照明理论基础

1、12定义定义光是电磁波光是电磁波可见光是波长为400700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。700400纳米的光依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。3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4视觉灵敏度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

2、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。5LUCALOX STANDBY6定义定义光通量（流明光通量（流明Lm）表示灯泡发光的多少，流明是光通量的单位。(发光愈多流明数愈大)照度（勒克斯照度（勒克斯Lux）表示工作面上被照明的程度，勒克斯是照度的单位。(1勒克斯等于1平方米得到1流明光时的照度。)单位面积内的光通量 单位：lux(lx=lm/m2)例如例如：用一只发光为1750流明的100瓦白炽灯泡照明一个339平方米的房间，其平均照度为 1750 / 9194.4勒克斯7* * 日光日光 - - 阳光直射阳光直射(10(105 5lx), lx), 多云多云(1

3、0(104 4lx); 15X10lx); 15X108 8 cd/mcd/m2 2 ；色温；色温 6500 K 6500 K* * 月光月光 - 0.1lx; 10 - 0.1lx; 10 -4 -4 cd/mcd/m2 2* * 道路道路 - - 主要道路主要道路: : 超出超出 20lx 20lx* * 办公室办公室 - 500-800lx- 500-800lx8lmluxcdcd/m2cd/m2定义定义光强光强 单位立体角内的光通量 单位: cd亮度亮度 单位面积内的光强，眼睛感受到的光强度9色温色温 就是光的颜色。黑体辐射温度就是光的颜色。黑体辐射温度, , 以开尔文表示（以开尔文表

4、示（K K）低色温的是暖色，高色温的是冷色低色温的是暖色，高色温的是冷色定义定义10定义定义色温色温CT一个物体被加热到一定的温度时开始发出暗红色光，温度再升高光的颜色变成黄白色、白色、兰白色。我们把发出某颜色光时物体的温度称为该颜色的色温。低色温的光是暖色光，高色温的光是冷色光。11显色指数显色指数 光源表现颜色的能力光源表现颜色的能力 0100 ; 0100 ; 白炽灯白炽灯 100 100定义定义显色指数显色指数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。

5、下图显示用不同种类灯泡照明同样物体时的彩色效果。1213基本定律基本定律 E=lux= I/ D E=lux= I/ D2 2 E=E=照度照度 I= I= 指向感兴趣点的光强指向感兴趣点的光强 D=D=从光源到照射点的距离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。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。 14基本定律基本定律 E=lux E=lux point Apoint A= I= I* *coscos / D / D2 2 E=E=照度照度 I= I= 指向感兴趣点的光强指向感兴趣点的光强 D=D=从光源到照射点的距离从光源到照射点的距离 余

6、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。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。 15照度计算照度计算此方法用于计算平均照度此方法用于计算平均照度 ( (光源光通量光源光通量)(CU)(MF)(CU)(MF) 照射区域面积照射区域面积平均照度平均照度= =适用于室内，体育照明适用于室内，体育照明利用系数：利用系数： 一般室内取一般室内取0.40.4，体育取，体育取0.30.31. 1. 灯具的照度分布灯具的照度分布2. 2. 灯具效率灯具效率3. 3. 灯具在照射区域的相对位置灯具在照射区域的相对位置4. 4. 被包围区域中的反射光被包围区域中的反射光维护系数维护系数

7、MF=(LLD)X(LDD)MF=(LLD)X(LDD)一般取一般取0.70.70.80.8举例举例 1：室内照明，室内照明，45米房间，使用米房间，使用336W隔栅灯隔栅灯9套套平均照度平均照度 光源总光通光源总光通CUMF/面积面积(250039)0.40.8451080 Lux结论：平均照度结论：平均照度1000Lux以上以上举例举例 2：体育馆照明，体育馆照明，2040米场地，米场地，使用使用POWRSPOT 1000W金卤灯金卤灯 60套套平均照度平均照度 光源总光通光源总光通CUMF/面积面积(10500060)0.30.820401890 Lux结论：平均水平照度结论：平均水平照

8、度1500Lux以上以上 垂直照度垂直照度1000Lux以上（视安装位置）以上（视安装位置）1617MHMH这个计算大多用在室外照明。这个计算大多用在室外照明。E E point Apoint A =lux =l =lux =l* * Cos Cos / D / D2 2E E point Apoint A =lux =l =lux =l* * Cos Cos3 3 / MH / MH2 2举例举例 ：泛光照明，泛光照明，60米高楼，安装距离米高楼，安装距离10米米使用一个使用一个ULTRASPOT 2000W，求楼顶照度，求楼顶照度查配光数据表，得知查配光数据表，得知L=6000180000

9、10001080000 cd点照度点照度LCos / D / D2 21080000(10/60)606048 Lux结论：单灯照明时楼顶照度结论：单灯照明时楼顶照度48Lux照度计算照度计算1819光度数据光度数据20光度光度NEMA NEMA - - 泛光灯具分类泛光灯具分类21光强分布曲线光强分布曲线 （配光角度）配光角度） 1/10 Imax 1/10 Imax ( (美美 IES); 1/2 ImaxIES); 1/2 Imax ( (欧欧 CIE) CIE) 22垂直平面垂直平面泛光照明泛光照明水平平面水平平面地面照明地面照明瞄准主摄像机方向瞄准主摄像机方向体育场照明，彩电转播体育

10、场照明，彩电转播照度的测量是最常见的照度计探头23怎样照亮一个房间？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3070。24灯具灯具灯泡安装在灯具中，灯具的反射器、透镜、格栅帮助配光，把灯泡发出的光投射到需要的地方。气体放电灯灯具还包含镇流器。镇流器镇流器所有气体放电灯都需要镇流器。镇流器的一端接入

11、电源，另一端接到灯泡。镇流器有三个基本功能：1.把电源电压转变为灯泡需要的电压。2.提供放电需要的启动高电压。3.灯泡启动后镇流器把电流限制在规定值。怎样照亮一个房间？怎样照亮一个房间？2526灯泡内的气体放电形成后，气体原子直接发光，或者发出紫外线激发荧光粉再发出可见光。气体放电灯泡的效率远比白炽灯泡高，但是工作时需要镇流器，因此安装成本高。直管型荧光灯、紧凑型节能荧光灯属于低强度气体放电灯低强度气体放电灯。高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和低压钠灯属于高强度高强度气体放电灯气体放电灯(HID)。陶瓷金卤灯是HID的最新发展。光源光源电灯泡有千万种，但是按发光原理划分只有白炽灯泡和气体放电灯

12、泡两种电灯泡有千万种，但是按发光原理划分只有白炽灯泡和气体放电灯泡两种电流通过钨丝将其加热至白炽状态而发光。白炽灯泡把大约6的电能转变成光，其余94的电能转变成热而浪费掉了。爱迪生发明灯泡时是炭丝灯泡，玻璃壳内是真空。现代白炽灯泡是钨丝灯泡大部分玻璃壳内充入惰性气体。卤钨灯泡卤钨灯泡是白炽灯泡的最新发展，灯泡内加入卤素元素，寿命更长，效率更高。卤钨灯泡把1012的电能转变成光。27282930白炽灯：钨原子损失卤素灯：卤钨循环，减少钨原子损失3132最常用的直管荧光灯最常用的直管荧光灯直管，环管荧光灯电感镇流器直管，环管荧光灯电感镇流器 高性能电子镇流器高性能电子镇流器较之较之T10更节能更节

13、能迅速成为办公室照明的首选迅速成为办公室照明的首选高显色指数高显色指数超长寿命超长寿命极佳的流明维持率极佳的流明维持率最前沿的荧光灯技术最前沿的荧光灯技术高效且超细高效且超细受欢迎的家庭光源受欢迎的家庭光源应用于吸顶灯具应用于吸顶灯具直管荧光灯是工商业照明中使用最为广泛的光源产品直管荧光灯是工商业照明中使用最为广泛的光源产品。直管荧光灯的长寿，节能及光线柔和特性使其成为室内光源首选。直管荧光灯的长寿，节能及光线柔和特性使其成为室内光源首选。33343536374使用一年中的失效率使用一年中的失效率 - 0.98谐波失真为谐波失真为L级或总谐波失真级或总谐波失真 - 15%电磁干扰符合电磁干扰符

14、合CISPR15等国际标准等国际标准具有灯管异常及外部输入过流，过压镇具有灯管异常及外部输入过流，过压镇流器自我保护功能流器自我保护功能荧光灯镇流器3839404142434445464748光源的分类及特点光源的分类及特点电光源白炽灯气体放电灯普通白炽灯卤素灯(石英灯)荧光灯高强气体放电灯寿命短，约1000小时；显色好，指数为100；光色温暖、舒适一般为球形光源；可以调光;发热量大；立即启动；一般无需变压器；光通维持性差；光效低，10-20Lm/w 。 寿命稍长，约2000小时； 显色好，指数为100； 光色温暖、舒适 一般为点光源或杯状； 光效稍高，15-25Lm/w; 立即启动； 可以调

15、光； 光通维持性稍好； 一般为低压工作，需要变压器。 寿命长，约10000小时； 显色指数多样，取决于荧光粉； 光色有多种选择； 一般为线状光源(紧凑型例外)； 光效高，70-90Lm/w; 光通维持性好； 不能立即启动，需要镇流器才能正常工作； 调光较困难，需要专用镇流器； 价格稍高。寿命最长49高强气体放电灯金属卤化物灯高压钠灯石英金卤灯陶瓷金卤灯寿命长，约1000小时；显色好，指数为100；光色温暖、舒适一般为球形光源；可以调光;发热量大；立即启动；一般无需变压器；光通维持性差；光效低，10-20Lm/w 。 寿命稍长，约2000小时； 显色好，指数为100； 光色温暖、舒适 一般为点光源或杯状； 光效稍高，15-25Lm/w; 立即启动； 可以调光； 光通维持性稍好； 一般为低压工作，需要变压器。 寿命长，约10000小时； 显色指数多样，取决于荧光粉； 光色有多种选择； 一般为线状光源(紧凑型例外)； 光效高，70-90L