第六講人工光環(huán)境(一)

1、照明光源與燈具照明光源與燈具1、人工光源、人工光源2、燈具、燈具 1.1 熱輻射光源熱輻射光源1.2 氣體放電光源氣體放電光源1.3 發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED） 1.4 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 1、人工光源、人工光源1、人工光源、人工光源1.1 熱輻射光源熱輻射光源 1.1.1 白熾燈白熾燈 1.1.2 鹵鎢燈鹵鎢燈1.2 氣體放電光源氣體放電光源 1.2.1 普通熒光燈普通熒光燈 1.2.2 緊湊型熒光燈緊湊型熒光燈 1.2.3 熒光高壓汞燈熒光高壓汞燈 1.2.4 金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈 1.2.5 鈉燈鈉燈 1.2.6 氙燈氙燈 1.2.7 無極燈無極燈 1.2.8 微波硫燈微波硫燈

2、照明光源與燈具照明光源與燈具1、人工光源、人工光源2、燈具、燈具 2、燈具、燈具要點(diǎn)：要點(diǎn)：1.燈具定義燈具定義2.燈具分類燈具分類3.光強(qiáng)體和配光曲線光強(qiáng)體和配光曲線4.燈具效率和遮光角燈具效率和遮光角2、燈具、燈具裝飾燈具一般采用裝飾部件圍繞光源組合而成，裝飾燈具一般采用裝飾部件圍繞光源組合而成，它造型美觀，并以美化光環(huán)境為主，同時(shí)也適當(dāng)它造型美觀，并以美化光環(huán)境為主，同時(shí)也適當(dāng)照顧效率等要求。照顧效率等要求。功能燈具是指滿足高效率、低眩光的要求而采用功能燈具是指滿足高效率、低眩光的要求而采用一系列控光設(shè)計(jì)的燈罩，這時(shí)燈罩的作用是重新一系列控光設(shè)計(jì)的燈罩，這時(shí)燈罩的作用是重新分配光源的光通

3、量，把光投射到需要的地方，以分配光源的光通量，把光投射到需要的地方，以提高光的利用率，避免眩光，保護(hù)視覺。提高光的利用率，避免眩光，保護(hù)視覺。在特殊的環(huán)境里在特殊的環(huán)境里(潮濕、腐蝕、易爆、易燃潮濕、腐蝕、易爆、易燃)的特的特殊燈具，燈罩還起隔離保護(hù)作用。殊燈具，燈罩還起隔離保護(hù)作用。當(dāng)然，功能燈具也應(yīng)有一定的裝飾效果。當(dāng)然，功能燈具也應(yīng)有一定的裝飾效果。2.1.1 配光曲線配光曲線2.1.2 遮光角遮光角2.1.3 燈具效率燈具效率 2.1 燈具的光特性燈具的光特性2.1 燈具的光特性燈具的光特性燈具一旦處于工作狀態(tài)，就必須向四周空燈具一旦處于工作狀態(tài)，就必須向四周空間投射光通量。我們把光源

4、各方向的發(fā)光間投射光通量。我們把光源各方向的發(fā)光強(qiáng)度在三維空間里用矢量表示出來，并把強(qiáng)度在三維空間里用矢量表示出來，并把矢量的終端連接，就構(gòu)成一封閉的光強(qiáng)體。矢量的終端連接，就構(gòu)成一封閉的光強(qiáng)體。當(dāng)光強(qiáng)體被通過當(dāng)光強(qiáng)體被通過Z軸線的平面截割時(shí)，在平軸線的平面截割時(shí)，在平面上獲得一封閉的交線。該交線以極坐標(biāo)面上獲得一封閉的交線。該交線以極坐標(biāo)的形式繪制在平面圖上，這就是燈具的配的形式繪制在平面圖上，這就是燈具的配光曲線。見光曲線。見P211圖圖9-11所示。所示。 2.1 燈具的光特性燈具的光特性2.1 燈具的光特性燈具的光特性注意：注意：a.燈具配光曲線是專用的，每種燈具都燈具配光曲線是專用的

5、，每種燈具都不同；不同；b.配光曲線上每一點(diǎn)，表示燈具在此方配光曲線上每一點(diǎn)，表示燈具在此方向上的發(fā)光強(qiáng)度；向上的發(fā)光強(qiáng)度；c.以光源發(fā)出的光通量為以光源發(fā)出的光通量為1000lm繪制，繪制，所以所以d.配光曲線如是軸對(duì)稱，可只畫一半。配光曲線如是軸對(duì)稱，可只畫一半。2.1 燈具的光特性燈具的光特性1000guangyuangshijicabiaoII對(duì)于非對(duì)稱配光的燈具，用一組曲線來表對(duì)于非對(duì)稱配光的燈具，用一組曲線來表示不同剖面的配光情況。熒光燈燈具常分示不同剖面的配光情況。熒光燈燈具常分別給出平行于燈管別給出平行于燈管(“”符號(hào)符號(hào))和垂直于燈管和垂直于燈管(“”符號(hào)符號(hào))剖面的光強(qiáng)分布

6、。剖面的光強(qiáng)分布。2.1 燈具的光特性燈具的光特性配光曲線上的每一點(diǎn)，表示燈具在該配光曲線上的每一點(diǎn)，表示燈具在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度。如果知道燈具對(duì)方向上的發(fā)光強(qiáng)度。如果知道燈具對(duì)計(jì)算點(diǎn)的投光角計(jì)算點(diǎn)的投光角，就可查到相應(yīng)的發(fā)，就可查到相應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度光強(qiáng)度I，利用公式，利用公式就可求出點(diǎn)光源在計(jì)算點(diǎn)上形成的照就可求出點(diǎn)光源在計(jì)算點(diǎn)上形成的照度。度。2cosIEr2.1 燈具的光特性燈具的光特性2.1.2 遮光角遮光角光源亮度超過光源亮度超過16sb人眼就很難忍受。為了人眼就很難忍受。為了降低或消除高亮度表面對(duì)眼睛造成的眩光，降低或消除高亮度表面對(duì)眼睛造成的眩光，加一個(gè)不透光材料做的燈罩。加一個(gè)不

7、透光材料做的燈罩。為了說明某一燈具的防止眩光范圍，就用為了說明某一燈具的防止眩光范圍，就用遮光角遮光角來衡量。它是指燈罩邊沿和發(fā)光體來衡量。它是指燈罩邊沿和發(fā)光體邊沿的連線與水平線所成的夾角邊沿的連線與水平線所成的夾角(見見P213圖圖9-14)。 2.1.2 遮光角遮光角P213圖圖9-14中中a的燈具遮光角用下式表示：的燈具遮光角用下式表示：如果燈具與眼睛的連線和水平線的夾角小如果燈具與眼睛的連線和水平線的夾角小于遮光角，則看不見高亮度的光源。于遮光角，則看不見高亮度的光源。當(dāng)燈具位置提高，和視線形成的夾角大于當(dāng)燈具位置提高，和視線形成的夾角大于遮光角，且夾角較大，雖可看見高亮度的遮光角，

8、且夾角較大，雖可看見高亮度的光源，眩光程度已大大減弱。光源，眩光程度已大大減弱。2tanhDd2.1.2 遮光角遮光角2.1.3 燈具效率燈具效率任何材料制成的燈罩，都要吸收一部分光通量，任何材料制成的燈罩，都要吸收一部分光通量，光源本身也要吸收少量的反射光，余下的才是燈光源本身也要吸收少量的反射光，余下的才是燈具向周圍空間投射的光通量。具向周圍空間投射的光通量。在規(guī)定條件下測(cè)得的燈具發(fā)射光通量在規(guī)定條件下測(cè)得的燈具發(fā)射光通量 與燈具內(nèi)與燈具內(nèi)的全部光源正常點(diǎn)燃時(shí)發(fā)射的總光通量的全部光源正常點(diǎn)燃時(shí)發(fā)射的總光通量 Q之比，之比，稱為燈具效率，即稱為燈具效率，即Q2.1.3 燈具效率燈具效率可有實(shí)

9、驗(yàn)測(cè)出，列在說明書中。見附錄可有實(shí)驗(yàn)測(cè)出，列在說明書中。見附錄42.2 燈具分類燈具分類 國際照明委員會(huì)按光通量在上、下分布，將燈具國際照明委員會(huì)按光通量在上、下分布，將燈具分為直接型、半直接型、均勻擴(kuò)散型、半間接型、分為直接型、半直接型、均勻擴(kuò)散型、半間接型、間接型。間接型。見見P213表表9-10，實(shí)際效果見，實(shí)際效果見P214圖圖9-15。注：均勻擴(kuò)散型燈具也稱為漫射型燈具。注：均勻擴(kuò)散型燈具也稱為漫射型燈具。2.2 燈具分類燈具分類 2.2.1 直接型燈具直接型燈具直接型燈具是用反光性能良好的不透光材料做成，如搪直接型燈具是用反光性能良好的不透光材料做成，如搪瓷、鋁、鏡面等。瓷、鋁、鏡

10、面等。 90%100%的光通量向下半球照射。的光通量向下半球照射。燈具效率高。燈具效率高。各類燈具的特點(diǎn)介紹：各類燈具的特點(diǎn)介紹：2.2.1 直接型燈具直接型燈具按其光通量分配的寬窄，又可分為按其光通量分配的寬窄，又可分為廣闊廣闊、均勻均勻、余弦余弦和和窄窄配光，見配光，見P214圖圖9-17。用鏡面反射材料做成拋物線形的反射罩，能將光線集中用鏡面反射材料做成拋物線形的反射罩，能將光線集中在軸線附近的狹小立體角范圍內(nèi)，因而在軸線方向具有在軸線附近的狹小立體角范圍內(nèi)，因而在軸線方向具有很高的發(fā)光強(qiáng)度。很高的發(fā)光強(qiáng)度。深罩型深罩型燈具是典型例子燈具是典型例子(見見P214圖圖9-6c、f)。它適用

11、于層高較高的工業(yè)廠房中。它適用于層高較高的工業(yè)廠房中。用擴(kuò)散反光材料或均勻擴(kuò)散材料都可制成余弦配光的燈用擴(kuò)散反光材料或均勻擴(kuò)散材料都可制成余弦配光的燈具具(見見P214圖圖9-16a) 。廣闊配光的直接型燈具，適用于廣場(chǎng)和道路照明。廣闊配光的直接型燈具，適用于廣場(chǎng)和道路照明。公共建筑中常用的暗燈，也屬于直接型燈具公共建筑中常用的暗燈，也屬于直接型燈具(見見P214圖圖9-16c) ，這種燈具裝置在頂棚內(nèi)，使室內(nèi)空間簡(jiǎn)潔。其，這種燈具裝置在頂棚內(nèi)，使室內(nèi)空間簡(jiǎn)潔。其配光特性受燈具開口尺寸、開口處附加的棱鏡玻璃、磨配光特性受燈具開口尺寸、開口處附加的棱鏡玻璃、磨砂玻璃等散光材料或格片尺寸的影響。砂

12、玻璃等散光材料或格片尺寸的影響。直接型燈具有兩個(gè)主要缺點(diǎn)：直接型燈具有兩個(gè)主要缺點(diǎn)：(1)由于燈具的上半部幾乎沒有光線，頂棚很暗，上下兩由于燈具的上半部幾乎沒有光線，頂棚很暗，上下兩部分形成嚴(yán)重的部分形成嚴(yán)重的對(duì)比眩光對(duì)比眩光。(2)光線光線方向性強(qiáng)方向性強(qiáng)，陰影濃重陰影濃重。當(dāng)工作物受幾個(gè)光源同。當(dāng)工作物受幾個(gè)光源同時(shí)照射時(shí)，易造成陰影重疊，影響視看效果。時(shí)照射時(shí)，易造成陰影重疊，影響視看效果。2.2.2 半直接型燈具半直接型燈具為了改善室內(nèi)的空間亮度分布，減小燈具為了改善室內(nèi)的空間亮度分布，減小燈具與頂棚亮度間的強(qiáng)烈對(duì)比，常用半透明材與頂棚亮度間的強(qiáng)烈對(duì)比，常用半透明材料作燈罩或在不透明燈

13、罩上部開透光縫，料作燈罩或在不透明燈罩上部開透光縫，這就是半直接型燈具這就是半直接型燈具(見見P215圖圖9-18) ，部，部分光通量射向頂棚，改善了房間分布。分光通量射向頂棚，改善了房間分布。2.2.2 半直接型燈具半直接型燈具2.2.3 擴(kuò)散型燈具擴(kuò)散型燈具最典型的擴(kuò)散型燈具是乳白球形燈最典型的擴(kuò)散型燈具是乳白球形燈(見見P215圖圖9-19) 。此類燈具的燈罩，多用擴(kuò)散透光材料制成，上、此類燈具的燈罩，多用擴(kuò)散透光材料制成，上、下半球分配的光通量相差不大，因而室內(nèi)得到優(yōu)下半球分配的光通量相差不大，因而室內(nèi)得到優(yōu)良的亮度分布。良的亮度分布。注：均勻擴(kuò)散型燈具也稱為漫射型燈具。注：均勻擴(kuò)散型

14、燈具也稱為漫射型燈具。擴(kuò)散型燈具外形及配光曲線擴(kuò)散型燈具外形及配光曲線2.2.4 直接直接間接型燈具間接型燈具直接直接間接型燈具是直接和間接型燈具的組合，在一個(gè)間接型燈具是直接和間接型燈具的組合，在一個(gè)透光率很低或不透光的燈罩里，上、下各安裝一個(gè)燈泡。透光率很低或不透光的燈罩里，上、下各安裝一個(gè)燈泡。上面的燈泡照亮頂棚。下面的燈泡用來直接照亮工作面，上面的燈泡照亮頂棚。下面的燈泡用來直接照亮工作面，使之獲得高的照度，既滿足工作面上的高照度要求，整使之獲得高的照度，既滿足工作面上的高照度要求，整個(gè)房間亮度又比較均勻，避免形成眩光。個(gè)房間亮度又比較均勻，避免形成眩光。2.2.5 半間接型燈具半間接

15、型燈具半間接型燈具的上半部是透明的半間接型燈具的上半部是透明的(或敞開或敞開)，下半部是擴(kuò)，下半部是擴(kuò)散透光材料。上半部的光通量占總光通量的散透光材料。上半部的光通量占總光通量的60以上，以上，使房間的光線更均勻、柔和使房間的光線更均勻、柔和(見見P216圖圖9-20) 。在使用過程中，透明部分很容易積塵，降低等的使用效在使用過程中，透明部分很容易積塵，降低等的使用效率。率。另外下半部表面亮度也相當(dāng)高。因此，在很多場(chǎng)合已逐另外下半部表面亮度也相當(dāng)高。因此，在很多場(chǎng)合已逐漸用另一種漸用另一種“環(huán)形格片式環(huán)形格片式”的燈代替的燈代替(見圖見圖9-20d)。2.2.6 間接型燈具間接型燈具間接型燈具

16、是用不透光材料做成，幾乎全部光線間接型燈具是用不透光材料做成，幾乎全部光線都射向上半球都射向上半球 (見見P216圖圖9-21) 。由于光線是經(jīng)頂棚反射到工作面，光線柔和而均由于光線是經(jīng)頂棚反射到工作面，光線柔和而均勻，并且完全避免了燈具的眩光作用。勻，并且完全避免了燈具的眩光作用。但因有用的光線全部來自反射光，光利用率很低，但因有用的光線全部來自反射光，光利用率很低，故一般用于照度要求不高，希望全室均勻照明、故一般用于照度要求不高，希望全室均勻照明、光線柔和的環(huán)境，如醫(yī)院。光線柔和的環(huán)境，如醫(yī)院。上述幾種類型燈具的光照特性綜合上述幾種類型燈具的光照特性綜合(見見P216表表9-11)2.2.

17、5 半間接型燈具半間接型燈具半間接型燈具的上半部是透明的半間接型燈具的上半部是透明的(或敞開或敞開)，下半部是擴(kuò)，下半部是擴(kuò)散透光材料。上半部的光通量占總光通量的散透光材料。上半部的光通量占總光通量的60以上，以上，使房間的光線更均勻、柔和使房間的光線更均勻、柔和(見見P216圖圖9-20) 。在使用過程中，透明部分很容易積塵，降低等的使用效在使用過程中，透明部分很容易積塵，降低等的使用效率。率。另外下半部表面亮度也相當(dāng)高。因此，在很多場(chǎng)合已逐另外下半部表面亮度也相當(dāng)高。因此，在很多場(chǎng)合已逐漸用另一種漸用另一種“環(huán)形格片式環(huán)形格片式”的燈代替的燈代替(見圖見圖9-20d)。1在繪圖室內(nèi)，燈的顯

18、色指數(shù)要求范圍為（在繪圖室內(nèi)，燈的顯色指數(shù)要求范圍為（A ）。）。 A. Ra80； B. Ra60；C. 40Ra 60 ； D. Ra40 2、開關(guān)頻繁，要求瞬時(shí)啟動(dòng)和連續(xù)調(diào)光等場(chǎng)所，、開關(guān)頻繁，要求瞬時(shí)啟動(dòng)和連續(xù)調(diào)光等場(chǎng)所，宜采用（宜采用（ A）A、白熾燈；、白熾燈；B、熒光燈、熒光燈C、高壓鈉燈；、高壓鈉燈；D、金屬鹵化物燈、金屬鹵化物燈3.低壓鈉燈的光效可達(dá)低壓鈉燈的光效可達(dá)175 Im/W ,是白熾燈光效的是白熾燈光效的（D ）倍）倍A、2；B、4；C、6；D、104.高的空間的普高的空間的普 通倉庫照明，宜采用（通倉庫照明，宜采用（C ）。）。A、鹵鎢燈；、鹵鎢燈； B、熒光燈；

19、、熒光燈；C、高壓汞燈；、高壓汞燈； D、金屬鹵化物燈、金屬鹵化物燈5.在商店照明設(shè)計(jì)中，不宜采用（在商店照明設(shè)計(jì)中，不宜采用（D）A、白熾燈；、白熾燈； B、鹵鎢燈；、鹵鎢燈；C、熒光燈；、熒光燈；D、高壓汞燈、高壓汞燈6.某燈具在燈具開口平面的上半空間光通占總光通某燈具在燈具開口平面的上半空間光通占總光通量的量的30%，這種燈具叫（，這種燈具叫（B ）燈具。）燈具。A、直接型；、直接型； B、半直接型；、半直接型；C、半間接型、半間接型 ； D、間接型、間接型7.就工作照明而言，光通利用率最高的是（就工作照明而言，光通利用率最高的是（A）燈）燈具。具。A、直接型；、直接型； B、半直接型；、半直接型；C、半間接型、半間接型 ；D、間接型、間接型8.下列不同色溫光源中，（下列不同色溫光源中，（ D）適用于白天需補(bǔ)充）適用于白天需補(bǔ)充自然光的房間。自然光的房間。A、2800K；B、3200K；C、40