照明常用基础知识

照明基础 照明基础 定义 光是电磁波 可见光是波长为400 700纳米的电磁波 波长大于700纳米的电磁波是红外线 微波和广播无线电波 波长小于400纳米的电磁波是紫外线 X 射线和宇宙射线 波长与颜色 光波的波长不同人眼感觉到的颜色不同 700纳米的光是红光 400纳米的光是紫光 700 400纳米的光依次是红 橙 黄 绿 青 蓝 紫七色光 光的本质 由单一波长组成的光称为单色光 不同的单色光有不同的颜色 630 780600 630565 600500 565435 500380 435 波长比紫光更短的部分 1nm 380nm 称为紫外辐射 紫外光UV 波长比红色光更长的电磁波部分780nm 10 nm 1mm 称为红外辐射 红外光 IR 光射入人眼落到视网膜上 产生光化学反应 刺激视神经而形成视觉 视觉灵敏度 人的眼睛对不同颜色光的视觉灵敏度不同 对光谱中心部位的黄绿色光最灵敏 对两边的紫光和红光都不灵敏 人眼看不见紫外线和红外线 紫外线会伤害人的眼睛 红外线只能刺激人的皮肤产生热的感觉 光谱光效率曲线 1 2V e d 其中 光通量V 波长为 的相对视觉光谱光效率 e 辐射通量 单位W 波长 光与能量 光度学 光谱 LUCALOXSTANDBY 光与能量 光通量 LuminousFlux 单位时间内光源发出可见光的总能量 单位 流明 lm 例如 当发出波长为555nm黄绿色光的单色光源 其辐射功率为1W时 则它所发出的光通量为683lm 照明基础知识 发光强度 LuminousIntensity 光源向一定方向单位立体角内发出的光通量 单位 坎德拉 cd 照明基础知识 d d I 光通量 立体角 照度 Illuminance 入射于被照物体单位面积上的光通量 单位 勒克斯 lux 简写为lx 客观存在 与被照物和人的感受无关 E 照度 光通量 面积 照明基础知识 d dS 例如 用一只发光为1750流明的100瓦白炽灯泡照明一个3 3 9平方米的房间 其平均照度为1750 9 194 4勒克斯 lm lux cd cd m2 cd m2 定义 亮度单位面积内的光强 眼睛感受到的光强度 和物体的反射率有关 照明基础知识 柱状细胞和锥状细胞 正常视觉条件下 有足够的有效亮度 10cd m2 柱状细胞产生对物体的感知锥状细胞区别颜色明视觉 低亮度条件下 0 01cd m2 锥状细胞不发生作用柱状细胞起作用 使物体有较低的能见度蓝光较红光更为明亮暗视觉 过渡状态下有部分锥状和柱状细胞工作中介视觉 日光 阳光直射 105lx 多云 104lx 15X108cd m2 色温6500K 月光 0 1lx 10 4cd m2 道路 主要道路 超出20lx 办公室 500 800lx 生活中的光 色温 就是光的颜色 黑体辐射温度 以开尔文表示 K 低色温的是暖色 高色温的是冷色 光的质量 定义 光的质量 定义 色温CT 当一个光源的颜色与完全辐射体 黑体 在某一温度时发生的光色相同时 完全辐射体的温度 绝对温度 开尔文 用K表示 就叫做光源的色温 完全辐射体的温度 黑体 是一个假想的理想物体 它即不反射 也不透射 能把投射在它上面的辐射全部吸收 黑体加热到高温就产生辐射 在800 900K温度下 黑体辐射呈红色 3000K时呈黄色 5000左右呈白色 在8000 10000K之间呈淡蓝色 低色温的光是暖色光 高色温的光是冷色光 显色指数 光源表现物体真实颜色的能力0 100 白炽灯100 光的质量 定义 显色指数CRI 一只灯泡的显色指数是彩色物体被该灯泡发出的光照明时彩色被显现的真实程度 白炽灯泡和卤钨灯泡的显色指数被定义为100 而高压钠灯的显色指数为20 美标金卤灯的显色指数为65 下图显示用不同种类灯泡照明同样物体时的彩色效果 三原色混和时将产生白光 红 蓝和绿是三原色 光与颜色 色度学 反比定律 基本定律 E lux I D2E 照度I 指向感兴趣点的光强D 从光源到照射点的距离反比定律表明照度与从光源到照射点的距离的平方成反比 基本定律 余弦定律 E luxpointA I cos D2E 照度I 指向感兴趣点的光强D 从光源到照射点的距离余弦定律表明在被照射面表面的照度与入射角的余弦成正比 流明计算法 照度计算 此方法用于计算平均照度 光源光通量 CU MF 照射区域面积 平均照度 适用于室内 体育照明利用系数 一般室内取0 4 体育取0 31 灯具的照度分布2 灯具效率3 灯具在照射区域的相对位置4 被包围区域中的反射光维护系数MF LLD X LDD 一般取0 7 0 8 举例1 室内照明 4 5米房间 使用3 36W隔栅灯9套平均照度 光源总光通 CU MF 面积 2500 3 9 0 4 0 8 4 5 1080Lux结论 平均照度1000Lux以上 举例2 体育馆照明 20 40米场地 使用POWRSPOT1000W金卤灯60套平均照度 光源总光通 CU MF 面积 105000 60 0 3 0 8 20 40 1890Lux结论 平均水平照度1500Lux以上垂直照度1000Lux以上 视安装位置 又称为 利用系数法 光度数据 光度数据 一些照明术语 光度 NEMA 泛光灯具分类 光强分布曲线 配光角度 1 10Imax 美IES 1 2Imax 欧CIE 测量 垂直平面 泛光照明 水平平面 地面照明 瞄准主摄像机方向 体育场照明 彩电转播 照度的测量是最常见的照度计探头 怎样照亮一个房间 采用灯泡照明一个房间时 灯泡发出的一部分光直接照射到工作面上 直射光 灯泡发出的其余的光先照射到天花板 墙壁 家具或其他物体上经过反射再照射到工作面上 二次光 二次光往往扮演更重要的作用 例如在暗色天花板和墙壁的房间中工作面上得到的光要少许多 利用系数 灯泡发出而到达工作面上的光的百分数称为利用系数 一般为30 70 灯具 灯泡安装在灯具中 灯具的反射器 透镜 格栅帮助配光 把灯泡发出的光投