第7章 光污染及其控制

1、 第一节 概述 第二节 光学基础 第三节 光环境评价与质量标准 第四节 光污染防治技术 第一节第一节 概述概述 一、光环境一、光环境 二、光源及其类型二、光源及其类型 三、光污染三、光污染 （一）光环境的定义（一）光环境的定义 （二）光环境的影响因素（二）光环境的影响因素 （三）光环境中光的效果（三）光环境中光的效果 一、光环境一、光环境 光环境光环境 （一）光环境的定义（一）光环境的定义 l定义定义：由光照射于内外空间所形成的环境。由光照射于内外空间所形成的环境。 l光源光源：光环境中的光源包括：光环境中的光源包括 l天然光天然光 l人工光人工光 （二）光环境的影响因素（二）光环境的影响因素

2、 影响影响 因素因素 光色光色 照度和亮度照度和亮度 视野外的亮度分布视野外的亮度分布 阴影阴影 周围亮度周围亮度 眩光眩光 （1 1） （6 6） （5 5） （4 4） （3 3） （2 2） （三）光环境中光的效果（三）光环境中光的效果 （2 2）光的造型立体感效果光的造型立体感效果 （3 3）光的表面效果光的表面效果 （4 4）光的色彩效果光的色彩效果 （1 1）光的方向性效果光的方向性效果 l光的方向性效果：光的方向性效果： l 增强室内空间的可见度增强室内空间的可见度 l 增强或减弱光和阴影的对比增强或减弱光和阴影的对比 l 增强或减弱物体的立体感增强或减弱物体的立体感 l在室内光

3、环境中只要调整光源的位置和方向，就能在室内光环境中只要调整光源的位置和方向，就能 获得所要求的方向性效果。获得所要求的方向性效果。 l光的方向性效果对建筑功能、室内表面、人物形象光的方向性效果对建筑功能、室内表面、人物形象 及人们的心理反应都起重要作用。及人们的心理反应都起重要作用。 （1 1）光的方向性效果光的方向性效果 l光的造型立体感效果光的造型立体感效果 ：物体表面上由于光物体表面上由于光 的明暗变化所产生的立体感效果，简称立的明暗变化所产生的立体感效果，简称立 体感。体感。 l在光环境中室内外表面的细部、浮雕、雕塑在光环境中室内外表面的细部、浮雕、雕塑 等都会出现光的立体感效果，使人

4、们获得美等都会出现光的立体感效果，使人们获得美 好的感受。好的感受。 （2 2）光的造型立体感效果光的造型立体感效果 l光的表面效果：光的表面效果：室内空间中光在各表面上的室内空间中光在各表面上的 亮度分布或有无光泽。亮度分布或有无光泽。 l表面亮度表面亮度：室内空间中光在各表面上的反射程度：室内空间中光在各表面上的反射程度 取决于表面与背景之间的亮度比。适宜的亮度比取决于表面与背景之间的亮度比。适宜的亮度比 有利于视觉功效与工作行为相协调，并能降低室有利于视觉功效与工作行为相协调，并能降低室 内眩光。内眩光。 l表面光泽表面光泽：在室内空间中光照射到表面时，由于：在室内空间中光照射到表面时，

5、由于 反射光在空间分布而呈现出表面的外观性质。反射光在空间分布而呈现出表面的外观性质。 （3 3）光的表面效果光的表面效果 l光的色彩效果：光的色彩效果：在室内光环境中，光的照射在室内光环境中，光的照射 使材料表面呈现出的色彩效果。使材料表面呈现出的色彩效果。 l光和色彩光和色彩：对室内光环境二者不可分开，可见光：对室内光环境二者不可分开，可见光 的反射比越大，色彩的明度也越大的反射比越大，色彩的明度也越大（表表7-17-1）。 l色彩效果色彩效果：在光环境中，光照射到各种材料表面：在光环境中，光照射到各种材料表面 会呈现出不同色彩效果。通过光的色彩效果可获会呈现出不同色彩效果。通过光的色彩效

6、果可获 得知觉效果，还可获得感情、联想等心理效果。得知觉效果，还可获得感情、联想等心理效果。 表表7-1 7-1 色彩的明度与光的反射比的关系色彩的明度与光的反射比的关系 （4 4）光的色彩效果光的色彩效果 光源光源 自然光源自然光源 人工光源人工光源 日光日光 月光月光 热辐射光源热辐射光源 气体放电光源气体放电光源 其他光源其他光源 激光光源激光光源 场致发光光源场致发光光源 半导体光源半导体光源 化学光源化学光源 二、光源及其类型二、光源及其类型 l热辐射光源热辐射光源：依靠电流通过灯丝发热依靠电流通过灯丝发热 到白炽程度而发光的电光源。到白炽程度而发光的电光源。 l类型类型： l 1.

7、 白炽灯白炽灯 l 2. 卤钨灯卤钨灯 v优点优点： v显色性好、光谱连续显色性好、光谱连续 v结构简单、易于制造结构简单、易于制造 v价格低廉、使用方便价格低廉、使用方便 v缺点缺点 v能量转换效率低，大部分能量转化为红外能量转换效率低，大部分能量转化为红外 辐射损失辐射损失 v可见光不多，发光效率低可见光不多，发光效率低 v使用寿命短使用寿命短 发光效率高发光效率高 长寿命长寿命 涂白白炽灯涂白白炽灯 氪氪(Kr)(Kr)气白炽灯气白炽灯 红外反射膜白炽灯红外反射膜白炽灯 v白炽灯的改进：白炽灯的改进： v卤钨灯卤钨灯：灯泡内含一定比例卤化物的改进型：灯泡内含一定比例卤化物的改进型 白炽灯

8、。白炽灯。 v卤钨灯内形成卤钨再循环过程，防止钨沉积卤钨灯内形成卤钨再循环过程，防止钨沉积 在玻璃内壳上，降低灯丝的老化速度。在玻璃内壳上，降低灯丝的老化速度。 v卤钨灯与普通白炽灯相比卤钨灯与普通白炽灯相比 v发光效率提高约发光效率提高约3030； v高质量的卤钨灯寿命可提高高质量的卤钨灯寿命可提高3 3倍左右。倍左右。 l气体放电光源气体放电光源：电极在电场作用下，电流电极在电场作用下，电流 通过一种或几种气体或金属蒸气而发光的电通过一种或几种气体或金属蒸气而发光的电 光源光源 l优点优点：气体放电光源比热辐射光源的发光：气体放电光源比热辐射光源的发光 效率高得多，应用广泛。效率高得多，应

9、用广泛。 l类型类型：气体发电光源按充气压力大小可分：气体发电光源按充气压力大小可分 为为低压气体放电灯低压气体放电灯和和高压气体放电灯高压气体放电灯。 气体气体 放电放电 光源光源 高压气体放电灯高压气体放电灯 低压气体放电灯低压气体放电灯 高压钠灯高压钠灯 高压汞灯高压汞灯 荧光高压汞灯荧光高压汞灯 金属卤钨灯金属卤钨灯 荧光灯荧光灯 低压钠灯低压钠灯 直管型直管型 环管型环管型 紧凑型紧凑型 l荧光灯荧光灯：利用低压汞（利用低压汞（HgHg）蒸气放电产生的紫）蒸气放电产生的紫 外线，激发涂在灯管内壁上的荧光粉而转化为可外线，激发涂在灯管内壁上的荧光粉而转化为可 见光的电光源。见光的电光源

10、。 l优点优点：发光效率是普通白炽灯的发光效率是普通白炽灯的3 3倍以上，使用倍以上，使用 寿命约为寿命约为普通白炽灯的普通白炽灯的4 4倍，灯壁温度低，发光均倍，灯壁温度低，发光均 匀柔和，应用广泛。匀柔和，应用广泛。 l缺点缺点：使用电感镇流器时的功率因数低，有频使用电感镇流器时的功率因数低，有频 闪效应。闪效应。 直管荧光灯直管荧光灯 灯管内壁涂料灯管内壁涂料 卤磷酸盐荧光粉卤磷酸盐荧光粉 三基色荧光粉三基色荧光粉 能把紫外线转换成能把紫外线转换成 更多的可见光，发更多的可见光，发 光效率高光效率高 l镇流器和灯管一体化的新型电光源。镇流器和灯管一体化的新型电光源。 镇流器镇流器 电感镇

11、流器电感镇流器 电子镇流器电子镇流器 电子节能灯电子节能灯 兼具白炽灯和荧光灯的优点，兼具白炽灯和荧光灯的优点， 发光效率高、节电、显色性好，发光效率高、节电、显色性好， 改善频闪效应，提高启动性能。改善频闪效应，提高启动性能。 l高压汞灯高压汞灯：内部充汞和氩气，利用汞放电：内部充汞和氩气，利用汞放电 时产生的高气压获得可见光的电光源时产生的高气压获得可见光的电光源。 l优点优点：发光效率与普通荧光灯相当，使用发光效率与普通荧光灯相当，使用 寿命却比较长。寿命却比较长。 l缺点缺点：显色性差些，发出蓝绿色的光，缺显色性差些，发出蓝绿色的光，缺 少红色成分，除照到绿色物体上外，其他多少红色成分

12、，除照到绿色物体上外，其他多 呈灰暗色，而且不能瞬时启动。呈灰暗色，而且不能瞬时启动。 l金属卤化物灯金属卤化物灯：通电使金属通电使金属HgHg蒸气和蒸气和NaNa、TlTl、 InIn、ScSc、DyDy、CsCs、LiLi等金属卤化物分解物的混合等金属卤化物分解物的混合 体辐射发光的电光源体辐射发光的电光源 。 l优点优点：发光效率高，显色性较好，使用寿命较发光效率高，显色性较好，使用寿命较 长长 。可以用在要求显色性较好的场所。可以用在要求显色性较好的场所。 l注意注意！为避免影响光电特性，使用中有位置朝为避免影响光电特性，使用中有位置朝 向要求。向要求。 v利用高压钠蒸气放电发光的电光

13、源。利用高压钠蒸气放电发光的电光源。 v利用低压钠蒸气放电发光的电光源。利用低压钠蒸气放电发光的电光源。 三、光污染三、光污染 光污染的产生光污染的产生 光污染的来源光污染的来源 光污染的分类光污染的分类 光污染的危害光污染的危害 n 定义定义：过量光辐射对人们的生活、工：过量光辐射对人们的生活、工 作环境以及人体健康产生不利影响的作环境以及人体健康产生不利影响的 现象称为光污染。现象称为光污染。 n 主要指由人工光源导致的违背人的生主要指由人工光源导致的违背人的生 理与心理需求或有损于生理与心理健理与心理需求或有损于生理与心理健 康的现象。康的现象。 光污染的产生光污染的产生 n 类型类型：

14、 n 眩光污染眩光污染 n 射线污染射线污染 n 光泛滥光泛滥 n 视单调视单调 n 视屏蔽视屏蔽 n 频闪频闪 n 特点特点： n 局部性污染；局部性污染； n 随距离增加而迅速减弱；随距离增加而迅速减弱； n 在环境中无残余物，光源消失，污染即在环境中无残余物，光源消失，污染即 消失。消失。 光污染的来源光污染的来源 l城市建筑物采用城市建筑物采用 大面积镜面式铝合大面积镜面式铝合 金装饰的外墙、金装饰的外墙、玻玻 璃幕墙璃幕墙所形成的光所形成的光 污染。污染。 光污染源光污染源1 l城市城市夜景照明夜景照明亮亮 度过高，特别是大度过高，特别是大 功率高强度气体放功率高强度气体放 电光源所

15、形成的光电光源所形成的光 污染。污染。 光污染源光污染源2 v条件条件 v（1 1）使用）使用大面积大面积高反射率镀膜玻璃。高反射率镀膜玻璃。 v（2 2）在）在特定方向特定方向和和特定时间特定时间下产生。下产生。 v（3 3）光污染的程度与玻璃幕墙的方向、）光污染的程度与玻璃幕墙的方向、 位置及高度密切相关。位置及高度密切相关。 夜景照明光污染夜景照明光污染 颜色颜色 污染污染 眩光眩光 污染污染 侵扰侵扰 光污染光污染 大气大气 光污染光污染 地面发出的人工光在尘埃、地面发出的人工光在尘埃、 空气或其它大气悬浮粒子空气或其它大气悬浮粒子 的散射作用下，扩散入大的散射作用下，扩散入大 气层中

16、，形成城市上空很气层中，形成城市上空很 亮的大气光污染。亮的大气光污染。 夜景照明中的部分散逸光和夜景照明中的部分散逸光和 建筑（或墙面）的反射光，建筑（或墙面）的反射光， 透过门窗射向住宅、医院、透过门窗射向住宅、医院、 旅馆等人们休息的场所，侵旅馆等人们休息的场所，侵 扰睡眠与健康。扰睡眠与健康。 视野中的道路照明、广告照视野中的道路照明、广告照 明、体育照明、标志照明等明、体育照明、标志照明等 产生的直接眩光和雨后地面、产生的直接眩光和雨后地面、 玻璃墙面等光泽表面的反射玻璃墙面等光泽表面的反射 眩光。眩光。 视场中颜色的对比引起视觉视场中颜色的对比引起视觉 的不适应，导致视觉对物体的不

17、适应，导致视觉对物体 颜色的感觉出现差异或不敏颜色的感觉出现差异或不敏 感。感。 1 室内装修采用室内装修采用 镜面、釉面砖、镜面、釉面砖、 磨光大理石以磨光大理石以 及各种涂料等及各种涂料等 装饰反射光线，装饰反射光线， 明晃白亮，炫明晃白亮，炫 眼夺目。眼夺目。 2 室内灯光配置室内灯光配置 不合理，致使不合理，致使 室内光线过亮室内光线过亮 或过暗，造成或过暗，造成 不同程度的眩不同程度的眩 光污染光污染 。 3 夜间室外照明，夜间室外照明， 特别是建筑物特别是建筑物 的泛光照明产的泛光照明产 生干扰光，影生干扰光，影 响人们的正常响人们的正常 生活。生活。 l室内产生严重的眩光污染的原

18、因室内产生严重的眩光污染的原因 白亮污染白亮污染 人工白昼人工白昼 彩光污染彩光污染 c c 光污染的分类光污染的分类 阳光照射强烈时，城市建筑物的玻阳光照射强烈时，城市建筑物的玻 璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和 各种涂料等装饰反射光线，明晃白各种涂料等装饰反射光线，明晃白 亮，炫眼夺目。亮，炫眼夺目。 白亮污染白亮污染 夜间照明过度，如同白昼。夜间照明过度，如同白昼。 舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转 灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构 成了彩光污染。成了彩光污染。 彩光污染彩光污染 人工白昼人工白昼 l对附

19、近居民的影响对附近居民的影响 l对行人的影响对行人的影响 l对交通系统的影响对交通系统的影响 l对天文观测的影响对天文观测的影响 对人的影响对人的影响 l影响植物的正常影响植物的正常 生长，降低产量生长，降低产量 l影响动物的生活影响动物的生活 习性和新陈代谢习性和新陈代谢 对动植物的影响对动植物的影响 光污染的危害光污染的危害 一、光的基本物理量一、光的基本物理量 第二节第二节 光学基础光学基础 二、电光源的基本技术参数二、电光源的基本技术参数 （一）光通量（一）光通量（二）发光强度（二）发光强度 （六）明度（六）明度 （三）照度（三）照度 一、光的基本物理量一、光的基本物理量 物理量物理量

20、 （四）亮度（四）亮度 （五）曝光量（五）曝光量 ( )( ) ( ) m PVK (7-1)(7-1) （一）光通量（一）光通量 （简称光通）（简称光通） ( ) ( )P ( )V m K 2-2-明视觉明视觉 1-1-暗视觉暗视觉 图图7-1 7-1 光谱光视效率曲线光谱光视效率曲线V V( () ) （一）光通量（一）光通量 （简称光通）（简称光通） (7-2)(7-2) 12 ()( )() ( ) ( ) nm KPV 【例例7-17-1】已知钠光发出的波长为已知钠光发出的波长为589nm589nm的单色光的单色光, , 其辐射通量为其辐射通量为10.3W10.3W，试计算其发出的

21、光通量。，试计算其发出的光通量。 589 683 0.78 10.35487lmlm （二）发光强度（二）发光强度 I d I d (7-3)(7-3) (7-4)(7-4) （二）发光强度（二）发光强度 I I 1lm 1cd 1sr 2 S r 2 S r （二）发光强度（二）发光强度 I 180 I 0 I （三）照度（三）照度E E S (7-6)(7-6) 2 lm 1lx m 1 1 （三）照度（三）照度E 照度矢量照度矢量 l某点的照度矢量是以该点为中心的某点的照度矢量是以该点为中心的 微圆盘两侧的照度最大值，此最大值微圆盘两侧的照度最大值，此最大值 的法线方向即为矢量照度的方向

22、。的法线方向即为矢量照度的方向。 l照度矢量对说明阴影状况更为有利照度矢量对说明阴影状况更为有利 。 平均球面照度平均球面照度 （又称标量照度）（又称标量照度） l空间一点的被照射量可用此点上一空间一点的被照射量可用此点上一 小球表面上的平均照度来表示。小球表面上的平均照度来表示。 l给出照度的无方向量，较接近立体给出照度的无方向量，较接近立体 物件的视感。物件的视感。 平均柱面照度平均柱面照度 l表示一个小垂直圆柱表面上的平均表示一个小垂直圆柱表面上的平均 照度，更接近对室内照明丰满度的主照度，更接近对室内照明丰满度的主 观感觉。观感觉。 （三）照度（三）照度E v点光源点光源垂直入射垂直入

23、射的照度基本公式的照度基本公式 距离平方反比定律距离平方反比定律 l式式(7-7)(7-7)表明，入射角为零时，表面照度与点光表明，入射角为零时，表面照度与点光 源在垂直方向上的光强源在垂直方向上的光强I I成正比，与表面距点光源成正比，与表面距点光源 距离距离r r的平方成反比。的平方成反比。 2 I E r (7-7)(7-7) （三）照度（三）照度E v点光源与表面的法线成点光源与表面的法线成角入射角入射的照度公的照度公 式式 l式式(7-8)(7-8)表明，表明，光线与表面法线成光线与表面法线成角处的照度，角处的照度， 与光线至点光源距离的平方成反比，与光源在与光线至点光源距离的平方成

24、反比，与光源在方方 向的光强和入射角向的光强和入射角的余弦成正比。的余弦成正比。 (7-8)(7-8)cos 2 r I E 【例例7-27-2】如图如图7-37-3所示，桌面上方所示，桌面上方2m2m处挂处挂带搪瓷伞带搪瓷伞 形罩的形罩的40W40W白炽灯，发光强度白炽灯，发光强度I=73cdI=73cd，求灯下桌面点，求灯下桌面点1 1 处照度处照度值值E E1 1及点及点2 2处照度值处照度值E E2 2。 22 2 cos0.8944 21 a 在点在点1 1处处 在点在点2 2处处 2 222 73 cos0.894413.06 21 I Ealxlx r 1 22 1 73 18.

25、25 2 I Elxlx r 图图7-3 点光源在桌面上的照度点光源在桌面上的照度 （四）亮度（四）亮度 L （也称辉度）（也称辉度） 【说明说明】：有时也用另一较大单位：有时也用另一较大单位sb (sb (熙提熙提) )，lsblsb10104 4ntnt； v意义意义：1c1c面积上发出面积上发出lcdlcd的发光强度。的发光强度。 (7-9)(7-9) cos a a dI L dSa cos a a I L Sa (7-10)(7-10) 【说明说明】：亮度符号右下角标：亮度符号右下角标，指明物体表面的法线与光线，指明物体表面的法线与光线 之间的夹角。之间的夹角。 1200白炽灯（充气

26、灯）白炽灯（充气灯）0.8晴天天空晴天天空(平均值平均值) 200白炽灯灯丝（真空灯泡）白炽灯灯丝（真空灯泡）160000太阳表面太阳表面(近地平线近地平线) 0.2阴天天空阴天天空(平均值平均值)225000太阳表面太阳表面(正午正午) 亮度值亮度值/sb光源名称光源名称亮度值亮度值/sb光源名称光源名称 表表7-2 7-2 常见光源亮度值常见光源亮度值 （四）亮度（四）亮度 L （也称辉度）（也称辉度） （五）曝光量（五）曝光量H H 0 t HEdt (7-11)(7-11) （六）明度（六）明度 色彩分类色彩分类 方法方法 有彩色系有彩色系 无彩色系无彩色系 n光源色、反射光或透射光能

27、够在光源色、反射光或透射光能够在 视觉中显示出某一种单色光特征视觉中显示出某一种单色光特征 的色彩序列。的色彩序列。 n可见光谱中的红、橙、黄、绿、可见光谱中的红、橙、黄、绿、 青、蓝、紫基本色及其混合色都青、蓝、紫基本色及其混合色都 属于有彩色系。属于有彩色系。 n 基本参量：基本参量：明度明度、色调和饱和度、色调和饱和度 n光源色、反射光或透射光未能在光源色、反射光或透射光未能在 视觉中显示出某一种单色光特征视觉中显示出某一种单色光特征 的色彩序列。的色彩序列。 n黑色、白色及二者按不同比例混合黑色、白色及二者按不同比例混合 所得的深浅各异的灰色系列等所得的深浅各异的灰色系列等 n基本参量

28、：基本参量：明度明度 （六）明度（六）明度 n 颜色本身的明度颜色本身的明度 n黄色明度最高，紫色明度最低，其它各色黄色明度最高，紫色明度最低，其它各色 基本处于灰与深灰之间，属中间明度；基本处于灰与深灰之间，属中间明度； n 同一色相的颜色具有不同的明度同一色相的颜色具有不同的明度 n红颜色的明度：桔红、朱红较深红、玫瑰红颜色的明度：桔红、朱红较深红、玫瑰 红亮，大红、土红则介于中间值；红亮，大红、土红则介于中间值； n 某种颜色由于光照强弱不同，产生不同明某种颜色由于光照强弱不同，产生不同明 暗变化暗变化 （六）明度（六）明度 一、光的基本物理量一、光的基本物理量 第二节第二节 光学基础光

29、学基础 二、电光源的基本技术参数二、电光源的基本技术参数 二、电光源的基本技术参数二、电光源的基本技术参数 基本技术基本技术 参数参数 1. 1.发光效率发光效率 2. 2.光源寿命光源寿命 3. 3.光源颜色光源颜色 4. 4.光源启动性能光源启动性能 1.1.发光效率发光效率 n灯开始点燃至灯的光通量灯开始点燃至灯的光通量 衰减到额定光通量的某一百衰减到额定光通量的某一百 分比（一般分比（一般70708080） 时所经历的点灯时数。时所经历的点灯时数。 有效寿命有效寿命 平均寿命平均寿命 光源寿命光源寿命 （光源寿期）（光源寿期） n一组试验样灯从点燃至其一组试验样灯从点燃至其 中中505

30、0的灯失效时所经历的的灯失效时所经历的 点灯时数。点灯时数。 2.2.光源寿命光源寿命 l寿命是评价电光源可靠性和质量的主要技术参数；寿命是评价电光源可靠性和质量的主要技术参数； l寿命长表明其服务时间长，耐用度高，节电贡献大。寿命长表明其服务时间长，耐用度高，节电贡献大。 n当光源的发光颜色与把当光源的发光颜色与把黑体黑体加热到加热到 某一温度所发出的光色相同时的温某一温度所发出的光色相同时的温 度，称为光源的色温。度，称为光源的色温。 n色温是灯光颜色给人直观感觉的度色温是灯光颜色给人直观感觉的度 量，与光源的实际温度无关。量，与光源的实际温度无关。 n不同色温给人不同的冷暖感觉。不同色温

31、给人不同的冷暖感觉。 色温色温 （单位（单位K） 显色指数显色指数 Ra Ra 光源颜色光源颜色 （光色）（光色） 3.3.光源颜色光源颜色 n光源照射到物体后，与光源照射到物体后，与参照光源参照光源相相 比对颜色相符程度的度量参数。比对颜色相符程度的度量参数。 n是衡量光源显色性优劣或在视觉上是衡量光源显色性优劣或在视觉上 失真程度的指标。失真程度的指标。 n参照光源的显色指数定为参照光源的显色指数定为100100，其他，其他 光源的显色指数均小于光源的显色指数均小于100100。 nRaRa越小，显色性越差，反之越好。越小，显色性越差，反之越好。 表表7-3 7-3 色温与感觉的关系色温与

32、感觉的关系 v低照度下采用低色温的光源会感到温馨快活；低照度下采用低色温的光源会感到温馨快活； v高照度下采用高色温的光源则感到清爽舒适；高照度下采用高色温的光源则感到清爽舒适； v比较热的地区宜采用高色温冷感光源；比较热的地区宜采用高色温冷感光源； v比较冷的地方宜采用低色温暖感光源。比较冷的地方宜采用低色温暖感光源。 表表7-4 7-4 显色性的等级标准显色性的等级标准 v国际照明委员会（国际照明委员会（CIECIE）用显色指数把光源的显色性分为优、）用显色指数把光源的显色性分为优、 良、中、差四组作为判别光源显色性能的等级标准。良、中、差四组作为判别光源显色性能的等级标准。 v显色性是择

33、用光源的一项重要因素显色性是择用光源的一项重要因素 v对显色性要求很高的照明用途，如，美术品、艺术品等对显色性要求很高的照明用途，如，美术品、艺术品等 的展示销售，为避免颜色失真，不宜采用显色性差的光源。的展示销售，为避免颜色失真，不宜采用显色性差的光源。 v显色性要求不高，而要求彩色调节的场所，可利用显色显色性要求不高，而要求彩色调节的场所，可利用显色 性的差异来增加明亮提神的气氛。性的差异来增加明亮提神的气氛。 各类光源的光效和显色指数（各类光源的光效和显色指数（RaRa）对照）对照 （表（表7-57-5） 4. 4.光源启动性能光源启动性能 v光源的启动性能是指灯的启动和再启动特性，用启

34、光源的启动性能是指灯的启动和再启动特性，用启 动和再启动所需要的时间来度量。动和再启动所需要的时间来度量。 v热辐射电光源的启动性能最好热辐射电光源的启动性能最好，能瞬时启动发光，也，能瞬时启动发光，也 不受再启动时间的限制。不受再启动时间的限制。 v气体发电光源不能瞬时启动气体发电光源不能瞬时启动。除荧光灯能快速启动外，。除荧光灯能快速启动外， 其他气体放电灯的启动时间至少在其他气体放电灯的启动时间至少在4min4min以上，再启动以上，再启动 时间最少也需要时间最少也需要3min3min以上。以上。 第三节第三节 光环境评价与质量标准光环境评价与质量标准 二、人工光环境的评价二、人工光环境

35、的评价 二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 一、天然光环境的评价一、天然光环境的评价 二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 一、天然光环境的评价一、天然光环境的评价 ( (一一) ) 采光系数采光系数 C C 100% n w E C E (7-12)(7-12) l两个照度值均不包括直射日两个照度值均不包括直射日 光的作用。光的作用。 l晴天或多云天气，不同方位晴天或多云天气，不同方位 上的天亮度有差别，计算值上的天亮度有差别，计算值 与实测值有偏差。与实测值有偏差。 ( (二二) ) 采光系数标准采光系数标准 表表7-6 7-6 视觉作业

36、场所工作面上的采光系数标准值视觉作业场所工作面上的采光系数标准值C/%C/% 注：1.表中所列采光系数标准值适用于我国类光气候。采光系数标准值 是根据室外临界照度为5000lx制订的。 2.亮度对比小的、级视觉作业，其采光等级可提高一级采用。 二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 二、人工光环境的评价二、人工光环境的评价 ( (一一) ) 适当的适当的 照度水平照度水平 评价评价 内容内容 ( (二二) ) 舒适的亮度比和亮度分布舒适的亮度比和亮度分布 ( (四四) ) 避免避免 眩光干扰眩光干扰 ( (三三) ) 适宜的光色适宜的光色 ( (五五) ) 立体感立体感 v适宜的照度：适宜的

37、照度：在具体工作条件下，大多数人在具体工作条件下，大多数人 都感觉比较满意且保证工作效率和精度均较都感觉比较满意且保证工作效率和精度均较 高的照度值。高的照度值。 v满意人数最大百分比的照度约满意人数最大百分比的照度约15001500 3000lx3000lx v不同工作性质的场所对照度值的要求不同不同工作性质的场所对照度值的要求不同 (一) 适当的照度水平 n在一个维护周期内照度变化在一个维护周期内照度变化 曲线的中间值。曲线的中间值。 n西欧一些国家采取使用照度西欧一些国家采取使用照度 标准。标准。 使用照度使用照度 维持照度维持照度 照度标准照度标准 1.1.照度标准照度标准 n是必须更

38、换光源或在预期清是必须更换光源或在预期清 洗灯具和清扫房间周期终止洗灯具和清扫房间周期终止 前，或者同时进行上述维护前，或者同时进行上述维护 工作时所应保持的平均照度。工作时所应保持的平均照度。 n通常维护照度不应低于使用通常维护照度不应低于使用 照度的照度的80%80%。 n美国、我国采用此标准。美国、我国采用此标准。 vCIECIE建议的照度等级建议的照度等级(1x)(1x) v在照度标准中以在照度标准中以1.51.5左右的等比级数划分左右的等比级数划分 照度等级，而不采取等差级数。如，照度等级，而不采取等差级数。如，2020、 3030、5050、7575、100100、150150、2

39、00200、300300、500500、 750750、10001000、15001500、20002000、30003000、50005000等。等。 v民用建筑照明设计标准民用建筑照明设计标准(GBJ l331990)(GBJ l331990) v工业企业照明设计标准工业企业照明设计标准(GB 500341992)(GB 500341992) 2.2.照度均匀度照度均匀度 v工作面工作面：规定照度的平面（参考面）即为工作面。规定照度的平面（参考面）即为工作面。 v通常假定工作面是由室内墙面限定的距地面通常假定工作面是由室内墙面限定的距地面 0.700.700.80m0.80m高的水平面。高

40、的水平面。 v照度均匀度不得低于照度均匀度不得低于0.70.7，CIECIE建议值为建议值为0.80.8。 平均球面照度平均球面照度 平均柱面照度平均柱面照度 （实用）（实用） 空间照度空间照度 n定义：在空间一点的一定义：在空间一点的一 个假想小圆柱体侧面上个假想小圆柱体侧面上 的平均照度。的平均照度。 n圆柱体的轴线与水平面圆柱体的轴线与水平面 相垂直，且不计圆柱体相垂直，且不计圆柱体 两端面上接受的光量。两端面上接受的光量。 n意义：代表空间一点的意义：代表空间一点的 垂直面平均照度。垂直面平均照度。 3.3.空间照度空间照度 v舒适的亮度比和亮度分布是对工作面照度的舒适的亮度比和亮度分

41、布是对工作面照度的 重要补充。重要补充。 v亮度比亮度比：视看对象与人眼周围视看对象与人眼周围视野物体视野物体的的亮度水平亮度水平 和亮度对比构成人眼周围视野的适应亮度。和亮度对比构成人眼周围视野的适应亮度。 v亮度分布亮度分布：房间主要表面的平均亮度，形成房间明房间主要表面的平均亮度，形成房间明 亮程度的总印象，亮度分布使人产生不同的心理感亮程度的总印象，亮度分布使人产生不同的心理感 受。受。 (二) 舒适的亮度比和亮度分布 l指工作面、顶棚、指工作面、顶棚、 墙、窗户和灯具等。墙、窗户和灯具等。 v作业近邻环境的亮度作业近邻环境的亮度：尽可能低于：尽可能低于 作业本身亮度，但最好不低于作业

42、作业本身亮度，但最好不低于作业 亮度的亮度的1/31/3； v周围视野的平均亮度周围视野的平均亮度：不低于作业：不低于作业 亮度的亮度的1/101/10； v灯和白天窗子亮度灯和白天窗子亮度：控制在作业亮：控制在作业亮 度的度的4040倍以内。倍以内。 控制目标控制目标 v照度和反射比照度和反射比：亮度与二者乘积：亮度与二者乘积 大致成正比。大致成正比。 影响因素影响因素 (二) 舒适的亮度比和亮度分布 (三) 适宜的光色 表征光色表征光色 的指标的指标 表观颜色表观颜色 ( (色表色表) ) 显色性显色性 ：常用色温定量表示：常用色温定量表示 ：灯光对被照物体颜色的影响作用：灯光对被照物体颜

43、色的影响作用 v色表与显色性的关系色表与显色性的关系 v光源的颜色质量常用这两个性质不同的术语来同时表征；光源的颜色质量常用这两个性质不同的术语来同时表征； v二者都取决于光源的光谱组成，但不同光谱组成的光源可二者都取决于光源的光谱组成，但不同光谱组成的光源可 能具有相同的色表，而其显色性却大不相同；同样，色表能具有相同的色表，而其显色性却大不相同；同样，色表 完全不同的光源可能具有相等的显色性。完全不同的光源可能具有相等的显色性。 v对室内光环境来说，遇到的基本上都是不舒适眩对室内光环境来说，遇到的基本上都是不舒适眩 光。只要将不舒适眩光控制在允许限度以内，失光。只要将不舒适眩光控制在允许限

44、度以内，失 能眩光也就自然消除了。能眩光也就自然消除了。 (四) 避免眩光干扰 v眩光是评价光环境舒适性的一个重要指标。眩光是评价光环境舒适性的一个重要指标。 失能眩光失能眩光 不舒适不舒适 眩光眩光 ：导致视力下降，甚至丧失视力：导致视力下降，甚至丧失视力 ：影响注意力的集中，时间长会增：影响注意力的集中，时间长会增 加视觉疲劳，但不会影响视力。加视觉疲劳，但不会影响视力。 根据眩光对视 觉的影响程度 眩光眩光 评价方法评价方法 英国英国 眩光指数眩光指数(BGI)(BGI)法法 美国美国 视觉舒适概率视觉舒适概率(VCP)(VCP)法法 德国德国 亮度曲线法亮度曲线法 澳大利亚标准协会澳大

45、利亚标准协会(SAA)(SAA) 灯具亮度限制法灯具亮度限制法 CIECIE 眩光指数眩光指数(CGI)(CGI)公式公式 (四) 避免眩光干扰 lCIECIE总结各国的研究成果，总结各国的研究成果， 推荐的一个国际通用的眩推荐的一个国际通用的眩 光指数光指数(CGI)(CGI)公式，并获得公式，并获得 各国赞同。各国赞同。 CIECIE：眩光指数眩光指数(CGI)(CGI)公式公式 (7-13)(7-13) 2 2 1 500 8lg2 d id E LW CGI EEP 全部照明装置在观测全部照明装置在观测 者眼睛垂直面上的间者眼睛垂直面上的间 接照度。接照度。 全部照明装置在观测全部照明

46、装置在观测 者眼睛垂直面上的直者眼睛垂直面上的直 接照度。接照度。 观测者眼睛同一个观测者眼睛同一个 灯具构成的立体角灯具构成的立体角 该灯具在观测者眼该灯具在观测者眼 睛方向上的亮度。睛方向上的亮度。 考虑灯具与观测者视考虑灯具与观测者视 线相关位置的系数线相关位置的系数 CIECIE：眩光指数眩光指数(CGI)(CGI)公式公式 (7-13)(7-13) 2 2 1 500 8lg2 d id E LW CGI EEP vCGI式与英国眩光指数式与英国眩光指数(BGI)法计算结果十分接近。法计算结果十分接近。 v可以用与可以用与BGI相同的评价尺度说明不舒适眩光的主观效应与相同的评价尺度说

47、明不舒适眩光的主观效应与 控制标准（表控制标准（表7-7）。）。 眩眩光光等等级级 眩眩光光效效应应评评价价标标准准 眩眩光光指指数数 眩眩光光等等级级 眩眩光光效效应应评评价价标标准准 眩眩光光指指数数 A B 刚刚好好不不能能忍忍受受 刚刚好好有有不不舒舒适适感感 28 22 C D 刚刚好好能能接接受受 刚刚刚刚感感觉觉到到 16 8 表表7-7 7-7 眩光指数与不舒适眩光感觉的关系表眩光指数与不舒适眩光感觉的关系表 评价指标评价指标 1.1.矢量矢量/ /标量比（标量比（E/EE/Es s） 2.2.平均柱面照度与水平面平均柱面照度与水平面 照度之比照度之比( (E Ec c/E/E

48、h h) ) 3.3.垂直照度与水平面照度垂直照度与水平面照度 之比之比( (E Ev v/E/Eh h) ) ( (五五) ) 立体感立体感 v三维物体在光的照射下呈现的造型效果。三维物体在光的照射下呈现的造型效果。 1.1.矢量矢量/ /标量比（标量比（E/EE/Es s）造型指数造型指数 表表7-8 7-8 造型指数（造型指数（E/EE/Es s）与照明方向性）与照明方向性质质量量评评价价 2.2.平均柱面照度与水平面照度之比平均柱面照度与水平面照度之比( (E Ec c/E/Eh h) ) 3.3.垂直照度与水平照度之比垂直照度与水平照度之比( (E Ev v/E/Eh h) ) 指标

49、 1.1.矢量矢量/ /标量比（标量比（E/EE/Es s） 2.2.平均柱面照度与水平面平均柱面照度与水平面 照度之比照度之比( (E Ec c/E/Eh h) ) 3.3.垂直照度与水平面照度垂直照度与水平面照度 之比之比( (E Ev v/E/Eh h) ) 较完善，但较完善，但E E的计算相当的计算相当 复杂，难以得到准确的结复杂，难以得到准确的结 果，设计应用受限。果，设计应用受限。 评价 有较大实用价值，计算和有较大实用价值，计算和 测量问题均已获得解决。测量问题均已获得解决。 简单，实用。简单，实用。 一、可见光污染防治一、可见光污染防治 第四节第四节 光污染防治技术光污染防治技

50、术 二、红外线、紫外线污染防治二、红外线、紫外线污染防治 光污染按照光波波长分为可见光污染、红外线污染和紫外光污染按照光波波长分为可见光污染、红外线污染和紫外 线污染三类，分别采用不同的防治技术。线污染三类，分别采用不同的防治技术。 一、可见光污染防治一、可见光污染防治 直接眩光的限制直接眩光的限制 反射眩光和光幕反射的限制反射眩光和光幕反射的限制 发光面大小发光面大小 发光面亮度发光面亮度 眼睛的适应能力眼睛的适应能力 背景亮度背景亮度 影响影响 因素因素 房间尺寸房间尺寸 视看方向和位置视看方向和位置 图图7-4 7-4 需要限制亮度的照明器需要限制亮度的照明器发发光区域光区域 直接眩光的

51、限制直接眩光的限制 采用透明、半透明或不透采用透明、半透明或不透 明的格栅或棱镜将光源封明的格栅或棱镜将光源封 闭起来，控制可见亮度，闭起来，控制可见亮度， 减弱眩光。减弱眩光。 控制光源的直射光，做到控制光源的直射光，做到 完全看不见光源，有时也完全看不见光源，有时也 可把灯安装在梁背后或嵌可把灯安装在梁背后或嵌 入建筑物等。入建筑物等。 直接眩光的限制直接眩光的限制 透光材料透光材料 控制法控制法 保护角保护角 控制法控制法 控制方法控制方法 直接眩光的限制直接眩光的限制 限制眩光限制眩光 与光源分类与光源分类 亮度亮度2 210104 4cd/mcd/m2 2 如荧光灯如荧光灯 亮度亮度

52、2 210104 4cd/mcd/m2 2 如白炽灯和如白炽灯和 各种气体放电灯各种气体放电灯 小功率光源小功率光源 两种控制眩光方法均可两种控制眩光方法均可 大功率光源大功率光源 采用灯具保护角控制采用灯具保护角控制 l透光材料控制和保护角透光材料控制和保护角 控制两种均可控制两种均可 l荧光灯亮度较低，某些荧光灯亮度较低，某些 情况下允许明露使用情况下允许明露使用 直接眩光的限制直接眩光的限制 v增加眩光源的增加眩光源的背景亮度背景亮度或或作业照度作业照度的方法的方法 v顶棚表面应有较高的反射比，可减小灯具发光表顶棚表面应有较高的反射比，可减小灯具发光表 面与邻近顶棚间的亮度差别，适当降低

53、亮度对比面与邻近顶棚间的亮度差别，适当降低亮度对比 度，如倒伞形悬挂式灯具，使灯具有足够的上射度，如倒伞形悬挂式灯具，使灯具有足够的上射 光通量，经过一次反射后光通量，经过一次反射后使室内亮度分布均匀使室内亮度分布均匀。 v浅色饰面通过多次反射能明显地浅色饰面通过多次反射能明显地提高房间上部表提高房间上部表 面的照度面的照度。 反射眩光和光幕反射的限制反射眩光和光幕反射的限制 l在观察物体方向或接在观察物体方向或接 近物体方向出现的光近物体方向出现的光 滑面包括顶棚、墙面、滑面包括顶棚、墙面、 地板、桌面、机器或地板、桌面、机器或 其他用具的表面。其他用具的表面。 防止反射眩光的措施防止反射眩光的措施 n 1.1.光源的亮度应比较低光源的亮度应比较低 光源的亮度应比较低，与工作类型和周围光源的亮度应比较低，与工作类型