照明基础知识

电光源简介各类建筑光源的选型目录【学习目标】【相关知识】1、电光源分类及其发展史※2、光源的标准3、电光源的性能指标4、热辐射光源－白炽灯※5、特殊热辐射光源的型号与特性6、荧光灯各类建筑光源的选型【相关知识】※7、其它荧光灯※8、金属卤化物气体放电灯※9、高压钠灯与低压钠灯※10、荧光高压汞灯※11、微波硫灯※12、常用固体发光光源【技能要求】※光源性能的比较与选择学习目标通过对几种主要光源的特性与参数的学习，能够掌握并进行各类建筑光源的选型

光谱组成

标准观察者光谱光效率555、507相关知识电光源分类及其发展史

电光源发展史：第一代电光源：白炽灯（卤钨灯）第二代电光源：荧光灯（日光灯、节能灯）第三代电光源：高强度气体放电灯（HID）第四代电光源：固体发光光源

相关知识光源的标准有关光源的标准规定了光源的技术性能要求、试验方法、能效标准等。

相关知识电光源的性能指标物理能量与光量的差别V:光谱光效率λ:波长光通量：

单色光---波长为λ的光通量Фλ=680V(λ)Pλ；多色光---光通量为各单色光之和；Ф=Фλ1+Фλ2+Фλ3+……=680ΣV(λ)Pλ发光效率：光源的光通量输出与它所取用的电功率之比称为光源的发光效率，单位：lm/W

相关知识电光源的性能指标显色性：显色性为光源的光谱特性在被照物体上所产生的颜色效果。显色性利用真实显色：正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源。效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。

相关知识电光源的性能指标色表：光源色表指光源表观颜色色温：光源的发光颜色用温度来反映。光源发光的颜色与黑体在某一温度下辐射的光色相同时，该温度称为光源的色温。用绝对温标K表示。相关色温：当光源的色品点不在黑体轨迹上，且光源的色品与某一温度下黑体的色品最接近时，该黑体的绝对温度为此光源的相关色温

相关知识电光源的性能指标眩光：由于亮度分布或范围不合适，或在短时间内相继出现亮度差别过大的光，造成观看物体时眼睛感觉不舒适，这种现象称为眩光直射眩光反射眩光

相关知识电光源的性能指标光源寿命：光源寿命用燃点小时数表示全寿命：光源从第一次点燃，一直到损坏熄灭为止，累计燃点小时数称为光源的全寿命平均寿命：取一组电光源做试样，从一同点燃起计时，到50%的电光源试样损坏为止，所经过的小时数为该组电光源的平均寿命有效寿命：电光源从点燃起，一直到光通量衰减到某个百分比所经过的燃点小时数就称为光源的有效寿命。

相关知识电光源的性能指标启燃与再启燃时间：电光源的启燃时间是指光源接通电源到光源达到额定光通量输出所需的时间。电光源的再启燃时间是指正常工作着的光源熄灭后再将其点燃所需要的时间。相关知识电光源的性能指标电压特性

：寿命、启燃、电流、功率、光通、光效。

相关知识电光源的性能指标耐震性能：频闪效应：气体放电光源因交流电源周期性变化使光通量发生周期性变化，造成观察运动物体时造成错觉。相关知识热辐射光源－白炽灯

白炽灯：

卤钨灯：

相关知识热辐射光源－白炽灯

白炽灯：原理：靠电流加热灯丝至白炽状态而发光。功率15~1000W；光效：6~16.6lm/W；色温小于2400~3900K优点：光谱连续，显色性好，结构简单，可调光，无频闪，能瞬间点燃，廉价，点灭对寿命影响小；缺点：光效低（大部分射线为红外线），寿命与光效受电压影响较大，平均寿命一般在1000小时左右。表面温度较高。

相关知识热辐射光源－白炽灯

白炽灯：类型：普通型，磨砂型，反射型等；适用：要求照度不高的场所，局部照明，事故照明；要求频闪小或经常开关的场所；避免气体放电对无线电或电子设备干扰场所；需调光场所。寿命终期：损坏前光通量约为初始光通量的80%；发光效率约为85%；色温约下降100K。

白炽灯

反射型白炽灯磨砂型白炽灯相关知识热辐射光源－白炽灯

卤钨灯：白炽灯的改进，管状光源，利用卤钨的再生循环作用来提高发光效率和寿命的一种光源。碘化物，碘钨灯；溴化物，溴钨灯。2700~3400K。20~30lm/W；优点：光谱连续，显色性好，体积小，功率大，发光效率高，可调光，能瞬间点燃。无频闪，寿命长（平均寿命可达1500小时）。

相关知识热辐射光源－白炽灯

卤钨灯：缺点：对电压波动比较敏感，灯管表面温度很高(600℃)，耐振性差；适用：照度要求高，显色性好，无震动的场所；要求频闪小的场所；需要调光的场所；面积大，空间高的场所。寿命终期：损坏前光通量约为初始光通量的90~95%；色温约下降50K。

卤钨灯

卤钨灯泡卤钨灯相关知识特殊热辐射光源的型号与特性特殊热辐射光源主要是指用于专业用途或在光源本体增加了特殊措施的热辐射光源，这类光源包括低电压光源、冷光束卤钨灯、摄影光源、仪表信号灯光源、医用照明光源、交通标志光源等。局部照明白炽灯冷光束卤钨灯

相关知识特殊热辐射光源的型号与特性局部照明白炽灯局部照明白炽灯又称低电压安全灯。它适用于安全低电压6～36V的局部照明场合，如机床工作照明及其它类似要求的场所。行业标准QB/T2054-94适用于额定电压为6V，12V，24V和36V，直流或50Hz交流。

相关知识特殊热辐射光源的型号与特性冷光束卤钨灯由卤钨灯泡和介质膜冷光镜组合而成，具有体积小、造型美观、工艺精致、发光效率高、使用寿命长、光线柔和舒适等特点。应用于商业橱窗、舞厅、宾馆、展览厅、博物馆等室内照明，是最佳装饰照明光源。冷光束卤钨灯的介质膜冷光镜对可见光反射比达0.95，对红外线可过滤约80％，因此被称为冷光灯。

相关知识荧光灯荧光灯，管状光源，低压汞蒸汽放电光源，靠汞蒸气放电时发出紫外线激发管内壁的荧光粉而发光。荧光灯在使用过程中光通量有明显的衰减，其额定光通量一般指燃点了100小时的光通量输出。一般标注的为其有效寿命，约3000~5000小时。开关次数对寿命影响较大。相关知识荧光灯

电压特性：对电压不十分敏感；灯管电流、灯管电功率和光通量基本与电源电压成正比，而灯管电压却与电源电压近似成反比。优点：光色好，光线柔和，温度低，光效高（比白炽灯高2-3倍），寿命长（3000小时以上）。电子镇流无频闪（20K-100KHZ

）。缺点：不宜开关频繁，低温度难以启动，频闪明显，功因低（0.5左右），需辅助电路，启动慢（3-5s）。适用：阅览室，办公室，教室，饭店等。相关知识荧光灯

管型直管型异型（U型、环形）紧凑型

光色日光色白色暖白色三基色各类荧光灯

直管型荧光灯紧凑型荧光灯环形型荧光灯相关知识其它荧光灯无极荧光灯紫外线杀菌灯

相关知识其它荧光灯无极荧光灯无极荧光灯的基本发光机制与荧光灯相似，但是无极荧光灯的放电腔内不需要电极，通过高频工作的感应线圈发出电磁波，激发气体发出紫外能量。瞬时启动，关灯后可以立即重新启动。无极荧光灯的寿命非常长。

无极荧光灯

相关知识其它荧光灯无极荧光灯无极荧光灯工作频率很高，不会产生频闪现象。高频无极灯：2.65MHz,低频无极灯：230Hz和140KHz

无极荧光灯放电腔无需制成细长的管形，可以设计成球形，也可以设计为反射形。应用场所：室内照明、大面积的商场厂房照明、道路照明、城市夜景照明、特殊场所照明

无极荧光灯

相关知识其它荧光灯紫外线杀菌灯紫外线杀菌灯，和普通日光灯一样，利用低压汞蒸汽被激发后发射紫外线。采用石英玻璃制作，对紫外线各波段都有很高的透过率，达80%-90%。杀菌灯有热阴极低压汞蒸气放电灯、冷阴极低压汞蒸气放电灯等几种结构。强紫外线光源，对核酸蛋白质作用极强，能使细菌发生变异或死亡，被广泛应用于医疗卫生、细菌研究、制药工业和食品制造工业等场所。紫外线杀菌灯

相关知识金属卤化物气体放电灯金属卤化物灯是在高压汞灯和卤钨灯工作原理基础上发展起来的新型高效光源，其基本原理是将多种金属以卤化物的方式加入到高压汞灯的电弧管中，使这些金属原子像汞一样电离、发光。汞弧放电决定了它的电性能和热损耗，而充入灯管内的低气压金属卤化物决定了灯的发光性能。金属卤化物灯光效高、寿命长、显色性好，而且可以根据不同需要设计制造出需要的光色。相关知识金属卤化物气体放电灯按照填充的金属卤化物及发光特性不同形成4大类：充钠、铊、铟等的金属卤化物灯；充入钪、钠等的金属卤化物灯；充入镝、钬、铥等的金属卤化物灯；利用锡、铝分子发光的金属卤化物灯。有关光源的标准规定了光源的技术性能要求、试验方法、能效标准等。金属卤化物灯还可以分为：带外玻壳的金属卤化物灯、不带外玻壳的管型金属卤化物灯、陶瓷电弧管金属卤化物灯、球形中短弧金属卤化物灯金卤灯

单端金卤灯双端金卤灯陶瓷金卤灯相关知识高压钠灯与低压钠灯高压钠灯高压钠灯是一种高压钠蒸气放电灯，其放电管采用抗钠腐蚀的半透明多晶氧化铝陶瓷制成，工作时发出金白色光。它具有发光效率高（光效可达140lm/W）、寿命长、透雾性能好等优点。显色指数约为25左右。广泛用于道路、机场、码头、车站、广场及工矿企业照明，是一种理想的节能光源，缺点是显色指数低。

相关知识高压钠灯与低压钠灯中显色高压钠灯和高显色高压钠灯在普通高压钠灯基础上，适当提高电弧管内的钠蒸气气压，从而提高高压钠灯的色温度，改善灯的显色性。中显色高压钠灯相关色温为2200K，平均显色指数提高到60。

相关知识高压钠灯与低压钠灯中显色高压钠灯和高显色高压钠灯高显色高压钠灯相关色温为2500K，平均显色指数提高到85。与标准型高压钠灯相比，它们的光效明显下降。适用于高大厂房、商业区、游泳池、体育馆、娱乐场所等处的室内照明。

高压钠灯

陶瓷金卤灯相关知识高压钠灯与低压钠灯低压钠灯电光源中光效最高的品种，光效可达140～180lm/W，589nm单色光为主，光色呈黄色，柔和、眩光小、透雾能力极强，冷态启燃时间8～10min，热态再启燃时间不足1min。

相关知识高压钠灯与低压钠灯低压钠灯寿命约为2000～5000h，燃点次数对灯寿命影响较大，并要求水平燃点，否则也影响寿命。适用于公路、隧道、港口、货场和矿区等场所的照明，也可作为特技摄影和光学仪器的光源。但低压钠灯辐射近乎单色黄光，显色能力差，分辨颜色的能力差，不宜用于繁华的市区街道和室内照明。

低压钠灯

相关知识荧光高压汞灯荧光高压汞灯荧光高压汞灯是玻壳内表面涂有荧光粉的高压汞蒸汽放电灯，它的特点是结构简单、寿命长，耐震性较好，但显色指数低。高压汞灯光效低，特别是自镇流高压汞灯光效更低，已属限制使用的产品。高压汞灯分为透明外壳高压汞灯、荧光高压汞灯、反射型高压汞灯、自镇流高压汞灯。相关知识荧光高压汞灯自镇流荧光高压汞灯自镇流荧光高压汞灯是利用汞放电管、钨丝和荧光粉三种发光要素同时发光的一种复合光源。钨丝兼作镇流器，可以像普通灯泡那样直接接入灯座使用，非常方便。但该灯光效低，耗电较多，寿命因灯丝而缩短，故而不应推广使用。荧光高压汞灯

反射型荧光高压汞灯自镇流荧光高压汞灯相关知识微波硫灯发光原理：利用2450±50MHz微波电磁场能量来激发石英泡壳内主要为硫的发光物质，使其形成分子辐射而产生可见光优点：高光效、长寿命、光谱连续、光色好、无汞害污染、良好的光通量维持率、瞬时启动、低紫外和红外输出、发光体小，便于配置灯具适用场所：大型厂房、仓库、广场、体育场馆等等。微波硫灯

相关知识常用固体发光光源发光二极管（LED）场致发光（EL）相关知识发光二极管（LED）利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合发出过剩的能量，从而引起光子发射产生可见光。优点：附件简单、结构紧凑、可控性好、色彩丰富纯正、高亮点，防潮、防震性能好、节能环保等应用范围：显示技术领域、标志灯和带色彩的装饰照明、室内外照明要点：光温偏移、光衰、散热应用前景不可限量发光二极管（LED）

直插式发光二极管

食人鱼式发光二极管贴片式发光二极管

大功率发光二极管发光二极管数码管发光二极管（LED）

六端变色发光二极管接线原理图发光二极管（LED）LED点阵显示模块LED像素管LED像素管显示模组发光二极管（LED）LED光谱技能要求光源性能的比较与选择

技能要求发光效率：白炽灯7.5~19lm/W、卤钨灯18~21lm/W，荧光灯27～82lm/W，荧光高压汞灯18~53lm/W，高压钠灯70～150lm/W，高显色型高压钠灯50~110lm/W，金卤灯65~100lm/W，无极灯65~80

lm/W，LED灯60~150lm/W技能要求一般显色指数：白炽灯、卤钨灯99～100，荧光灯60～80，荧光高压汞灯30～40，高压钠灯20～25，高显色型高压钠灯>70，金卤灯65~85，无极灯80，LED灯55~95

技能要求色温K：白炽灯2400～2900、卤钨灯2900～3200，荧光灯2700~6500，荧光高压汞灯4400～5500，高压钠灯2000～2400，高显色型高压钠灯2300～3300，金卤灯3200~20000，LED灯全覆盖

技能要求寿命：白炽灯1000h、卤钨灯1500h，荧光灯1500～5000h，荧光高压汞灯3000～6000h，高压钠灯6000～15000h，低压钠灯<18000h,高显色型高压钠灯3000～13000h，金卤灯1000～12000h，无极灯8000～30000h???，LED灯15000～30000h，数据较粗，仅供参考

技能要求表面亮度：荧光灯较小，其余较亮启燃与再启燃时间：白炽灯、卤钨灯、无极灯、LED灯瞬时启燃，荧光灯1～3S，其它4～10分钟；白炽灯、卤钨灯、无极灯、LED灯，荧光灯瞬时再启燃，其它5～20分钟

技能要求电压特性

：

电压变化对无极灯和LED影响较小，其它较大。温度特性：荧光灯、LED温度较低，其它都较高。同时，环境温度对荧光灯光通量影响较大，其它较小。技能要求耐震性能：白炽灯、卤钨灯较差，其他较好

频闪效应：白炽灯、卤钨灯、LED、无极荧光灯、微波硫灯不明显，其它明显。高频电子镇流器荧光灯不明显。

课堂思考题1、进行一条交通道路的照明设计，该道路要求照度为20LX，且周边多为现代化建筑，景观性要求较高，你认为选择哪种光源为宜？为什么？2、进行城市桥梁设计时，桥下有车道通过，需要在桥下对应车道的上方安装吸顶灯为桥下车道照明，选择哪种光源合适，为什么？

课堂思考题3、眼科诊室，应当有较好的显色性以诊断患者的视力，你认为选择哪种光源为宜？4，听力科诊室，不能有噪音，你认为选择哪种光源为宜？5、LED的可控性能好，具体体现在哪些方面？

课堂思考题6、需要在储油间内安装防爆灯，其光源，你认为选择哪种合适？7、光源的额定容量为20W，光源的光通量为900lm，该光源的光效为多少？8、某照明配电回路，接有40W白炽灯两支，100W高压钠灯五支，计算认为该回路电气安装容量为580W，你认为回路电气安装容量计算结果对吗？

课堂思考题9、在色温相同的光源下，同一物体所显示的颜色一定相同吗？

一、简答题1、低压钠灯光效高，光色柔和、眩光小、透雾能力极强，为何没有在繁华的市区街道和室内照明中得到大面积应用？

一、简答题1、低压钠灯光效高，光色柔和、眩光小、透雾能力极强，为何没有在繁华的市区街道和室内照明中得到大面积应用？答案：显色指数太低。

一、简答题

2、钨丝兼作镇流器，因此不需要外接镇流器，可以像普通灯泡那样直接接入灯座使用，使用非常方便的光源是哪种？为何不应推广使用？

一、简答题

2、钨丝兼作镇流器，因此不需要外接镇流器，可以像普通灯泡那样直接接入灯座使用，使用非常方便的光源是哪种？为何不应推广使用？答案：自镇流荧光高压汞灯。该灯光效低，耗电较多，寿命因灯丝而缩短。

二、填空题1、无极荧光灯可以

启动，关灯后可以

重新启动。2、紫外线杀菌灯是一种强

光源，对核酸蛋白质作用极强，能使细菌发生变异或死亡。3、金属卤化物灯光效高、寿命长、

好，而且可以根据不同需要设计制造出需要的光色。4、高压钠灯具有发光效率高、寿命长、透雾性能好等优点。广泛用于道路、机场、码头、车站、广场及工矿企业照明，是一种理想的节能光源，缺点是

低。立即瞬时紫外线显色性显色性

二、填空题5、中显色高压钠灯和高显色高压钠灯是在普通高压钠灯基础上，适当提高电弧管内的钠蒸气气压，从而提高高压钠灯的

，改善灯的

，但与标准型高压钠灯相比，它们的光效明显

。6、LED是一种半导体发光二极管，利用

作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合发出过剩的能量，从而引起光子发射产生可见光。7、目前常用固体发光光源应用最多的是

？

二、填空题5、中显色高压钠灯和高显色高压钠灯是在普通高压钠灯基础上，适当提高电弧管内的