照明基礎(chǔ)知識

電光源簡介各類建筑光源的選型目錄【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【相關(guān)知識】1、電光源分類及其發(fā)展史※2、光源的標(biāo)準(zhǔn)3、電光源的性能指標(biāo)4、熱輻射光源－白熾燈※5、特殊熱輻射光源的型號與特性6、熒光燈各類建筑光源的選型【相關(guān)知識】※7、其它熒光燈※8、金屬鹵化物氣體放電燈※9、高壓鈉燈與低壓鈉燈※10、熒光高壓汞燈※11、微波硫燈※12、常用固體發(fā)光光源【技能要求】※光源性能的比較與選擇學(xué)習(xí)目標(biāo)通過對幾種主要光源的特性與參數(shù)的學(xué)習(xí)，能夠掌握并進(jìn)行各類建筑光源的選型

光譜組成

標(biāo)準(zhǔn)觀察者光譜光效率555、507相關(guān)知識電光源分類及其發(fā)展史

電光源發(fā)展史：第一代電光源：白熾燈（鹵鎢燈）第二代電光源：熒光燈（日光燈、節(jié)能燈）第三代電光源：高強度氣體放電燈（HID）第四代電光源：固體發(fā)光光源

相關(guān)知識光源的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)光源的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光源的技術(shù)性能要求、試驗方法、能效標(biāo)準(zhǔn)等。

相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)物理能量與光量的差別V:光譜光效率λ:波長光通量：

單色光---波長為λ的光通量Фλ=680V(λ)Pλ；多色光---光通量為各單色光之和；Ф=Фλ1+Фλ2+Фλ3+……=680ΣV(λ)Pλ發(fā)光效率：光源的光通量輸出與它所取用的電功率之比稱為光源的發(fā)光效率，單位：lm/W

相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)顯色性：顯色性為光源的光譜特性在被照物體上所產(chǎn)生的顏色效果。顯色性利用真實顯色：正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù)(Ra)高的光源。效果顯色：要鮮明地強調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色的方法來加強顯色效果。采用低色溫光源照射，能使紅色更加鮮艷；采用中等色溫光源照射，使藍(lán)色具有清涼感；采用高色溫光源照射，使物體有冷的感覺。

相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)色表：光源色表指光源表觀顏色色溫：光源的發(fā)光顏色用溫度來反映。光源發(fā)光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的光色相同時，該溫度稱為光源的色溫。用絕對溫標(biāo)K表示。相關(guān)色溫：當(dāng)光源的色品點不在黑體軌跡上，且光源的色品與某一溫度下黑體的色品最接近時，該黑體的絕對溫度為此光源的相關(guān)色溫

相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)眩光：由于亮度分布或范圍不合適，或在短時間內(nèi)相繼出現(xiàn)亮度差別過大的光，造成觀看物體時眼睛感覺不舒適，這種現(xiàn)象稱為眩光直射眩光反射眩光

相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)光源壽命：光源壽命用燃點小時數(shù)表示全壽命：光源從第一次點燃，一直到損壞熄滅為止，累計燃點小時數(shù)稱為光源的全壽命平均壽命：取一組電光源做試樣，從一同點燃起計時，到50%的電光源試樣損壞為止，所經(jīng)過的小時數(shù)為該組電光源的平均壽命有效壽命：電光源從點燃起，一直到光通量衰減到某個百分比所經(jīng)過的燃點小時數(shù)就稱為光源的有效壽命。

相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)啟燃與再啟燃時間：電光源的啟燃時間是指光源接通電源到光源達(dá)到額定光通量輸出所需的時間。電光源的再啟燃時間是指正常工作著的光源熄滅后再將其點燃所需要的時間。相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)電壓特性

：壽命、啟燃、電流、功率、光通、光效。

相關(guān)知識電光源的性能指標(biāo)耐震性能：頻閃效應(yīng)：氣體放電光源因交流電源周期性變化使光通量發(fā)生周期性變化，造成觀察運動物體時造成錯覺。相關(guān)知識熱輻射光源－白熾燈

白熾燈：

鹵鎢燈：

相關(guān)知識熱輻射光源－白熾燈

白熾燈：原理：靠電流加熱燈絲至白熾狀態(tài)而發(fā)光。功率15~1000W；光效：6~16.6lm/W；色溫小于2400~3900K優(yōu)點：光譜連續(xù)，顯色性好，結(jié)構(gòu)簡單，可調(diào)光，無頻閃，能瞬間點燃，廉價，點滅對壽命影響小；缺點：光效低（大部分射線為紅外線），壽命與光效受電壓影響較大，平均壽命一般在1000小時左右。表面溫度較高。

相關(guān)知識熱輻射光源－白熾燈

白熾燈：類型：普通型，磨砂型，反射型等；適用：要求照度不高的場所，局部照明，事故照明；要求頻閃小或經(jīng)常開關(guān)的場所；避免氣體放電對無線電或電子設(shè)備干擾場所；需調(diào)光場所。壽命終期：損壞前光通量約為初始光通量的80%；發(fā)光效率約為85%；色溫約下降100K。

白熾燈

反射型白熾燈磨砂型白熾燈相關(guān)知識熱輻射光源－白熾燈

鹵鎢燈：白熾燈的改進(jìn)，管狀光源，利用鹵鎢的再生循環(huán)作用來提高發(fā)光效率和壽命的一種光源。碘化物，碘鎢燈；溴化物，溴鎢燈。2700~3400K。20~30lm/W；優(yōu)點：光譜連續(xù)，顯色性好，體積小，功率大，發(fā)光效率高，可調(diào)光，能瞬間點燃。無頻閃，壽命長（平均壽命可達(dá)1500小時）。

相關(guān)知識熱輻射光源－白熾燈

鹵鎢燈：缺點：對電壓波動比較敏感，燈管表面溫度很高(600℃)，耐振性差；適用：照度要求高，顯色性好，無震動的場所；要求頻閃小的場所；需要調(diào)光的場所；面積大，空間高的場所。壽命終期：損壞前光通量約為初始光通量的90~95%；色溫約下降50K。

鹵鎢燈

鹵鎢燈泡鹵鎢燈相關(guān)知識特殊熱輻射光源的型號與特性特殊熱輻射光源主要是指用于專業(yè)用途或在光源本體增加了特殊措施的熱輻射光源，這類光源包括低電壓光源、冷光束鹵鎢燈、攝影光源、儀表信號燈光源、醫(yī)用照明光源、交通標(biāo)志光源等。局部照明白熾燈冷光束鹵鎢燈

相關(guān)知識特殊熱輻射光源的型號與特性局部照明白熾燈局部照明白熾燈又稱低電壓安全燈。它適用于安全低電壓6～36V的局部照明場合，如機床工作照明及其它類似要求的場所。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2054-94適用于額定電壓為6V，12V，24V和36V，直流或50Hz交流。

相關(guān)知識特殊熱輻射光源的型號與特性冷光束鹵鎢燈由鹵鎢燈泡和介質(zhì)膜冷光鏡組合而成，具有體積小、造型美觀、工藝精致、發(fā)光效率高、使用壽命長、光線柔和舒適等特點。應(yīng)用于商業(yè)櫥窗、舞廳、賓館、展覽廳、博物館等室內(nèi)照明，是最佳裝飾照明光源。冷光束鹵鎢燈的介質(zhì)膜冷光鏡對可見光反射比達(dá)0.95，對紅外線可過濾約80％，因此被稱為冷光燈。

相關(guān)知識熒光燈熒光燈，管狀光源，低壓汞蒸汽放電光源，靠汞蒸氣放電時發(fā)出紫外線激發(fā)管內(nèi)壁的熒光粉而發(fā)光。熒光燈在使用過程中光通量有明顯的衰減，其額定光通量一般指燃點了100小時的光通量輸出。一般標(biāo)注的為其有效壽命，約3000~5000小時。開關(guān)次數(shù)對壽命影響較大。相關(guān)知識熒光燈

電壓特性：對電壓不十分敏感；燈管電流、燈管電功率和光通量基本與電源電壓成正比，而燈管電壓卻與電源電壓近似成反比。優(yōu)點：光色好，光線柔和，溫度低，光效高（比白熾燈高2-3倍），壽命長（3000小時以上）。電子鎮(zhèn)流無頻閃（20K-100KHZ

）。缺點：不宜開關(guān)頻繁，低溫度難以啟動，頻閃明顯，功因低（0.5左右），需輔助電路，啟動慢（3-5s）。適用：閱覽室，辦公室，教室，飯店等。相關(guān)知識熒光燈

管型直管型異型（U型、環(huán)形）緊湊型

光色日光色白色暖白色三基色各類熒光燈

直管型熒光燈緊湊型熒光燈環(huán)形型熒光燈相關(guān)知識其它熒光燈無極熒光燈紫外線殺菌燈

相關(guān)知識其它熒光燈無極熒光燈無極熒光燈的基本發(fā)光機制與熒光燈相似，但是無極熒光燈的放電腔內(nèi)不需要電極，通過高頻工作的感應(yīng)線圈發(fā)出電磁波，激發(fā)氣體發(fā)出紫外能量。瞬時啟動，關(guān)燈后可以立即重新啟動。無極熒光燈的壽命非常長。

無極熒光燈

相關(guān)知識其它熒光燈無極熒光燈無極熒光燈工作頻率很高，不會產(chǎn)生頻閃現(xiàn)象。高頻無極燈：2.65MHz,低頻無極燈：230Hz和140KHz

無極熒光燈放電腔無需制成細(xì)長的管形，可以設(shè)計成球形，也可以設(shè)計為反射形。應(yīng)用場所：室內(nèi)照明、大面積的商場廠房照明、道路照明、城市夜景照明、特殊場所照明

無極熒光燈

相關(guān)知識其它熒光燈紫外線殺菌燈紫外線殺菌燈，和普通日光燈一樣，利用低壓汞蒸汽被激發(fā)后發(fā)射紫外線。采用石英玻璃制作，對紫外線各波段都有很高的透過率，達(dá)80%-90%。殺菌燈有熱陰極低壓汞蒸氣放電燈、冷陰極低壓汞蒸氣放電燈等幾種結(jié)構(gòu)。強紫外線光源，對核酸蛋白質(zhì)作用極強，能使細(xì)菌發(fā)生變異或死亡，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、細(xì)菌研究、制藥工業(yè)和食品制造工業(yè)等場所。紫外線殺菌燈

相關(guān)知識金屬鹵化物氣體放電燈金屬鹵化物燈是在高壓汞燈和鹵鎢燈工作原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型高效光源，其基本原理是將多種金屬以鹵化物的方式加入到高壓汞燈的電弧管中，使這些金屬原子像汞一樣電離、發(fā)光。汞弧放電決定了它的電性能和熱損耗，而充入燈管內(nèi)的低氣壓金屬鹵化物決定了燈的發(fā)光性能。金屬鹵化物燈光效高、壽命長、顯色性好，而且可以根據(jù)不同需要設(shè)計制造出需要的光色。相關(guān)知識金屬鹵化物氣體放電燈按照填充的金屬鹵化物及發(fā)光特性不同形成4大類：充鈉、鉈、銦等的金屬鹵化物燈；充入鈧、鈉等的金屬鹵化物燈；充入鏑、鈥、銩等的金屬鹵化物燈；利用錫、鋁分子發(fā)光的金屬鹵化物燈。有關(guān)光源的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光源的技術(shù)性能要求、試驗方法、能效標(biāo)準(zhǔn)等。金屬鹵化物燈還可以分為：帶外玻殼的金屬鹵化物燈、不帶外玻殼的管型金屬鹵化物燈、陶瓷電弧管金屬鹵化物燈、球形中短弧金屬鹵化物燈金鹵燈

單端金鹵燈雙端金鹵燈陶瓷金鹵燈相關(guān)知識高壓鈉燈與低壓鈉燈高壓鈉燈高壓鈉燈是一種高壓鈉蒸氣放電燈，其放電管采用抗鈉腐蝕的半透明多晶氧化鋁陶瓷制成，工作時發(fā)出金白色光。它具有發(fā)光效率高（光效可達(dá)140lm/W）、壽命長、透霧性能好等優(yōu)點。顯色指數(shù)約為25左右。廣泛用于道路、機場、碼頭、車站、廣場及工礦企業(yè)照明，是一種理想的節(jié)能光源，缺點是顯色指數(shù)低。

相關(guān)知識高壓鈉燈與低壓鈉燈中顯色高壓鈉燈和高顯色高壓鈉燈在普通高壓鈉燈基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高電弧管內(nèi)的鈉蒸氣氣壓，從而提高高壓鈉燈的色溫度，改善燈的顯色性。中顯色高壓鈉燈相關(guān)色溫為2200K，平均顯色指數(shù)提高到60。

相關(guān)知識高壓鈉燈與低壓鈉燈中顯色高壓鈉燈和高顯色高壓鈉燈高顯色高壓鈉燈相關(guān)色溫為2500K，平均顯色指數(shù)提高到85。與標(biāo)準(zhǔn)型高壓鈉燈相比，它們的光效明顯下降。適用于高大廠房、商業(yè)區(qū)、游泳池、體育館、娛樂場所等處的室內(nèi)照明。

高壓鈉燈

陶瓷金鹵燈相關(guān)知識高壓鈉燈與低壓鈉燈低壓鈉燈電光源中光效最高的品種，光效可達(dá)140～180lm/W，589nm單色光為主，光色呈黃色，柔和、眩光小、透霧能力極強，冷態(tài)啟燃時間8～10min，熱態(tài)再啟燃時間不足1min。

相關(guān)知識高壓鈉燈與低壓鈉燈低壓鈉燈壽命約為2000～5000h，燃點次數(shù)對燈壽命影響較大，并要求水平燃點，否則也影響壽命。適用于公路、隧道、港口、貨場和礦區(qū)等場所的照明，也可作為特技攝影和光學(xué)儀器的光源。但低壓鈉燈輻射近乎單色黃光，顯色能力差，分辨顏色的能力差，不宜用于繁華的市區(qū)街道和室內(nèi)照明。

低壓鈉燈

相關(guān)知識熒光高壓汞燈熒光高壓汞燈熒光高壓汞燈是玻殼內(nèi)表面涂有熒光粉的高壓汞蒸汽放電燈，它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、壽命長，耐震性較好，但顯色指數(shù)低。高壓汞燈光效低，特別是自鎮(zhèn)流高壓汞燈光效更低，已屬限制使用的產(chǎn)品。高壓汞燈分為透明外殼高壓汞燈、熒光高壓汞燈、反射型高壓汞燈、自鎮(zhèn)流高壓汞燈。相關(guān)知識熒光高壓汞燈自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈是利用汞放電管、鎢絲和熒光粉三種發(fā)光要素同時發(fā)光的一種復(fù)合光源。鎢絲兼作鎮(zhèn)流器，可以像普通燈泡那樣直接接入燈座使用，非常方便。但該燈光效低，耗電較多，壽命因燈絲而縮短，故而不應(yīng)推廣使用。熒光高壓汞燈

反射型熒光高壓汞燈自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈相關(guān)知識微波硫燈發(fā)光原理：利用2450±50MHz微波電磁場能量來激發(fā)石英泡殼內(nèi)主要為硫的發(fā)光物質(zhì)，使其形成分子輻射而產(chǎn)生可見光優(yōu)點：高光效、長壽命、光譜連續(xù)、光色好、無汞害污染、良好的光通量維持率、瞬時啟動、低紫外和紅外輸出、發(fā)光體小，便于配置燈具適用場所：大型廠房、倉庫、廣場、體育場館等等。微波硫燈

相關(guān)知識常用固體發(fā)光光源發(fā)光二極管（LED）場致發(fā)光（EL）相關(guān)知識發(fā)光二極管（LED）利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合發(fā)出過剩的能量，從而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。優(yōu)點：附件簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、可控性好、色彩豐富純正、高亮點，防潮、防震性能好、節(jié)能環(huán)保等應(yīng)用范圍：顯示技術(shù)領(lǐng)域、標(biāo)志燈和帶色彩的裝飾照明、室內(nèi)外照明要點：光溫偏移、光衰、散熱應(yīng)用前景不可限量發(fā)光二極管（LED）

直插式發(fā)光二極管

食人魚式發(fā)光二極管貼片式發(fā)光二極管

大功率發(fā)光二極管發(fā)光二極管數(shù)碼管發(fā)光二極管（LED）

六端變色發(fā)光二極管接線原理圖發(fā)光二極管（LED）LED點陣顯示模塊LED像素管LED像素管顯示模組發(fā)光二極管（LED）LED光譜技能要求光源性能的比較與選擇

技能要求發(fā)光效率：白熾燈7.5~19lm/W、鹵鎢燈18~21lm/W，熒光燈27～82lm/W，熒光高壓汞燈18~53lm/W，高壓鈉燈70～150lm/W，高顯色型高壓鈉燈50~110lm/W，金鹵燈65~100lm/W，無極燈65~80

lm/W，LED燈60~150lm/W技能要求一般顯色指數(shù)：白熾燈、鹵鎢燈99～100，熒光燈60～80，熒光高壓汞燈30～40，高壓鈉燈20～25，高顯色型高壓鈉燈>70，金鹵燈65~85，無極燈80，LED燈55~95

技能要求色溫K：白熾燈2400～2900、鹵鎢燈2900～3200，熒光燈2700~6500，熒光高壓汞燈4400～5500，高壓鈉燈2000～2400，高顯色型高壓鈉燈2300～3300，金鹵燈3200~20000，LED燈全覆蓋

技能要求壽命：白熾燈1000h、鹵鎢燈1500h，熒光燈1500～5000h，熒光高壓汞燈3000～6000h，高壓鈉燈6000～15000h，低壓鈉燈<18000h,高顯色型高壓鈉燈3000～13000h，金鹵燈1000～12000h，無極燈8000～30000h???，LED燈15000～30000h，數(shù)據(jù)較粗，僅供參考

技能要求表面亮度：熒光燈較小，其余較亮啟燃與再啟燃時間：白熾燈、鹵鎢燈、無極燈、LED燈瞬時啟燃，熒光燈1～3S，其它4～10分鐘；白熾燈、鹵鎢燈、無極燈、LED燈，熒光燈瞬時再啟燃，其它5～20分鐘

技能要求電壓特性

：

電壓變化對無極燈和LED影響較小，其它較大。溫度特性：熒光燈、LED溫度較低，其它都較高。同時，環(huán)境溫度對熒光燈光通量影響較大，其它較小。技能要求耐震性能：白熾燈、鹵鎢燈較差，其他較好

頻閃效應(yīng)：白熾燈、鹵鎢燈、LED、無極熒光燈、微波硫燈不明顯，其它明顯。高頻電子鎮(zhèn)流器熒光燈不明顯。

課堂思考題1、進(jìn)行一條交通道路的照明設(shè)計，該道路要求照度為20LX，且周邊多為現(xiàn)代化建筑，景觀性要求較高，你認(rèn)為選擇哪種光源為宜？為什么？2、進(jìn)行城市橋梁設(shè)計時，橋下有車道通過，需要在橋下對應(yīng)車道的上方安裝吸頂燈為橋下車道照明，選擇哪種光源合適，為什么？

課堂思考題3、眼科診室，應(yīng)當(dāng)有較好的顯色性以診斷患者的視力，你認(rèn)為選擇哪種光源為宜？4，聽力科診室，不能有噪音，你認(rèn)為選擇哪種光源為宜？5、LED的可控性能好，具體體現(xiàn)在哪些方面？

課堂思考題6、需要在儲油間內(nèi)安裝防爆燈，其光源，你認(rèn)為選擇哪種合適？7、光源的額定容量為20W，光源的光通量為900lm，該光源的光效為多少？8、某照明配電回路，接有40W白熾燈兩支，100W高壓鈉燈五支，計算認(rèn)為該回路電氣安裝容量為580W，你認(rèn)為回路電氣安裝容量計算結(jié)果對嗎？

課堂思考題9、在色溫相同的光源下，同一物體所顯示的顏色一定相同嗎？

一、簡答題1、低壓鈉燈光效高，光色柔和、眩光小、透霧能力極強，為何沒有在繁華的市區(qū)街道和室內(nèi)照明中得到大面積應(yīng)用？

一、簡答題1、低壓鈉燈光效高，光色柔和、眩光小、透霧能力極強，為何沒有在繁華的市區(qū)街道和室內(nèi)照明中得到大面積應(yīng)用？答案：顯色指數(shù)太低。

一、簡答題

2、鎢絲兼作鎮(zhèn)流器，因此不需要外接鎮(zhèn)流器，可以像普通燈泡那樣直接接入燈座使用，使用非常方便的光源是哪種？為何不應(yīng)推廣使用？

一、簡答題

2、鎢絲兼作鎮(zhèn)流器，因此不需要外接鎮(zhèn)流器，可以像普通燈泡那樣直接接入燈座使用，使用非常方便的光源是哪種？為何不應(yīng)推廣使用？答案：自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈。該燈光效低，耗電較多，壽命因燈絲而縮短。

二、填空題1、無極熒光燈可以

啟動，關(guān)燈后可以

重新啟動。2、紫外線殺菌燈是一種強

光源，對核酸蛋白質(zhì)作用極強，能使細(xì)菌發(fā)生變異或死亡。3、金屬鹵化物燈光效高、壽命長、

好，而且可以根據(jù)不同需要設(shè)計制造出需要的光色。4、高壓鈉燈具有發(fā)光效率高、壽命長、透霧性能好等優(yōu)點。廣泛用于道路、機場、碼頭、車站、廣場及工礦企業(yè)照明，是一種理想的節(jié)能光源，缺點是

低。立即瞬時紫外線顯色性顯色性

二、填空題5、中顯色高壓鈉燈和高顯色高壓鈉燈是在普通高壓鈉燈基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高電弧管內(nèi)的鈉蒸氣氣壓，從而提高高壓鈉燈的

，改善燈的

，但與標(biāo)準(zhǔn)型高壓鈉燈相比，它們的光效明顯

。6、LED是一種半導(dǎo)體發(fā)光二極管，利用

作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合發(fā)出過剩的能量，從而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光。7、目前常用固體發(fā)光光源應(yīng)用最多的是

？

二、填空題5、中顯色高壓鈉燈和高顯色高壓鈉燈是在普通高壓鈉燈基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高電弧管內(nèi)的