双光办公照明系统.ppt

关于采用双光办公照明的可行性报告 1办公照明发展概况 n 1884年美国爱迪生和英国斯旺分别发明并合 作生产的电灯泡（白炽灯）迅速替代煤气灯，走 进千家万户。白炽灯发出的暖色光来自钨灯丝的 热辐射，只有5-10%的电能转变成光。它的使用寿 命约为1000工作小时。 n 1939年荧光灯问世。由于发光效率比电灯泡高 10倍，使用寿命长，它在短短的时间内就替代白 炽灯，在写字楼、商场和学校中得到广泛的应用 。荧光灯是一种气体放电灯。灯管工作时通过镇 流器供电，灯管内的低压汞蒸气通电后发出紫外 线，激发管壁的磷层发出可见光。可见光经过透 明的管壁射向周围，使灯管发亮。支持和包容灯 管的灯具控制和影响灯管光线的发散和投向，照 亮环境或事物，形成照明。 n本文所讨论的办公照明，特指对办公工作台面、 电脑屏幕及周围环境的照明，还涉及办公照明灯 具的研究发展、批量生产及应用。 n经过生产实践和专业分工，目前全球荧光灯管、 荧光灯镇流器和荧光灯具的研发和生产已形成三 大行业，其中包括： n荧光灯管 n品牌主要为美国通用电气（GE）、德国欧司朗（ OSRAM）和荷兰飞利浦（PHILIPS）。 n国际上大量生产的荧光灯管已发展到直径仅16mm ，尺寸紧凑，发光效率高达90流明（Im）/W，光 色（日光、中性光和暖光）可选，使用寿命8000 工作小时以上，是白炽灯的8倍。国产荧光灯管在 发光效率、光衰和使用寿命上与国际水平相比， 存在一定的差距。 n荧光灯镇流器 n品牌主要为德国欧司朗（OSRAM）、美国摩托罗拉（ MOTOROLA）、荷兰飞利浦（PHILIPS）。 n国际上大量生产的荧光灯镇流器分磁感应式和电子式两种 ，其中电子镇流器以其工作频率约40KHz，不带启辉器， 可调光，功率达到60W等优异特性，彻底解决了传统磁感 应式镇流器因工作频率50Hz,以及使用启辉器带来的一系 列问题，例如荧光灯管启动闪烁，低温启动困难，灯管两 端易发黑，照明时有“频闪”现象，寿命短，镇流器有交 流噪音等等。 n电子镇流器的发明和应用实现了荧光灯的超宁静，长寿命 ，高稳定运行。可调光电子镇流器更使荧光照明的个性化 调节、自动控制、高效节能成为可能。但是国际上荧光灯 电子镇流器的谐波总量、可靠性等还存在一定的问题。 n国产电子镇流器只有40W以下的品种，可靠性差，不能调 光。与国际水平相比，差距较大。 n荧光灯具 n品牌主要为英国索恩（THORN）、荷兰飞利 浦（PHILIPS）、德国威明（WALDMANN）、 意大利阿特米德（ARTEMIDE）等。 n国际上大量生产的荧光灯具主要分天花吸 顶格栅灯具和“双光”（环境光和工作光 ）灯具二大类。前者结构简单，价格便宜 ，应用广泛。后者在电脑应用之后出现， 因其符合人类工程学要求，灯光无眩目， 深受电脑工作人员，特别是政府机关、银 行和大小企业办公人员的欢迎，国际上正 在迅速推广普及。详见图1和图2。 图1：直接光办公照明 图2：双光办公照明 2.传统办公照明存在的问题 n随着电脑推广和普及，大量的办公文案工作从工作台面转 向发光屏幕。也就是说，办公工作方式从单一的处于水平 面上的纸面读写转向垂直平面上的发光屏幕读写，或者二 者兼顾。据统计，电脑办公人员每天用眼睛来回扫阅文件 、键盘和屏幕的次数超过1万次。办公读写方式的这一重 大改变，很快暴露出传统的天花吸顶荧光照明方式存在的 问题，具体如下： n（1）灯具数量不足时，工作台面照度低，电脑屏幕读写 清晰方便，但纸面读写困难。 n（2）灯具数量较多时，工作台面照度高，纸面读写清晰 方便，但电脑屏幕的对比度变坏，读写困难。 （3）在开敞办公室里，伴随着大面积照明，还会同时发生直 接眩目和反射眩目现象，如图3所示。 图3：办公室发生眩目示意图 图4：直接眩目示意图 图5：反射眩目示意图 n如图4所示，直接眩目来自天花吸顶荧光灯。因为 光源暴露，从灯管发出的直射光线不可避免地进 入眼睛，加上人眼自然地趋光性，使办公人员不 断地受到刺激，精神不集中，工作质量和效率下 降。如图5所示，反射眩目来自电脑屏幕，它使屏 幕上的图象和文字变得难以辨认，同样使办公人 员的眼睛很快疲劳，造成工作出错和效率下降。 人类工程学的有关研究发现，长期眩目对办公人 员的影响表现为眼干、眼痛、头痛、易怒、易躁 、视力下降，身体健康受到损害。 n（4）开敞办公室里灯具总是在天花上均匀分布， 目的是给出均匀的照明。这种“一刀切”的照明 没有考虑个性化的用灯，也没有考虑利用自然光 。在使用中往往出现“一人办公，开灯一片”， 或是忘记关灯，办公室彻夜通明的用电浪费现象 。 n综上所述，传统的天花吸顶荧光照明方式不能解 决现代办公环境的眩目问题，会引发当前媒体报 导常常提到的电脑眼病，损害办公人员身心健康 。另外，天花吸顶荧光照明不能高效节能，也不 能满足办公照明个性化的要求，急待改进。 3.现代办公照明新概念 n（1）1972年，世界卫生组织对健康给出定义，即人们所 熟知的“不仅不生病，还要有完美的体质和心理状态”。 1980年开始，联邦德国劳动和社会事务部开始征集人工光 对健康影响的报告。经过对80个工业项目的调查，参与人 员达2000人，历时十多年。德国人类工程学专家柯克（ Ahmat E. Cakir）博士研究发现，在现代信息社会里，人 类90%的信息通过视力汲取。目前，尽管用生理学手段对 视力状况进行测定还有许多困难。但是，工作压力增加， 或是视觉环境的干扰和相互影响将对视觉器官产生特别的 损害眼疲劳或眼劳损， n通常还伴随着头痛、眼睛烧灼感、眼痛、景物浮 动、易流泪等，通常反映出照明条件不良。根据 当代专家的观点，这并不是指灯具的特性或采用 人工光源有问题，追根寻源是照明系统的配置不 当，引发视力问题，即不能满足视力完全正常的 人的需要。 n柯克博士在柏林人类工程学研究所研究发现，视 觉器官的劳损来自于讨厌的，要付出视力的工作 或眩目，这二个因素会引起器官内部紧张程度增 加。柯克博士指出，照明可以用“干扰感”和“愉悦 感”来评价。照明条件不同，就会影响可视性（例 如：对比度）和发生眩目（例如：直接眩目）。 n（2）标准规定 n欧共体指令性标准（EU Directive 90/270/EWG） 和德国工业标准（DIN5035）规定，自1996年12月 31日起，对欧共体国家内的办公照明进行评审，具 体如下： n所有的办公工作位置必须进行照明评审； n办公位置的照明评审必须以人类工程学做基础 ； n必须不断改进工作条件，纠正缺陷； n这个新的欧共体指令性标准对办公照明的要求如下 ： n创造办公人员活动和视力自然需求的，满意的 照明条件； n屏幕表面和周围环境必须要有足够的对比度； n必须避免有干扰的直接眩目，反射眩目和镜面 反射。 n（3）“双光”办公照明新概念 n根据人类工程学的要求，对办公室不同的工作 区域，必须提供不同的照明。图6所示的屏幕区 域需要的照度约为300lux。读写区域需要的照 度取决于工作台面的反射系数，约为500- 1500lux。 屏幕区域照度：约300lux 读写区域照度：5001500lux 图6：不同的办公工作区域对照度的要求 n“双光”是办公室屏幕区域所需要的环境光和工作台面所需要的工作光的 统称。图7是德国Waldmann双光办公照明的实例。 n环境光由向上反光灯产生。经天花反射和漫射在室内形成的环境光创造出 一种接近自然光的和睦氛围，使工作环境的光亮程度减低到足以消除直接 眩目的干扰和屏幕上的反射光，通过工作台灯灯头里配置的真空蒸铝带抛 物面的格栅，控制工作光发散，避免直接眩目的干扰。使用者可以随时调 节工作光，消除反射干扰。工作台灯配置有调节臂和弹簧平衡装置，可使 带反光罩的灯头停留在个人所需要的最佳位置。 图7：德国Waldmann双光办公照明实例 n 采用双光照明以后，电脑屏幕的照明和办 公人员的投诉发生明显变化，详见图8和图9。 直接光照明屏幕上有反射眩目 双光照明屏幕上无反射眩目 图8：电脑屏幕眩目对比 蓝色表示直接光办公照明 黄色表示双光办公照明 图9：采用双光办公照明前后投拆对比表 4.办公照明的最新发展 n 环境光照度可以随设置迅速变换，充分实现办公照明个性 化。 n 利用可调光荧光灯，使向上反光灯可以随机设定二种环 境光。较亮的环境光用于工作台面文件读写，较暗的环境光 用于屏幕读写，两种环境光可以通过手动开关迅速变换，使 环境光象工作光一样，实现个性化。 n 维持已设定的环境光照度不变，并高效节能。在向上反 光灯上加装光敏传感器，探测进入办公区域自然光的强弱， 用调光电路反方向自动调节向上反光荧光灯的发光强度，使 灯光和自然光相互补偿，既维持个性化的用光水平，即环境 光照度不变，又可高效节能。 n智能化环境光管理系统 n除了光敏传感器自动检测办公室内自然光的强弱并自动调节环境光亮度之 外，在向上反光灯上再加装动态传感器，它不但自动控制办公室人走关灯 ，在主人回来时不仅能自动开灯，而且开在已经预置的，经自动调节亮度 的水平上。动态传感器的自动开关节能加上光敏传感器自动调光节能，使 智能化向上反光灯的综合节电率达到70%！ n以内藏式向上反光灯为例，浅黄光表示灯光的分布,以光线传感器自动控制 ，见下图。 座位左边灯管的发光强度自动减弱，充分利用日光。 座位右边灯管的发光强度自动增强，保持工作台面的照度一致。 人体传感器自动控制 n 从左至右，人体在监测范围内存在时，灯 光持续不变。人体消失后，灯光自动减弱至最 低值或关灯。人体从新进入监测范围时，灯光 立即恢复原始水平。 n Legato P人体传感器的工作范围