LED照明技术应用系统基础篇

1、照明技术应用系统照明设计基础照明设计是一门综合性学科，需要兼顾应用光学、点学、建筑学、生理学、心理学、卫生学等方面的技术才能获得满意的效果。不同场所的照明设计有其共性的内容，也有特殊的需求。本章主要就照明设计中的共性问题，如设计程序、照明质量、照明方式、照明种类、照明标准、照明节能等方面作简要的阐述。一、照明的目的和要求1 .照明目的照明的目的是给周围的各种对象以适宜的光分布，通过视觉达到正确识别人们所欲知的对象和确切了解人们所处的环境状况。根据照明的目的不同，分为明视照明和环境照明。1）明视照明以工作面上的视看物为照明对象的照明技术称为明视照明，属照明生理学范畴。例如工厂车间、办公室、教室、

2、商场营业厅等的照明是以明视为主的。2）环境照明以周围环境为照明对象，并以舒适感为主的照明称为环境照明，属照明心理学范畴。例如剧场休息厅、门厅、宾馆客房的照明是以环境照明为主的。2 .照明要求不同目的的照明对照明设计的要求及考虑的主要因素列于表6-1。明视照明和环境照明的设计要求及考虑的主要因素对比项目明视照明环境照明视看对象工作面（阅读、机床超作等）、人脸室内的空间及各表面照度及其均匀度工作面上要有充分的亮度，且亮度分布应均匀亮或暗要根据需要设计，有时需要暗光线造成气氛。照度要有差别，不可均一，采用变化的照明可造成不同的感觉光的方向性、眩光及阴影不应有眩光，要尽量减少及至消除眩光，阴影要适当可

3、采用金属、玻璃或其他光泽的物体以小面积的眩光造成魅力感。有时需要将阴影夸大，从而起到强调或突出的作用光源的颜色及显色性光源的显色性要好采用特殊颜色的光作为色彩照明或用夸张手法进行色彩调节照明器的布置照明器布置应与建筑物协调，要考虑照明的心理效果采用特殊的装饰照明手段，以舒适感为主照明器的布置照明器布置应与建筑物协调，要考虑照明的心理效果采用特殊的装饰照明手段，以舒适感为主经济性照明方案应经济、应用从全局看应是经济的，但从局部看可能是不经济的或过分豪华的、照明设计程序1.了解和收集有关资料为使所设计的照明能最大限度地满足使用要求，在设计前必须充分了解以下情况和收集有关资料：1）确照明设施的用途和

4、对照明的要求。在进行照明设计前，先要明确建筑物的功能和使用目的，了解是否有多用途要求及其他特殊要求，以便针对性地进行照明设计2）收集建筑物平剖面布置及结构型式的资料，在充分理解这些资料的基础上，进行灯具选择、灯具布置及线路敖设等。3）了解建筑物的环境条件，对易爆炸、易引起火灾、潮湿、有腐蚀气体等的场所，则应了角其浓度情况，确定危险等级，并按相应的规范要求进行照明设计。4）收集供电电源的资料，确定供电电源的方向及进线位置等。32与建筑设计师及其他公用设施设计者的综合协调照明灯具的型式及布置方案尤其是环境照明设计必须与建筑协调。电气设计者必须与建筑设计师充分协商，才能使照明设计更合理。同时，照明设

5、施必须避免与其他公用设施相碰撞，只有事先进行充分协调才能防止发生矛盾。3照明光照的设计1) 确定照度照明设计应根据国家照明标准，达到规定的照度。各种场所的照度标准可参考相关章节。2) 确定照明方式及照明种类根据建筑物的功能及使用要求确定合适的照明方式，配置完善的照明种类。参考相关的章节。3) 选择光源根据使用场所对照度、光色、显色性、点灯特性的要求选取择合适的光源。参考相关章节。4) 选择灯具按照明方式、照明种类、光源种类、灯距高度、照度要求等因素选择合适的灯具。参考相关章节。5) 确定灯具布置方案结合建筑物平面布置及柱、梁的位置并考虑与建筑物及其他公用设施的协调，进行有规则的面灯。参考相关章

6、节。6) 计算照度有两种计算方法1 根据上述5)所确定的灯具布置方案，按照相关的照度计算方式进行照度计算，确定为满足上所确定照度的光源功率。2 假定光源功率，按照相关的照度计算方法，算出为满足上述1)所确定照度所需的灯具数，然后进行灯具布置，确定布灯方案。7) 检验照明质量的各项指标由上述1)6)，对最后确定的灯具布置方案，需对照度水平、照度均匀度、亮度分布、眩光、阴影、显色性等照明质量指标进行检验。根据检验结果，如需对布灯方案进行修改时，则上述2)6)应重新进行设计。这往往需反复多次，才能获得最佳方案。有关照明质量各项指标详见相关章节。4 照明电气的设计照明电气的设计大致包括一列内容：1)

7、确定照明控制方式，确定电源部开关及分配电箱的安装位置。2) 进行照明负荷计算及楞率因数补偿计算。3) 选择照明线路保护装置。4) 确定照明线路敷设方式，选择导线型号规格，并进行电压损失计算和机械强度校验。5) 照明装置的电气安全考虑。5 照明设计施工图的绘制将上述内所确定的内容以图样和说明的形式表达出来，以便按图进行安装。一般包括照明配电系统图、照明控制图、照明平面图、复杂部位的剖面图、照明装置的安装图、施工安装说明等。6 开列设备材料清单及预算方案。三、照明质量的评价因素照明设计的优劣主要用照明质量来评价。照明质量的评价因素包括照度、照度均均匀度、亮度分布、眩光限制、显色性、照度的稳定性等。

8、在照明设计时应全面考虑和恰当和理上述各质量因素。1 合适的照度照度是衡量物体明亮程度的间接指标。照度与视力、生产率、事故率均有密切的关系。在一定范围内增加照度可以提高视力、提高劳动生产率、减少事故的发生，但照度并不是越高越好，太高会刺眼，同时还需要考虑电能消耗和经费开支。所以对于不同的工作场所，应按照度与视力、生产率、事故率的关系找了合适的照度值。照度与视力的关系：2.5照度与视力的关系1）照度与视力和人的心理感受的关系从上图可以看出照度低的视楞能也很低，随着照度的提高，视功能逐步提高，但当照度增加到1000lx以后随着照度的增加，视功能提高就不显着了。不同的照度给人产生不同的感受，照度太低容

9、易造成疲劳和精神不振，照度太高往往因刺激太强，而承受不了太过兴奋。视觉满意度是用来描述实际可接受性的一个照明术语。它主要由下列两方面决定：一是在实际条件下进行工作的容易程度；二是在集中精力工作后为了轻松一下而仰望四周时，视环境的如意或舒适愉快的程度。影响视环境的主要因素是照度、反射系数和颜色的组合、光源的亮度等。为了确定满意的水平照度，照明学者们经过大量试验和研究，以视觉满意度判据为基础，根据实验、研究结果确定了工作房间内满意照度的调研的结果曲线（见图）。从图可知，从供人舒适照明的角度看，最适宜的平均照度应为20001X。综合以上两种结果，并考虑能耗和经费，一般有10001X的照度基本上能够满

10、足各种环境的照度要求，为合适的工作照度。2）照度与工作效率和事故率的关系合适的照度可以减少视疲劳，人而减少事故的发生，提高工作效率。从下图2中给出了照度与生产中有关因素的关系，在照度小于5001X时，每条曲线的斜率很大，超过5001X时，曲线开始发生斩折，直到10001X以后曲线趋向平坦，照度再增加对提高工作效率、减少事故没有大的作用。由此结论：5001000lx的照度范围是大多数连续工作的室内作场所的合适照度。工作房间内满意照度调研结果曲线1002004006008001000照All照度与生产有关因素的关系3）年龄与需要照度的关系，随着年龄的增长，眼球晶状体的透明度逐渐下降，进行同样的视觉

11、作业则需70要更高的照度，下图给出了年龄与视力比和所需亮度的关系。从图a可看出，以20岁为基准，到岁的视力己衰退到20岁时的60%从图b可知对从事同一工作，要得到相同的工作效果，年老人所需要的照度成倍增加，到70岁人所需的照度为年轻人的倍。年静与视力比和所率亮度关系里力比与年险利关参年第与所需亮度的关瘠4）合适照度的确定对于各种不同工作性制裁所需的合适照度，应以使人易于辨别所从事的工作细节，同时消除或适当地控制那些会造成视觉不舒适的因素为依据。室内照明，以人、书籍、机器设备、加工的零件为主要视看对象，而人脸则是非常重要的仅次于书籍的视看对象，故以人的面部特征的识别作为照度评价的依据。国际照委会

12、CIE室内照明指南指出：能够刚好辨认人脸的特征需大约1cd/m2的亮度。在水平面照度为20lx左右的普通照明条件下，可以达到这个亮度。所以20lx被认为是所有通道及非工作房间等的最低照度。试验表明，不需要特别费力即能辨认脸部特征约需要1020/m2的亮度。水平面照度为200lx的普通照明环境下可以达到此亮度，故200lx可作为连续工作的普通作业场所所需要的最低照度。国际照明委员会和各工业发达国家的照明标准，对各种业活动推荐的照度范围以及我国依目前经济水平和供电能力制订的GB50034-1992工业企业照明设计标准和GBJ133-1990民用建筑照明设计标准见相关表格（机械工业出版社照明技术手册

13、第二版第六章P467492页，其中部分包含有眩光等级）。照明设计时的合适照度不低于表中所列的照度值。表中的照度范围由三个连续的照度级组成，基中间值是应当采用的推荐照度值。当符合下列条件之一及以上时，工作面上的照度标准值应采用照度范围的高值：1）15等的视觉作业，当眼睛至识别对象的距离大于500mm寸；2）连续长时间紧长的视觉作业，对视觉有不良影响时；3）识别对象在活动面上，识别时间短促而辨认困难时；4）工作需要特别注意操作安全时；5）识别对象反射比小时；6）当作业精度要求较高，由于生产差错造成损失很大时；7）当精度或提高生产率非常重要时；8）当工作人员的视觉能力较低时。当符合下列条件之一及以上

14、时，工作面的照度标准值应采用照度范围的低值：1）临时性地完成工作；2）当精度或速度无关重要时；3）当反射比或对比特别高时。2 .照度的均匀度在工作环境中视看对象的分布位置千差万别，很难预测，若一个工作环境中有彼此照度极不相同的表面，将会导致工作者视觉不适，容易引起视觉疲劳，因此希望工作区内的照度均匀。虽在一个工作环境内的照度不可能完全相等，也无必要，但希望照度变化平缓，因此需规定一个最低的照度均匀度，以保护工作者的眼睛，保证工作质理。照度均匀度分某一工作面的局部照度均匀度和一个工作室的一般照明的照度均匀度照度均匀度可用给定工作面上的最低照度过与该工作面的平均照度之比来衡量。这里的最低照度是指工

15、作区域内某相关点上的最低照度，而平均照度是指整个工作区的平均照度，对于室内边缘无工作对象的区域可不计算在内。1）我国照明标准规定的照度均匀度a）工作区域的一般照度均匀度不宜于；b）采用分区一般照明时，作业空间内的非作业区域的一般的照度值不宜小于作业区域一般照明照度的确良1/5;c）局部照明和一般照明共用时，作业面上的一般照明的照度值宜为总照度值的1/31/20但不能低于20lx;d）垂直工作面的垂直照度最小值与最大值之比不小于；平均垂直照度与平均水平照之比不宜小于；水平作业面最小值与最大值之比不宜小于。2） CIE推荐照度均匀度a）在一般情况下，作业面上最小照度与平均照度之比通常不应小于；b）

16、工作房间非作业面的平均照度通常不应小于作业面平均照度的1/3;c）相邻空间的平均照度彼此不应有超过5：1的变化。例如照度为200lx的办公区域,外面的走廊至少应有40lx的照度。3）照度均匀度的保证措施为了获得满意的照度均度，在照明设计的灯具布置的距高比不应大于所选用灯具的最大允许距高比。常用灯具距高比参见有关表格。当照明均匀度要求较高时，可采用间接型、半间接型灯具或光带等照明形式。3 .亮度分布1）亮度与视觉的关系人眼观察物体时的明暗取决于物体在人眼视网膜上成像的照度，即物体的亮度。被观察物不仅需有一定的亮度，且被观察物与背景亮度需有一定的差别才能看清物体。物体能被识虽的最小亮度对比值c是背

17、景亮度的函数，如下图：修力座后司工也t司TK次不Ib一背詈，皮力:j幅.isA）C=L»L8Jtbnis土或彩土4庭方用奏由司且小克好时比值与背景克度的美系I0F3in， 1M io io1 io1S3.4M* ff t* 电 E存豪喜睫与观看速度的美香2）合适的亮度分布作业环境中各一有面亮度分布是决定物体可见度的重要因素，而视野内有合适的亮度分布是舒适视觉的必要条件。室内亮度分布变化过大，会容易引起视觉疲劳和不舒适感。但过分均匀的亮度分布，会降低物体的清晰度，且使室内气氛过于呆板，形成阴暗感，使人不满意。一个良好的视觉环境，要注意合理选择室内各个表面的反射系数,高反射系数能使光线充

18、分利用，但过高的反射系数不宜与过高的照度相结合，那会使人感觉视觉不适，也容易产生不舒适眩光，而过低的反射系数使光利用率低，在低照度情况下会形成低沉和压抑的气氛。对于以气氛照明为主的场合，有时会利用亮度变化来改变室内单调的气氛，以形成愉快的、活泼的气氛。3）分布的推荐值（1）照明设计标准我国工业企业照明设计标准和民用建筑照明设计标准规定：在办公室、阅览室等长时间连续工作的房间，其表面反射比和照度比宜按下表选取工作房间表面反射比与照度比表面名称反射比照度比顶棚墙面、隔断地面家具、设备（2）CIE室内照明指南的推荐值a）工作区的亮度分布与作业相邻环境亮度低于作业表面的亮度的比值不低于1/3,即作业环

19、境与其相邻环境的反射比最好为。b）顶棚、墙面和地面的亮度外围视野的平均亮度应尽量不低于作业亮度的1/10最好统筹考虑照度和反射比两因素。在工作房间，为了减弱灯具同其周围攻顶棚间的对比，特别当采用嵌入式暗装灯具时，顶棚的反射比要尽量亮（至少为）为避免顶棚显得太暗，顶棚照度不应低于作业照度的1/10o工作房间内墙面的反射比为。地面的反射应为。c）英国照明工程学会（IES）推荐的室内各表面的反射比下d）美国照明工程学会（IES）推荐的室内各部分的亮度比亮度比地域办公室车间工作对象与其相邻的周围之间3:13:1工作对象与其离开较远的表面之间5:110:1照明器或窗与其附近之间20:1在视野中的任何位置

20、40:1反射比表面名称反射比推荐值顶棚80(8090)墙面50(4060)工作面35(2535)地面30(2040)4 .眩光限制在视野内因看见亮度过高的发光体或视野中的光泽表面反射高亮度物体的光线所引起的视觉障碍称为眩光。眩光对视力危害很大，会引起不舒适感、视觉疲劳或降低可见度,严重时甚至失去部分视功能或短暂致盲，影响工作，还会造成事故。长时间的轻微眩光也会使视功能下降，所以在照明设计和灯具布置时，要注意尽量避免产生眩光。一）眩光的种类及形成原因根据眩光的形成原因不同可分为直接眩光和间接眩光两类。而根据眩光所造成的视觉障碍程度不同可分为失能眩光、不舒适眩光、反射眩光和光幕眩光四种。1）直接眩

21、光由观察者视野内出现的高亮度发光体而引起的眩光称为直接眩光。直接眩大多来自怀发光体垂直线夹角成45o90o,尤以70o90o最为严重，如下图灯具眩光区的划分a）不舒适眩光当视野内存在的过亮发光体并不影响观察者的视功能，只是使人产生不舒适感或烦恼等心理感觉时，则称为不舒适眩光。不舒适眩光的程度只能通过主观评价来估计。b）失能眩光当视野地内存在的过亮发光体引起识别物与背景的亮度对比减小，并损害观察者的视觉功能时，则称为失能眩光，并损害观察者视觉功能时，则称为失能眩光。眩光严重会造成观察者短暂致盲，此时称为失明眩光。失能眩光可根据视觉灵敏度的降低来测量。2）间接眩光由观察者视野中的光泽表面反射高亮发

22、光体的光线所引的眩光称为间接眩光。间接眩光的出现不仅与发光体的亮度有关，而且与发光体的光分布及其布置有关。间接眩光通常来自与发光体垂直成0045o的光线，根据该反射面的不同也可分为两种：a）反射眩光由视看对象周围的光泽表面反射的光线所引起的眩光称为反射眩光。这可能产生轻度的精神分散，也可能产生严重的不舒适感觉。b）光幕反射由视看对象本射的光泽表面反射的光线所形成的眩光，引起视看对象对比降低时称为光幕反射。光幕反射除产生干扰外，还降低了作业对比，使人看不清对象的细节。二）眩光的评价方法由止述可知，形成眩光的主要因素是发光体的亮度、大小和数量、位置及周围环境亮度等。对于室内照明的眩光评价和计算方法

23、，目前尚无一个为国际公认的统一方法。下面有几种方式：1) 眩光指数法本法以眩指数GI表示不舒适眩光。对于各种作业和活动场所，它提供了许多组数据表格，用以推导灯具布置很有规律时照明装置的眩光指数。在通常的室内照明中，眩光指数最好在19以下。2) 视觉舒适概率法-VCP法本法根据对某一给定的照明装置以舒适的人数的百分比作为视觉舒适度的评价依据。它考虑了影响视觉的关键因素，适用于室内照明。在室内照明中，视觉舒适概率VCP值一般在70以上。3) 亮度曲线法有时也叫欧洲眩光限制法。该法以模型试验和实际房间内照明设施的主观评价为依据，以质量等级表示不舒适眩光，并对各种作业和活动给出不同的质量等级，具体规定

24、极限亮度分布的方法。根据工作面上水平照度和照明器所在位置等条件，定出两组极限亮度分布曲线。这是一种防护法4) 亮度限制-遮光角法该方法对半透明漫射罩灯具或裸露的荧光灯应用一套分段可调的亮限制，同时对截光型灯具采用另一种分级的遮光角方法。它是一种防护法。5) CIE眩光评价法国际照明委员会(CIE)1986年CIE室内照明指南中推荐了下两种方法：a) CIE眩光指数法该法属综合法，它采用计算方式来定出眩光指数CGICGI=8log(2.(1+Ed/500)/(Ei+Ed)E(L2W/P2)CGI-CIE眩光指数；Ed-眼睛处直接来自眩光光源的垂直照度(lx);Ei-眼睛区间接来自背景的垂直照度(

25、lx);L-眩光光源的亮度(cd/m方)；W-眩光光源的大小(sr);P-Guth位置指数。b) CIE眩光防护法这是亮度曲线和遮光角法的结合。它给出两组限制灯具亮度分布的亮度限制曲线及其计算公式，并将灯具最小遮光角作为补充要求。6) 发光顶棚的亮度限制上述评价方法，只能用于分散布置在顶棚上的灯具所引起的眩光。由发光顶棚产生的眩光是难以评价的，目前尚无一个简单而又公认的方法，只有建立在经验基础上的大概原则：即当确定一般的室内反射比和照度的情况下，对于发光顶棚和均匀间接照明，只要从下垂线计算大于45o的角度上顶棚的亮度不超过500cd/m2,则眩光的限制是恰当的。7)几中眩光评价方法的比较眩光指

26、数法亮度曲线法VCP法遮光角法45ot和90o间灯具亮度分布-+-照度水平-+(+)-顶棚、墙面和地面的反射率+(+)(+)-房间尺寸或室形指数+(+)+质量等级的选择是是非非采用方法的难易复杂简单简单简单注：+表示考虑；-表示不考虑；(+)表示只适用于固定参数值的情况。国际照明委员会1996年CIE室内照明指南中，对三种眩光评价方法概括地进行比较，各方法所用量值之间的关系见下表。该表得出的条件为：在符合通用法给定条件的前提下，采用仅有水平发光面和相当漫射的亮度分布的灯具组成的照度为500-1000lx的照明装置。三种眩光评价方法所用量值之间的关系眩光评价方法各量值之间对应关系亮度曲线法曲线字

27、符abcdefrh眩光指数法GI26视觉适概率法VCP-75%65%55%45%-三)眩光的限制措施1)直接眩光的限制我国民用建筑照明高计标准对民用建筑室内照明直接眩光的限制等级，按眩光程度分为三级(见下表)质量等级眩光程度适用场所举例I无眩光感有特殊要求的高质量照明房间n有轻微眩光照明质量要求一般的房间m有眩光感照明质量要求不高的房间CIE和我国工业企业照明设计标准对室内照明直接眩光限制等级分为五级（见下表）限制等级作业或活动的类型A级（很高质量）很严格的视觉作业B级（局质量）视觉要求高的作业C级（中等质量）视觉要求和集中注力要求中等的作业D级（低质量）视觉要求和集中注意力要求低的作业E级（

28、很低质量）工作人员不限一个岗位，视觉要求低的房间室内一般照明直接眩光的限制宜采用亮度曲线进行计算和评价，并限制灯具在眩光区的亮度值,眩光区如下图：灯具的亮度限制曲线如下图a）无发光侧边灯具的亮度曲线眩光级abcdefghabcdcfKh质量级ABCDEH5U75hw-15"B的432m使用昭八、度/lx200010002000%Kr750010002000X1、<30050010002000<30050010002000<3005001000<300500<300HIV£J43KJU上占国U（匚也''m'）b）有发光侧边

29、灯具的亮度曲线质量级ABCDE2000a10002000b使50010002000c用<30050010002000d昭八、<30050010002000e度< 3005001000f/lx<300500g至300h眩光级L (MF、a）根据设计场所的照明质量等级和照度标准值，选择相应的限制曲线。b）计算灯具的亮度值。灯具在y角方向的平均亮度值值可由y角方向的光强值除以发光面在与该方向垂直面上的投影面积求即：L=IF/1000s，式中L:丫方向上的亮度值（cd/m2）;I:丫方向上光通量为10001m时的光强值（cd）；F：光源初始光通量（lm）；S:灯具出光口在丫角方

30、向的垂直面上的投影面积（m2）c）将计算的灯具亮度值画在选择好的图中，并与相应的亮度比较。若灯具亮度低于限曲线亮度，即亮度曲线在限制曲线左边，则眩光的限制满足要求。若亮度曲线高于限制曲线，即亮度曲线在限制曲线右边，则此灯具不能满足眩光限制的要求。若亮度曲线与限制曲线相交，则必须保证定内主要观察方向上的灯具亮度低于限制亮度。一般只要控制T在45o85o之间，灯具的亮度不超过限制亮度，就不会有显着的直接眩光。使用上述亮度曲线法时，必须分别考虑两个主方位上的亮度分布。亮度曲线法适用于灯具有规则排列的一般照明，其视线主要是水平的和向下的，且顶棚的反射比到少为，墙和家具的反射比至少为。从45o垂直角及以

31、上所观察到的光源或某个部分灯具，不但要按亮曲线法来限制灯具的亮度，同时应根据光源的亮度和选定的直接眩光限制等级将光源加以遮光角。遮光角系灯具出光口遮蔽光源发光体，使之完全看不见时与水平线间的夹角a.各种类型灯具的遮光角灯具出光口的平均亮度/（X103cd/m2）直接眩光限制等级光源类型A、B、CD>EL<2020o10o管状荧光灯20<L<50025o15o涂荧光粉或为漫射光玻璃的高强气体放电灯L<50030o20o透明玻壳的高强气体入电灯、透明玻璃白炽灯直接眩光限制还可下表的要求限制灯具的最低悬挂高度。直接眩光限制等级为A、B级的房间,当采用发光顶棚或均匀间接照

32、明时，发光面的亮度在眩光角范围内不应大于500cd/m2室内一般照明灯具悬挂高度序号光源种类灯具型式灯具遮光角光源功率/W最低悬挂高度1白炽灯有反射罩10o30o<100150200300500乳白玻璃罩-<100150200300500序号光源种类灯具型式灯具遮光角光源功率/W最低悬挂高度2荧光灯无反射罩-40>40有反射罩-<40>403荧光高压汞灯有反射罩10o30o<125125250>400有反射罩带格栅>30o<125125250>4004金属卤化物灯、高压纳灯、混光光源有反射罩10o30o<125125250250

33、400>400有反射罩带格栅>30o<125125250250400>4002）反射眩光的限制反射眩光和光幕反射不仅与灯具亮度及布置有关，而且与灯具和工作区域的相对位置及照度水平有关。对工作面的反射眩光和作业上的光幕反射应有效地加以控制。最有效的控制方法是正确安排工作人员与光源的位置，力求使工作照明来适宜的方向。在工作者视线的垂直面上不应布置灯具，使视觉作业不处在也不接近任何照明光源与眼睛形成的镜面反射角上，如下图为限M汽#反射而不贴宣布灯伯甑位示S为了对水平视看作业者不产生光幕反射，照明器应尽量避免布置在上图中所示范围内。其次采用视线方向发光强度小的特殊灯具。另外视觉

34、作业和工作房间内的表面应尽量无光泽。采用间接照明方式是最有效的措施。四）眩光的利用眩光在某种场合可用来创造必要的气氛。高亮度的光源给人带来兴奋和刺激，使人心情愉快。因此在照明设计中可利用亮度和闪烁，创造出各种气氛。例如星级酒店和艺术博物馆和特殊聚会场合等。关于亮度和闪烁的效果，目前还不能实现定量化，应根据场所的目的和要求，确定与场所相适应的源与方位。眩光的另一种用途是利用物体的反射光来表现物体的材质，例如贵重金属、宝石、水晶玻璃工艺品等，在光线照射下的闪闪发光给人以豪华、魅力和美的感觉。这种方法常用于舞台照明和商店橱窗照明的设计中。5 .光的方向性和扩散性根据光照方向的不同，在被照物上产生的阴

35、影、反射情况和亮度分布均不同，给人的感觉也不同；在不同的场合对光的方向性要求也不同，需要采取不同的照明形式以达到最佳效果。一）扩散照明被照面止的光通量来自空间的不同方向的照明称为扩散照明（也称为漫射光照明）。此光通量在各个方向上的分散程度为扩散度。光通量分散得越均匀，扩散度越好。提高顶棚、墙面和地面的反射比，可有效地改善照明的扩散度。良好的扩散照明能使被照物体在各个方向都受到光线的照射，因而阴影微弱，并使不同倾斜面上的照度均匀。对于要求避免阴影的场所（例如绘图室）宜采用扩散照明。在设计工业厂房照明时，应尽量避免工业设备或其他构件形成的阴影，某些国家规定在工作场所的水平照明度与垂直照度之比不大于

36、4:1。发光顶棚或间接照明方工能提供良好的扩散照明，光线柔和，不会产生阴影和眩光。但光通量利率低，经济性差，且对表现物体的立体感和实体感不利，造成平淡乏味和没有生气的朦胧感觉。二）定向照明被照面上的光通量来自某一方向的照明称为定向照明。定向照明将产生较强的阴影剧院和反射光。这种照明主要用在需要表现物体的造型（立体感）和材质感的场所，如检验照明、建筑物或雕塑的立面照明、商店橱窗的照明等均需采用适当的定向照明。但定向照明过强，阴影过分显着会造成生硬感，也是不希望的。三）阴影及其处理光的方向性可能造成如下两种阴影：1 ）妨碍视觉工作的阴影由于方向性照明使视觉工作对象上产生阴影时，将使对象的亮度和亮度

37、对比降低，或在工作面上产生人手和身体的阴影。这对视觉工作是不利的，同时在人脸上产生阴影也是不希望的。为避免此类阴影的产生，需注意合理布灯。对于指向很强的灯具，应避免在离开工作面较远的地方分散布置，并根据不同场院合采用第一）节所述的不同扩散度的扩散照明。2 ）必要的阴影在下列场合适当的阴影对视觉是有利的：a）利用阴影造型利用光的方向性来表现物体的外形的方法在技术上称为光造型。通过试验得出，利用阴影造型时，物体上最亮部分和最暗部分的亮度比及其给人造成的不同感觉如下表，造型效果的好坏与光的强弱、方向和视线方向等有关。主观评价亮暗比平板感2:1过分强烈10:1最理想3:1b）利用阴影表现物体的材质当观

38、察物的表面凹凸不平时，可以利用照明的效果将其所产生的细小阴影突显出来（例如纺织品表面或喷砂表面），并以此来表现出不同的质地的材质感。通常用指向性光源从斜方向照明，即能达到这种效果。在进行检验照明、建筑物立面照明和商店照明等的设计中都应注意有效地利用阴影，以取得较好的视觉效果和心理效果。6 .光源的颜色特性室内各物体表现的颜色是由物体对光的反射、透射特性（物体色）以及照射光源的颜色特性（色温和显色性）决定的。光源的光色将影响定内的气氛、人的情感和物体的颜色。1 ）光源色光源的颜色特性表现在色温和显色能力（显色指数）两方面。光源按色温的不同而有冷、暖之分。室内照明常用的光源按它们的相关色温的分类及

39、其适用场所于下表。一般情况下光色类别n在室内照明应用最普遍。为了调节冷、暖感，可根据不同地区或环境的气候状况，采用与感觉相反的色表特征光源来增加舒适感。如在温暖地区宜采用高色温的冷色调光源；冷饮室宜采用冷色光源；寒冷地区则宜采用低色温的暖色调光源；在白天需要补充自然光的场所或无窗建筑中最好选择色温大于5300K的冷色调光源。在需要进行彩色电视、电影、照相的摄像或转播场所选用光源的色温配合摄像的要求。色表类别色表特征相关色温K适用场所举例I暖<3300车间局部照明、宾馆、客房、卧室n中间33005300一般车间、办公室、商店、图书馆m冷>5300热加工车间、要求高照度或需白天外部采光

40、的场所正确切的色视觉只有在照明光源的光谱接的天然光的情况下才能达到，在光谱组成与天然光相差较大的照明条件下，被照物的颜色将有失真，因此，在照明设计中，应根据视觉作业对颜色辨别的要求选用不同显色性的光源。室内常用光源的一般显色指数分类及其适用场所于下表。一般情况下，同一种光源的光效往往随显色性能的改善而下降，所以在照明设计中不能不考虑显色性而单纯根据光效选用光源。为了获得合适的显色性和光效，在同一场所也可采用具有合适光谱的两种或以上光源的混光照明（例如荧光汞灯与高压纳灯的混光）显色级显色指数适用场所举例IARa>90颜色匹配、颜色检验、医疗诊断、画廊等IA90>Ra>80印刷、

41、食品、油漆、纺织工业、客房、卧室、绘图室、商店、医院等n80>Ra>60机电装配、表面处理、控制室、办公室、体育馆、候车室、体息室等m60>Ra>40机械加工、热处理、铸造车间、行李房IV40>Ra>20粗加工工业、仓库2 ）照度与光色舒适感的关系在视野中除亮度对比外，还包括颜色对比。在亮度对比较差时，颜色对比能够大大改善视觉工作条件。颜色效果的评价除取决于光源的显色性外，还与环境及人们对颜色的爱好有关。不同波长的光在视觉上所感受的色调在舒适感方面有所不同。同一色温的光源当照度不同时，人的感觉也不同。在暖色调的灯光下（<3300K）较低的照度即可达舒适

42、感，而在高照度下则会感到过分刺激。在冷色调的灯光下（>5300K）需要较高的照度才觉得舒服，而在低照度下会觉阴沉昏。下图表示出照度水平与光色舒适感的关系。删度与比色舒适适感的黄系从视觉心理分析，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些，因而选用显色指数较差的光源时，应适当提高照度水平。光源显色指数与相对照度系下下表。我国工业企业照明设计标准中规定，对颜色识别有要求的场所，当使用照度在500lx以下而采用光源的显色指数低时，宜提高其照度标准值。提高值为按正常的照度标准值乘以下表中的相对照度系数值。显色指数300<E<500E<30080>Ra&g

43、t;6060>Ra>407.照度的稳定性和频闪效应1 ）照度不稳定性的危害及防止照度不稳定主要是由光源光通量的变引起的；其次，光源的摆动也会影响照明的稳定。照度变化所引起的照明忽亮忽暗，不但会分散工作人员的注意力，对安全生产不利，而且将导致视觉疲劳。光源的光通量的变化主要是由于照明电源电压的波动所致，因此必须采取措施保证照明供电电压的稳定，如将照明电源与动力电源分开，或采用照明专用变压器。对照度稳定性要求特别高的场所，可局部采用稳压装置供电。此外应避免将照明器设置在工业气流或自然气流经常冲击的地方。2 ）频闪效应的产生及限制措施电光源的光通量随交流电源电压的周期性交变而变化，使人眼

44、产生明显的闪烁感觉。当被照物体处于转动状态时，会使人眼对转动状态的识别产生错觉。特别当被照物体的转动频率是灯光闪烁频率的整数倍时，转动的物体看上去像不动一样。这种现象称为频闪效应。它容易使人产生错觉而出事故。光通量波动的程度用波动来表示，其表达式为：S=（max-min）/2av）X100%S=光通量波动?泵度；mmax洸通量最大值（lm）；min=光通量最小值（lm）；av=光通量平均值（lm）实验证明，当光通量波动深度降低到25%以下时，频闪效应对人的影响可以忽略不计。各类电光源光通量平均波动深度见下表各类电光源光通量平均波动深度光源类型工作频率/Hz波动深度白炽灯505%15%钠灯或金卤

45、灯5080%130%荧光汞灯（水银灯）5065%普通荧光灯（铁心）5055%电子荧光灯（含CFL）2035k30%20%4050k15%10%80k3%三相交流荧光灯503%5%从上表可知气体放电灯的光通量波动深度比白炽灯大得多，因此当采用气体放电灯照亮转动物体时，应采取措施防止频闪效应。电子荧光灯当工作频率在80kHz,波动深度仅3%如果采用荧光灯电子镇流器其振荡频率提高到50kHz以上，就能达到类同使用白炽灯照明的理想和实用状况。四、照明方式、照明种类、及其选用原则1.照明方式及其选用原则照明器按其安装部位或使用功能而构成的基本形式称为照明方式。它分为一般照明、分区一般照明、局部照明和混和

46、照明四种。1 ）一般照明为照度整个场地面均匀设置，使整个场地水平照度基本均匀的一种照明方式称为一般照明。它不考虑特殊局部的需要。下列情况宜采用单独装设一般照明：a） 当受生产技术条件限制，不适宜装设局部照明或采用混合照明不合理时；b） 工作位置密度很大，而对光照方向无特殊要求的场所；一般照明在工厂的车间、办公室、体育馆、教室等均广泛采用。2）分区一般照明根据需要为提高特定区域照度的一般照明称为分区一般照明。它根据工作面布置的实际情况，将灯具集中或分区集中均匀布置在工作区上方，使室内不同被照面上产生不同的照度，从而可以有效地节约电能。当某一区域需要高于一般照明照度时，可采用分区一般照明。此种照明

47、常以工作对象为重点，按工作区布置灯具。3） 局部照明为满足某些部位（仅限于工作面上某个局部）的特殊需要而设置的照明称为局部照明。它只限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射型灯泡。其优点是灵活、方便、节电，并能有效地突出对象。下列情况宜采用局部照明：a）局部地点需要高照度或照射方向有要求时；b）由于遮挡使一般照明照射不到的某些范围；c）需要消除工作区及其附近的光幕反射时；d） 需要削弱气体放电光源所产生的频闪效应影响；e） 视功能降低的人需要有较高照度时；f）为加强某方向的光线以增强实体时。工厂的检验、划线、钳工台及机床照明；民用建筑中卧室、客房的台灯、壁灯等均属局

48、部照明。在整个工作场所或一个房间中，不应只装局部照明而无一般照明。因为这样将会形成亮度分布不均匀而影响视觉功能。4）混合照明由一般照明和局部照明共同组成的照度称为混合照明。对于照度要求较高、对照射方向有特殊要求、工作位置密度不大而采用单独设置一般照明不合理的场所宜采用混合照明。工厂的绝大部分车间采用混合照明。2照明种类及其选用原则照明种类分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明五类。1）正常照明为满足正常工作而设置的室内外照明称为正常照明。它一般可单独使用，也可以与应急照明和值班照明同时使用，但控制线路必须分开，正常照明是照明设计中的主要照明。2）应急照明在正常照明因故障熄灭后，供

49、事故情况下继续工作、人员安全或顺利疏散照明称为应急照明。它包括备用照明，安全照明和疏散照明三类。应急照明的设置原则，从安全角度考虑，应有更多的建筑设置应急照明；而从经济观点考虑，只能在一些最需要的建筑内设置。（应用时间和环境简略）a） 备用照明；b） 安全照明；c） 疏散照明；我国照明设计标准规定疏散照明地面水平照度不应低于。CIE室内照明指南和英国室内照明规范规定为。美国建筑防火人身安全法规规定为不应低于10lx。对于人员不熟悉而又复杂的建筑；因不平坦而容易发生跌倒、碰撞危险的场所；特别重要的民用建筑等宜适当提高照度。另，以荧光灯作疏散照明时，照度也宜适当提高。CIE指南和我国照明设计标准规

50、定疏散照明电源的切换时间不应超过15s，美国法规王八的屁股不超过10s，英国则王八的屁股为515s。疏散照明电源的持续供电时间应能保证人员疏散到建筑物外和安排援救工作所需要的时间。CIE指南和英国规范都规定要持续供电13h；美国法规规定为；法国规定为1h;日本规定30min；我国照明标准规定，用蓄电供电的疏散照明供电时间不应小于20min。对于高度超过100m的高层建筑，疏散照明电源的持续供电时间不应小于30min。d） 应急照明的光源应急照明必须选用能瞬时可靠点燃的光源，如白炽灯、低压卤钨灯、金卤灯、荧光灯。但安全照明和要求快速点燃的备用照明，不宜采用荧光灯。当应急照明作为正常照明的一部分，

51、经常点燃且不需要切换电源时，也可采用其他气体放电灯。3）值班照明在非工作时间供值班人员观察用的照明称为值班照明。可利用正常照明中能单独控制的一部分或利用应急照明的一部分或全部作为值班照明。在非三班制生产的重要车间、仓库或非营业时间的大型商场、银行等处宜设置值班照明。4）警卫照明用于警卫地区周界附近的照明称为警卫照明。要按警戒任务的需要，在仓库区域、厂区等警卫范围内装设，宜尽量与厂区照明合用。5）障碍照明为保障夜航的安全，装设在飞机场附近的高层建筑、烟囱或船舶航行的河流两岸的建筑物上，作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明的装设应严格执行所在地区航空或交通部门的有关规定。五照明标准照明标准所包

52、括的内容较多，它对照明方式、照明种类、照度标准、照明质量、照明供电、光源和灯具的选用原则、照明节能等均作了详细的规定。1我国工业企业照明设计标准（GB500341992）1 ）标准的适用范围这个标准适用于工业企业中的新建、改建、扩散和续建工程，不适用于地下建筑、地下矿井、无窗厂房等。2 ）照度分级照度系列分级的数值基本是按CIE规定制订。结合我国目前的技术经济情况，各级间的照度值差平均约为的倍数，因为此倍数可体现出照度在主观视觉效果上的最小显着差别，故照度标准按以下系列分级：,1,2,3,5,10,15,20,30,50,75,100,150,200,300,500,750,1000,1500

53、,2000,3000lx。3 ）照度标准照度标准值参考相关照明设计手册。2我国民用建筑照明设计标准（GBJ1331990）4 ）标准的适用范围：适用于新建、改建和扩散的公共建筑及住宅的照明设计；5 ）照度标准照度标准值参考相关照明设计手册。六照明与节能1照明节能的基本原则提倡照明节能，不等于降低对视觉作业的要求和降低照明质量。因为这样会使生产率下降，不能达到照明节能的目的并严重影响工作人员的视力。照明节能的基本原则应是保证不降低工作场所的视觉要求，在保证照度标准和照明质量的前提下，努力消除无用照明，力求减少照明系统中的能量损失，最有效地利用照明电能。照明节能应在同等的视觉功能效果、同等照明质量的前提下求得节能，以单位照度、单位面积所需照明用电量作为照明节能的指标。2照明节能的途径照度的大小、光源的光效、灯具的效率、灯具布置及控制方式、照明环境、维护管理等都是影响照明耗电量的因素。在照明设计时要对影响照明耗电量的诸因素综合考虑，合理处理。1 ）根据视觉作业要求确定合理的照度由前述照明标准一节可看出CIE和许多国家的照度标准不是一个值而是一个范围，这样的照度标准是有利于节能的。因为相同用途的不同房间，或一种