第2章 第一节 照明基础知识

建筑配电与照明第一节：照明基础知识前言随着社会的发展，人们在生产、生活和工作实践中越来越重视照明；随着科学技术的进步，节能、环保的绿色照明技术已成为当今发展的主流。舒适的光线不但能提高人们的工作效率和生活质量，而且有利于身心健康。本章主要介绍照明基础知识、照明电光源的种类与选择、照明灯具及其特性、灯具的布置与照度计算、建筑物内外照明设计、照明电气线路等内容。1.1光的基本概念光一般指能引起视觉的电磁波，这部分电磁波的波长范围约在0.78μm（红色光）到0.38μm（紫色光）之间。可见光在电磁波中的位置如图所示光具有波粒二象性，它有时表现为波动，有时表现为粒子（光子），上图所示电磁波谱图描述了光的波动性。通常波长0.78μm到1000μm左右的电磁波称红外线，波长在0.38μm以下到0.01μm左右的电磁波称为紫外线。红外线和紫外线不能引起人们的视觉，但可以用光学仪器或摄影来察觉发出这种光线的物体，所以在光学概念上，除了可见光外，光也包括红外线和紫外线。不同波长的可见光引起人眼不同的颜色感觉。将可见光波长780-380nm依次展开，可分别呈现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色，大致划分如表2-1所示。1666年英国科学家牛顿用三棱镜分解光试验发光物体的颜色由其所发光内所含波长而定。单一波长的光表现为一种颜色，称为单色光；多种波长的光组合在一起，在人眼中引起色光复合而形成复色光的感觉；全部可见光混合在一起，就形成了日光。通常所说的物体颜色是指物体在太阳光照射下所显示的颜色。

在太阳辐射的电磁波中，大于可见光波长的部分被大气层中的水蒸气和二氧化碳强烈吸收，小于可见光波长的部分被大气层中的臭氧吸收，到达地面的太阳光，其波长正好与可见光相同。这说明了人的视觉反应是在长期的人类进化过程中对自然环境——大气的透射作用逐渐适应的结果。二、常用光度量无论是建筑照明中的人工照明还是自然采光，常用的度量单位通常是根据标准作为计数单元。而这些标准的制定通常由国际照明委员会（CIE）通过和确定。该组织成立于1913年，100多年来已成为该领域最具权威的代表，并被ISO承认为国际标准成员。中国照明学会成立于1987年6月1日，学会成立当年即以中华人民共和国照明委员会的名义加入国际照明委员会，成为国际照明委员会成员.1、光谱光（视）效率

光谱光（视）效率是指标准光度观察者对不同波长单色辐射的相对灵敏度，是用来评价人眼对不同波长光的灵敏度的一项指标。人眼对不同波长的可见光有不同的光感受，这种光感受主要表现在明暗、色彩方面。在明视觉条件下，人眼对波长555nm的黄绿色最敏感，其相对光谱光（视）效率为1。在暗视觉条件下，人眼对波长为510nm的绿色光最敏感。2、光通量光源以辐射形式发射、传播出去并能使标准光度观察者产生光感的能量称为光通量。即能使人眼有光明感觉的光源辐射的部分能量与时间的比值，用符号Φ表示，单位是流明，符号为Lm。

光通量是光源的一个基本参数，是说明光源发光能力的基本量。例如220V/40W普通白炽灯的光通量为350Lm，而220V/40W荧光灯的光通量大于2000Lm，是白炽灯的几倍，简单说光源光通量越大，人们对周围环境的感觉越亮。3、发光效率光源的发光效率通常简称为光效，或光谱光效能，即表示电光源消耗1瓦电所产生的光通量（lm）数值。例如一般白炽灯的发光效率约为7.1—17Lm/W,荧光灯的发光效率约为25—67Lm/W，荧光灯的发光效率比白炽灯高,发光效率越高，说明在同样的亮度下，可以使用功率小的光源，即可以节约电能。4、发光强度发光强度表示光通量空间密度,以I表示，单位为坎德拉，符号位cd。常用于说明光源和灯具发出的光通量在空间各方向或选定方向上的分布密度。5、照度单位面积上接受到的光量。用符号“E”表示，单位为勒克司（lx），符号为lx。勒克斯也是国际单位制单位，1lm光通量均匀分布在1m面积上所产生的照度为1lx。照度是工程设计中的常见量，它说明了被照面或工作面被照射的程度，即单位面积光通量的大小。对照度的感性认识可参见下表的照度对比。²照度对比6、亮度

被视物体在视线方向单位投影面上的发光强度，称为该物体表面的亮度，用符号“L”表示，单位为坎德拉每平方米，也叫尼特，符号为cd/m。

亮度是表征物体明暗程度的物理量。一个物体的亮暗程度不能用照度来描述，因为被照物体表面的照度，不能直接表达人眼的视觉感觉。只有眼睛视网膜上形成的照度，才能感觉出物体的亮度。²总结以上介绍了6个常用的光度单位，它们从不同的侧面表达了物体的光学特征。光谱光（视）效率用来评价人眼对不同波长光的灵敏度，即不同生物对不同波长的光具有不同的灵敏度；针对光源的光通量表征了发光体辐射光能的多少，不同的发光体具有不同的能量；发光效率也是针对光源而言的，表示了光源发光的质量和效率，根据这个参数可以判别光源是否节能；发光强度还是针对光源而言的，表明光通量在空间的分布状况，工程上用配光曲线图加以描述；照度是针对被照物而言的，表示被照面接受光通量的面密度，用来鉴定被照面的照明情况；亮度则表示发光体在视线方向单位面积上的发光强度，它表明物体的明亮程度。1.2、光与颜色光是色之母，色是光之女，无光也就是无色1、色彩的种类丰富多样的颜色可以分成无彩色系和有彩色系两个大类：（1）无彩色系无彩色系是指白色、黑色和由白色、黑色调和形成的各种深浅不同的灰色。无彩色按照一定的变化规律，可以排成一个系列，由白色渐变到浅灰、中灰、深灰到黑色，色度学上称此为黑白系列。无彩色系只具有明度（2）有彩色系赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫为基本色，相混产生出千千万万个有彩色，通称为有彩系。其中任何一种色彩都具有三个基本属性：色相、明度、纯度。2、色彩的基本特性有彩色系的颜色具有三个基本特性：色相、纯度（也称彩度、饱和度）、明度。在色彩学上也称为色彩的三大要素或色彩的三属性。(1)色相色彩本身的固有颜色，称之为色相，也称色调和色别。每个颜色被冠有一个名称，称为色相名。色彩三要素（2）纯度色彩三要素即使色相一样，也有浓、淡、明度、色强弱的不同。色的强度叫“纯度”。色强的叫“高纯度”，色弱的叫“低纯度”。低纯度中纯度高纯度赤橙黄绿可见光谱的各种单色光是最纯的颜色，为极限纯度。一种颜色中掺入黑、白或其他彩色时，纯度就产生变化。掺入的色彩达到很大比例时，在眼睛看来，原来的颜色将失去本来的光彩，而变成混合色。当然这并不等于说在这种被掺和的颜色里已经不存在原来的色素，而是由于大量掺入其他彩色而使得原来的色素被同化，导致人眼无法感觉原色素。有色物体色彩的纯度与物体的表面结构有关。如果物体表面粗糙，其漫反射（反射光不规则地分布在所有方向上）作用将使色彩的纯度降低；如果物体表面光滑，那么，全反射作用将使色彩比较鲜艳。（3）明度色彩三要素

颜色的明亮程度叫明度，这是光的反射率不同造成的。无彩色里，反射光最多的是白色，明度高；吸收光最多的是黑色，明度低。有彩系中，反射光最多的是黄色，吸收光最多的是蓝紫色。色彩的明度变化往往会影响到纯度，如红色加入黑色以后明度降低了，同时纯度也降低了；如果红色加白色则明度提高了，纯度却降低了。无彩色明度白最高9.5亮灰高8.5淡灰高7.5浅灰较高6.5中灰中度5.5灰较低4.5暗灰低3.5深灰低2.5黑最低1.0有彩色明度8.07.07.06.04.54.54.03.52.5

色调是指颜色外观的基本倾向，在明度、纯度、色相这三种要素中，某种因素起主导作用，可以称之为某种色调。以色相划分，有红色调、蓝色调等。以纯度划分，有鲜色调、浊色调、清色调等。

色调色联想红色

红色是让人感觉火热、充满力量和富有能量的颜色。你是否有过这样的体验，怀抱火红的玫瑰归来或染上红色的指甲油，心情也会愉悦起来。淡红和粉红有温柔、可爱的感觉，暗红给人沉静、高雅的印象。

联想物——热情、火焰、兴奋、欢喜、口红、能量、生命力、愤怒、疯狂、激情色联想橙色

橙色不如红色那么强烈，是传达活泼、健康感觉的开放性颜色。它使人联想到胡萝卜、橘子、柿子等食物的颜色，带给人家庭般亲切的感觉。因其色彩缓和醒目，故常被用于食品广告中。橙色稍暗点就接近茶色成为土地的颜色令人感到安慰与放松，另外，还能使人感觉到树木的气息，但是要注意，如果配色不得当会失去它的品位。橙色与黑、绿相配较谐调。联想物——活泼、健康、精神、愉快、橘子、柿子、生机勃勃、丰富、年轻、明朗色联想黄色

黄色是洋溢喜悦与轻快，十分明朗的颜色。仿佛春天的花蕾，让人感觉到由内向外蓬勃的生命力它像隐藏了某种倾吐的欲求，又像是遥遥之外希望引人注目的颜色，因此常被用在提醒注意事项的场合。例如，施工现场以黑与黄相搭配，表示提醒注意。联想物——轻快、明朗、愉快、月亮可爱、温柔、轻盈、向日葵、娇气色联想绿色

绿色使人联想到大自然的美丽，是种令人放松、解除疲劳的颜色，宛如新生的嫩芽，象征着生命的和平与安全。绿色对疲劳的眼睛与身体是最有益处的颜色。室内装饰如果也能利用植物或绿色系的窗帘的话，便可以营造一个舒适的起居空间。联想物——春天、森林、公园、镇静、安全、生命、和平色联想蓝色

蓝色是使人心绪稳定的颜色使人联想到大海的寂静，天空的湛蓝以及变幻莫测、无边无际的宇宙。而明丽的蓝色又象征着理想、自立和希望。另一方面暗蓝色让人感觉冷峻，蕴涵着一种忧郁之感同时它又代表诚实、忠诚等意，是大多数人所钟爱的颜色。联想物——理想、诚实、天空、海、宇宙、自立、自制、忍耐、冷静、广大、理智色联想紫色

紫色因其高贵感被称为是王侯贵族的颜色。大约从公元前1000年开始，人们就从贝壳中提取染料用于染紫色，但是为了得到1克染料就需要2000个紫贝壳。不仅原料的取得如此艰难，在技术方面也存在问题，紫色很难制成，成为一种难以求得的颜色。不论东西方，紫色一直被认为是高贵的象征而颇受推崇。淡紫色使女性的形象优雅温柔，而深紫色则让人感觉华丽性感。联想物——神秘、高贵、贵族、勿忘我、贝壳、紫罗兰色联想白色

白色具有明亮、洁白纯粹、洁净、坦诚之意。寂静、洁白的雪景，纯白色的婚纱都给人一种一尘不染的感觉。因此在必须树立洁净形象的医院等地方多使用白色，此外，由于它容易与其它颜色相配，是受女性青睐的颜色之一。联想物——清洁、雪、纯洁、护士、珍珠、牛奶色联想黑色

黑色是最暗的颜色，总让人联想到一些消极的东西，诸如夜、恐怖、黑暗、不安、罪恶等黑色表达着一种向周围的压抑和桎梏反抗的情绪。但是它受到青年人的喜爱，因其同时也表现出都市的敏锐与锋芒，在黑色冷酷的表面下也许还隐藏着热烈的情感。

联想物——夜、孤独、乌鸦、死亡、墨、不安、丧服、压抑、罪恶、潇洒、都市

色联想灰色

白到黑之间的构成灰，从浅灰到暗灰有若干种灰色，它给人宁静、高雅的印象，同时还给人以朴素、孤寂的感觉。若想成功的使用灰色，配色时就需要注意它的面积，有关面积比的问题将在以后加以说明。联想物——影子、怀疑、雾霭、不安、炭、水墨画、冬季的天空、忧郁、没精神、铅3、色彩效应

色彩效应指由于人的生理特点和知觉、联想等原因而对色彩产生的心理反应。

（1）冷暖感觉红色、橙色和黄色产生温暖的感觉，称为暖色；青绿、青蓝、青紫颜色产生凉爽的感觉，称为冷色；黑、白、灰称为中性色。色彩传达的感觉冷与暖让人感觉暖的颜色

让人感觉温暖的颜色叫暖色。赤、橙、黄色系列都属于暖色，因其刺激性较强也称为兴奋色。同时能让人感觉到力量与温暖，它们是热闹、鲜艳、愉快的颜色，也容易让人感觉膨胀。红色随着鲜艳度的增加所传达的情感会愈加火热，而明朗的黄色、橙色则令人感到亲切。让人感觉冷的颜色

蓝绿、蓝等让人感觉冷的颜色叫冷色。同时，这些颜色还是使人心绪稳定的镇定色。令人感到沉稳、冷峻和寒冷。蓝绿、蓝、蓝紫等颜色使人联想到海底、湖、鱼类、是演绎凉爽感觉的颜色。

物体通过表面色彩可以给人们或温暖或寒冷或凉爽的感觉。（感官）色彩传达的感觉冷与暖（2）胀缩感觉明度高的暖色给人以向外散射和膨胀的感觉；明度低的冷色给人以向内紧缩的感觉。面积相同的色块，黄色看起来膨胀感最大，其他依次为橙、绿、红、蓝、紫色。（3）动静感觉暖色给人以动和兴奋的感觉，冷色给人以沉静的感觉。彩度越高，该特性越明显，彩度越低，该特性减弱。（4）前进、后退感前进、后退感除与波长有关，还与色彩对比的知觉度有关。对比度强的色彩具有前进感，对比度弱的色彩具有后退感；膨胀的色彩具有前进感，收缩的色彩具有后退感；明快的色彩具有前进感，暧昧的色彩具有后退感；高纯度之色具有前进感，低纯度之色具有后退感。前进后退（5）轻重感觉色彩的重量感主要取决于明度。明度高的颜色给人以轻飘的感觉，称轻色；明度低的颜色给人以沉重的感觉，称重色。明度相同，彩度高的显轻，彩度低的显重。（6）软硬感觉偏白，明度高的颜色给人以柔软的感觉；偏黑，彩度高的颜色给人以坚硬的感觉。色彩传达的感觉轻与重感觉沉重的颜色颜色越暗越会感觉沉重，同时也会感觉硬。暗色除了感觉厚重、顽固外，还具有高级感。黑色的旅行箱、保险箱、火车头等都是充满沉重感的东西。色彩传达的感觉轻与重感觉轻快的颜色

浅淡明朗的颜色，不论暖色还是冷色，看起来都会感觉很轻、很温柔很安静。淡粉、淡蓝、淡紫色是典型例子。对于要搬运的货品，如果使用有轻快感的颜色做包装，那么搬运起来的劳累程度会大不一样。（7）色彩华丽与朴素—般认为，如果是单色，饱和度高，则色彩艳丽。饱和度低，给人素雅的感觉。除了饱和度，亮度也有一定的关系。不论什么颜色，亮度高时即使饱和度低也给人艳丽的感觉。高饱和度、高亮度的色彩显得艳丽。

色彩传达的感觉强与弱让人感觉强烈的颜色

色彩鲜艳的原色红、黄、绿、蓝等，都是令人感觉到强烈个性的颜色。在表达强烈的感情或希望引人注目的时候，这些色彩常被使用。色彩传达的感觉强与弱让人感觉弱的颜色

当颜色的纯度降低时，感觉就会平淡一些。传达一种成熟、安稳的情感，一般是些温和的浅色调的颜色。色彩组合表达心情亮色明亮搭配使整个人活泼起来暗色情绪低沉的配色温柔用淡色调来表现，好像一大片飘着花香的花悲伤冷色系的淡色和灰色冷用发蓝的色调表现“冷”，如冰冷的湖面花强烈对比的色彩，但如果不考虑面积分配会使配色难看平淡与花的感觉相反用彩度弱、发暗的颜色来组合凉全部色彩为冷色调的蓝绿色系，但不要太强烈稳不艳的蓝色组合美味用红、橙、绿造成对比，想象一下装满水果的盘子苦不新鲜、发暗的浊色，看起来味道不好，会使你食欲全无色彩组合表达