照明基础知识培训

照明基础知识培训国际产品中心第一章光度、色度基本概念及知识光是指辐射能的一部分，即具有刺激视觉器官特性的辐射能。从物理学的观点说，光是电磁波谱的一部分，波长范围在380-780nm（纳米）之间，这个范围在视觉上可能稍有些差异。任何物体发射或反射足够数量合适波长的辐射能，作用于人眼睛的感受器官，就可看见该物体。一般辐射能波谱的范围，可见光谱辐射能的波长即380-780nm之间，仅是辐射能中很小的一部分。在1666年，牛顿使一束自然光线通过棱镜，从而发现光束中包含组成彩虹的全部颜色。可见光谱的颜色实际上是连续光谱混合而成的。波长从380nm向780nm增加时，光的颜色从紫色开始，按蓝、绿、橙、红的顺序逐渐变化。如下图：第一节：光的度量及其单位一、光通量光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并能使人眼产生光感的能量，称为光通量。单位为流明（lm），用符号Φ表示。光通量（lm）=光效(lm/w)×功率(w)二、发光强度（光强）光源在空间某一方向上单位立体角内发射的光通量与该立方体角的比值，称为光源在这一方向上发光强度，简称光强，单位为坎德拉（cd），用符号I表示。三、照度照度是用来说明被照面（工作面）上被照射的程度，通常用其单位面积内所接受的光通量来表示，单位为勒克斯（lx）或流明每平方米（lm/m²），用符号E表示。2HIE当光源可近似为点光源时，可采用此近似计算方法（距离反比定律）。四、亮度亮度也是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表面亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m²），用符号L表示。亮度（cd/m²）≠照度（lm/m²）第二节：光源的色温及显色性一、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光源的色温，以绝对温度K来表示。如表所示：色温光色氛围5000K冷光色（偏蓝的白色）清冷的感觉3300K-5000K中间色（接近自然光色）无明显的视觉心里效果3300K暖光色（偏黄的白色）温暖的感觉色温较低的空间（3300K）色温较高的空间（5000K）二、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，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，各类光源的显色指数各有相同，如：高压钠灯的显色指数为Ra=23，高频无极灯显色指数Ra=70-80。显色指数越接近100，显色性就越好。如下图：不同显色指数下的物体所呈现出来的效果:自然的显示方法Ra=100效果显色Ra=50忠实地再现色彩显色类别一般显色指数范围使用场所举例ⅠARa≥90颜色匹配、颜色检验等B80≤Ra90印刷、食品分检、油漆、店铺、饭店等Ⅱ60≤Ra80机电装配、表面处理、控制室、办公室、百货等Ⅲ40≤Ra60机械加工、热处理、铸造等Ⅳ20≤Ra40仓库、大件金属库等三、颜色显色性和照度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：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，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采用适当的照度，以便以最小的能量费用获得良好的视觉外观效果。照度低、显色指数低的空间＝阴湿的空间印象。阴郁的空间印象。照度高、色温低的空间印象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）四、眩光评价方法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。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28不能忍受的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；第二章无极灯的性能及优势无极灯工作原理通过高频发生器与耦合器产生高频感应电磁场，激发泡体内的惰性气体（氪气与氩气），形成雪崩电离形式的等离子体，等离子体受激原子返回基态时辐射出254nm的紫外线，紫外线激发泡体内壁的荧光发粉而发出可见光。高频无极灯工作频率为2.65MHz(低频无极灯工作频率为230KHz)第一节：拓邦无极灯光源的性能光源功率供应商光效光通量显色指数功率因素55W宝石55-60lm/W3000-3500lm70Ra800.9885W宝石55-69lm/W4600-5500lm75Ra800.98-0.99135W宝石60lm/W左右8000-8100lm75Ra800.98165W宝石55-60lm/W8200-9500lm60Ra700.98-0.99目前，国内无极灯行业中高频无极灯光效基本在60lm/W-70lm/W左右，在照明行业内高频无极灯发光光效处于中等偏上的位置。高频无极灯从泡体进行提高光效的措施，会造成光源的不稳定，发生无法点亮的情况。并且，无极灯光源的点灯位置对光源参数的影响较大。下表为高频无极灯与其他类型光源的对比：光源类型光效功率因素平均寿命冷启动时间热启动时间显色性频闪无极灯700.92-0.9960000瞬时瞬时80无节能灯25-550.33-0.9550001-3S1-3S50-80很明显LED65-860.8550000-100000瞬时瞬时80无白炽灯8-141500-1000瞬时瞬时95不明显卤钨灯12-2111000-2000瞬时瞬时95不明显高压钠灯70-1200.448000-140004-8min10-15min40明显高压汞灯25-530.44-0.673500-60004-8min10-15min30-40明显金卤灯60-900.44-0.67100004-8min10-15min65明显第二节无极灯的优势一、长寿命无极灯最大的特点，是达到60000小时的超长寿命，这是传统光源无法实现的。而这一特点与无极灯的构造及发光原理密切相关。传统光源基本都需要使用电极，而电极的寿命成为了衡量光源寿命的标准。光源寿命长，首先保证了连续性的使用效果；其次，减少相当一部分的光源更换费用和灯具维护人工费用。二、高光效无极灯的光效目前能够达到70lm/w，仅次于高压钠灯与金卤灯，这是无极灯能够广泛适用的前提。高光效代表光源的发光能力的强弱，无极灯的光效较传统白炽灯、节能灯、高压汞灯等光源要高很多，在取代这些传统光源时，可以采用较低功率的无极灯即可达到原有照明的效果，这里体现出了无极灯节能的价值。无极灯的光效较高压钠灯与金卤灯低，在替换此类产品时，我们同时需要考虑到实际使用区域的照明标准要求及客户照明需求，在满足照明要求的前提下，为客户提供最合适的光源功率，实现节能价值。三、高显色性和色温可任意选择无极灯显色指数Ra一般在70-80左右，属于显色性佳的照明光源。色温在2700-6500K范围内可任意选择。好的照明环境，包括两点：1、满足区域内照度值需求；2、反映物体真实色彩程度。单方面提高照度值或显色指数，都不能实现改善照明环境的目的。除特定区域外，一般照明场所使用冷光白色的光源较多（色温5000K），而白光给人明亮、清晰的感觉，较暖光色（色温3000K）能提供更清晰的照明环境。无极灯色温范围宽，目的是为客户提供更多的色温选择，因为在某些场所（餐厅、服饰店等）需要营造温暖、和谐的氛围，暖光色光源更为适用。图片表示两种不同光源的实际照明效果：1、高压钠灯色温低、显色指数低2、无极灯色温高、显色指数高对比可以看出，冷白光色、高显色性的光源，照明效果更清晰、更真实。在道路照明中，更有利于为驾驶员提供好的夜间行驶环境，减少交通事故率。四、高功率因素无极灯功率因素达0.98-0.99，无功功耗低，较高压钠灯、金卤灯及汞灯功率因素高出许多。提倡节能环保，无极灯的节能在这一方面有卓越的体现。例如，150W高压钠灯与165W无极灯功耗对比：150W高压钠灯功率因素为0.44，点灯实际功耗为：P=150W÷0.44=340W165W无极灯功率因素为0.99，点灯实际功耗为：P=165W÷0.99=167W五、瞬时启动特性无极灯在任何时间内可瞬时启动，这增强了灯具的实用性。高压钠灯和金卤灯等传统光源热启动和冷启动均需一段时间才能完全点亮，这使得灯具的实用性存在了一定限制。例如：某场所使用高压钠灯提供照明，正常使用时照度值为300lx，某一时刻发生停电事故（停电30s）后，区域内照度值变化如下图：正常使用时照度值为300lx发生停电事故，所有灯具熄灭，照度值为0lx电力瞬时恢复后，照明灯具需10min左右才能恢复30015001020六、无频闪无极灯工作频率高（高频2.65MHz、低频230KHz），光源无闪烁现象，长时间操作，人眼不会发生因频闪造成的疲劳。宏源生产视频中频闪对比，明显可以看出无极灯无频闪的特性。第三章配光曲线配光曲线定义：光强分布指灯具的光通量在三维空间的分布情况。在空间各平面上，光强分布呈现一条曲线的形状，这条曲线又被称为配光曲线。配光曲线意义及表示方法：配光曲线是衡量照明灯具光学特性的重要指标，是进行照度计算和决定照明器具布置方案的重要依据。表示这条曲线的方法有极坐标和线坐标两种方式。极坐标表示方法线坐标表示方法侧面视图方向顶部视图方向90°平面270°平面0°平面180°平面一般照明灯具使用极坐标表示光强分布，为了比较不同照明器的配光特性，一般设计手册或产品样本中给出的是相对配光曲线，即将光源化成1000lm光通量的假设光源来绘制光强分布曲线，当实际光源不是1000lm时，可用下式换算：'1000IIS换算后θ方向上的光强值实际配用光源的光通量照明器在θ方向上的实际光强值第四章无极灯产品推广中常见的问题解答提问：无极灯光效没有高压钠灯高，如何体现节能？回答：1、无极灯功率因素（0.99）高于高压钠灯（0.44），无功功率损耗小，体现节能价值。这是针对国家节能降耗而言。2、提供合理照明优化设计，在保证照明效果符合标准前提下，节约能耗，体现节能价值。这是针对客户节能降耗而言。提问：道路照明中，道路无极灯的优势是什么？回答：1、传统道路照明多采用高压钠灯，因钠灯的色温和显色指数偏低，整体照明效果不佳。无极灯能够提供明亮、真实的道路照明环境，提高了驾驶员夜间行驶时的视觉分辨能力，有效降低交通事故率。2、无极灯功率因素高，无功功率损耗小，体现节能价值。3、目前道路照明普遍存在“过照明”的情况，即道路照明高于国家道路照明标准需求，存在能源浪费，通过合理照明设计，可实现能耗节约。提问：无极灯光效达70lm/w，是否代表整灯也符合该数值？回答：1、不仅是无极灯光源，目前行业内对光效的定义，均是针对光源部分定义的。2、各类灯具均有一个灯具的利用效率，该数值与灯具反光器的材质、反光器的配光设计、灯具的类型等都有关系，一般而