第三章：光源与灯具 2

第三章：光源与灯具第一节：电光源凡可以将其他形式的能量转换成光能，从而提供光通量的设备、器具统称为光源。而其中可以将电能转换为光能，从而提供光通量的设备、器具则称为电光源。常用的电光源有：1、热辐射发光电光源（如白炽灯、卤钨灯等）2、气体放电发光电光源（如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯等）3、固体发光电光源（如LED和热致发光器件等）。一、热辐射发光光源：如白炽灯，卤钨灯等。这类光源是固体的钨丝通电后，灯丝发热，达到一定温度后，灯丝辐射出光来。制作简单，成本低，但是发光效率低。二、气体放电发光电光源：指利用电流通过气体（或蒸气）而发射光的电光源。如荧光灯、金卤灯、高强度放电灯等。气体放电灯的功率可以做得较大，发光效率又高，是一种绿色照明电光源。

1、气体放电光源按放电形式划分弧光放电灯：这类气体放电电光源主要利用弧光放电柱产生光。阴极工作在较高温度下，所以又叫热阴极灯。

辉光放电灯：这类气体放电电光源由辉光放电柱产生光，放电时阴极温度不高，所以又叫冷阴极气体放电电光源。

2、按放电时电流经过的媒质划分气体放电灯：利用气体的放电发光。如氙灯、荧光灯和氖灯等。金属蒸气灯：利用金属蒸气（如汞蒸气、钠蒸气等）产生光，如汞灯、钠灯等。3、按放电时灯内大气压的高低划分低气压灯：放电时，灯内气压为1%个大气压左右，如荧光灯、低压钠灯等。高气压灯：放电时，灯内气压为1～5个大气压，如高压汞灯、高压钠灯、高压氙灯等。超高气压灯：放电时，灯内气压大于10个大气压，如镝灯、钪钠灯、钠钪烟灯等。热辐射电光源：以普通白炽灯泡和卤钨灯系列灯泡为代表。气体放电电光源：以荧光灯、高强度气体放电灯和霓虹灯等。低气压气体放电电光源：以荧光灯、节能灯为代表。

高强度气体放电电光源：以高压水银荧光灯、高压钠灯和金卤灯为代表。三、固体发光光源：

LED是发光二极管的简称，此种光源是一种新型半导体固体发光源，属于冷性发光，其发光寿命可长达10万小时以上，且具有体积小、反应速度快、发光色彩丰富等特点。LED被称为第四代照明光源或绿色光源。分类：固体发光电光源电光源气体放电发光电光源白炽灯半导体发光器件(LED)真空灯充气灯弧光放电灯辉光放电灯低气压灯荧光灯低压钠灯高气压灯高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯霓虹灯卤钨灯非卤钨灯四、光源的基本特性功率：电光源在工作时所消耗的电功率。发光效率：指光源所输出的光通量与其消耗的电功率之比。它是表示光源的经济性参数之一。色温

色温是光源颜色的一种标志，它表示光源的光谱成分，而不是光源的发光强度。光色光源的光色有两方面的含义：一是指人眼直接观察时对所看到的颜色，即光源的色表；二是指光源的光照射到物体上所产生的客观效果，即显色性。显色指数：光源的显色指数是对光源显色性的评价。光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。光通量输出：指光源在工作时所发出的光通量。通常光源的光通量输出既与光源本身的发光能力有关，也与点燃时间有关，点燃时间越长其光通量输出越低。使用寿命：电光源从开始使用到不能发光或虽能发光但不能使用或者其光通量输出降到规定的程度所经历的小时数。这一参数，不是针对某一灯泡，而是该类产品寿命的平均值。五、常用光源1、白炽灯白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。

主要特点：体积小、亮度高、显色性好、价格低、可以调光,启燃时间短。使用寿命较短、发光效率低、不经济。白炽灯构造：主要类别：

1.普通照明用白炽灯用于民用建筑(住宅、宾馆、餐厅、商店等场所)2.装饰用白炽灯与建筑灯具相配，形成多种艺术风格(蜡烛形灯泡与节日彩泡)3.反射型灯泡用于商店橱窗照明、物品展示照明等需要光线集中的场合4.局部照明灯泡(俗称低压灯泡)用于便携式手提灯、机床照明灯等光电参数及特性：光电参数光效：低，约为10～15lm/W（8～21.5lm/W）寿命：低，平均寿命约为1000h启燃时间：短，瞬时启燃/再启燃色表：暖，约2400～2900K（2700～3000K）显色性：好，Ra达99～100（接近太阳光）特性电压特性：端电压＞额定值→寿命降低端电压＜额定值→光通量降低调光特性：可在0～100%范围内即时连续均匀反复调光开关性能：开启瞬间产生很大的脉冲电流开关次数对寿命影响很小白炽灯的应用适合频繁开关，点灭性能及寿命影响小适合需要调光的场所适用于严格要求防止电磁波干扰的场所2、卤钨灯卤钨灯是填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯。是利用卤钨再生循环原理工作的。特点：显色性好，透过率改善，光效提高，灯丝稳定性和抗震性优异，外形更紧凑，较低的初始成本，比白炽灯更长的寿命，安装简便。低压卤钨灯的特点：

低压卤钨灯比卤钨灯光强更大，使用寿命更长，呈现的颜色也更鲜艳。通过与灯具的结合，低压卤钨灯可以提供宽、中、窄多种光束分布，用作重点照明能够精确地强调出视觉信息。卤钨灯按型状和结构常有以下种类：管型卤钨灯（双端卤钨灯）单端卤钨灯GU10单端卤钨灯管型卤钨灯（双端卤钨灯）单端卤钨灯GU10单端卤钨灯MR11、MR16卤素灯杯注：卤钨灯的国家标准为GB/T14094-93FY——表示放映电影用的卤钨灯FJ——表示冷反射放映卤钨灯HD——表示幻灯、投影用幻灯卤钨灯Z——表示照明用卤钨灯卤钨灯的型号F——表示封闭式X——表示小管径Z——表示窄光束ZG——表示中光束K——表示宽光束TK——表示特宽光束

卤钨灯光电参数色温：2700～3200K光效：15～30lm/W寿命：1500～2000h(双端)、1000～3500h(低电压冷光束)注意：电压特性：与白炽灯相似，端电压变化→色温变化明显可调光性：调光范围大，但频繁调光时应注意灯的热学特性，保证管壁温度处于黑化范围之上寿命特性：影响寿命因素较多，从使用角度来说以振动为主卤钨灯按用途分为6类：

①照明卤钨灯。又分为高压双端灯、低压单端灯和多平面冷反射低压定向照明灯3种，广泛用于商店、橱窗、展厅、家庭室内照明。

②汽车卤钨灯。又分前灯，近光灯，转弯灯，刹车灯等。

③红外、紫外辐照卤钨灯。红外辐照卤钨灯用于加热设备和复印机上，紫外辐照卤钨灯已开始用于牙科固化粉的固化工艺。

④摄影卤钨灯。已在舞台影视和新闻摄影照明中取代普通钨丝白炽灯。

⑤仪器卤钨灯。用于现代显微镜、投影仪、幻灯以及医疗仪器等光学仪器上。

⑥冷反射仪器卤钨灯。用于轻便型电影机、幻灯机、医用和工业用内窥镜、牙科手术着色固化、彩色照片扩印等光学仪器上。

卤钨灯应用：宜用在照度要求较高、显色性较好或要求调光的场所，如体育馆、大会堂、宴会厅等

照明开闭频繁，需要迅速点亮或需要避免对测试设备产生高频干扰的地方和屏蔽室等

它的工作温度较高，不适于多尘、易燃、爆炸危险、腐蚀性环境场所，以及有振动的场所等大面积照明与定向投影照明场所，如建筑工地施工照明，展厅，广场，舞台,影视照明和商店橱窗照明及较大区域的泛光照明等需要正确识别色彩，照度要求较高或进行长时间紧张视力工作的场所3、低压灯带把LED灯用特殊的加工工艺焊接在铜线或者带状柔性线路板上面，再连接上电源发光主要特点：1、柔软，能象电线一样卷曲，2、能够剪切和延接，3、灯泡与电路被完全包覆在柔性塑料中，绝缘、防水性能好，使用安全，4、耐气候性强，5、不易破裂、使用寿命长，6、易于制作图形、文字等造型;

低压灯带的应用：建筑物、桥梁、道路、花园、庭院、地板、天花板、家具、汽车、池塘、水底、广告、招牌、标志等上装饰和照明给各种节庆活动增添喜悦和节日气氛楼体轮廊、桥梁、护栏、酒店、林苑、舞厅、广告装饰的场所等。4、荧光灯荧光灯是一种低气压汞蒸气弧光放电灯，通常为长管状，两端各有一个电极。灯内包含有低气压的汞蒸气和少量惰性气体，灯管内表面涂有荧光粉层。工作原理：电极释放出电子，电子与灯内的汞原子碰撞放电，将60%左右的输入电能转变成波长为253.7um的紫外线辐射，紫外线辐射被灯管内壁的荧光粉层吸收，化为可见光释放出来。特点：高光效，发光均匀，光色柔和，结构简单，安装方便。荧光灯的构造：荧光灯的型号YZ——表示直管荧光灯YU——表示U形荧光灯YH——表示环形荧光灯YZZ——表示自镇流荧光灯YHG——表示黑光荧光灯ZW——表示紫外线灯管荧光灯的型号第二部分表示灯管功率第三部分表示灯管颜色特征RR——表示日光色（6500K）RZ——表示中性白色（5000K）RL——表示冷白色（4000K）RB——表示白色（3500K）RN——表示暖白色（3000K）RD——表示白炽灯色（2700K）例如：YZ36RR表示直管荧光灯，功率为36W，色温为6500K。普通照明用管形荧光灯(双端荧光灯）的国家标准为GB/T10682-2002荧光灯通常按管径来分类，有以下一些种类：T12---------Φ38mm最早采用此管径T10---------Φ32mm国内曾大量采用T9---------Φ30mm国内曾大量采用T8---------Φ26mm目前最通用T5---------Φ15mm荧光灯按其形状来分，有以下一些种类：直管荧光灯；环形荧光灯；U形荧光灯；平面形荧光灯（如2D、Y型、M型）；螺旋形荧光灯；一体化环形荧光灯一体化紧凑型荧光灯插拔式紧凑型荧光灯直管型荧光灯荧光灯光电参数及工作特性1.灯管电压和灯管功率灯管电压：工作电流在灯管上产生的电压降灯管功率：灯管在额定电流下消耗的功率2.颜色特性荧光灯的颜色特性取决于荧光粉的配方色温：常用三种标准白色暖白光(2900K)、冷白光(4300K)、日光(6500K)Ra：卤粉(50～70)、三基色(80～85)、三基色多谱带(＞90)3.光通量和发光效率额定光通量指点燃100h后的输出光通量光效：一般在27～82lm/W4.寿命平均寿命：3000～5000h（国产）注意：使用寿命与其启动的频繁程度有关，启动越频繁，使用寿命越短5.电压特性调光较困难6.温湿度对灯性能的影响温度的影响温度变→蒸气压强变→光通量输出变→影响光效最佳点灯环境温度:20～35℃湿度的影响湿度过高(75%～80%)会使灯具启动困难、缩短寿命相对湿度在60%以下对荧光灯工作有利7.频闪效应频闪效应较明显适用于进行较精细的工作，照度要求较高或进行长时间视觉工作的场所。光色特殊，故适合于无天然采光的空间照明或要求环境较舒适的场所，但悬挂不宜太高。光谱较连续，显色性好，故适于需要正确识别色彩的场所。不宜在开关频繁的场所和环境质量恶劣的地方使用，瞬时启动和调光的场所也不适合。荧光灯的应用5、紧凑型荧光灯（节能灯）指将荧光灯与镇流器（安定器）组合成一个整体的照明设备。特点：宽工作电压：170V—250V适合中国供电需求，长寿命，平均使用寿命≥8000小时。无噪音、无频闪，对通讯、家用电器设备无干扰。比普通白炽灯泡省电80%。光效高、光衰小，光线自然，耗电少，发热低，色温2700K、6400K，是照明光源的最佳选择。紧凑型荧光灯的应用适用于进行较精细的工作，需要正确识别色彩，照度要求较高或进行长时间紧张视力工作的场所悬挂高度在4m以下为宜荧光灯适用于天然采光的房间照明或要求环境舒适的照明场所荧光灯在开关频繁的场所不宜采用，对环境温度过高或过低的室内外场所也不适于采用。6、HID灯（高压气体放电灯）指高辉度放电灯，电流流经一个充有高压气体装置，并在小放电管内经过放电而产生可见光的光源，称为HID光源。一般是指高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯的总称。优点：寿命长：2500小时，约可以用5年以上，亮度高，

效率高，

耗电低缺点：高电压（23000V），

单价高，设计较复杂，维修费高，对车内电子产品有干扰影响HID灯的构造：HID的应用：高压汞灯高大的厂房、体育场馆、一般的街道、广场、车站码头等。对光效要求不高对光色无特殊要求金卤灯高压钠灯较繁荣街道、商业照明、广场照明、舞台摄影、体育场馆等主干道路灯照明、港口车站和广场照明等对光色要求较高对光色无特殊要求而光效较高的场所7、金属卤化物灯金卤灯是交流电源工作的，在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯

特点：发光效率高、显色性能好、寿命长，是一种接近日光色的节能新光源。金属卤化物灯因亮度高、体积小，故相对寿命较短。启动困难，必须用专门的触发器。启动后亮度系逐渐增加，如果启动能量过大，启动速度过快，会影响灯泡寿命。

发光效率高(60-90Lm/W);显色性好(Ra:70－90);寿命长(10000-20000H);功率范围宽(35-2000w);金卤灯的规格：35W、50W、70W、100W、150W、175、250W、400W、1000W、1500W、1800W、2000W。金卤灯的国家标准GB18661-2002金卤灯的型号：JLZKN

表示不同玻壳型号

（如ED型、BT型、T型、TT型）表示为钪钠型灯泡表示灯的额定功率表示金属卤化物灯1.结构与汞灯相似，但放电管内充有金属卤化物，以提高光效、改善光色2.基本性能启燃时间：4～15min，再启燃时间：10min左右电压特性：电压变化10%→色温将降低500K或升高1000K电压突降→自熄应用：适用于要求照度高、显色性好的场所，如体育馆、美术馆、展览馆等。采用混光照明的方法可以获得高光效，光色也可得到改善。适用于路灯照明，繁华街道照明。投光灯或高杆照明，高杆照明可设置在立交桥、广场、车站、码头等处。有高挂条件并需要大面积照明的场所8、密封光束灯泡（PAR灯）

PAR光源一般都是厚玻璃制作的，可用于室内或者室外，使用的场所有：橱窗，柜台，广告招牌，水池照明，舞厅等各种高级投光场所，但是在人能接触的水池中，必须使用安全电压（12V）的PAR灯

特点：有较强的聚光能力，投射光束的光度较高，能产生较强的光束效果，在舞台空间可塑光柱、光墙、光幕等光影造型。PAR灯使用起来比较灵活，价格较低，重量比较轻。光好控制，可以做不同的效果，光束效果、定点效果等。安装方便，色温低，灯泡不易烧。9、LED发光二极管LED(LightEmittingDiode),发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。特点：使用低压电源（供电电压在6-24V之间）、耗能少（消耗能量较同光效的白炽灯减少80%）、适用性强、稳定性高、响应时间短、对环境无污染（无有害金属汞）、多色发光等的优点LED的应用：光色照明：室外景观照明、楼堂馆所轮廓照明和室内装饰照明、建筑夜景照明等。专用普通照明：手电筒和头灯等便携式照明，廊灯和门牌灯及庭用灯等低照度照明，飞机火车及汽车阅读灯，照相机闪光灯，显微镜灯，电子显示屏、交通信号灯、机场地面标志、疏散标志灯等安全照明：矿灯、防爆灯、应急灯和安全指示灯特种照明：军用照明灯、医用手术灯、医用医疗灯、农作物和花卉专用照明灯LED平板电视LED显示屏六、电光源性能比较：

第二节：选择光源的基本原则

一、按照高效、长寿命原则选择光源①选用效率高的光源可以减少灯具数量。②使用高效、长寿命光源可以降低用电量，减少灯泡更换次数，降低运行费用。③对于高大建筑、车间等维护工作较困难的场所，尤其应采用长寿命光源，以减少维护工作量。二、按照环境对显色性的要求选择光源由于高显色指数的灯（如白炽灯）效率不高，而显色性差的灯（如高压钠灯）效率却很高，因此选择光源时应兼顾显色性和效率。光源的显色指数显色指数分组一般显色指数适用场所举例ⅠRa≥80客房、卧室、绘图等辨色要求很高的场所Ⅱ60≤Ra＜80办公室、休息室等辨色要求较高的场所Ⅲ40≤Ra＜60行李房等辨色要求一般的场所ⅣRa＜40库房等辨色要求不高的场所光源种类一般显色指数适用场所举例日光色荧光灯70—80住宅、旅馆、商店、办公室、学校、医院、实验室、纺织车间、绘图室、控制室紧凑型荧光灯85以上饭店、旅馆、住宅、走廊、通道、厅堂白炽灯95—99住宅、医院、厅堂、画廊、装饰照明显色改进型高压钠灯60—65工业生产车间、厅堂高光效金属卤素灯60以上大型体育场馆、生产车间、庭院、夜景荧光高压汞灯30—40道路、仓库高压钠灯23—25仓库、道路、隧口、港口、码头、广场、庭院、夜景低压钠灯商店、橱窗、博物馆、住宅、厅堂装饰三、按光源的色表（颜色）选择光源选择光源的颜色应考虑两个因素：一是环境气氛；二是环境照度。低色温的暖色调光源能在室内创造亲切轻松的气氛；希望紧张，活跃，精神振奋的进行工作的房间，宜于采用高色温的冷色光。人对光色的爱好与照度水平有关。第三节：灯光环境的质量控制

1、视觉功效与照明的关系所谓视觉功效，是指人借助视觉器官完成视觉作业的效能。一般用完成作业的速度和精度来定量评价视觉功效。视觉功效的好与不好与作业固有的特性（大小、形状、位置、细节与背景的颜色和反射比）有关，也与照明的质量有关。作业可见度由许多因素决定，包括：细节的表观尺寸（视角大小）；细节的亮度与颜色；适应亮度；细节与背景之间的亮度对比与颜色对比；可利用的观察时间；观察者的视觉能力；细节的形状；细节与其它细节或贴近环境之间在形状和质地上的差别；细节在视野中的位置及对这项视觉作业的经验。一、合理的照度和照度的均匀性照度是决定受照物明亮程度的间接指标。在确定被照环境所需要的照度水平时，必须在考虑被观察物的大小尺寸的同时，考虑观察物同其背景亮度的对比程度的大小。2、灯光环境质量的评价标准二、适宜的亮度分布相近环境的亮度应当尽可能低于被观察物的亮度，被观察物的亮度如为相近环境的3倍时，视觉清晰度较好，即相近环境与被观察物本身的反射比最好控制在0.3—0.5的范围内。三、限制眩光的要求四、光源的显色性要求物品的颜色是物品对所照射的光源的光谱有选择地吸收、反射和透射的结果。光源不同，其光谱特性不同，物品有选择的吸收、反射和透射所产生的颜色效果也就不同。人眼的光色感觉是没有光谱分析能力的。不同波长的光在视觉上所感受的色调，在舒适感方面也有所不同。从视觉心理分析，在相同照度下显色性好的光源比显色性差的光源在感觉上要明亮。采用显色指数较低的光源照明时，则应适当提高照度。五、阴影在视觉环境中往往由于光源的位置不当造成不合适的投光方向，从而形成光照阴影，会使人产生错觉和增加视力障碍，影响工作效率。在一般情况下，可以通过改变光源的位置、增加光源的数量等措施来加以消除。六、照明的稳定性照明的不稳定性主要由于光源光通量的变化所致。光源光通量的变化导致工作环境中的亮度发生变化，从而在视野内使人被迫产生视力跟随适应，如果这种跟随适应次数增多，将使视力降低；另外，如果在光照环境中照度在短时间内迅速发生变化，也会在心理上分散工作人员的注意力。对照明质量要求较高时，照明供电电源应与有冲击负荷的供电线路分开，也可考虑采用稳压措施。频闪效应，会使人产生错觉甚至会引发事故，因此，气体放电光源（如荧光灯）不能用作有快速转动和快速移动物体的场所的照明光源。第四节：灯具的特性

灯具是将光源发出的光进行再分配的装置。灯具的作用主要有下列几点：①保护光源免受损伤，并易于与电源连接；②控制光的照射方向，将光通量重新分配，使光合理利用，并造就舒适的光环境；③美化建筑环境；④防止眩光；⑤保证照明安全。一、灯具的特性：标志灯具性能主要有三个方面：即效率、保护角（遮光角）、配光（光分布）。1、灯具效率从一个灯具内射出的光通量与光源的总光通量之比称为灯具效率。灯具的效率与灯具的形状和材料有关。未射出的光造成损失的部分被灯具吸收，不仅影响光能的有效利用，还会使温度上升，缩短光源寿命。敞开式灯具的效率取决于灯具的开口面积与反射罩内面积的比值及反射罩的形状。反射罩的形状应避免灯光在罩内多次反射。2、灯具的保护角（遮光角）光源的下端与灯具下缘连线同水平线之间的夹角称为保护角。保护角是任意位置的平视观察者眼睛入射角的最小值，具有限制直射眩光的作用。灯具的保护角一般为10°～

30°。3、配光（灯具发光强度的空间分布）光源或照明器在空间各个方向对发光强度的分布称为配光。第五节：灯具的分类和特点

按灯具配光分类：直接照明型半直接照明型半间接照明型间接照明型全漫射式照明型按灯具的安装方式分类：⑴顶棚悬吊型灯具如吊灯吊灯能起到控制室内空间的高度，改善室内空间的比例作用吊灯吊灯⑵吸顶型灯具一般提供普通照明，适合顶棚较矮空间。如门厅、走廊、卧室、厨房、洗手间、洗衣房、游戏房和书房。吸顶灯吸顶灯⑶顶棚轨道式灯具

灯具安装在通电的槽沟上，可以在轨道上调节位置和角度。轨道射灯⑷顶棚镶嵌式灯具

筒灯型号: NDL312B名称: NDL312B类型: 商业/家居照明>>筒灯>>标准型筒灯特点及用途:

光源:220V1xMAX60W材质:冷扎板尺寸:开孔=76A=95B=67Hmax=115标准型筒灯型号:NDLR312Y-AD名称:NDLR312Y-AD大小类:商业照明>>筒灯>>标准型筒灯特点及用途: