/59色觉视野(a)垂直面内视野(b)水平面内视野不同颜色对人眼的刺激有所不同，所以视野也不同。图中给出垂直和水平方向的几种色觉视野范围，白色视野最大，其次为黄、蓝色，绿色视野最小。人因工程第四章照明环境15/59黑色背景上的色觉视野视野方向视野/（。）白色蓝色红色绿色从中心向外侧（水平方向）90806548从中心向内侧（水平方向）60503525从中心向下方（垂直方向）75604228从中心向上方（垂直方向）50402515人因工程第四章照明环境16/594.2.5视度（1）适当的亮度（2）物体的尺寸（3）物体和背景的亮度对比人因工程第四章照明环境17/594.3照明对作业的影响4.3.1照明与疲劳看书疲劳和照度:不同照度下，看书后眼睛疲劳程度可以通过眨眼次数的变化来说明人因工程第四章照明环境18/59照明与视觉疲劳照度/lx101001000最初及最后5min阅读眨眼次数35～6035～4636～39最后5min眨眼增多百分数71.531.48.3不同照度下，看书后眼睛疲劳程度可以通过眨眼次数的变化来说明人因工程第四章照明环境4.3.2照明与工作效率良好光环境的作用人因工程第四章照明环境20/59生产率、视疲劳与照度的关系图中为一精密加工车间，随着照度值由370lx逐渐增加，劳动生产率随之增长，视觉疲劳逐渐下降，这种趋势在1200lx以下很明显。人因工程第四章照明环境21/59被试人员对各种照度的满意程度图中为不同的被试人员对各种照度的满意程度，图中粗线为平均值。由图示可知，2000lx是较理想的照度，当照度提高到50001x时，因过分明亮导致满意程度下降。人因工程第四章照明环境22/594.3.3照明与事故事故数量与室内照度的关系图中所示为事故次数和季节的关系。由于11月、12月、1月的白天很短，工作场所人工照明时间增加，和天然光相比，人工照明的照度值较低，故在冬季内事故次数最高。人因工程第四章照明环境23/594.3.4照明与情绪照度/lx10020050010002000500010000人数/%111832201711对阅读照度的选择总之，改善工作环境的照明，可以改善视觉条件，节省工作时间；提高工作质量，减少废品；保护视力，减轻疲劳，提高工作效率；减少差错，避免或减少事故，有助于提高工作兴趣，改进工作环境。人因工程第四章照明环境24/594.4工作场所照明4.4.1照明方式（l）一般照明（2）局部照明（3）综合照明（4）特殊照明人因工程第四章照明环境25/59照明配光方式人因工程第四章照明环境26/594.4.2光源选择自然采光人工光源作补充照明人工照明人因工程第四章照明环境27/59各种光源的显色指数光源显色指数Ra光源显色指数Ra白色荧光灯66荧光水银灯44日光色荧光灯77金属卤化物灯65暖白色荧光灯59高显色金属卤化物灯92高显色荧光灯92高压钠灯29水银灯32氙灯94光源的显色性是指由光源所表现的物体色的性质。各种光源的平均显色指数如下表人因工程第四章照明环境28/594.4.3眩光及其防控措施防止和控制出现眩光的措施主要有：•限制光源亮度。•合理分布光源。•光线转为散射•对于反射眩光，通过变换光源的位置或工作面的位置，使反射光不处于视线内•适当提高环境亮度，减少亮度对比人因工程第四章照明环境29/59光源的相对位置对视效的影响眩光源对视效的影响程度与视线和光源的相对位置有关人因工程第四章照明环境30/594．4．4照度分布被照空间的照度应均匀或比较均匀，照度均匀的标志是：场内最大、最小照度分别与平均照度之差小于等于平均照度的1／3。人因工程第四章照明环境31/594.4.5亮度分布视野内的观察对象、工作面和周围环境之间最好的亮度比为5：2：1，最大允许亮度比为10：3：1。如果房间照度水平不高，例如不超过150～300lx时，视野内的亮度差别对视觉工作的影响比较小。人因工程第四章照明环境32/59室内亮度比最大允许值条件办公室、学校工厂观察对象与工作面之间（如书与桌子）3:15:1观察对象与周围环境之间10:120:1光源与背景之间20:140:1一般视野内各表面之间40:180:1人因工程第四章照明环境33/594．5照明标准照明标准是照明设计和管理的重要依据，我国于2019年12月开始施行《工业企业照明设计标准》GB50034-2019，本节将介绍国家标准以及推荐照明资料。人因工程第四章照明环境34/594.5.1国家照度标准照度标准值应按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分级。标准规定的照度值均为作业面或参考平面上的维持平均照度值。人因工程第四章照明环境35/594.5.2照明标准值推荐居住建筑的照度标准房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）Ra起居室一般活动0.75m水平面10080书写、阅读300*卧室一般活动0.75m水平面7580床头、阅读150*餐厅0.75m水平面15080厨房一般活动0.75m水平面10080操作台台面150*卫生间0.75m水平面10080人因工程第四章照明环境36/594.5.2照明标准值推荐公共场所照明标准值工业建筑的一般照明标准值公共建筑一般照明标准值人因工程第四章照明环境37/59公共场所照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）Ra门厅普通地面10060高档地面20080走廊、流动区域普通地面5060高档地面10080楼梯、平台普通地面3060高档地面7580自动扶梯地面15060厕所、盥洗室、浴室普通地面7560高档地面15080电梯前厅普通地面7560高档地面15080休息室地面10080储藏室、仓库地面10060车库停车间地面7560检修间地面20060人因工程第四章照明环境38/59工业建筑的一般照明标准值房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)Ra备注1通用房间或场所试验室一般0.75m水平面30080可另加局部照明精细0.75m水平面50080可另加局部照明检验一般0.75m水平面30080可另加局部照明精细，有颜色要求0.75m水平面75080可另加局部照明计量室、测量室0.75m水平面50080可另加局部照明变、配电站配电装置室0.75m水平面20060变压器室地面10020电源设备室，发电机室地面20060控制室一般控制室0.75m水平面30080主控制室0.75m水平面50080人因工程第四章照明环境39/59工业建筑的一般照明标准值电话站、网络中心0.75m水平面50080计算机站0.75m水平面50080防光幕反射动力站风机房、空调机房地面10060泵房地面10060冷冻站地面15060压缩空气站地面15060锅炉房、煤气站的操作层地面10060锅炉水位表照度不小于50lx仓库大库件（如钢坯、钢材、大成品、气瓶）1.0m水平面5020一般库件1.0m水平面10060精细库件（如工具、小零件）1.0m水平面20060货架垂直照度不小于50lx车辆加油站地面10060油表照度不小于50lx人因工程第四章照明环境40/59工业建筑的一般照明标准值2机、电工业机械加工粗加工0.75m水平面20060可另加局部照明一般加工公差≥0.1mm0.75m水平面30060应另加局部照明精密加工公差0.1mm0.75m水平面50060应另加局部照明机电、仪表装配大件0.75m水平面20080可另加局部照明一般件0.75m水平面30080可另加局部照明精密0.75m水平面50080应另加局部照明特精密0.75m水平面75080应另加局部照明电线、电缆制造0.75m水平面30060线圈绕制大线圈0.75m水平面30080中等线圈0.75m水平面50080可另加局部照明精细线圈0.75m水平面75080应另加局部照明人因工程第四章照明环境41/59工业建筑的一般照明标准值线圈浇注0.75m水平面30080焊接一般0.75m水平面20060精密0.75m水平面30060钣金0.75m水平面30060热处理0.75m水平面30060铸造溶化、浇铸地面至0.5m水平面20020造型地面至0.5m水平面30060精密铸造的制模、脱壳地面至0.5m水平面50060锻工地面至0.5m水平面20020电镀0.75m水平面30080人因工程第四章照明环境42/59工业建筑的一般照明标准值喷漆一般0.75m水平面30080精细0.75m水平面50080酸洗、腐蚀、清洗0.75m水平面30080抛光一般装饰性0.75m水平面30080防频闪精细0.75m水平面50080防频闪复合材料加工、铺叠、装饰0.75m水平面50080机电修理一般0.75m水平面20060可另加局部照明精密0.75m水平面30060可另加局部照明人因工程第四章照明环境43/59工业建筑的一般明标准值3电子工业电子元器件0.75m水平面50080应另加局部照明电子零