照明基础知识课件

1、照明基础知识培训声明：本教材概不外传目 录二、 照明基本理论三、照明基础知识四、光源基本知识五、灯具基本知识六、 灯具光学器材及配光特性一、照明行业知识七、 电器产品知识照明行业知识，现状朝阳：房地产业火热永恒：自然界黑夜的来临一、照明行业知识照明灯饰的回顾灯的发明者 1879年10月21晚6点28分美国爱迪生用棉线发明点亮40小时，然后钨丝，以热能转为光能。 1879年申请专利，美国通用电器“GE”公司。 1931年10月爱迪生去世，美国总统胡弗下令让全美国的发用灯熄灭3分钟为悼念人，因为爱迪生的发明给我们带来很大的变化。中国灯饰行业的发展史及特点50年代-70年代 ： 白炽灯泡荧炮直管（当

2、时的经济是计划经济，灯具只用于照明，不求装饰，发展落后，一室一灯）由国家控制的“灯泡厂”80年代-90年代： 灯具种类以花灯为主，T12、T8，台灯。随着国民生产总值的增加，人民生活水平的提高，讲究装饰，一室多灯需求量加大，加大生产（浙江宁波市郭巨镇，温州，生产灯具的厂家有千余家，灯具主要生产基地，大多民营，私营，家庭做坊式）国内灯饰产地分布浙江，上海；以光源为主广东：电光源，90%以上的灯具中山古镇“中国灯都”近6000家灯饰企业，其中1000家配件生产商，真正通过国家免检、荣获中国驰名商标的为数不多。行业品牌现行业中主要存在的品牌： 国外品牌：飞利浦、欧司朗、GE、松下、索恩、库柏等 国内

3、品牌： 雷士、三雄、欧普、阳光、雪莱特、朗能 国内 二线品牌： 嘉美、三立、松本、 银雨、 现代、乔森、品上、西顿等飞利浦照明 建立于1891年,当时Gerard Philips在荷兰建立公司生产白炽灯和其它电子产品.今天，皇家飞利浦电子，在财富全球30强电子公司中名列第九，2001年销售额为323亿欧元。 作为飞利浦支柱产业之一的飞利浦照明，多年来，凭着在科技及市场策略上的不断更新，迄今已取得世界市场上的领导地位。今天，飞利浦供应的照明产品有各种普通灯泡，节能灯泡，石英灯泡以及各种适用于消费者和工商场合的灯具，品种齐备。依靠自身雄厚的技术，产品优势，飞利浦为中国各类建筑项目提供了很多专业照明

4、设计和高品质的灯具。 主要在：光源流通领域、大型政府工程项目上做的非常出色。欧司朗 德国照明专家欧司朗，是西门子集团的重要成员, 世界两大电光源制造商之一。欧司朗以其出色的光源产品而举世闻名。它在全球18个国家共有49个生产基地，产品销往140多个国家。 欧司朗于1995年4月在中国佛山市建立了欧司朗(中国)照明有限公司。总投资为4970万欧元, 其中德国欧司朗股份有限公司为主要的合作伙伴，占90%的股份。公司的占地面积为105,000平方米，生产及仓库等设施一应俱全。欧司朗(中国)照明有限公司是欧司朗全球战略的重要组成部分，同时也是欧司朗亚太区的实力中心。它是欧司朗在中国最大的制造与推广基地

5、。 产品主要有：荧光灯、紧凑型荧光灯、高强度气体放电灯、卤素灯、汽车灯、摩托车灯、显示光学光源、电子镇流器和发光二极管等。 MZC 2惠州雷士光电科技有限公司 领军人物：吴长江创办时间：1998年品牌：NVC雷士照明主打产品：商业照明、办公照明、家居照明、光源电器、户外照明、电工等推荐理由：该公司拥有生产基地总面积近100万平方米，并在全国成立了36个运营中心，产品专卖店多达2000余家。“雷士”商标已经被国家工商总局认定为中国驰名商标。2007年8月，雷士与美国通用电气（GE）签订了中国市场战略合作协议。截至目前，该公司已在英国、香港等20多个国家和地区设有经营机构，开拓海外市场。MZC 3

6、广东东松三雄电器有限公司 领军人物：张宇涛创办时间：1991年品牌：三雄极光主打产品：商业照明、工程照明、电工推荐理由：该公司占地10多万平方米，年生产数千万套灯具，成为国内最具综合竞争实力的绿色照明生产企业之一。系列产品已获得中国名牌产品。三雄极光照明已在全国50多个大中城市设立了办事机构，并建立了完善的全国销售及服务网络。2008，三雄?极光系列产品广泛应用国家体育场（鸟巢）、国家会议中心等15个奥运场馆。MZC 4江苏史福特光电科技有限公司 领军人物：史杰创办时间：1994年品牌：史福特照明主打产品：办公照明、商业照明、LED灯具推荐理由：史福特照明旗下拥有江苏史福特光电科技有限公司、江

7、苏史福特照明技术有限公司、江苏史福特进出口贸易有限公司、扬州美奇光电科技有限公司以及南京史福特照明设计院等多家公司和事业部。2008年初，总投资约4亿元人民币，占地400亩的史福特光电产业园一期工程已投入使用，目前已形成年产各类灯具40亿元人民币的产能。MZC 5浙江阳光集团股份有限公司 领军人物：陈森洁创办时间：1975年品牌：阳光照明主打产品：节能灯、T5支架推荐理由：该公司现有职工2000余名，各类专业技术人才800多名，总资产9.72亿元。2002年，经国家人事部批准，阳光设立了国内照明行业第一家博士后工作站，对照明产品进行更深层的研究与开发。2001年,公司与荷兰飞利浦公司签订合资协

8、议,组建了合资公司浙江阳光照明有限公司。“浙江阳光”的股票已于2000年7月在上海证券交易所成功上市目前灯具的分类按安装形式分：嵌入式，吸顶式，吊灯，壁灯，活动照明，建筑照明按光源分：卤钨灯、气体放电灯、LED按使用分类：民用灯，建筑灯，舞台灯，工矿灯船用灯，汽车灯配光要求分类：直接照明，半直接照明，全漫射照明，间接照明家居照明的种类灯具客厅灯：花灯，天花灯，筒灯，支架卧室灯：吸顶灯，镜前灯，台灯餐厅灯：天花，餐吊灯，筒灯，支架厨卫灯：防水灯，浴霸阳台灯，楼道灯：防水防尘防潮二、照明基本理论光源种类电光源 白炽灯 卤钨灯 紧凑形荧光灯 高气压气体放电灯 氙灯 感应灯 激光 发光二极管LED 微

9、波硫灯E三、照明基础知识照明光源灯具照明电子电池白炽灯卤钨灯荧光灯节能灯钠灯汞灯金属卤化物灯半导体发光等等照明基础知识光源光通量(流明)光强(坎德拉)眼睛亮度(坎/平方米)照度(勒克斯)从光源到眼睛 光通量:(Luminous Flux)-单位时间内光源发出可见光的总能量.单位:流明(lm)例如:当发出波长为 555nm黄绿色光的单色光源,其辐射功率为1W时,则它所发出的光通量为680lm.照明基础知识 发光强度:(Luminous Intensity)-光源向一定方向单位立体角内发出的光通量.单位:坎德拉(cd)照明基础知识 dd I =光通量立体角= 照度(Illuminance):入射于

10、被照物体单位面积上的光通量.单位:勒克斯(lux,简写为lx),客观存在,与被照物和人的感受无关. E=照度流明面积( m2 )照明基础知识ddS/300 Lux房屋里2500 Lux 窗内 10 Lux在地窖里 6000 Lux 在蓬下100000 Lux I阳光下 10000 Lux 阴影处照明基础知识照度标准照度标准是为了各类场所制定的人工照明的照度值，其数值一般均指水平照度即工作面上的平均值。也有些场所为垂直照度、倾斜照度或球面照度、柱面照度等。我国照度标准的等级分级如下（lx）： 0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、75

11、0、1000、2000、3000照度均匀度：给定工作面上的最低照度与平均照度之比来衡量。Emin/ Eav。CIE推荐，一般照明情况下，工作区域最低照度与平均照度之比通常不应小于0.8；工作房间整个区域的平均照度一般不应小于工作区平均照度的1/3；相邻房间的平均照度彼此间不应有超过5：1的变化。维持平均照度值是指照明装置必须进行维护的时刻，在规定表面上的平均照度。维持平均照度=初始平均照度*维护系数 新安装的照明灯具在规定的表面上的平均照度称为初始平均照度。维护系数（K）：经过一段时间工作后，照明系统在作业面上产生的平均照度（即维持照度） 亮度:(Luminance)-发光体或受光体单位面积上

12、发出(或反射出)的发光强度.单位:坎/平方米(cd/m2)亮度物体165000000太阳表面7000000白炽灯丝10000荧光管2500满月表面1500晴天沙滩1夜晚公路L(亮度) =d I /d S它直接影响人眼的主观感觉.照度一定时,物体的反射率越大,亮度越高. L=k E照明基础知识 色温:Tc - 用黑体的开氏温度(单位K)表示光源的颜色,开氏温度为摄氏温度加上273.例如:2700K 暖色3000K 暖白色3500K 白色4000K 冷白色5000K 日光色6500K 冷日光色照明基础知识光源的色温及显色性xy00.10.20.30.40.50.60.70.800.10.20.30

13、.40.50.60.70.80.9077058057056051052055053054050049048038060020 000K10 000K7000K5000K3000K2000KAD65波长(nm) 太阳光是由多种单色光组成的，在每天不同的时间，太阳光的颜色是不一样的。如何量化这种不一样？人们发现黑体（典型的物体是钨丝）在发热的时候，所发出的可见光与太阳光在某一时段的颜色一样。人们就想，能不能把黑体的温度就代表这一时段的太阳光颜色？现代物理学证明这种想法是完全正确的。因此我们就有了色温的概念，用来描述太阳光的颜色。 人工光源力求模拟太阳光，因此也采用了色温的概念来描述人工光源的颜色。

14、但是，这种方法存在很大的局限性。 a）、气体放电光源的光色与黑体辐射光的光色无法一致，只能近视。因此就出现了相关色温的概念。 b）、单色光或其补色光都无法用色温的方式描述其颜色。直到国际照明委员会1960年推荐了均匀色度标尺（UCS）图后，光色才得到系统的描述。色温及其感觉色温光色气氛效果大于5000K清凉（带蓝的白色）清冷的感觉 三基色荧光灯 水银灯3300-5000K左右中间（接近自然光）无明显视觉心理效果 三基色荧光灯 金卤灯小于3300K温暖（带桔黄的白色）温暖的感觉 白炽灯 石英卤素灯色温与照度水平的关系 显色指数- 反映被照物体颜色的真实度.用8 种标准色块比较待测光源的显色和太阳

15、光下的显色差异度的平均值称为平均显色指数Ra. 特殊显色指数:如R912分别表示红,黄,绿,蓝标准色彩;R13表示皮肤色;R14表示植物色.照明基础知识显色性 光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色再现较差，我们所见到的颜色偏差也较大，用显色指数（Ra）表示。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100，各类光源的显色指数各有相同，如：高压钠灯的显色指数为Ra=23，荧光灯管显色指数Ra=60-90。显色指数越接近100，显色性就越好。 如下图：不同显色指数下的物体所呈现出来的效果 很好

16、Ra=100 较好80Ra90 普通60Ra90的灯照明办公室，就其外观的满意程度来说，要比用显色指数低的灯（RaRa80印刷、食品分检、油漆、店铺、饭店等80Ra60机电装配、表面处理、控制室、办公室、百货等 60Ra40机械加工、热处理、铸造等40Ra20仓库、大件金属库等 光效:光源每瓦所发出的光通量.单位(lm/W) 光效(lm/W) 光源 200低压钠灯 130高压钠灯 100/80荧光灯 90金卤灯 85节能灯 70标准荧光灯 65汞灯 25卤钨灯 15 白炽灯照明基础知识 lm/W白炽灯10-15HALOSTAR15-25DULUXS60-80Fluorescent lamp60

17、-100HQL55HQI60-100NAV100-150NA150-200Wlm=光效 =光通量功率的输入光通量(lm)功率(W) 照明基础知识光源寿命的定义:有效寿命: 灯到不能工作(不亮/不起动/颜色失效)的时间;经济寿命:灯的光通量衰减到一定比例(室内80,室外70）所用的时间;一组灯中50失效的工作时间称为平均寿命.照明基础知识影响光源寿命的因素使用方环境温度工作电压开关频率振动冲击燃点位置镇流启动装置制造方灯丝发射物质充气及气压荧光材料 光通量光效色温显色寿命价格光源在使用过程中是否安全,环保选 择 光 源 的 因 素照明基础知识固体发光光源1、普通白炽灯2、卤钨白炽灯1、普通白炽灯

18、 白炽灯发光原理： 光电流通过白炽灯中的螺旋形钨丝时，会发生热效应，从而使白炽灯辐射出可见光和红外光。1、普通白炽灯白炽灯结构A、寿命热点B、保险丝白炽灯是根据热辐射原理制成的灯丝:灯丝是白炽灯的发光部件,由钨丝制成采用双重螺旋灯丝的白炽灯,光效更高芯柱和支架:芯柱是由铅玻璃制成电导丝由三部分组成:里面的部分即内导丝,用来与灯丝焊接(或夹接);玻璃中间的部分是杜美丝,与铅玻璃进行气密封接;电导丝的下部即外导丝,熔点较低,可起保险丝的作用泡壳:泡壳通常采用钠钙玻璃,大功率灯用耐热性能好的硼硅酸盐玻璃填充气体:为了减少灯丝的蒸发,从而提高灯丝的工作温度和光效,必须在灯泡中充入合适的惰性气体灯头:灯

19、头是白炽灯电连接和机械连接部分,按形式和用途主要可分为螺口式灯头、插口式灯头、聚焦灯头和各种特种灯头白炽灯的主要部件为灯丝、支架、泡壳、填充气体和灯头螺口灯头B插口灯头E聚焦灯头特种灯头几种灯头外形特点*适用于频繁开关的场所；*显色性好（Ra100）；*容易安装与维修；*没有EMC；*寿命短（1000-1500H）；*光效低（15lm/W）；*释放大量的热量。吹制泡壳反射型白炽灯泡壳的反射部分由真空蒸 镀的铝层形成,常称为薄玻璃射灯压制泡壳反射型白炽灯其抛物形反射镜玻璃和 前面的玻璃透镜面都是压制成形的,在玻璃反射 镜内表面一般以真空蒸镀铝作为反射材料,这类 灯现在常称为PAR灯,PAR灯有聚

20、光型和泛光型 两大类反射型白炽灯反射型白炽灯PAR灯与一般反射型灯配光性能的比较RF为泛光反射型,BRF为封闭泛光反射型; RS为聚光反射型,BRS为封闭聚光反射型PAR灯的集光性强其他的白炽灯管状白炽灯发光体都是长的单螺旋灯丝,一般有三种装饰灯泡如彩色灯泡大功率白炽灯影视用灯泡特殊灯泡 等等2、卤钨灯1、卤钨循环原理卤素（氟、氯、溴、碘、砹）的化学性质活泼，能与钨化合产生卤化钨，而在高温条件下又会分解，当灯泡工作时，灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与卤素化合，形成一种挥发性的卤钨化合物。化合物在灯中运行，当扩散到较热的灯丝周围区域时，化合物分解成卤素和钨，释放出来的钨沉积在灯丝上，而卤素再继续扩

21、散到温度较低的泡壁区域与钨化合，这就是卤钨循环。 2、卤钨白炽灯特点 *整个寿命期光通输出稳定，寿终时光通量仍可达初始值的95%以上（普通白炽灯寿终时光通衰退很大，有的仅为初始值的50%）； *光效达到20-30lm/W； *寿命2000-3000H； *灯丝亮度较高，玻壳小而坚固，从而能使灯具小型化。卤钨灯的类型低电压型:MR型卤钨灯是低电压型卤钨灯的代表,它由灯泡和反射镜封在一 起, 抛物面是由玻璃压制而成,内表面涂多层介质膜,卤钨灯的可见光被反射 到需要照明的物体上,而所发射的红外线绝大部分透过反射镜被滤掉了MR型卤钨灯荧光灯的工作原理荧光灯的工作原理:灯内包含有低气压的汞蒸气和少量的惰

22、性气体,灯管的内表面涂有荧光粉层,灯内的低气压汞蒸气放电将60%左右的输入电能转变成波长为253.7nm的紫外辐射,荧光粉能有效地将这一紫外辐射转变成可见光紫外辐射可见光荧光粉汞原子电子电极荧光灯的工作原理低压汞灯（荧光灯）1、低压汞灯：是利用汞蒸气放电原理而制成的灯的总称。在汞蒸气压比较低时，电流通过汞蒸气时会产生波长为253.7nm的共振辐射，这一辐射率达60%，而可几光仅占2%。所以低压汞灯是效率很高的紫外线光源。一般紫外线灯具（灭菌灯）都采用低压汞灯作光源。 2、荧光灯：选择适当的荧光粉，涂在玻璃管内壁，把253.7nm的紫外线转变为可见光，就制成了发光效率相当高的荧光灯。 3、荧光灯

23、特点： *光效达60lm/W（三基色可达75lm/W ），是白炽灯的5倍左右； *寿命达3000H以上； *显色性好（Ra70左右）； *发热少； *光线柔各、均匀； *色温范围广（2300K-8000K）。T4、T5、T8、T6、T10、T12高压汞灯高压汞灯：高压汞灯的汞蒸气工作在1-5个大气压。在这样的气压下，汞灯的光谱线放宽并出现边续背景，辐射有更多的成分移向长波方向，输入功率中有17%转变成可见光，由于主要谱线分布在404-579nm所以灯光呈蓝绿色。光效在35-65lm/W，寿命超过5000H。影响寿命的主要因素：启动次数高压汞灯高压汞灯的典型结构:电弧管由石英玻璃制成,内充一定量

24、汞和少量的惰性气体(通常为氩气)以帮助启动,外泡壳除保温之外还可防止环境对灯的影响,外泡壳内表面还可涂荧光粉 高压汞灯的启动借助于辅助电极,电压加在辅助电极和相邻的主电极之间,由于产生辉光放电,这一辉光放电很快过渡到两个主电极之间的弧光放电,放电时产生的热量使管壁温度逐渐升高，汞蒸气压和灯管电压逐渐升高,放电向高气压放电过渡,高压汞灯从启动到正常工作需要4-10min左右,高压汞灯的汞蒸气压在2*105-15*105Pa的范围内高压汞灯的工作原理高压汞灯的启动高压汞灯的启动特性电弧管和支架电极外泡壳填充气体灯头高压汞灯的主要部件明泡高压汞灯带荧光粉涂层的高压汞灯反射型高压汞灯自镇流高压汞灯高压

25、汞灯的主要类型低压钠灯低压钠蒸气放电具有典型的低压金属蒸气放电的特性，放电时大部分辐射能量都集中在共振线上，钠的共振波长为589nm与589.6nm 的双谱线特性，与人眼视觉最灵敏的辐射波长非常接近，所以低压钠灯的光色呈橙黄色，且光效极高。特点：*光效高，理论上光效可达450lm/W，实际产品的光效为150-180lm/W，是至今所有电光源中光效最高的一种光源；*灯工作时位置应使放电管保持水平，这样钠分布均匀，发光效率也高；*耗电省，穿透云雾能力强，常用于公路；*显色性差（Ra20左右）。低压钠灯低压钠灯是现今光效最高的人造光源,其光效高达200lm/W,低压钠灯的放电管由套料抗钠玻璃制成,弯

26、成U型,外壳内抽成真空,内壁涂以氧化铟红外反射层,U形放电管上每隔一定的距离有一个隆起的小窝,其作用是储藏钠,放电管中除充入高纯钠外,还充入氩-氖混合气体作为启动气体,灯的显色性极差.高压钠灯高压钠灯：当钠蒸气压升高时，钠的共振辐射线加宽，光色改善，但光效有所下降。目前实用钠灯光色呈金黄色，色温2100K左右。特点：*显色指数为30左右，光色优于低压钠灯；*发光效率为110-120lm/W，光效接近低压钠灯；*高压钠灯启动必须借助触发器，熄弧后不能马上启动，要等到电弧管内的蒸气压降到启动电压能使钠原子电离的水平才能重新启动。如果要使灯能热启动，则须旋加20KV的脉冲电压；*体积小，功率密度高，

27、亮度高；*紫外辐射少，应用与广场，体育场等功能性照明。 金属卤化物灯金属卤化物灯：高压汞灯虽然有较高的光效，但其光色较差，平均显色指数只有20-30，为了改善光色，人们试图把一些金属加在高压汞灯内，使这些金属能发出自已的特征谱线，增加灯光中的红色成分。特点：*启动的困难，需要较高的启动电压；*色温漂移严重，点灯从启动到稳定要15min；*光效高（75-80lm/W）；*显色性好（Ra70-80）；*寿命长。CDM-T、CDM-TC、CDM-R金属卤化物灯1、电器箱的组成部分*镇流器*触发器*电容器2、电器箱的工作条件*工作电压90-106%（202V-233V）；*环境温度（-25-70）；*

28、相对湿度（小于90% ）；*相应的电器箱必须配相应的光源（欧标与美标不能通用）；*电器箱的输出线不超过3M，耐温200以上的硅胶线。发光二极管由III-V族元素在IV族元素中搀杂而形成.发光二极管具有省电,寿命长(几万小时),工作电压低,抗震耐冲击,冷光,光响应速度快,以及利于环境保护等优点,因而有着十分广泛的应用前景.发光二极管常用照明光源性能对比 显色性(Ra) 光效(lm/W) 平均寿命(H) 色温(K0 再点燃时间(S) 普通白炽灯 100 6.515 1000 24002700 瞬时 卤钨灯 100 1530 2000 24003300 瞬时 三基色荧光灯 80 6080 6000

29、24008000 14S eHf荧光灯 90 95105 25000 24008000 14S 低压钠灯 非常差 90-160 20000 2000 815min 金卤灯 80-95 80-105 8000 33004300 815min功率因数用电回路的有功功率和视在功率之比.功率因数在01之间.低功率因数被认为是不利的:不必要地增加了供电的千伏安量;增加了用户用电的危险性，增大了回路的负荷.可以并联一个或几个电容器来校正功率因数使其接近 1 . 电 参 数 光通维持率 灯在寿命中特定时间的光通量 与该灯初始光通量的百分比. 时间 光通维持率 白炽灯750小时 =80% 荧光灯 2000小时 =78% 节能灯 2000小时 =78% 光 参 数 光效 光源发出的光通量