照明的基礎(chǔ)知識(初級編)

照明的基礎(chǔ)知識（初級編）

目錄

1.給讀者

1.1關(guān)于編輯---------------------------------

1.2所謂照明---------------------------------

1.3本書的使用方法說明---------------------

2.照明的基礎(chǔ)-----------------------------------

2.1眼睛的構(gòu)造與作用-----------------------

2.2明視的條件------------------------------

2.3眩光--------------------------------

2.4光源的光與色----------------------------

2.5演色性----------------------------------

2.6照明用語與單位------------------------

3.光源和安定器（鎮(zhèn)流器）--------------------

3.1光源的種類和特征-----------------------

3.2點燈回路的基礎(chǔ)-------------------------

4.照明器具

4.1照明器具的基礎(chǔ)------------------------

4.2照明器具的分類------------------------

5.照明方法

5.1照明與舒適性----------------------------

5.2照明方式---------------------------------

5.3照明實例---------------------------------

6.照明控制的目的當種類

6.1照明控制的目的-----------------------

6.2照明控制器的種類-----------------------

7.照明的保護

7.1保護的考慮-------------------------------

7.2保護的作用-------------------------------

7.3燈的交換---------------------------------

7.4照明器具的適當交換與耐用--------------

7-5清潔--------------------------------------

1給讀者

1.1關(guān)于編輯

為了能給予學習照明的各位以一定的幫助，照明普及協(xié)會特制訂各種不同類型的關(guān)于照

明類的書籍。至今為止關(guān)于照明基礎(chǔ)類的已經(jīng)發(fā)行了『簡單照明入門（No.17）』、f照明的基

礎(chǔ)（No.43）』、『照明的基礎(chǔ)（No56）」、『照明的基礎(chǔ)知識（No66）」，本次在此基礎(chǔ)上進行全

面修改重新出版了照明基礎(chǔ)系列3部作。

這本［照明的基礎(chǔ)知識（初級編）」是此系列中的其中一本，初次學習照明者最適合。另

外與『照明的基礎(chǔ)知識（中級編）」相結(jié)合將會得到事半功倍的學習效果，對于照明基礎(chǔ)知識

的了解將會起到很大作用。

I1初級編』是站在初學者的立場上，專業(yè)知識降低到最低、代替的是用淺顯易懂的圖解

說明。對于入門的初學者起到很好的作用。

另外，也準備了用漫畫形式解析我們身邊關(guān)于照明光現(xiàn)象的［漫畫簡單照明入門」，請根

據(jù)它的用途進行活用。

［漫畫簡單照明入門』

初學者

身邊與光相關(guān)現(xiàn)象用漫畫故事的形式進行解說

------小學高年級以上可以理解

對于照明知識有了解者—?［照明的基礎(chǔ)知識（初級編）』

關(guān)于照明的專業(yè)知識用通俗易懂的圖片形式解說

-----大學生以上可以理解

對照明的專業(yè)用語、『照明的基礎(chǔ)知識（中級編）』

理論有了解一?以對照明和電氣知識有一定了解者為對象而編輯

電氣業(yè)類畢業(yè)的大學生的。

11.2所謂照明

人類在生活中接受來自周圍的各種信息，然后進行判斷從而行動。信息通過人的五官

（眼、耳、鼻、皮膚、舌）獲得，其中大部分信息是依賴眼睛。而進入眼睛的信息是以光作

為媒體的，所以，照明在我們生活中必不可少。

如果照明不充分，物體就會看不清楚，對環(huán)境的確認、判斷也會不正確，從而給工作、

生活造成障礙。

對于人類，照明的目的大致可分為2大類。

一類是f為了看清楚物體的照明」、另一類是『為了創(chuàng)造舒適氛圍的照明般照明的目的

以對象不同而重點也不同，但無論何種情況都必須考慮到照明效果。

照明設(shè)計的基本是『為了看清楚的照明』、『為了創(chuàng)造舒適氛圍的照明』二者兼?zhèn)洹?/p>

『照明的基礎(chǔ)知識（初級編）」將對實現(xiàn)這兩種效果的知識進行說明。

1.3本書的使用方法

即使理解照明，也如圖所示必須具備廣泛領(lǐng)域內(nèi)的知識。虛線框架內(nèi)是f照明的基礎(chǔ)知

識』，實際上它的周邊應(yīng)用領(lǐng)域也十分重要。

這本書是技術(shù)書

⑴照明的技術(shù)用語相繼出現(xiàn)。沒有預備知識者請先讀第2章最后項的《照明用語和單位》。

⑵第2章是盡量通俗易懂解釋的，如果仍不能理解者請先讀『漫畫簡單照明入門』。

2照明的基礎(chǔ)

2.1眼睛的構(gòu)造和作用

眼睛具有怎樣的構(gòu)造？

在每天的生活中，我們之所以感覺至打這個房間的光線明亮］|這個街道的燈有點暗］是因為

我們能用眼睛看、進行判斷的原因。也正因為眼睛的作用在我們生活的各種場所才有了照明

存在的價值。那么，為什么眼睛可以看到呢？首先，必須了解眼睛的構(gòu)造。人類的眼睛和照

相機的構(gòu)造相似，進行比較我們?nèi)菀琢私?。眼睛的水晶體相當于照相機的鏡片、虹彩相當于

調(diào)焦，視網(wǎng)膜相當于膠卷。

虹彩

水晶體

虹彩包圍著通向眼睛的光的進口-暄孔。隨

水晶體象照相機的鏡片一樣擔當著調(diào)焦的

著進入眼睛光量的增加，虹彩的幅度變得寬

職責。通過鏡片看物體時，為了使物體清晰,

廣，瞳孔縮小。反之，進入眼睛的光量減少，

我們或近或遠的調(diào)整鏡片與物體間的距離

虹彩的幅度變窄，瞳孔擴大。虹彩把進入眼

或者改變鏡片的厚度。當然水晶體的位置不

睛時多時少、時明時暗的光量調(diào)整到最佳亮

能改變，于是通過使皮梯筋的變化，水晶體

度。也可以說是與帶有自動調(diào)焦的照相機結(jié)

自身隨之變薄、變厚，自動地與焦點對應(yīng)。

構(gòu)相似。

視網(wǎng)膜

視網(wǎng)膜是使水晶體調(diào)節(jié)的與焦點相吻合的OZ一/

物體或風景成像的膜。它聚集了感光性質(zhì)的Y

視細胞和與視細胞連帶的神經(jīng)纖維。視細胞

光

受

面

分為寸〉、狀體和力＞狀體。寸。、狀體向中心

上

凹下的地方聚積，起到感受在光亮地方的物t-

力

體的形狀和顏色的作用。另一方面力^狀體l'>

狀

狀

主要在視網(wǎng)膜的四周，起到感受明亮度和黑體

體

暗度的作用。與視細胞相連的大約100萬的

神經(jīng)纖維光束作為視神經(jīng)從眼睛開始與大

腦相連，起到把在視網(wǎng)膜上成像的物體、風

景等作為信息向大腦傳遞的作用。

2

為什么用眼睛可以看到物體？

如圖①所示，要看到物體，物體面反射的光或光源（太陽、燈，電燈泡）發(fā)出的光進入

人的眼睛，這首先是必須的。

如圖②③所示，人的眼睛如照相機一樣，用虹彩調(diào)整進入眼睛內(nèi)的光量，用水晶體調(diào)整

焦點，起者在感光視細胞聚集的眼睛底部視網(wǎng)膜內(nèi)成像的作用。在視網(wǎng)膜上成像時是通過一

種叫做水晶體的鏡片，所以成的是倒立的像。若是照相機的膠卷，沖洗這種光像可以看到實

際的物像。

如圖④，但人類的情況時，若光像作為向大腦視神經(jīng)中樞的信息不被傳送，人自身也就

不能看到物體。那么，是怎樣傳送的呢？當然，光像是不能原原本本地向大腦傳送的。

首先，在視網(wǎng)膜上成的像在制造網(wǎng)膜的腦細胞中被分解成細胞單位的細小點。其次，被細小

分解成的光像連續(xù)不斷的通過神經(jīng)纖維從眼睛被傳送到大腦的視神經(jīng)中樞。而且大腦把細分

解的光像重新組合成原來的形狀。于是，用眼睛開始看到物體。

如圖⑤，人的眼睛和大腦的關(guān)系與攝像機和家庭電視機的關(guān)系相似。不同點只是眼睛的情

況是：從視網(wǎng)膜的視細胞開始為了把光信號向大腦傳達，大約用了100萬的神經(jīng)纖維。電視

的情況是：照相機開始的信號用一根線向電視機傳送。

通過水晶體在視網(wǎng)膜上.成倒立的像。水晶體的厚度的著像的大小而改變.

2

2.2明視的條件

怎么樣才能看到物體呢？

明視的五條件

左右能否看到物體的條件有：

①亮度②對比③顏色

④大?、輨幼?/p>

此成為［明視五條件］。缺一個條件便會看不清楚物體。

X明視-----能看清楚物體。

①亮度

要看到物體需要充分的亮度。這種情況的亮度是指所看對象物體面的照度（接受光面的

亮度）。辦公室等必要的亮度如第10頁左圖表所示，隨著時代而增強了。這不僅僅是因

為辦公作業(yè)內(nèi)容的高度化，更是受日新月異的照明技術(shù)、經(jīng)濟力量影響的結(jié)果。另外，

在暗室中，如果只是增強桌子等上面的亮度，無論如何增強也不會感受到對應(yīng)的亮度效

果。所以，周圍環(huán)境的光反射率也是必要光度的重要因素。也就是說，不僅僅是桌子等

上面的針對作業(yè)面的光進入眼睛，而是天頂、墻壁、床等的反射光一同作用而看到物體。

（下圖參照）

不僅僅是燈、電燈泡等光源發(fā)出的光，天頂、

加附仲儲由r只仃燈光引入人明里.圾了反射的光也提高r亮度。

所以博覺不到明先.

②對比

我們能看到報紙上的文字是因為文字照耀的強度（輝度）和背景紙照耀的強度（輝度）

有差的原因.如果背景紙的顏色是白色和煙灰色，即使相同的黑色文字易看程度也不同。

也就是說紙的顏色越接近白色黑色的文字就越容易看到，紙的顏色越接近煙灰色黑色文

字就越不容易看到。同樣，背景是濃顏色文字就不容易看到。

③色

兩種物體照耀的強度（輝度）即使相同，顏色的種類（色相）、鮮艷度（彩度）若不相同

也同樣可以區(qū)分兩者。

另外，我們的目光首先射向的是在雜志等有顏色的頁面，顏色起著吸引視線、看清物體

的作用。

④大小

即使很大的建筑物，如果是在很遠的地方也會看不清楚，反之，即使如米粒那么小的物

體如果在近處我們同樣也可以看清楚。這些我們每一個人都經(jīng)歷過。所以，看清物體不

僅僅是對象物的大小決定，與對象物和眼睛的距離也有關(guān)系。一般來說，越接近對象物

就越容易看清楚，但有一定限度。通常，讀書與眼睛的最佳距離是30cm,稱之為明視距

離。

⑤運動

同樣的一輛電車，在移動時和靜止時容易看的程度也不同C如新干線那樣快的電車，在

行駛時我們只看到大致輪廓，連表示目的地的名字我們也看不清楚。要看清楚文字，需

要一定的時間。也就是說，物體運動的越慢就越容易看清楚。這是我們每個人都有的日

常經(jīng)驗。

明視5條件中|色、對比、大小、運動|是物體攜帶的要素，但是，只有［亮度|是我們可以改

變的，因此增加了照明的重要性。

增加亮度，視力也增加，眼睛的作用因此而變得充滿活性。要看清物體，即使其它4條件

不充分，依靠照明也可以覆蓋其它。但是，并不是只要亮就可以，不使人感覺到光線過強、

刺眼是關(guān)鍵。

22.3眩光（glare）

眩光有多少種類？

在眼睛能看到的范圍內(nèi)如果有眩光強的物體（例如太陽、燈等的光源），我們就會感覺到

眩目、看不清物體。這就是因為有眩光。眩光分為［直接眩光］和［間接眩光］。直接眩光里又分

為［減能眩光或不能眩光］［不快眩光］。（參照圖①）

圖①

眩光

什么叫減能眩光？（disabilityglare）

燈，太陽等光源直接射進眼睛時，物體變得很難看清楚，此種現(xiàn)象成之為減能眩光。圖

②表示隨著光源與視線的接近，書的易看程度。在此種情況，不接近在視野中心部眩光強的

光源對于預防眩光是很重要的。如圖③所示，在夜間，對面車頭燈的光直接射入眼睛時，變

得眩目看不到物體，這也是只有減能眩光特有的現(xiàn)象。（圖②、圖③參照）

什么叫不快眩光？(descomfortglare)~

由心理的不快感產(chǎn)生的不快眩光。在眼睛看到的范圍內(nèi)如果有光輝強的物體，并不是如

減能眩光那樣一定看不清物體，而是感覺到眩目、在被照明的地方產(chǎn)生不快感覺。例如：在

由很多［燈露出的照明器具］設(shè)置的房間中，燈光直接進入眼睛，感到不快。為了防止不快眩

光，用外罩等使光線不直接進入人眼。(參照圖④)

豳

在設(shè)置1很多燈露巾的照明器具吩間'!?.

眩令人感覺到不快。

用建支「引入眼I也

什么叫反射眩光？

反射眩光分為：在對象物體里有光源的光、眩光映入而使文字不容易看，和在有光澤紙

張上的文字不容易看的光幕反射兩種。這兩種現(xiàn)象同時引起的也有，只有一種現(xiàn)象引起的也

有。隨著QA機器的普及，最近，作為新產(chǎn)生的反射眩光，也產(chǎn)生了照明映入電視呀電腦中

畫面里的問題。作為對策，在加深遮光角的同時，使用能降低映入畫面的反射板的眩光的QA

室用照明器具，來保持?定的亮度。（參照圖⑤）

★照明器具在上圖右位置情況時

照明器具的光映進了電腦的畫面中，使畫面很難看清楚。

★照明器具在上圖左位置時

電腦的畫面中沒有照明器具的光的映入，畫面看的很清楚。

22.4光源的光色參數(shù)

表現(xiàn)光源的光的顏色的色溫是?種什么樣的物質(zhì)？

電燈泡的光的顏色呈現(xiàn)紅。水銀燈的光看起來是藍白。為了把這種光源的光的顏色用物

理數(shù)字來表示，運用了［色溫（單位：K）色溫如下表示。

光源發(fā)出的光在溫度低時是紅、隨著溫度的升高由紅向黃、白、藍白改變。利用溫度與

光的顏色變化間的關(guān)系，用溫度來表現(xiàn)光的顏色。光源的光的顏色越呈現(xiàn)紅，色溫就越降低。

反之，光源的光的顏色越呈現(xiàn)藍白，色溫就越升高。一般情況下，大約3,000K以下的光源

呈現(xiàn)紅，7,000K以上的光源呈現(xiàn)微藍。色溫一改變室內(nèi)的情調(diào)也會改變。（參照下圖）。

代表性的光源的色溫用右圖表示。

,色溫降低色溫升高4

人感覺到光的顏色

熒光燈的色溫一改變房間的氛圍也會改變。

暖色自然色冷色

色溫3000K色溫5000K色溫6700K

（令人安定、感覺踏實氛圍）

（cool氛圍）（自然氛圍）

（清爽氛圍）

光源的色溫度

色溫度

北空晴天室X）

10000-r-

自然光8000--人工光源

標準光C

(6774K)--光色熒光燈

北空陰大室II

?6000--似燈

標準光B水源燈（透明）

5000——金屬鹵燈

(平均太陽光)__

4874K白色熒光燈

4000--熒光水銀燈

標準光A2800

(2855.6K)

2600

22.5顯色性

物體顏色是怎樣根據(jù)照明不同而改變的？口

我們都容易認為物體的顏色是物體本身的顏色。但是，同樣的物體在照射光改變時，物

體的顏色看起來也改變了。例如：白色的球用藍光照看起來是藍色、用紅光照看起來是紅色。

象這樣由照射光決定物體顏色呈現(xiàn)的光源的性質(zhì)被稱之為［顯色性?般來說，顯色性優(yōu)艮

的燈，就能反映出物體的真實顏色來。反之，顯色性低劣的燈不容易看到物體的真實顏色.

顏色呈現(xiàn)的好壞由光源里含從藍紫到紅的光的比率多少決定。也就是說光源里含有各種

各樣的顏色的光。在其中，若藍色光居多物體就會呈現(xiàn)藍，若紅色光居多就會呈現(xiàn)紅。若各

種各樣的光同等含有，就成為白色的自然光，物體就會呈現(xiàn)出接近自身的自然光色。

平均顯色評價數(shù)Ra是用來表現(xiàn)燈等光源的顯色性的代表指數(shù)。是基準光照射時呈現(xiàn)的

顏色與各種各樣不同燈照射時呈現(xiàn)的顏色有多少不同的表示數(shù)值。基準光照射時顯色指數(shù)是

100,燈光照射時顏色差越大數(shù)值就變得越小。若完全呈現(xiàn)出與基準光照射相同的顏色，那么

平均演色評價數(shù)的數(shù)值就是100o也就是說，演色性越優(yōu)良的燈平均演色評價數(shù)的數(shù)值就越

大，反之則越小。表①表示具有代表性的燈的Ra。

表①具有代表性的燈的平均演色評價數(shù)

平均

演色

光源的種類評價

數(shù)Ra

白白色涂裝的電燈100W100

熾**節(jié)能型白色涂裝電燈95W10()

燈.球形白色涂裝電燈100W100

氮電燈90W100

鹵素電燈500W100

費熒光燈白色40W64

光高演色性熒光燈白色40W92

燈**節(jié)能型熒光燈白色38W64

**節(jié)能型快速啟動型熒光燈64

白色37W84

**節(jié)能型3基色熒光燈白色38W

高水銀燈透明400W23

壓熒光水銀燈400W44

放**節(jié)能型熒光水銀燈375W44

電自鎮(zhèn)流水銀燈500W57

燈金屬鹵化化物燈400W65

金屬鹵化化物燈92

（高演色性）400W28

高壓鈉燈400W28

*高壓鈉燈36OW

______________（適合水銀燈鎮(zhèn)流器型）__________

U（注）*根據(jù)廠商不同也稍有不同，

**是特別節(jié)能設(shè)計的.

平均演色評價數(shù)只是用來表示燈再現(xiàn)物體顏色的真實性，并不是來表現(xiàn)顏色的好壞程

度.平均顏色評價數(shù)即使低，也就是說顏色即使有相差，也有覺得很好的情況。反之，稍微

改變?下顏色也有使人感覺不自然的情況。

所以，僅僅因為平均演色評價數(shù)低就說此燈不能實際使用是不對的。在一般情況下，若

平均演色評價數(shù)在80以上，物體呈現(xiàn)的顏色在實用上是沒有問題的。

表②是由CIE（國際照明委員會）歸納的根據(jù)燈的不同演色性的不同用途區(qū)分表。

用途例

演色性的組演色性范圍光色

推薦許可

1ARa290暖與顏色相適合的

中間臨床檢查

涼

暖辦公室

中間醫(yī)院

1B90>Ra280

中間印刷

涼紡織物工廠

暖

280>Ra^60中間工廠作業(yè)辦公室

涼

360>Ra^40粗糙工廠工廠作業(yè)

440>Ra^20粗糙工廠

22.6照明用語和單位

照明用語和單位是什么？

①光束

我們通常說I00W的電燈比60W的電燈亮。這種情況的“亮”是指發(fā)出的光的

量多的意思。象這種從光源發(fā)出的光的量稱之為［光束單位：1m（流明）］。

具有代表性的光源的光束

光源光束C1m)

太陽3.6xl028

白熾燈40W485

白色熒光燈40W3,000

熒光水銀燈40W1,400

英光水銀燈400W22,000

②光度

把從光源發(fā)出的面向某一方向的強度稱之為［光度］。

※箭頭越長說明光越強。

如上圖所示不管是從光源還是從照明器具發(fā)出的光的強度因方向不同而不同。表示

光在什么方向有何種程度的強度的曲線圖被稱之為配光曲線。

具有代表性的光源的光度

光源光度(cd)

太陽2.8x1。"

白熾燈40W40

白色熒光燈40W330

熒光水銀燈40W110

熒光水銀燈400W1,800

③照度

把接受光的面的亮度用接受面接受到的光的量表示稱之為I照度］。

照度的記號：E

照度的單位：lx（勒可斯）

照度（lx）

0J110100100010000100000

1T111

辦林電

滿夜學公球視睛晴

月間習室場天天

之的用照的的

夜道臺明日

路燈影向

照

明

①?④

照度的方向和名稱

光

7

t原

7

^

I

光

源,

_3

光'

度

光

束

束

度

鉛

」

且

面

一

照

度

度

照

照度隊17'

法線照度

對象物

④輝度

把表示接受光的面的照耀度稱為［輝度］。與表示接受面接受多少光的量、表現(xiàn)接受面

的亮度相對應(yīng)，輝度表示從某一方向看接受光的接受面呈現(xiàn)出多少亮度。

輝度的記號：L

輝度的單位：cd/nf

輝度[cd/rtf]

0.11101001000104IO5106107

滿有?白

路辦月云云

面公電天

道室視空

路照畫

照明面

熒水

明的

光銀

墻

燈燈

壁

⑤配光

用配光來表示從照明器具的光是怎樣發(fā)出的，用配光曲線來表示向各個方向的光的

不同強度。

光的量根據(jù)使用燈種類的不同而不同，配光曲線是把向各個方向散發(fā)的光的強度(光

度=。(1)用相當于1,0001m的極坐標來表示。下圖的配光曲線中0度方向是在器具的正