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照明知识和照明工程设计 光学和照明工程基本知识介绍 一、光学度量的几个基本量 1．光通量（φv,φ） 光源每秒钟发出的光的总量。 单位：流明lumen, lm 1流明等于光强为1cd的均匀光源射入单位立体角中的光通量。 2. 光效 某一光源发出的光通量与其消耗功率的比值。单位：流明/瓦 3. 亮度（L） 光源在某一方向上的亮度是光源在该方向上的单位投影面积、单位立体角中发射的光通量。 单位：cd/m2 4. 光强（Iv, I） 光源在给定方向上的单位立体角中发射的光通量。同一灯具，在不同方向的光强是不同的。 单位：坎德拉，cd 5. 照度 (E) 照射到表面一点处的面元上的光通量除以该面元的面积。 单位：lux，lx (勒克斯) 照度的数量级概念 照度环境情况 照度(勒克斯) 无月夜天光在地面产生的照度 0.0003 接近天顶的满月在地面产生的照度 0.2 办公室工作所必须的照度 20--100 晴朗夏天在采光良好的室内照度 100--500 晴朗夏天太阳不直射的露天地面照度 1000--10000 6. 色温(CCT) 以绝对温度K（Kelvin）来表示。如果我们将一铁块加热，铁块发光的颜色与铁块的温度有固定的对应关系。随着温度升高，铁块开始由暗红→红→浅红→橙黄→白色，逐渐变化。试验证明，色温与发光材质无关，只与温度有关。对应某种温度的颜色，我们称为色温。 7． 显色指数(Ra) 表征在特定条件下，经某光源照射的物体所产生的心理感官颜色与该物体在标准光源照射下的心理颜色相符合的程度的参数。它表示的是用这个光源照射物体，拍下彩照的颜色保真程度，显色指数越高，色彩失真越小。 日光无疑显色指数最高，为100%； 白炽灯、金卤灯、镝灯等一般显色指数为85%～100%； 荧光灯显色指数为70%～80%； 节能型荧光灯、高压汞灯显色指数为40%～65%； 高压钠灯由于是接近单色的灯，显色指数很低，小于40%； 照明设计有关的几个概念 1．眩光 由于亮度分布或范围的不合理分配或空间或时间上的强烈反差，而引起的不舒适视觉条件或观察能力的下降。 下图中，工作者前方水平方向上下150范围内射向眼睛的光如果比背景光强时，就会感觉刺眼，这就是眩光。 眩光的种类 直接眩光：眼睛直视光源时感到的刺眼眩光，如直视太阳或夜间对方来车车灯 ，阅读时的直接眩光即看灯管时的刺眼眩光。 反射眩光：光源投射对象后对象反射至眼睛的次验光线，一般常称为反光， 此种眩光对舒适影响最大。 对比眩光：室内主灯与桌灯明暗比过大时，即会有对比眩光，故不可只开台灯。 眩光造成的伤害 反射眩光会使影像模糊化，产生干扰，降低作业对比度，容易造成眼睛疲劳，降低工作效率，甚至造成眼睛酸痛，疲劳和紧张，头痛的问题，根据美国研究报告指出，平均每五位上班族就有四位受到眼睛不适的困扰，而且大多数都有头痛、疲倦、经常流泪的症状。 预防眩光的措施 通过选择具有适当保护角的灯具以及合理增加灯具安装高度，可有效地减少直接眩光。例如：我公司产品GF9400 选择合适的布灯位置，以使工作者的眼睛不是处于入射光的镜面反射方向上。从而减少工作面上的反射眩光和作业上的反射眩光。 采用发光面积大、亮度低的灯具来照明。 使用的工作面，如墙壁、纸张、操作台面等应该是无光泽的，这也有帮助减少反射眩光。 2．配光曲线 配光曲线的单位是cd/k.lm（读为：坎德拉每千流明），配光曲线是灯具的特有性质，同一灯具，只要装上同类型的电光源，无论是50W、100W、500W还是1000W，其配光曲线一样。 上图为某一灯具的配光曲线，我们看到，此灯具发光为不对称发光，左侧的光强小于右侧光强。灯具正面00方向光强最强，为560cd/k.lm，现在我们假定灯泡光通亮为8500 lm，则00方向光强为 灯具的00方向，距离为6米处的照度为 有了配光曲线和灯泡的光通量，用上面同样的方法可以算出任意方向的光强和确定距离处的照度。 3．距高比 在固定照明设计中，灯具总要安装一定的高度，并且每两只灯具之间有一定距离。当高度一定时，灯具之间距离越小，照度的均匀度越高，距离大了，照度就不均匀。这个均匀度只与距离和高度之比有关。比如，某种灯具，一种设计安装时高度为10米，灯与灯之间距离为7米；另一种设计安装时高度为5米，灯与灯之间距离为3.5米，这两种安装方式照度差别很大，但照度的均匀度是一样的。 一般判断照度的均匀度是用指定的区域内最小照度与平均照度之比来表示。照度的均匀度等于0.8，被认为是设计允许照度均匀度的最小值。 灯具的距高比是灯具安装时，照度的均匀度不小于0.8的灯具之间距离与灯具安装高度之比。记为： L/H。 照明工程设计 常见照明场所、特点和照度要求 在工厂照明中，采用什么样的灯具，也是由使用的环境来决