照明基础知识之概念篇

照明基础知识之概念篇•照明•照明是以人们的生活、活动为目的对光的利用，从广义上讲，应包括对生命体、生物有作用的视觉与光信息、紫外线、可见光及红外线等各部分。光源•能够发光的发光体。光源按其发光原理可分为热辐射光源、气体放电光源、固体发光光源。•热辐射光源：•指当电流通过并加热安装在填充气体泡壳内的灯丝，其发光光谱类似于黑体辐射的一类光源。如白炽灯、玻璃反射灯、卤素灯等。•气体放电光源：•在适当的条件下，例如强电场、光辐射、粒子轰击和高温加热等，组成气体的分子可能发生电离，产生可自由移动的带电粒子，并在电场作用下形成电流。这种电流通过气体的现象称为气体放电，而这样的原理发光的光源称为气体放电光源。如荧光灯、紧凑型荧光灯、低压钠灯、高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯、霓虹灯、激光等。图（一）、荧光灯、白炽灯结构•C、固体发光光源：•指某种固体材料与电场相互作用而发光的现象。如无极感应灯、微波硫灯、发光二极管LED等。•灯具：灯具是一种产生、控制和分配光的器件。在灯具的设计及应用当中，最为强调的是灯具的控光部件，主要由反射器等组成。灯具包括：光学系统(反射器、透镜、格栅等)，电气附件(镇流器、启动器等)，机械结构件(灯座、外壳、支架、调节调焦机构、防减震器等等)•视觉•A、明视觉：•眼睛适应于至少为几坎德拉每平方米亮度时的视觉。明视觉主要由锥状细胞来调节。L3.5cd/m²（坎德拉/米²）•B、暗视觉：•调节眼睛以适应几百分之一坎德拉每平方米的亮度水平时的视觉情况。在这种情况下，杆状细胞被认为是主要的活跃成分。L0.035cd/m²（（坎德拉/米²）•光的定义•光是我们通过视觉与外界交流的媒介。如果没有光，我们将无法感知客观世界的一切。光是一种能量，这种能量能从一种物体传播到另外一种物体表面。其传播的形式是以直线方式进行传播。光可分为可见光和不可见光。人眼能够识别的电磁波谱，即波长为380-780nm之间的为可见光。除了可见光以外的电磁波谱我们称为不可见光，如紫外线和红外线。图(二)、光的成份•光通量•光源在单位时间内发出的光线称为光源的光通量，用φ表示，单位名称：lm（流明）。•光强•光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的光强度，用I表示。I=特定角度的光通量Ф÷特定角度Ω（cd/㎡）•亮度•发光体在某特定方向上单位立体角单位面积内的光通量。用L表示。L=I/S（cd/㎡），坎德拉/米²，又叫辉度。照度：•单位面积上受到的光通量，用E表示。勒克司(Lx)••E=dФ/dS(Lm/m²)••E=I/R²（R=光源到被照平面的距离）图（三）、亮度、照度关系•色温当某一种光源（热辐射光源）发出的光颜色与某一温度下的完全辐射体（黑体）的产生的光颜色，完全相同时，完全辐射体（黑体）的温度，简称色温（K）。色温是用来描述某发光体发出光线颜色的一个参数。•显色性指的是某照明光源对物体色表（该物体本身颜色或质感）的影响，该影响是由于观察者有意识或无意识地将它与参比光源（太阳光）下的色表相比较产生的一种参数称光源的显色性。•显色指数：•用来准确描述光源显色性的一种参数，用Ra表示。发光体（太阳光）的显色性Ra=100(即任何物体•在太阳光的照射下，该物体具有最真实的颜色或质感)。显色性好（Ra70）显色性差(Ra65)图（四）、不同光源显色性的效果对比•灯具效率在相同使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比，也称灯具的光输出比。•利用系数•指某工作面上所接受到的直射与多次反射后到达工作面上的总光通量与裸光源时所发出的额定总光通量之比值，用CU表示。•维护系数照明装置在使用一定周期后，在规定表面的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比，用K表示。•光效•单位功率上的光通量。符号η，单位名称：lm/w。•眩光•由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适的感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象。用UGR表示。A、眩光产生的因素：•光源本身的亮度灯具反射面的亮度光源的大小周围环境•的背景亮度•B、眩光的分类根据影响的程度，可将眩光分•为：不舒适眩光、失能眩光、•失明眩光。根据眩光产生的方式，可分为：直接眩光、反射•眩光、光幕反射•图（五）、眩光的产生方式、种类•配光曲线：配光曲线是用来描述某灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况或状态。它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。A、配光曲线的分类：配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。图（六）、配光的种类光束角具的光束角主要是反映经灯具反光罩反射后发出光斑的最大范围，一般是同一平面上配光垂直中心光强的最大光强1/2处与二方向间的夹角，如图所示：图（七）、光束角定义•配光按照其光束角度通常可分为：窄配光（20°）中配光（20°40°）宽配光（40°）当然，对于配光的光束定义其实也没有严格的定义，各个厂家的对宽、中、窄的定义也略有不同。••灯具最大允许距高比（S/H）：•指灯具安装间距S与灯具安装高度之比的最大允许值。图（八）、距离比定义•功率密度•单位面积上的照明安装功率（包括光源、镇流器或变压器），单位为瓦特每平方米（），LPD=安装功率/面积。•影响LPD的因素有五个：•n照明光源的光效•n照明灯具的效率•n合理的照度标准•n照明光源的电气附件性能•n合理的照明方式•光源的寿命•光源的寿命分全寿命、有效寿命和平均寿命。•全寿命指光源从开始点燃到不能再启动的时间总和。•有效寿命是指光源的总光通量下降到初始值的70%时的总共点燃时间；•平均寿命是一批灯在额定电源电压和实验室条件下点燃，且每启动一次至少点燃10h，至少有50%的实验灯能继续点燃时累计点燃小时。•照度计算公式：•A、室内工作面上的平均照度Eave=Ø.N.U.K/A•其中：•Eave——工作面上的平均照度•Ø——每个灯具的光源的光通量•N——房间灯具数•K——灯具维护系数•U——利用系数•A——房间的面积•B、道路照明平均路面照度Eave=Ø.N.U.K/(W.S)•其中：•Eave——工作面上的平均照度•Ø——每个灯具的光源的光通量•N——灯具数量•K——灯具维护系数•U——利用系数•W——道路宽度•S——灯杆间距