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1 主要内容 主要内容 绪论绪论 第一章第一章光和光度量光和光度量 一 一 光的基本概念光的基本概念 二 二 常用的光度量常用的光度量 三 三 材料的光学性质材料的光学性质 第二章第二章 光与视觉光与视觉 一 一 视觉特性视觉特性 二 二 视觉功效视觉功效 第三章第三章 颜色颜色 一 一 颜色视觉颜色视觉 二 二 光源的显色性光源的显色性 第四章第四章 照明电光源照明电光源 一 一 概述概述 二 二 白炽灯白炽灯 三 三 卤钨灯卤钨灯 四 四 荧光灯荧光灯 五 五 新光源新光源 第五章第五章 照明灯具照明灯具 一 一 灯具特性 分类灯具特性 分类 二 二 灯具选用灯具选用 第六章第六章 照明光照设计照明光照设计 一 一 照明方式与种类照明方式与种类 二 二 灯具布置灯具布置 三 三 办公室照明办公室照明 四 四 住宅照明住宅照明 五 五 商业照明商业照明 六 六 旅馆照明旅馆照明 第七章第七章 电的基本知识电的基本知识 一 一 交流电的基本概念交流电的基本概念 二 二 供配电的基本概念供配电的基本概念 2 第八章第八章 室外环境照明室外环境照明 一 一 概述概述 二 二 城市夜景照明城市夜景照明 三 三 投 泛 光照明投 泛 光照明 四 四 室外装饰照明室外装饰照明 第九章第九章 照明电气设计照明电气设计 一 一 照明供电照明供电 二 二 导线选择与敷设导线选择与敷设 三 三 照明装置的电气安全照明装置的电气安全 四 四 照明供配电系统图照明供配电系统图 五 五 照明平面布置图照明平面布置图 概述 概述 一 一 光光 1 光 光 光是一种能量 是照明设计最主要的部分 光能借助辐射方式传送 即能产生视觉的辐射能光是一种能量 是照明设计最主要的部分 光能借助辐射方式传送 即能产生视觉的辐射能 光也可穿透所有种类的透明物质 并可在真空中传递而无须依靠任何介质 自然光源为太阳光也可穿透所有种类的透明物质 并可在真空中传递而无须依靠任何介质 自然光源为太阳 光或月光或闪电等 人工光源主要为白炽灯以及气体放电灯 白炽灯是加热灯丝至光或月光或闪电等 人工光源主要为白炽灯以及气体放电灯 白炽灯是加热灯丝至 600 而气体放电灯则是借激发电子撞击气体原子释放能量产生光辐射 而气体放电灯则是借激发电子撞击气体原子释放能量产生光辐射 2 辐射能谱与可见光 辐射能谱与可见光 根据不同的辐射能与频率排列所得到的图形称为辐射能波谱或电磁能波谱 它表明了各种不根据不同的辐射能与频率排列所得到的图形称为辐射能波谱或电磁能波谱 它表明了各种不 同辐射能波长范围之间的关系 同辐射能波长范围之间的关系 主要有 宇宙射线 波长最短 频率最高 主要有 宇宙射线 波长最短 频率最高 射线 射线 射线 紫外线 可见光 红外线 射线 紫外线 可见光 红外线 无线电波 电力传送 波长最长 频率最低 等电磁波 无线电波 电力传送 波长最长 频率最低 等电磁波 可见光位于辐射能谱的中央地带 而紫外线与红外线分别在其两侧 可见光部分波长在可见光位于辐射能谱的中央地带 而紫外线与红外线分别在其两侧 可见光部分波长在 380 780nm 我们之所以能看见周围事物全借此部分对人眼产生的视觉作用 我们之所以能看见周围事物全借此部分对人眼产生的视觉作用 1666 年 牛顿年 牛顿 使一束自然光通过棱镜 从而发现彩虹的全部颜色 可见光谱的颜色实际是连续光谱混合而使一束自然光通过棱镜 从而发现彩虹的全部颜色 可见光谱的颜色实际是连续光谱混合而 成的 可见光的波长不同 其颜色亦有成的 可见光的波长不同 其颜色亦有 3 不同 从不同 从 380 nm 向向 780 nm 增加时 光的颜色也从紫色开始 按兰 绿 黄 橙 红的顺增加时 光的颜色也从紫色开始 按兰 绿 黄 橙 红的顺 序逐渐变化 序逐渐变化 高高 频率频率 低低 紫紫 可可 红红 外外 见见 外外 线线 光光 线线 短短 波长波长 长长 380 780 nm 3 光谱光视效率 光谱光视效率 用来评价人眼对不同波长的灵敏度 它可以用图形表示 可说明对不同波长相关亮度的反应 用来评价人眼对不同波长的灵敏度 它可以用图形表示 可说明对不同波长相关亮度的反应 在明亮的环境中 人眼对波长为在明亮的环境中 人眼对波长为 555 nm 的黄绿光感受最灵敏 感觉最明亮 在暗视觉下 人眼的黄绿光感受最灵敏 感觉最明亮 在暗视觉下 人眼 尖峰敏感度转向波长较低的尖峰敏感度转向波长较低的 507 nm 左右的兰绿色光 此结果值得注意的是 在明视觉下看起来左右的兰绿色光 此结果值得注意的是 在明视觉下看起来 较亮的一个层面 可能在暗视觉下发现会显得较暗 反之亦然 此外 天色渐黑时 辨色力最先较亮的一个层面 可能在暗视觉下发现会显得较暗 反之亦然 此外 天色渐黑时 辨色力最先 丧失的是红色 早晨最先感应的则是兰色 丧失的是红色 早晨最先感应的则是兰色 明视曲线用于决定所有光源光谱能量分布曲线所代表的光通量 若以人眼对同瓦数的明视曲线用于决定所有光源光谱能量分布曲线所代表的光通量 若以人眼对同瓦数的 555 nm 与与 450 nm 的光所感受的光通量作比较 前者高于后者几乎达的光所感受的光通量作比较 前者高于后者几乎达 25 倍 这主要是因为人眼对倍 这主要是因为人眼对 450 nm 的波长不敏感 看起来较暗所致 在明视曲线上还可以看到光源无法产生光谱红及兰色的波长不敏感 看起来较暗所致 在明视曲线上还可以看到光源无法产生光谱红及兰色 区域的光 而作为优良的光源所具有的显色性 就应具有对颜色的真实表现 这就造成光源的显区域的光 而作为优良的光源所具有的显色性 就应具有对颜色的真实表现 这就造成光源的显 色性与光源的光视效率往往不能很好的兼顾的缘故 例如高压钠灯的光效较高 但其显色性却较色性与光源的光视效率往往不能很好的兼顾的缘故 例如高压钠灯的光效较高 但其显色性却较 差 差 二 常用光度量 二 常用光度量 1 光通量 是指单位时间内辐射能量的大小 它是根据人眼对光的感觉来评价的 我们称光源发 光通量 是指单位时间内辐射能量的大小 它是根据人眼对光的感觉来评价的 我们称光源发 出光的量为光通量 出光的量为光通量 光通量 单位光通量 单位 流明流明 lm lm 是发光强度为是发光强度为 1cd 的均匀光源在的均匀光源在 1 球面度 球面度 sr 内发出的光通量 内发出的光通量 如 如 100W 灯泡可产生灯泡可产生 1750 lm 40W 冷白色荧光灯可产生冷白色荧光灯可产生 3150 lm 的光通量 的光通量 2 发光强度 简称光度 指从光源一个立体角 发光强度 简称光度 指从光源一个立体角 sr 所发射出的光通量 单位为烛光 坎德 所发射出的光通量 单位为烛光 坎德 拉 拉 4 发光强度 发光强度 I 光通量光通量 立体角立体角 1 lm sr 1cd 1cd 12 57lm 3 照度 受照平面上接受光通量的密度 是用来表示被照面上光的强弱 照度 受照平面上接受光通量的密度 是用来表示被照面上光的强弱 照度 照度 E 光通量光通量 面积面积 E A E 的单位为的单位为 勒克斯勒克斯 lx A 面积面积 1 lx 1 lm m2 4 亮度 表征发光面或被照面反射光的发光强弱的物理量 亮度 表征发光面或被照面反射光的发光强弱的物理量 亮度 亮度 L 发光强度发光强度 面积面积 单位 坎德拉单位 坎德拉 平方米平方米 cd m2 几种发光体的亮度值几种发光体的亮度值 发光体发光体亮度 亮度 cd m2 发光体发光体亮度 亮度 cd m2 太阳表面太阳表面 晴天的天空晴天的天空 微阴的天空微阴的天空 电视屏幕电视屏幕 2 25 109 8000 5600 1700 3500 从月球表面观察地球从月球表面观察地球 充气白炽灯表面充气白炽灯表面 40W 荧光灯表面荧光灯表面 2500 1 4 107 5400 三 三 材料的光学性质 材料的光学性质 1 光的反射光的反射 1 镜反射 在光亮平滑的表面 光线的反射角恰等于其入射角 镜反射 在光亮平滑的表面 光线的反射角恰等于其入射角 2 定向扩散反射 又称为半镜反射 因反射表面的微小差异 使光线朝反射方向有些微扩定向扩散反射 又称为半镜反射 因反射表面的微小差异 使光线朝反射方向有些微扩 散 反射光的集光程度可引起某种程度的眩光及视觉干扰 散 反射光的集光程度可引起某种程度的眩光及视觉干扰 3 漫反射 即光离开一平面 而呈全方向的反射现象 可造成一般的柔和感 漫反射 即光离开一平面 而呈全方向的反射现象 可造成一般的柔和感 灯具常用反射材料的反射特性灯具常用反射材料的反射特性 反射板材料反射板材料反射率反射率 吸收率吸收率 特特 性性 镜反射镜反射 银银 铬铬 铝铝 不锈钢不锈钢 90 92 63 66 60 70 50 60 8 10 34 37 30 40 40 50 亮面或镜面材料亮面或镜面材料 光线入射角等于反射角光线入射角等于反射角 定向扩散反射定向扩散反射 铝铝 磨砂磨砂 毛丝面毛丝面 铝漆铝漆 铬铬 毛丝面毛丝面 亮面白漆亮面白漆 55 58 60 70 45 55 60 85 42 45 30 40 45 55 15 40 磨砂或毛丝面材料磨砂或毛丝面材料 光线朝反射方向扩散光线朝反射方向扩散 漫反射漫反射 白色塑胶白色塑胶 雾面白漆雾面白漆 90 92 70 90 8 10 10 30 具均匀亮度的雾面 使光线朝全方具均匀亮度的雾面 使光线朝全方 向反射向反射 5 2 光的透射光的透射 1 直接透射 通常可直接透射者为透明材质 因部分被透射物所吸收 投射光通常略弱于直接透射 通常可直接透射者为透明材质 因部分被透射物所吸收 投射光通常略弱于 入射光入射光 但其行进方向没有改变 几透射角等于入射角 但其行进方向没有改变 几透射角等于入射角 以至光源之影象清晰可见 以至光源之影象清晰可见 2 定向扩散透射 通常半透明材质具有此种特性 光穿透后略有扩散 但其光束方向仍大定向扩散透射 通常半透明材质具有此种特性 光穿透后略有扩散 但其光束方向仍大 体位维持一定 光源亦隐约可见 体位维持一定 光源亦隐约可见 3 漫透射 透射光朝各方向散开 且其光束的整体已不可辨 亦使光源影象模糊 漫透射 透射光朝各方向散开 且其光束的整体已不可辨 亦使光源影象模糊 常用透光材料的透射特性常用透光材料的透射特性 透光材料透光材料厚度厚度 mm 透射率透射率 反射率反射率 吸收率吸收率 特特 性性 直接透射直接透射 清玻璃 塑胶清玻璃 塑胶 彩色玻璃 塑胶彩色玻璃 塑胶 红红 绿绿 蓝蓝 3 980 94 8 17 10 17 3 5 8 102 10无漫透射 透射率高无漫透射 透射率高 无漫透射无漫透射 定向扩散透射定向扩散透射 酸蚀玻璃酸蚀玻璃 面朝光源面朝光源 背朝光源背朝光源 喷砂玻璃喷砂玻璃 面朝光源面朝光源 背朝光源背朝光源 2 6 2 6 82 88 63 78 77 81 70 77 7 9 12 20 11 16 13 18 5 10 7 11 10 16 透射率高 漫射性差透射率高 漫射性差 透射率高 漫射性差透射率高 漫射性差 漫透射漫透射 乳白玻璃乳白玻璃 半透明塑胶 压克力半透明塑胶 压克力 2 6 1 5 6 12 40 30 65 40 78 30 75 4 31 5 30 漫射性强漫射性强 漫射性强漫射性强 3 折射 当光由一种介质通过另一种介质 行进方向的位移或改变的屈折现象 称为折射 主折射 当光由一种介质通过另一种介质 行进方向的位移或改变的屈折现象 称为折射 主 要是由于介质密度的改变导致光线的弯折 要是由于介质密度的改变导致光线的弯折 各种材料的反射比与吸收比各种材料的反射比与吸收比 材料材料反射比反射比吸收比吸收比 银银0 920 08 铬铬0 650 35 铝 普通 铝 普通 0 6 0 730 27 0 4 铝 电解抛光 铝 电解抛光 0 75 0 84 镍镍0 550 45 规则反射规则反射 玻璃镜玻璃镜0 82 0 880 12 0 18 硫酸钡硫酸钡0 950 05 氧化镁氧化镁0 9750 025 碳酸镁碳酸镁0 940 06 氧化亚铅氧化亚铅0 870 13 石膏石膏0 870 13 无光铝无光铝0 620 38 漫反射漫反射 率喷漆率喷漆0 35 0 400 65 0 60 建筑材料建筑材料木材 白木 木材 白木 0 40 0 600 60 0 40 6 抹灰 白灰粉刷墙抹灰 白灰粉刷墙0 750 25 红墙砖红墙砖0 300 70 灰墙砖灰墙砖0 240 76 混凝土混凝土0 250 75 白色瓷砖白色瓷砖0 65 0 800 35 0 20 透明无色玻璃 透明无色玻璃 1 3mm 0 08 0 10 01 0 03 第二章第二章 光与视觉光与视觉 一 一 基本概念 基本概念 1 眼睛与照相机的对比 眼睛与照相机的对比 眼睛眼睛照相机照相机 巩膜巩膜机盖或机壳机盖或机壳 视网膜视网膜胶卷胶卷 虹膜虹膜光阑光阑 瞳孔瞳孔孔径孔径 眼睑眼睑快门快门 晶体状晶体状透镜透镜 脉络膜脉络膜中间衬层中间衬层 视网膜是人眼感受光的部分 网膜上布有两种不同的细胞 边缘部位杆状细胞占多数 中央视网膜是人眼感受光的部分 网膜上布有两种不同的细胞 边缘部位杆状细胞占多数 中央 部位锥状细胞占多数 这两种细胞对光的感受性是不一样的 杆状细胞对光的感受性很高 而锥状体部位锥状细胞占多数 这两种细胞对光的感受性是不一样的 杆状细胞对光的感受性很高 而锥状体 对光的感受性很低 所以 在微弱的照度下对光的感受性很低 所以 在微弱的照度下 10 6 10 2 cd m2 只有杆状体工作 而锥状体不工作 这 只有杆状体工作 而锥状体不工作 这 种视觉状态称为暗视觉 当亮度达到种视觉状态称为暗视觉 当亮度达到 10cd m2以上时 锥状体的工作起到主要作用 这种视觉状态称以上时 锥状体的工作起到主要作用 这种视觉状态称 为明视觉 为明视觉 杆状体虽然对光的感受性很高 但它却不能分辨颜色 只有锥状体感受光刺激时才有颜色感 只有杆状体虽然对光的感受性很高 但它却不能分辨颜色 只有锥状体感受光刺激时才有颜色感 只有 在高照度下才有良好的颜色感 而在低照度下 颜色感很差 此时 物体给人的感觉都是灰 蓝的色在高照度下才有良好的颜色感 而在低照度下 颜色感很差 此时 物体给人的感觉都是灰 蓝的色 感 感 光刺激必须达到一定数量才能引起光感 能引起光感的最低限度的光通量称为视觉的绝对阈值 光刺激必须达到一定数量才能引起光感 能引起光感的最低限度的光通量称为视觉的绝对阈值 2 视野 眼睛所能看到的区域称为视野 人眼进行观察时 总要使观察对象的精细部分处于中视野 眼睛所能看到的区域称为视野 人眼进行观察时 总要使观察对象的精细部分处于中 心视野 以便获得较高的清晰度 因而周围的环境照明对视觉功效会造成重要影响 人眼所心视野 以便获得较高的清晰度 因而周围的环境照明对视觉功效会造成重要影响 人眼所 能看到的亮度范围很广 能看到的亮度范围很广 最大和最小值相差 最大和最小值相差 1012倍 倍 不同照明程度的转换 使眼睛的视觉 不同照明程度的转换 使眼睛的视觉 系统亦要进行调整以及适应 系统亦要进行调整以及适应 3 眩光 由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜 或存在极端对比 以至引起不舒适的感眩光 由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜 或存在极端对比 以至引起不舒适的感 觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象 统称为眩光 眩光影响视觉功效 并刺激眼睛觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象 统称为眩光 眩光影响视觉功效 并刺激眼睛 造成不适 直接眩光主要是由于光源或灯具发出过度的光线直射人眼 间接眩光或反射眩光造成不适 直接眩光主要是由于光源或灯具发出过度的光线直射人眼 间接眩光或反射眩光 通常是由于光滑平整的表面对入射光线的镜反射或半镜反射引起的 眩光从其对视觉系统所通常是由于光滑平整的表面对入射光线的镜反射或半镜反射引起的 眩光从其对视觉系统所 造成的影响可分为失能眩光以及不舒适眩光 造成的影响可分为失能眩光以及不舒适眩光 失能眩光 失能眩光 失能眩光 因入射光线过强 导致视觉影象对比的降低 造成瞬间对周围环境感知能力丧失能眩光 因入射光线过强 导致视觉影象对比的降低 造成瞬间对周围环境感知能力丧 失的现象 如迎面而来的车灯 面对窗外的直射阳光等 失能眩光的程度 视眩光光源的亮失的现象 如迎面而来的车灯 面对窗外的直射阳光等 失能眩光的程度 视眩光光源的亮 度及距离而定 度及距离而定 不舒适眩光 视野中出现远高于周围其它表面的亮度所引起的眼睛不适 例如高亮度的窗不舒适眩光 视野中出现远高于周围其它表面的亮度所引起的眼睛不适 例如高亮度的窗 户 光源或灯具等 户 光源或灯具等 4 视觉的年龄效应 视觉特性并不是一成不变的 人从出生到老年 眼睛一直处于变化中 婴视觉的年龄效应 视觉特性并不是一成不变的 人从出生到老年 眼睛一直处于变化中 婴 儿时代 眼睛明亮清澈 对色彩较能集中注意力 青少年则喜好五光十色以及鲜艳的色彩 儿时代 眼睛明亮清澈 对色彩较能集中注意力 青少年则喜好五光十色以及鲜艳的色彩 然而在然而在 20 岁以后 视觉系统逐渐退化 对视觉功能有负面影响 到岁以后 视觉系统逐渐退化 对视觉功能有负面影响 到 40 岁以后眼睛的水晶体岁以后眼睛的水晶体 7 开始衰减 产生了开始衰减 产生了 老花眼老花眼 随着年龄的增长 水晶体亦随之加厚 使光线易散射而使视 随着年龄的增长 水晶体亦随之加厚 使光线易散射而使视 力模糊 超过力模糊 超过 50 岁以后 随着角膜与水晶体的日益黄化 黄色素过滤光的进入 使物体看岁以后 随着角膜与水晶体的日益黄化 黄色素过滤光的进入 使物体看 起来微黄 导致兰色看起来较暗并易于绿色相混淆 同时老年人由于眼睛不能像年轻人那样起来微黄 导致兰色看起来较暗并易于绿色相混淆 同时老年人由于眼睛不能像年轻人那样 迅速对焦及迅速适应明暗的变化 因而视力衰退 对眩光更为敏感 因而对照明的需要量也迅速对焦及迅速适应明暗的变化 因而视力衰退 对眩光更为敏感 因而对照明的需要量也 有很大的差异 通常有很大的差异 通常 50 岁以上的长者需比年轻人多至少岁以上的长者需比年轻人多至少 2 倍以上的光亮 才能达到与其相倍以上的光亮 才能达到与其相 等的工作速度及精确程度 等的工作速度及精确程度 3 2 2 4 1 8 1 0 20 岁岁 40 岁岁 50 岁岁 60 岁岁 不同年龄段对照度的要求不同年龄段对照度的要求 视觉的年龄效应视觉的年龄效应 年龄年龄相对视力 相对视力 对眩光敏感度 对眩光敏感度 20 30 40 50 60 70 100 95 87 74 59 35 100 100 100 120 150 200 引自 引自 室内照明设计原理室内照明设计原理 石晓蔚 石晓蔚 年龄与照明需要量年龄与照明需要量 年龄年龄达相等工作速度达相等工作速度 精确性所需照明量 精确性所需照明量 40 以下以下 40 50 50 60 100 150 200 因此 在照明设计中应对年长的使用者作特别的考虑 如避免相邻空间的照度差异过大 提高因此 在照明设计中应对年长的使用者作特别的考虑 如避免相邻空间的照度差异过大 提高 工作面的照度 在室内色彩上避免使用兰色 而应使用高彩度的色调及高对比的配色 工作面的照度 在室内色彩上避免使用兰色 而应使用高彩度的色调及高对比的配色 第三章第三章 颜色颜色 人的视觉器官不但能反映光的强度 而且也能反映光的波长 前者表现为亮度的感觉 后者表现人的视觉器官不但能反映光的强度 而且也能反映光的波长 前者表现为亮度的感觉 后者表现 为颜色的感觉 颜色是物体的属性 通过颜色视觉 人们能从外界获得更多的信息 为颜色的感觉 颜色是物体的属性 通过颜色视觉 人们能从外界获得更多的信息 一 一 颜色的辨认 颜色的辨认 颜色视觉正常的人 在明亮条件下能看见光谱的各种颜色的波长及其范围 颜色视觉正常的人 在明亮条件下能看见光谱的各种颜色的波长及其范围 8 颜色颜色波长 波长 nm 波长范围 波长范围 nm 红红700640 780 橙橙620600 640 黄黄580550 600 绿绿510480 550 蓝蓝470450 480 紫紫420380 450 颜色与波长的关系 除了光谱上的颜色与波长的关系 除了光谱上的 572 nm 黄 黄 503 nm 绿 绿 和 和 478 nm 蓝 三点具有 蓝 三点具有 固定关系外 其余波长 光的颜色都受该波长光线强度的影响 即一定波长的光 当强度改固定关系外 其余波长 光的颜色都受该波长光线强度的影响 即一定波长的光 当强度改 变时 所看到的颜色也改变 其基本符合这样的规律 当强度增加时 都略向红色或兰色变变时 所看到的颜色也改变 其基本符合这样的规律 当强度增加时 都略向红色或兰色变 化 化 光谱的波长变化时 颜色也随着变化 人眼观察颜色的差别 波长的差别 的能力很高 在光谱的波长变化时 颜色也随着变化 人眼观察颜色的差别 波长的差别 的能力很高 在 光谱的有些部分 只要改变光谱的有些部分 只要改变 1 nm 人眼便能观察颜色有了差别 在大多数情况下 波长改变 人眼便能观察颜色有了差别 在大多数情况下 波长改变 2 3 nm 才能看出颜色的变化 在整个光谱区 人眼能分辨出上百种颜色才能看出颜色的变化 在整个光谱区 人眼能分辨出上百种颜色 二 二 颜色对比 颜色对比 同时或相继观看的视野两部分颜色差异的主观判断称为颜色对比 它包括色调对比 明度对同时或相继观看的视野两部分颜色差异的主观判断称为颜色对比 它包括色调对比 明度对 比和彩度对比 比和彩度对比 三 三 颜色特性颜色特性 1 颜色的特性颜色的特性 颜色可分为无彩色和彩色两大类 颜色可分为无彩色和彩色两大类 无彩色指白色 黑色和各种深浅不同的灰色无彩色指白色 黑色和各种深浅不同的灰色 彩色是指黑白系列以外的各种颜色 彩色有三个特性 色调 明度 彩度 彩色是指黑白系列以外的各种颜色 彩色有三个特性 色调 明度 彩度 色调色调 又称色相 表示可见光谱不同波长的辐射在视觉上的属性 如红 黄 绿 蓝等 又称色相 表示可见光谱不同波长的辐射在视觉上的属性 如红 黄 绿 蓝等 光源的色调决定于辐射的光谱组成对人眼所产生的感觉 物体的色调决定于对光源辐射有光源的色调决定于辐射的光谱组成对人眼所产生的感觉 物体的色调决定于对光源辐射有 选择地反射或透射对人眼所产生的感觉 选择地反射或透射对人眼所产生的感觉 明度明度 在同样的照明条件下 依据表现为白色或高透射比的表面的视亮度来判断的某一在同样的照明条件下 依据表现为白色或高透射比的表面的视亮度来判断的某一 表面的视亮度 表面的视亮度 彩度彩度 在同样照明条件下在同样照明条件下 2 颜色立体颜色立体 用一个三维空间的立体 可以把颜色的三个特性表征出来 称之为颜色立体 如图中所示 用一个三维空间的立体 可以把颜色的三个特性表征出来 称之为颜色立体 如图中所示 9 白白 明度明度 蓝蓝 绿绿 紫紫 红红 黄黄 颜色立体颜色立体 在颜色立体中 垂直轴代表黑白系列明度变化 色调由水平面上的圆周表示 圆周上的各在颜色立体中 垂直轴代表黑白系列明度变化 色调由水平面上的圆周表示 圆周上的各 点代表不同的光谱色 红 橙 黄 绿 蓝 紫 点代表不同的光谱色 红 橙 黄 绿 蓝 紫 圆的中心是中灰色 它的明度与圆周 圆的中心是中灰色 它的明度与圆周 上各种色调的明度相同 从圆周向圆心过渡 表示颜色彩度逐渐降低 从圆周向上下白黑上各种色调的明度相同 从圆周向圆心过渡 表示颜色彩度逐渐降低 从圆周向上下白黑 方向的变化也表示颜色彩度的降低 当颜色在立体的同一平面上变化时 只改变色调或彩方向的变化也表示颜色彩度的降低 当颜色在立体的同一平面上变化时 只改变色调或彩 度而不改变明度 度而不改变明度 四 四 光源的显色性光源的显色性 1 色温色温 人们用黑体加热到不同温度所发出的不同的光色来表达一个光源的颜色 称为光人们用黑体加热到不同温度所发出的不同的光色来表达一个光源的颜色 称为光 源的颜色温度 简称为色温 即某个光源所发射的光的色度与黑体在某一温度下所发出的源的颜色温度 简称为色温 即某个光源所发射的光的色度与黑体在某一温度下所发出的 光的色度完全相同时 则黑体这个温度就称为该光源的色温 符号 光的色度完全相同时 则黑体这个温度就称为该光源的色温 符号 TC 单位为 单位为 K 黑体温度与光色黑体温度与光色 黑体温度 黑体温度 K 发出光色发出光色 室温室温黑黑 800红红 3000黄白黄白 4000白白 5000冷白冷白 8000蓝白蓝白 60000深蓝深蓝 光色越偏蓝 色温越高 偏红则色温越低 一天中昼光的光色亦随时间的变化而变化 日出后光色越偏蓝 色温越高 偏红则色温越低 一天中昼光的光色亦随时间的变化而变化 日出后 40 分钟 分钟 光色较黄 色温约光色较黄 色温约 3000K 正午阳光强烈 色温上升到 正午阳光强烈 色温上升到 4800 5800K 阴天正午时分则约 阴天正午时分则约 6500K 日落 日落 彩度 色调 10 前光色偏红 色温又降至前光色偏红 色温又降至 2200K 左右 左右 各种光源的色温表各种光源的色温表 光源光源色温 色温 K 光源光源色温 色温 K 北方晴空北方晴空8000 8500钨丝白炽灯 钨丝白炽灯 1000W 2920 太阳 地表面 太阳 地表面 4000 5000荧光灯 日光色 荧光灯 日光色 6500 兰色天空兰色天空18000 22000荧光灯 冷白色 荧光灯 冷白色 4300 月亮月亮4125荧光灯 暖白色 荧光灯 暖白色 2900 蜡烛蜡烛2000金属卤化物灯 金属卤化物灯 煤油灯煤油灯1920钠鉈铟灯钠鉈铟灯4200 5000 钨丝白炽灯 钨丝白炽灯 10W 2400镝鈥灯镝鈥灯6000 钨丝白炽灯钨丝白炽灯 100W 2740鈧钠灯鈧钠灯3800 4200 弧光灯弧光灯3780高压钠灯高压钠灯2100 2 显色性 显色性 光源对物体的显色能力称为显色性 即为通过与同色温的参考或基准光源 白炽灯或日光 光源对物体的显色能力称为显色性 即为通过与同色温的参考或基准光源 白炽灯或日光 下物体外观颜色的比较 光所发射的光谱内容决定光源的光色 下物体外观颜色的比较 光所发射的光谱内容决定光源的光色 常用的标准光源 常用的标准光源 1 标准光源标准光源 A 为温度约为 为温度约为 2865K 的完全辐射体 黑体 发出的光 常用的标准光源的完全辐射体 黑体 发出的光 常用的标准光源 A 是是 色温为色温为 2856K 的充气钨丝灯泡 的充气钨丝灯泡 2 标准光源标准光源 B 是在标准光源 是在标准光源 A 上加上一个特定的液体滤光器 从而得到近似上加上一个特定的液体滤光器 从而得到近似 4874K 的黑的黑 体放射光 用它来代表直射阳光 体放射光 用它来代表直射阳光 3 标准光源标准光源 C 是在标准光源 是在标准光源 A 上加了一个特定液体滤光器 从而得到近似上加了一个特定液体滤光器 从而得到近似 6774K 的黑体的黑体 放射光 用它来代表平均昼光 放射光 用它来代表平均昼光 4 标准光源标准光源 D65 表示色温约为 表示色温约为 6504K 的合成昼光 的合成昼光 CIE 还规定了色温为还规定了色温为 5505K 的的 D55和和 色温为色温为 7504K 的的 D75等标准光源 等标准光源 现在 一般用标准光源现在 一般用标准光源 A 作为低色温光源的参照标准 用标准光源作为低色温光源的参照标准 用标准光源 D65作为高色温的参照标作为高色温的参照标 准 用以衡量在各种不同光源照明下的颜色效果 准 用以衡量在各种不同光源照明下的颜色效果 CIE 制订了一种评价光源显色性的方法 制订了一种评价光源显色性的方法 即用即用 显色指数显色指数 Ra 表示光源的显色性 表示光源的显色性 显色指数将昼光与白炽灯的显色指数定义为显色指数将昼光与白炽灯的显色指数定义为 100 视为理想的标准光源 光源的显色指 视为理想的标准光源 光源的显色指 数越高 其显色性就越好 数越高 其显色性就越好 显色指数与显色性评价显色指数与显色性评价 11 指数 指数 Ra 等级等级显色性评价显色性评价一般应用一般应用 90 1001A需要色彩精确比对与检测场合需要色彩精确比对与检测场合 80 891B 优良优良 需要色彩正确判断及表达的场合需要色彩正确判断及表达的场合 60 792需要中等显色性之场合需要中等显色性之场合 40 593 普通普通 显色性要求较低 但色差不可过大场合显色性要求较低 但色差不可过大场合 20 394较差较差显色性不重要 明显色差也可接受显色性不重要 明显色差也可接受 3 光色的心理效果 光色的心理效果 一般说来 暖色系 黄一般说来 暖色系 黄 橙 红橙 红 紫红 在视觉感受上有趋近感 温暖感 冷色系 蓝紫紫红 在视觉感受上有趋近感 温暖感 冷色系 蓝紫 蓝 蓝绿蓝 蓝绿 黄绿 则看起来有远离感 清冷感 光的色调亦可唤起人们对自然环境或生活黄绿 则看起来有远离感 清冷感 光的色调亦可唤起人们对自然环境或生活 经历的记忆 例如火红的太阳 阴蓝的月色 魅绿的荧光等 在剧场灯光的运用上 除特经历的记忆 例如火红的太阳 阴蓝的月色 魅绿的荧光等 在剧场灯光的运用上 除特 定时间场景的光色使用外 琥珀色可以强调自然肤色 用粉红色突现正派人物 如恶棍等定时间场景的光色使用外 琥珀色可以强调自然肤色 用粉红色突现正派人物 如恶棍等 反派角色则可用绿光来照 光源中若缺乏红色波长会使人的肤色看起来苍白或不健康 反派角色则可用绿光来照 光源中若缺乏红色波长会使人的肤色看起来苍白或不健康 即便是通称为白色的昼光 亦因其色温的变化而呈现不同的环境观感 会引起人们的即便是通称为白色的昼光 亦因其色温的变化而呈现不同的环境观感 会引起人们的 心理变化 心理变化 色温与心理感受色温与心理感受 色温色温心理感受心理感受 3300K3300K 温暖温暖 33003300 5300K5300K 适宜适宜 5300K 5300K 清冷清冷 色温在色温在 3300K 以下光色调开始变黄 使人感受较为温暖 色温超过以下光色调开始变黄 使人感受较为温暖 色温超过 5300K 光色转为青光色转为青 白 则感觉清冷 一般来说 在同一个空间应尽量使色温一致 但在某些情况下 不同色白 则感觉清冷 一般来说 在同一个空间应尽量使色温一致 但在某些情况下 不同色 温的光源也可以用来分隔空间 强调空间的差异性 温的光源也可以用来分隔空间 强调空间的差异性 第三章第三章照明电光源照明电光源 一 概述 一 概述 灯具布光形式分类灯具布光形式分类 灯具布光形式灯具布光形式向上布光量向上布光量向下布光量向下布光量 直接直接 半直接半直接 间接间接 半间接半间接 漫射漫射 0 10 10 40 90 100 60 90 40 60 90 100 60 90 0 10 10 40 40 60 布光形式 布光形式 12 1 直接照明 直接或半直接照明型灯具主要系直接向下布光 到达工作面 故直接型灯具效率最直接照明 直接或半直接照明型灯具主要系直接向下布光 到达工作面 故直接型灯具效率最 高 常用灯具 嵌入式灯具 吸顶灯 吊灯等 高 常用灯具 嵌入式灯具 吸顶灯 吊灯等 2 间接照明 间接或半间接型灯具系以向上布光为主 照亮墙面上部或经由天花板漫反射回空间 间接照明 间接或半间接型灯具系以向上布光为主 照亮墙面上部或经由天花板漫反射回空间 形成柔和的间接光线 最终到达工作面的光线多少受天花板反射率所影响 且灯具所发出的光形成柔和的间接光线 最终到达工作面的光线多少受天花板反射率所影响 且灯具所发出的光 部分被天花板所吸收 故间接型灯具效率最低 常用灯具包括吊灯 壁灯 落地灯 整合于室部分被天花板所吸收 故间接型灯具效率最低 常用灯具包括吊灯 壁灯 落地灯 整合于室 内构筑内等 内构筑内等 3 直接直接 间接照明 主要是同时向上及向下布光 唯在接近灯具水平面部分布光稀少 直接间接照明 主要是同时向上及向下布光 唯在接近灯具水平面部分布光稀少 直接 间间 接照明兼具直接与间接型灯具的优点 所用灯具以吊灯 壁灯为主 接照明兼具直接与间接型灯具的优点 所用灯具以吊灯 壁灯为主 4 全漫射照明 灯具本身形同一发光体作全方向的布光 主要利用透光性灯罩降低刺眼的亮度 全漫射照明 灯具本身形同一发光体作全方向的布光 主要利用透光性灯罩降低刺眼的亮度 同时兼具装饰作用 同时兼具装饰作用 配光资料 配光资料 配光曲线配光曲线 光度光度 亮度分布亮度分布 灯具效率灯具效率 维护系数维护系数 照明系统照明系统 向下式照明向下式照明 向上式照明向上式照明 工作照明工作照明 投射照明投射照明 光源远置型照明系统光源远置型照明系统 紧急照明紧急照明 按灯具的布局方式分类 按灯具的布局方式分类 一般照明一般照明 局部照明局部照明 混合照明混合照明 按照明功能分类 按照明功能分类 工作照明工作照明 事故照明事故照明 值班照明值班照明 障碍照明障碍照明 13 电气照明的基本要求 电气照明的基本要求 照明质量照明质量 适当的亮度分布适当的亮度分布 限制眩光和阴影限制眩光和阴影 光源的显色性光源的显色性 照明安全与经济照明安全与经济 荧光灯荧光灯 光色标示光色标示 光光 色色 标标 示示色色 温温 暖白色暖白色 5000K 5000K 标准荧光标准荧光 三基色荧光三基色荧光 发展于发展于 1980 年代初 以三原色稀土族荧光混合 使光谱能量分布主要在蓝 短波 年代初 以三原色稀土族荧光混合 使光谱能量分布主要在蓝 短波 绿 中波 绿 中波 红 长波 三区段 可大幅度改善荧光灯的显色性 红 长波 三区段 可大幅度改善荧光灯的显色性 Ra可至可至 80 以上 光效可达以上 光效可达 92lm W 多波长荧光多波长荧光 混合荧光以包含所有可见光 具有连续性光谱能量分布曲线 并含有少量近程紫外线混合荧光以包含所有可见光 具有连续性光谱能量分布曲线 并含有少量近程紫外线 辐射 因接近自然光 显色性最佳 辐射 因接近自然光 显色性最佳 Ra可达可达 90 以上 缺点在于仍无法有效地发出光谱的红色部分 主以上 缺点在于仍无法有效地发出光谱的红色部分 主 要用于显色性较高的场所 如美术馆 服饰店 产品展示间等 要用于显色性较高的场所 如美术馆 服饰店 产品展示间等 高频型荧光灯高频型荧光灯 灯管使用高频电子镇流器 光效可达灯管使用高频电子镇流器 光效可达 104 lm W 快速启动 无频闪现象 快速启动 无频闪现象 精巧型荧光灯精巧型荧光灯 又称又称 PL 灯 应用三波长荧光 显色性好 现被大量应用 一般大型 灯 应用三波长荧光 显色性好 现被大量应用 一般大型 18W 以上 以上 寿命为寿命为 8000 小时 小型为小时 小型为 5000 小时 尺寸越小 光效越低 小时 尺寸越小 光效越低 特定波长荧光特定波长荧光 某些荧光灯产生特定波长辐射区以提供特殊用途 包括种植照明 商品重点照明 某些荧光灯产生特定波长辐射区以提供特殊用途 包括种植照明 商品重点照明 人工日光浴 医疗 杀菌等 人工日光浴 医疗 杀菌等 荧光灯的光效是白炽灯的四倍以上 寿命在荧光灯的光效是白炽灯的四倍以上 寿命在 10000 20000 黑灯管 黑灯管 Black light 为气体放电灯的一种 灯管内壁涂覆特殊深蓝色荧光 可使内部水银蒸汽为气体放电灯的一种 灯管内壁涂覆特殊深蓝色荧光 可使内部水银蒸汽 所发出的短波紫外线转变为长波紫外线及紫色可见光 所发出的短波紫外线转变为长波紫外线及紫色可见光 300 400nm 降低有害于眼睛 皮肤的紫外线 降低有害于眼睛 皮肤的紫外线 成分 由于灯管或灯泡本身为黑色玻璃制成 故称黑灯管 成分 由于灯管或灯泡本身为黑色玻璃制成 故称黑灯管 14 灯关型灯关型 4 40W 灯泡型为 灯泡型为 125 160W 黑灯管现用于舞台 广告等中 可取代霓虹灯 黑灯管现用于舞台 广告等中 可取代霓虹灯 感应灯 感应灯 Induction lighting 感应灯内部构造无钨丝或电极 发光原理既非钨丝发光亦非气体放电 而是结合电磁感应与气体放电感应灯内部构造无钨丝或电极 发光原理既非钨丝发光亦非气体放电 而是结合电磁感应与气体放电 原理 以电子镇流器供给高频电流 原理 以电子镇流器供给高频电流 2 65MHz 通过感应线圈 使其振荡产生磁场 并持续释放出高 通过感应线圈 使其振荡产生磁场 并持续释放出高 能量电子波 撞击灯泡内的低压水银气体放射出紫外线 再经灯泡内壁涂覆的荧光粉层转化为可见光能量电子波 撞击灯泡内的低压水银气体放射出紫外线 再经灯泡内壁涂覆的荧光粉层转化为可见光 辐射 光源寿命为辐射 光源寿命为 100 000 小时 经济寿命小时 经济寿命 60 000 小时 是普通钨丝灯泡的小时 是普通钨丝灯泡的 60 倍 荧光灯 高强倍 荧光灯 高强 度气体放电灯的度气体放电灯的 6 倍 倍 感应灯特性感应灯特性 瓦数瓦数85W55W 光通量光通量6000 lm3500 lm 发光效率发光效率70 lm W67 lm W 色温色温3000K 4000K3000K 4000K 显色性显色性 Ra 80 80Ra 80 80 平均寿命平均寿命60000 小时小时60000 小时小时 高频操作确保无频闪现象 且可在低至高频操作确保无频闪现象 且可在低至 20C 或热的环境以小于或热的环境以小于 0 5 秒的时间快速启动 秒的时间快速启动 现正在开发高瓦数的灯种 使其更适用于于大楼门厅 旅馆与购物中心等天花板较高 维修不易的场现正在开发高瓦数的灯种 使其更适用于于大楼门厅 旅馆与购物中心等天花板较高 维修不易的场 所 所 硫磺灯硫磺灯 为另一种无极的新型电光源 是以微波激发出硫磺发出全光谱的光辐射 显色指数为另一种无极的新型电光源 是以微波激发出硫磺发出全光谱的光辐射 显色指数 Ra为为 85 色温 色温 6700K 光效可达 光效可达 120 lm W 300 lm W 寿命限于微波制造的原因 仅为 寿命限于微波制造的原因 仅为 15000 小时 若装小时 若装 置固态电子式微波发生器 则理论上的寿命可达无限 置固态电子式微波发生器 则理论上的寿命可达无限 其他光源 其他光源 1 低压钠灯 是以低压气体的放电产生光 低压 钠灯是放电灯中效率最高的灯种 唯光色品质低压钠灯 是以低压气体的放电产生光 低压 钠灯是放电灯中效率最高的灯种 唯光色品质 低于令人满意的程度 只能发出单一光色即黄色波长的光 使除黄色以外的任何颜色皆显得棕低于令人满意的程度 只能发出单一光色即黄色波长的光 使除黄色以外的任何颜色皆显得棕 黑色暗沉而无法辨认 显色指数黑色暗沉而无法辨认 显色指数 Ra为为 44 一般用于仓库 小街道等 一般用于仓库 小街道等 2 复金属灯复金属灯 又称金属卤化物灯 构造及外观与水银灯相似 不同之处在于复金属灯弧光管内又称金属卤化物灯 构造及外观与水银灯相似 不同之处在于复金属灯弧光管内 除了水银和氩外 另添加不同的金属卤化物 其蒸发分解的金属部分可发出不同的光谱 使复除了水银和氩外 另添加不同的金属卤化物 其蒸发分解的金属部分可发出不同的光谱 使复 金属的光效与显色性均优于水银灯 为达到蒸发金属卤化物所需要的温度 复金属灯的弧光管金属的光效与显色性均优于水银灯 为达到蒸发金属卤化物所需要的温度 复金属灯的弧光管 较水银灯短 同时借封入不同金属卤化物的组合 可制成不同光色与发光强度 较水银灯短 同时借封入不同金属卤化物的组合 可制成不同光色与发光强度 复金属灯一般光色较白 复金属灯一般光色较白 4000 4400K 平均显色指数为 平均显色指数为 65 92 光效为 光效为 69 125 lm W 照明品质照明品质 1 眩光 眩光 15 3250 cd 1460 cd 90 45 730730 cdcd 30 0 人眼所能接受的亮度值越接近中心视线越低人眼所能接受的亮度值越接近中心视线越低 为确保视觉上的舒适 并降低直接眩光的可能 应对安装于天花板的灯具特别是自垂直面起为确保视觉上的舒适 并降低直接眩光的可能 应对安装于天花板的灯具特别是自垂直面起 60 85 85 范围内的亮度加以限制 范围内的亮度加以限制 原高度原高度 2 32 3 原高度原高度 1 21 2 1 1 2 2 5 5 4 4 正下方亮度比正下方亮度比 照明器最低悬挂高度照明器最低悬挂高度 视觉舒适可能度视觉舒适可能度 VCPVCP 系用来决定某照明器在一既定空间中 使用者以眩光观点来评价该照明器 系用来决定某照明器在一既定空间中 使用者以眩光观点来评价该照明器 视觉舒适程度的一个参数 视觉舒适程度的一个参数 IESIES 所建议的室内灯具所建议的室内灯具 VCPVCP 值最小值为值最小值为 7070 即 即 100100 个人中有个人中有 7070 人满意 人满意 灯具设计 表面材料特性及所安装房间的大小等均影响灯具设计 表面材料特性及所安装房间的大小等均影响 VCPVCP 值 通常房间越小 值 通常房间越小 VCPVCP 值升高 否值升高 否 则 反之 则 反之 2 2 反光 反光 16 对应于作业面的天花板反关光区内避免配置灯具对应于作业面的天花板反关光区内避免配置灯具 3 3 阴影 阴影 在某些情况下 阴影常用来显示出被照物的立体表现或区域界定 但阴影有时会造成视觉不适或视在某些情况下 阴影常用来显示出被照物的立体表现或区域界定 但阴影有时会造成视觉不适或视 野干扰的来源 如办公室内屏风位置不当 会使屏风挡住灯光 影响工作 野干扰的来源 如办公室内屏风位置不当 会使屏风挡住灯光 影响工作 4 4 亮度比 亮度比 视野区域内或物体间的亮度差异 视野区域内或物体间的亮度差异 灯具种类 灯具种类 建筑建筑 Architectural Architectural 照明照明 纯属功能而非装饰性照明纯属功能而非装饰性照明 装饰装饰 Decorative Decorative 照明照明 旨在增添空间美感 彰显室内风格 如台灯旨在增添空间美感 彰显室内风格 如台灯 Table Table lamps lamps 壁灯 壁灯 Wall Wall scones scones 枝形吊灯 枝形吊灯 Chandeliers Chandeliers 立灯 立灯 Floor Floor lamps lamps 等 等 建筑照明根据灯具安装方式不同 可分为 建筑照明根据灯具安装方式不同 可分为 1 1 嵌入式 将灯具嵌入天花板 在视觉上可避免灯具本身造成的突兀观感 安装时须考虑天花 嵌入式 将灯具嵌入天花板 在视觉上可避免灯具本身造成的突兀观感 安装时须考虑天花 板上空间是否能容纳所选灯具深度 板上空间是否能容纳所选灯具深度 2 2 吸顶灯 适合于未加天花板或强调灯具造型等用途 由于其直接固定于天花板表面 无须挖 吸顶灯 适