电气照明1第一章绪论

1、1电气照明技术张晓杰张晓杰照明使我们能看清我们的环境是什么样， 它能使我们感觉好与不好、它能让我们感受到惊奇、兴奋等。 我们不能触摸到光，而且对于其很大的一部分， 我们都看不见，我们能看到的是光产生的效果，而这是非常神奇的。这就是我们从历史的、生物的和心理的角度来看的光与照明。我们要通过照明来使我们的环境看起来越漂亮越好。3 应用4 应用5 应用6 应用7 应用8 应用9 作用：功能性和景观性功能性： 指满足人们在室内外从事某种活动所需要的基本照度而设置的照明。 例如：学校照明、道路照明、工厂照明、体育照明、博物馆照明、商业照明、广场照明等；10 作用：功能性和景观性

2、景观性照明 指通过采用多种照明方式结合共同作用以达到设计师所设想的戏剧性场景，从精神上满足人们的艺术享受。 例如：建筑物的夜景照明、雕塑照明、园林景观照明、水景的夜景照明等。 11鸟巢效果奥运建筑12水立方效果13 照明工程： 通过照明器和照明技术而达到人工采光效果的系统工程。光源的分类：自然光源（阳光） 人工光源 电光源 （稳定，充足） 非电光源（多变化，不稳定） 照明系统的重要性： 除特殊情况外，白天一般用自然光源采光，而一旦采光条件不佳时或特殊要求，必须进行人工采光，以弥补自然光的不足14电气照明的特性:满足人类最基本的视觉要求。充分改善明视环境质量，营造良好的光照氛围。照明器的功能性和

3、装饰性。15 展望n技术性： 随着科技突飞猛进，各类新型光源和灯具层出不穷； 如：取代传统高能耗电感镇流器的新型节能电感镇流器和电子镇流；节能性能、动态性能以及寿命都较好的LED灯； 16 展望n艺术性 随着国民经济的发展，照明设计的要求已从简单的明亮升级到对审美的追求。光与造型、光与空间、光与色彩、光与材质等所产生的光环境艺术效果更为人们所重视。照明控制及系统的使用，让人们获得了各种艺术场景；计算机技术的发展，三维效果图的制作，使得照明的艺术效果在前期可以进行模拟，给人们直观的印象；而三维动画更能够带来视觉的动感享受，便于营造最终的效果。17 照明系统的发展已超越了单纯照明的观念，逐步上升到

4、一种文化和艺术的境界，并且与光学、美学、建筑学和园林艺术溶为一体，成为一门综合性的设计工艺。 课程目的: 掌握电气照明技术的基本概念、基本原理和基本设计方法，培养分析问题、解决问题及工程设计的能力；18光的概念： 与所有物质一样，光也是一种物质，是能量的一种存在形式，是能引起视觉的辐射能，它以电磁波的形式在空间传播。不需要任何物质做媒介；光的本质是一种电磁波(电磁辐射) 。 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念19 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念电磁波谱 任何物体只要能发出（380780）nm波长的辐射能就可以用于采光光源的形成。20 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念电磁波:可

5、见光部分的波长范围为380780nm.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.6307806006305656005005654355003804351nm(纳米)= 10-9m(米)21科学家常采用如下理论阐述光的本质:电磁波理论： Maxwell 提出,发光体以辐射能的形式发射光,而辐射能又以电磁波的形式向外传播,电磁波在人眼上就产生光的感觉。 光在空间运动可用“电磁波理论”解释。 量子论： 普朗克提出,发光体以分立的“波束”形式发射辐射能, 这些波束沿直线发射出来，作用在人眼上产生光的感觉。 光对物体的效应可用“量子论”解释。 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念22

6、光的辐射特性：辐射量Qe 能量的发射和传播过程，称为辐射。光源辐射出来的光(包括红外线、可见光和紫外线)的能量称为光源的辐射量。当这些能量被物质吸收后,可以转换成其它形式的能量。辐射通量e 或称辐射功率，某物体单位时间内发射或接受的辐射能量，单位为W。 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念23 光的辐射特性：辐射出射度Me 辐射通量与发光面积的比值。 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念eedMdA24光谱辐射量：光谱辐射通量 光源发出的光在单位间隔内的光谱辐射通量。光谱辐射出射度 M 光源发出的光在单位间隔内的光谱出射度。 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念edd edMMd25光谱

7、辐射量：光谱光视效能 K（） 辐射能所引起的视觉能力。 用流明每瓦表述：lm/W光谱光视效率 V（） 人眼对不同波长光的灵敏度不同。给定波长的光谱光效能K()与最大光谱光视效能Km之比 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念( )( )mKVK26 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念 CIE（国际照明委员会）提出了在明视觉条件下(适应亮度约为10cd/m2以上)获得的明视觉光谱光效率值和暗视觉条件下(适应亮度小于10-2cd/m2)获得的暗视觉光谱光效率值。q人眼对波长为555nm的黄绿光感受效率最高，对其 它波长的光感受效率比较低。故称波长为555nm为峰值波长，对应峰值光视效能。275

8、55nm锥状细胞最大灵敏度波长锥状细胞最大灵敏度波长507nm柱状细胞最大灵敏度波长柱状细胞最大灵敏度波长 V( V() )为明视觉的光为明视觉的光谱光视效率曲线谱光视效率曲线 V() V()为暗视觉的为暗视觉的光谱光视效率曲线光谱光视效率曲线光谱光效率光谱光效率注：注：CIE为法文缩写，国际照明委员会为法文缩写，国际照明委员会 第一节第一节 光的基本概念光的基本概念28 在照明技术中，由于光作用于人的眼睛所产生的视觉强度，不仅与光能量的大小有关，还与光的波长有关，所以单纯采用能量参数来描述光的特性往往不能满足要求。为了更好地研究光在照明工程中的应用，通常采用的是以视觉效果来评价光辐射的量-光

9、度量。 光度量与辐射度量之间有密切关系，前者可以从后者导出。 基本概念：光通量、光强、照度、亮度。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量29 光通量： 指光源在单位时间内向空间发射出的能使人产生光感觉的能量(辐射能通量)。它是根据人眼对光的感觉来评价的。 光通量的实质：光源辐射能量的能力，是光度量概念中基本的物理量。 单位：流明（lm） 例：40W白炽灯光通量为350lm； 100W白炽灯：1038lm 36W荧光灯光通量为2500lm（T8） 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量30 光通量： 光学中有一个基本单位叫“流明” ，它是光通量的单位。 光通量是这样定义的：光源在单位时间内向周

10、围空间辐射并引起光感的辐射能通量。 光源在单位时间内发射出的能量本是一个功率单位，功率的单位是W。但光通量的单位不用W ，而是用流明(lm)表示，就是因为“光通量”不是能量的全部，而是”能使人产生光感的辐射能通量”。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量31 发光强度（光强）：I 表征光源(物体)发光能力大小的物理量。 光源在某一特定方向上单位立体角内(每球面度）所发出的光通量，称为光源在该方向上的发光强度(简称光强) 。 它表示不同方向光通量的分布情况。 单位：坎德拉（cd) 坎德拉是国际单位制的基本单位之一，其它光度量单位都是由光强的单位推导出来的。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度

11、量32 发光强度（光强）：I d：在立体角元内传播的光通量 d ：立体角元 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量dIdd033 发光强度（光强）：I 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量34 发光强度（光强）：I 对于向各方向均匀辐射光通量的光源，各方向的光强相等，其值为： 光通量 单位立体角 实际上，发光强度就是向一定方向辐射的光通量的角密度。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量I35裸光源（40w）配灯具光源（40W）平均光强为28cd平均光强为7080cd如配镜面反射罩，光强可达数百cd 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量光通与光强的关系： 在光通量不变的情况下，随着配置灯具

12、的不同，发光强度可以发生变化；从下图看出：光通在空间的分布更为集中，密度更大，相应的光强也提高了！36照度：E 用来表达被照面上光的强弱，判别被照物上的照明情况。它用被照场所光通量的面积密度来表示。 被照面单位面积上接受的光通量称为照度。 单位：勒克司（lx） 1lx表示在1m2面积上均匀分布1lm光通量的照度值。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量dEdA37照度：E 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量照度流明面积( m2 )38照度：E常见照度 : 晴朗满月夜 0.2 lx 白天良好采光100-500 lx 晴天室外太阳散射 1000 lx 中午太阳直射 10万lx 20 lx是刚

13、能识别人脸，作为交通区域内的最低照度。 100 lx 是交通区能接受的照度水平，效果最好。 200 lx是所有工作室以及需要在其中停留较长时间的最低照度 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量39n照度：E 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量照度水平同样取决于人的年龄六十多岁人所需的照明水平大约为十岁大小人员的15倍。40n照度：E 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量照度水平同样取决于运动物体的速度和尺寸英式足球 :速度较慢，球体尺寸较大比赛照度 : 150 Lux网球 :高速，球体较小比赛照度 : 500 Lux41n照度：E 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量在道路照明中， 照

14、明质量标准更多用亮度来表达在同样照明条件下,因为路面的反射特性不同,亮度 水平和均匀度可以不同。42n照度：E 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量某些典型的室内活动场所推荐照度照度 (lux) 活动场所100300500750100030,000流通场所粗加工工厂, 演讲场所实验室,电脑房,超级市场,中等类型工厂普通办公室, 电子工厂画图室,精密工厂影剧院的投影光束43光出射度：M 发光体表面不同点发出光强弱不同，单位面积发出的光通量即出射度。 单位：辐射勒克斯（rlx） 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量dMdA44亮度：L 亮度是描述发光面或反光面上光的明亮程度的光度量，并且，亮度

15、考虑了光的辐射方向，所以它是表征发光面在不同方向上的光学特性的物理量。 亮度表示光源单位面积上的发光强度。 L=Ia/Sa 单位：坎德拉每平方米（cd/m2)或尼特（nt） 亮度与被照面的材料特性有关。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量45亮度：L 由于物体在各个方向的亮度不一定相同，因此常在符号L的右下角注明角度，用以表示与物体表面法线成角方向的亮度。 物体的亮度越大，人们就会感到它越亮。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量cosILS46亮度：L 常见亮度（cd/m2） 太阳表面 1.6109以上 晴天的天空 8000 阴天 5600 荧光灯（0515）104 注意：对于理想的漫

16、射发光体或漫反射表面的二次发光体，亮度与方向无关。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量47光度量的比较 1.光通量、光强和亮度反映光源特性的基本量，说明的是光源的发光情况。 2.照度是表征被照物接受光通强弱的物理量，有着本质的区别。出射度表示发光体。 3.在应用中，单位上比较容易混淆；在定性和定量分析中，各有所偏重。 第二节第二节 常用的光度量常用的光度量48反射、透射和吸收比 光线遇到物体时，可能被反射，或者被吸收，被透射。 反射比 吸收比 透射比 第三节第三节 材料的光学性质材料的光学性质/i /i /i ii49反射、透射和吸收比 （1）光在传播过程中能量应守恒。 +=1 （2）在选

17、择灯具材料时，为提高其工作效率，一般采用反射比较高的材料。 （3）为调节环境的亮度，可适当选用、 、 来改善。 第三节第三节 材料的光学性质材料的光学性质50 第三节第三节 材料的光学性质材料的光学性质材料材料反射比反射比材料材料反射比反射比材料材料反射比反射比银银92硫酸钡硫酸钡95木材木材40-60铬铬65氧化镁氧化镁97白粉樯白粉樯75铝铝60-73碳酸镁碳酸镁94红樯砖红樯砖30玻璃镜玻璃镜82-88石膏石膏87白色瓷砖白色瓷砖65-80-乳胶漆乳胶漆8470（白）（白） 57（黄）（黄） 32（灰）（灰）樯纸樯纸72（黄）（黄） 65（粉）（粉）51反射 规则反射：光的入射角等于反射

18、角。镜面、透明玻璃 散反射：反射光向各个不同方向散开，但总的方向一致，遵循反射定律。金属板、磨砂玻璃等 漫反射：反射光被分散在各个方向，不存在规则反射。粗糙表面和乳白玻璃 第三节第三节 材料的光学性质材料的光学性质散反射漫反射52反射 第三节第三节 材料的光学性质材料的光学性质混合反射53反射 磨砂玻璃具有典型的散透射特性,背光的一侧仅能看见光源模糊的影像;乳白玻璃具有均匀漫透射的特性,整个透光面亮度均匀,完全不见背面的光源和物象,因此可利用这些材料做成灯罩、光带、发光顶棚等,使室内光线均匀柔和。 另外，光线的穿透能力还与它的厚度有关，如水是透光的，但当水较深时，将不透光。 灯具的材料：钢材、铝材、铜材、不锈钢、塑料材料、