照明基础知识

照明基础知识

目录

第一章照明发展历程.................................（1）

第二章光度、色度基本概念及知识....................（2-6）

第一节：光的度量及其单位...................................（4）

第二节：光源的色温及显色性.................................（5-8）

第三章光源结构及原理..............................（9-21）

第一节：白炽灯与卤铝灯.....................................（10-12）

第二节：荧光灯..............................................（12-16）

第三节：高强度气体放电灯...................................（16-21）

第四章灯具的性能及制作中的选材.....................（22-34）

第一节：灯具的性能..........................................（22-25）

第二节：灯具制造中的选材、设计方法及选用...................（25-30）

第三节：灯具、照明产品介绍.................................（30-34）

第五章商业照明设计基础理论........................（35-51）

第一节：商业建筑和照明.....................................（35-36）

第二节：光源的选择和灯具....................................（36-39）

第三节：商业照明的分类和方法................................（40-51）

第六章照度计算基础.................................（51-55）

第一节：室内建筑设施照明照度计算............................（51-53）

第二节：常用灯具光电参数....................................（54-55）

第一章照明发展历程

早在1802年英国科学家就揭示了白炽现象，从那时开始直到有了电以后，美国

科学家爱迪生发明了第一只白炽灯，开始了人类利用电能照明的新天地。

在这之后，GE、PHILIPS等国际知名大公司垄断了照明技术，一直到现在，光

源的核心技术都掌握在这几家大公司之中，之后的许多新光源产品也都出自他们手

中。

自从1879年托马斯.爱迪生发明了世界上第一只实用型白炽灯泡以来，已经走

过了一百多年的历史，电光源已经有了长足的进步。回顾历史，我们看到：

1931年成功研制高压汞灯；

1936年荧光灯问世，引入了荧光灯；

1949年白炽灯采用了柔白涂层技术；

1958年引入了卤鹤灯；

1962年发明了高压钠灯；

1974年引入了节能型荧光灯；

1975年引入了冷光杯，之后引入了小功率金卤灯；

1987年引入了40W节能灯，之后引入高效节能灯；

1994年发明了无极荧光灯；

直至目前发展起来的将电直接转化为光的发光二极管(LED),已作为公共场所

的显示器，正在获得广泛使用。

在照明的发展过程中，光源寿命有了很大的提高，从最初的几小时发展到现在的

几万小时(如微波硫灯)，光效有了很大提高，最高达1501m/w.照明产品纷繁夺目，

种类齐全，拥有适用于各种场所的照明产品。

第二章光度、色度基本概念及知识

照明工程中，光是指辐射能的•部分，即具有刺激视觉器官特性的辐射能。

从物理学的观点，光是电磁波谱的一部分，波长范围在380〜780nm（纳米）之间,

这个范围在视觉上可能梢有些差异。

任何物体发射或反射足够数量合适波长的辐射能，作用于人眼睛的感受器官，就

可看见该物体。

一般辐射能波谱的范围遍布在波长为IO.〜105m的区域。可见光谱辐射能的波长

在380xl（y9~i（）-9m（即380〜780nm）之间，仅是辐射能中很小的一部分。

在1666年，牛顿使--束自然光线通过棱镜，从而发现光束中包含组成彩虹的全

部颜色。可见光谱的颜色实际上是连续光谱混合而成的。波长从380nm向780nm增

加时，光的颜色从紫色开始，按蓝、绿、橙、红的顺序逐渐变化。如下图：

紫外线波谱的波长在100〜380nm之间，紫外线是人眼看不见的。太阳是近紫外

线发射源。

红外线波谱的波长在780nm〜1mm之间，红外线也是人眼看不见面的。太阳是天

然的红外线发射源。白炽灯一般可发射波长在5000nm以内的红外线。发射近红外线

特的特制灯可用于理疗和工业设施。

紫外线、红外线两个波段的辐射与可见光一样，可用平面镜、透镜或棱镜等光学

元件。进行反射、成像或色散，故通常把紫外线、可见光、红外线统称为光辐射。

第一节：光的度量及其单位

一、光通量

光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并能使人眼产生光感的能量，称为光通

量。单位为流明（lm）o光通量=光效X功率

二、发光强度（光强）

光源在空间某一方向上单位立体角内发射的光通量与该立方体角的比值，称为光

源在这一方向上发光强度，简称光强，单位为坎德拉（Cd）o

三、照度

照度是用来说明被照面（工作面）上被照射的程度，通常用其单位面积内所接受

的光通量来表示，单位为勒克斯（lx）或流明每平方米（Im/n?）。

四、亮度

亮度也是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视

线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表

面亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2）o

五、光源的发光效率

光源的发光效率通常简称为光效，是描述光源的质量和经济的光学量，它反映了

光源在消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少，单位是流明每瓦（lm/w）=lm/wo

照度(lux)

第二节：光源的色温及显色性

所有固体、液体和气体如果达到足够高的温度，都会发射出可见光。白炽灯中的

固体鸨约在3000K时的炽热发光，这是我们最为熟悉的人造光源。通常是随着辐射体

的温度升高而提高，辐射光色从暗红，经过桔黄、发白，然后是炽兰。这样色温也随

着辐射体的温度升高而提高。这是遵循斯蒂芬一波尔兹曼定律：绝对黑体的能量亮度

与物体绝对温度的四次方成正比。

一、色温

将•标准黑体加热，随着温度升高黑体的颜色开始沿着深红-浅红-橙-黄-白-蓝逐

渐改变，当某光源发出的光的颜色与标准黑体处于某温度的颜色相同时:我们将黑体

当时的绝对温度称为光源的色温，以绝对温度K来表示。基本色如表所示：

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中间（接近自然光）无明显视觉心理效果♦三基色荧光灯

左右♦金卤灯

小于33OOK温暖（带桔花的白色）温暖的感觉♦白炽灯

♦石英卤素灯

二、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;

很好较好普通

Ra=IOO80<Ra<9060<Ra<80

光源一般显色指数类别

显色类别一般显色指数范适用场所举例

围

ARa290颜色匹配、颜色检验等

I

B90>RaN80印刷、食品分检、油漆、店铺、饭店等

II80>Ra260机电装配、表面处理、控制室、办公室、百货等

IIIIV60>Ra，40机械加工、热处理、铸造等

40>Ra220仓库、大件金属库等

三、颜色显色性和照度

光源的显色指数与照度一起决定环境的视觉清晰度。研究表明，在照度和显色指

数之间存在一种平衡关系。从广泛的实验中得到的结果是：用显色指数Ra>90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（Ra<60）照明的办公

室，照度值可降低25%以上。要注意的是针对良好的视觉外观而言，如果为了节能而

把室内照度减少到使视功能变坏的水平，那就不对了。应该尽可能选用有最佳显色指

数和发光效率高的光源采用适当的照度，以便以最小的能量费用获得良好的视觉外观

效果。

四、眩光评价方法

在视野范围内有有亮度极高的物体，或亮度对比过大，或空间和时间上存在极端

的对比，就可引起不舒适的视觉，或造成视功能下降，或同时产生这两种效应的现象,

称为眩光。眩光是影响照明质量的最重要因素。

从眩光的作用来看可分直接眩光和反射眩光，直接眩光是在观察物体的方向或接

近这一方向内存在发光体所引起的眩光。反射眩光是发光体的镜面反射，特别是在观

察物体方向或接近这一方向出现镜面反射所引起的眩光。

眩光按其效应又可分为失能眩光和不舒适眩光。失能眩光乂称为生理眩光，这种

眩光会妨碍对物体的视看效果，使视功能下降，但它不一定引起不舒适。不舒适眩光

乂称为心理眩光，这种眩光使人不舒适，但它不一定妨碍对物体的视觉功能效果。

眩光标准分类

眩光指数GI眩光标准分类

10勉强感到有眩光

16可以接受的眩光

19眩光临界值

22不舒适的眩光

28不能忍受的眩光

眩光限制等级

眩光等级G眩光分类

0没眩光

1不存在和轻微眩光之间

2轻微眩光

4厉害眩光

5厉害和不能忍受眩光之间

6不能忍受眩光

根据试验，对眩光程度的感觉，仅4种因素值得考虑

（1）灯具亮度；

（2）房间长度和灯具安装的高度（即距高比）；

（3）由平均水平照度表示的视适应水平；

（4）灯具种类，如灯具侧面是否发光等；

第三章光源结构及原理

在照明工程中常用的光源有白炽发光的白炽灯和卤铝灯，低压气体放电的各种荧

光灯和高强气体放电的荧光高压汞灯，金属卤化物灯和高压钠灯等。常用光源分类如

下表：

常用光源分类表

—白炽灯

白炽发光灯-----一卤铛灯

—卤铛灯——冷反射定向照明卤钙灯（冷光杯）

—PAR灯

I—荧光灯

低乐'I体放电灯----1~1—紧凑型荧光灯

'一低压钠灯

笑光高压汞灯

—高乐汞灯一

’1镇流荧光高压汞灯

—倘灯

金屈卤仆物大r

常用照明光源高强7体放电灯一一钠的锢灯

-.长弧他灯

——高压包灯——

-i电弧倔灯

一霓虹灯

—辉光放电灯-

一颊灯

—高乐钠灯

—发光二极管（LED灯）

场致发光灯——

—场致发光屏

混光

注：以上各类光源原则上都可以做成无极灯

第一节：白炽灯与卤铝灯

一、白炽灯

凡是根据热辐射原理工作的光源都可称为白炽灯。目前常用的白炽灯分两类，即

普通白炽灯和卤鸨灯。

白炽灯靠电能将灯丝加热到白炽而发光。在灯丝发光的同时还产生大量的红外辐

射和小量的紫外辐射，它们最终以热能的形式而损失掉。显然，耍想提高白炽灯的光

效，应选用高熔点材料做灯丝，并使之在尽可能高的温度下工作。

（―）白炽灯的结构

普通白炽灯泡由铝丝、玻璃泡、灯头、支架、引线等

儿部分组成，内充氮、氮、或僦氮混合气体，通常的工作

压力约为1.013xl05Pa,而箱;氮的比例由额定电压和灯丝

温度而定，通常白炽灯使用显气在86%〜98%之间。

灯丝是白炽灯发光的主要部件,常用的灯丝形状有直

线灯丝、单螺灯丝、双螺旋灯丝等。灯丝的形状和尺寸大小对于白炽灯的寿命、发光

效率都有直接的影响，同样长短粗细的鸨丝绕成单螺旋型的光效高。灯丝结构紧凑，

发光点小，利用率就高。

白炽灯类型：白炽灯泡有普泡、蘑菇泡、圆球泡、烛形泡、反射泡、节日泡和花

生米灯泡等系列产品。

（二）白炽灯的色温、显色指数

白炽灯的光效较低（约为12〜171m/W）,色温较低一般为2400〜2900K,但显色性

较高，显色指数Ra高达99〜100。到目前为止，它是应用最广泛的一种光源。

二、卤鸨灯

卤鸨灯属于热辐射光源，工作原理基本上与普通白炽灯一样，在结构上有较大的

的差别。最突出的差别就是卤鸨灯泡内所填充的气体含有部分卤族元素或卤化物。

卤鸨灯的光效较高（约为18〜211m/W）,色温较低一般为2700〜33OOK,显色性较

高，显色指数Ra高达99〜100。

（一）卤鸨灯的结构

卤钩灯是由鸨丝、充入卤素的玻璃泡和灯头等构成。卤鸨灯有双端、单端和双泡

壳之分；

双端管状卤铝灯结构：灯呈现管状，功率为100〜2000W,灯管的直径为8〜10mm,

长80〜330mm。两端采用磁接头，需要时在磁管内还装有保险丝。这种灯主要用于室

内外泛光照明；

为了使管壁处生成的卤化物处于气态，管壁温度要比普通白炽灯高得多，相应地

卤鸨灯的玻壳尺寸就要小得多，温度也就高得多，因而必须使用耐高温的石英玻璃或

高硅氧玻璃。

（-）卤鸨灯的分类

1.卤鸨灯按充入灯泡内的不同卤素可为碘铸灯和浪铐灯；

2.卤色灯按灯泡外壳材料的不同可分为硬质玻璃卤色灯、石英玻璃卤色灯；

3.卤铝灯按工作电压的高低不同可分为市电卤色灯（220V）和低电压型卤铝灯

（6V、12V、24V）；

4.卤铝灯按灯头结构的不同可分为双端、单端卤铝灯；

（三）卤鸨灯的工作原理

当充入卤素物质的灯泡通电工作时，从灯丝蒸发出来的鸨，在灯泡壁区域内与卤

素化合，形成一种挥发性的卤钙化合物。卤钙化合物在灯泡中扩散运动，当扩散到较

热的灯丝周围区域时，卤钙化合物分解成卤素和鹤，释放出来的铸沉积在灯丝上，而

卤素再继续扩散到其温度较低的灯泡壁区域与鸨化合，形成卤鸨循环。

卤鸨循环有效地抑制了铝的蒸发，所以可以延长卤鸨灯的使用寿命，同时可以进

一步提高灯丝温度，获得较高的光效，并减少了使用过程中的光通量的衰减。

（四）卤鸨灯的工作特性

1.色表和显色性

卤铝灯属低色温光源,其色温一般在2800〜3200K之间，与普通白炽灯相比,

光色度的一些，色调更冷一些，但显色性较好，显色指数Ra=100；

2.卤鸨灯的应用

卤鸨灯在使用时应注意以下问题：

为了使在灯泡壁生成的卤化物处于气态，卤鸨灯不适用于低温场合。双端卤鸨灯

工作时，灯管应水平安装，其倾斜角度不得超过4°,否则会缩短其使用寿命。

由于卤色灯工作时产生高温（管壁温度600°C）,因此，卤鸨灯附近不准放易燃

物质，且灯脚引入线应用耐高温的导线。另外，由于卤鸨灯灯丝细长又脆，卤鸨灯使

用时，要避免震动和撞击，也不宜作为移动照明灯具。

第二节：荧光灯

荧光灯与白炽灯的发光原理完全不同，荧光灯是一种低压气体放电灯。所谓气体

放电就是指电流通过气体媒介时的放电现象。气体放电现象是非常普遍的，例如厦日

雷雨时的闪电，使用电焊机时产生很强的光等都是气体放电现象。

最先把气体放电用于照明的是使用炭精棒通电产生的碳弧灯，这种放电不易控

制，后来人们对气体放电从本质上有了深入认识。于1936年成功地实现了在密闭管

内的放电，从而产生荧光灯。到目前为止，荧光灯工业已经形成一项庞大的工业体系,

产品种类很多，仍在不断的发展之中，荧光灯已成为主要的照明光源。

一、荧光灯的发光原理

荧光灯的常用荧光粉是卤磷酸钙；一种低压汞蒸气体放电灯。灯管内水银蒸气的

原子在放电时激发出253.7nm紫外线。紫外辐射被管壁上的荧光粉吸收，转变成可见

光。转换效率和灯的颜色主要取决于荧光粉的种类和性质。

二、荧光灯的光电特征

1.电压特性：电源电压的变化，会引起各种特性的变化。无论电压过高或过低,

都会缩短灯的寿命，因为电源电压增高，使灯电流增大，灯管会黑

化，寿命缩短；而电源电压降低，电极温度降低，灯不易启动，促

使电极物质溅散，也使寿命缩短，所以要求电源电压的波动范围必

须为额定值的士6以内，同时灯用镇流器的选择和匹配也非常重

要。

2.荧光灯的工作特性

随着点灯时间的延长，荧光粉会老化，同时由于管内残留不纯气体的作用，也会

使荧光粉黑化，并且由于电极物质的发溅，会造成管端黑化，玻璃的析钠黑化等都使

荧光灯的光通量下降。一般在最初100h下降很快，以后就比较缓慢，总光通量下降

到初始光通量的70%以下（高显色性的荧光灯下降到60%以下）的点灯时间定义为灯

的寿命。

荧光灯的电压升高时，工作电流增大，电极温度升高，会引起电极和灯管过热，

从而使阴仍物质蒸发加快、管子迅速变黑，导致寿命降低。如果电压过低，荧光灯启

支困难，启辉器工作次数增加，会加剧阴极物质的溅射，也会使寿命缩短。

3.环境温度对荧光灯的影响

灯的工作特性，还取决于管内汞的蒸汽压，因此也受环境温度影响，当温度过低

时，汞蒸汽压力下降，汞原子电离率下降，启动困难，同时紫外线的辐射减少。当环

境温度过高，管内汞蒸气压力增高，紫外线反而减少，其他谱线增加。因此，环境温

度过低和过高都会影响荧光灯的发光效率。荧光灯不宜用在户外。

4.开关次数对寿命的影响

荧光灯频繁启动会大大消耗阴极物质，从而使寿命降低。通常，荧光灯寿命是指

每开一次点燃3h的总使用时间。连续工作时间越长，寿命越长，因此，在频繁开关

灯具的场所不宜使用荧光灯。

5.各种荧光灯的光度和色度特性

在一般照明光源中，根据荧光灯的光色特性分类，可分为日光色、高显色性、三

基色、冷白色和暖白色等；目前生产的照明用各种荧光灯的特性如下表：

各种荧光灯的特性

功率色温显色指初始光长度额定寿命

荧光灯名称

数(Ra)通(1m)(mm)(h)

2705

2950

18340085135060015000

4000

T8三基色6300

2700

2950

36853350120015000

3400

6300

2700

2900

58855200150015000

3400

6300

2700

3000

18400095-981000604

5000

6500

270095〜98

300095〜98

T5三基色36400095〜9823001213.6

500095-98

650095-98

270095-98

300095〜98

58400095〜9837001514.2

500095-98

650095〜98

222700~64001050

环形805000-7000

322700-64001750

6.荧光灯的发展前景

荧光灯的发展前景相当迅速，灯管和控制电路的改进使灯管的光效从1940年的

351m/W发展到现在的lOOLmAV左右，灯管寿命从2000h到现在的15000h。三基色

荧光粉的出现增加了灯管的交效，改善了灯管的流明维持特性，并大大提高了荧光灯

的显色性。涂敷多光谱带荧光粉的荧光灯有极高的显色性（Ra达到90以上）和高光

效，它已经取代了较老式的灯管。

现在有的荧光灯有涂敷荧光粉之前，先在灯管内壁涂一层保护膜，这层保护膜可

以阻止玻管内的钠元素扩散到荧光粉中，从而显著地改善了灯的流明维持特性，同时

保护膜还能反射紫外线，从而有利于减少荧光粉用量。保护膜还可以很显著地减少每

根荧光灯内需要的汞量，像T5直管荧光灯的汞注入量仅为3mgo

第三节：高强度气体放电灯

一、荧光高压汞灯的光电特征

荧光灯以外的气体放电灯都属于第三代光源。荧光灯中汞蒸气压力极小，不足1

托，因此是一种低压汞灯。目前讨论的光源其汞蒸气的压力将是荧光灯汞蒸气压力的

数千倍，甚至更高，因此称为高压汞灯。

光效可达32〜53Lm/w,寿命也较长，一般5000h以上。

1.结构及发光原理：

结构：高压汞灯的核心部件是放电管。放电管由耐高温的石英玻璃制成，管内抽

真空后充入氨和汞，两端装有铸丝主电极，电极上涂上钢、锯、钙的金属氧化物

作为电子发射物质，在放电管的一端还装有辅助电极，与同端的电极非常接近。

发光原理：利用汞放电时产生的高气压，而获得高的可见光发光效率；

接通电源，两端电极发生放电，产生电子和离子，从而引发两个主电极的放电。

但开始的放电只是在鼠气中进行，产生的是白色的光。随着放电时间增长，放电

管内温度不断提高，汞蒸气的压力也逐渐上升，于是放电也逐渐转移到在汞蒸气

中进行，发出的光也渐渐由白色变为更亮的蓝绿色。

2.高压汞灯的启动与再启动

将灯电压后，立即在主电极和辅助电极间产生辉光放电。瞬时，即时，即转移到

主电极间，形成弧光放电。由于放电热量，汞徐徐放电，几分钟后，全部蒸发并

达到稳定状态，将达稳定状态的时间叫启动时间。

当荧光高压汞灯熄灭后，必须等到管冷却，汞蒸气压降下来，才能再点燃，将再

点燃时间称再启动时间，一般lOmin以下。如果施加高压脉冲，即使在高温下，

汞蒸气压高的情况下，也能再启动，此时称为热启动。

二、金属卤化物灯（金卤灯）的光电特征

在发光管中，除与荧光高压汞灯一样充填汞和稀有气体外，还充填发光的金属卤

化物（以碘化物为主）。将发光金属制成卤化物的灯，称金属卤化物灯；

金卤灯显色指数较高，在大功率的情况下，其光效可达100Lm/W。

1.金属卤化物灯的结构

金属卤化物灯结构与高压汞灯类似，发光管采用石英玻璃，玻壳设计小型化，可

提高管壁的工作温度。为了控制最冷温度，在管端涂上保温膜。

2.金属卤化物灯的发光原理

金属卤化物灯内，由于管壁和电弧中心温度相差很大，金属卤化物会产生分解和

再复合的循环过程。在管壁温度下，金属卤化物大量蒸发，向电弧中心扩散。在电弧

中心的高温区，金属卤化物分解成金属原子和卤素原子。金属原子参与放电，并产生

辐射。在电弧中心区的金属原子和卤素原子向管壁扩散到低温区时，又重新复合成金

属卤化物分子。

3.金属卤化物灯的启动特性

与其它的高强度气体放电灯一样，金属卤化物灯的启动分三个基本阶段：第一阶

段是启动气体(通常是惰性气体，如氮)，从不导电状态转变到导电状态，紧接的阶

段是冷阴辉光放电并加热电极，最后阶段是热电子电弧放电。一个设计良好的灯就是

要使辉光放电阶段尽量短，因为辉光放电使电极材料发生溅射，覆盖到电弧管壁上会

导致光输出降低。

与高压汞灯相比较，金属卤化物灯要求灯的启动电压高很多。这可以归因于碘化

物，特别是汞和氢碘化物的存在以及由离解的电子俘获过程形成的带负电的碘离子。

4.金属卤化物灯的光度和色度特性

金属卤化物灯的组成分类：一般照明用光源有镐(Dy)灯、铳钠(Sc-Na)灯、

钠错锢(Nal-Tll-Inls)灯等。各种金属卤化物灯的紫外辐射比示灯弱，而可见光辐射

较均匀，不但显色性好，而且光效也高；下表为金属卤化物灯的光电参数：

石英金属卤化物灯的光电参数

功率色温显色指全长初始流明额定寿命

灯头燃点位置

(W)(k)数(Ra)(mm)(1m)(h)

单端石英金卤灯

300075765200

7042008176

G12任意6000

15030008012000

42008588115000

石英金属卤化物灯的光电参数

功率色温显色指全长初始流明额定寿命

灯头燃点位置

(W)(k)数(Ra)(mm)(1m)(h)

双端石英金卤灯

70300075

3500701146000

420072

150300075R75132水平±45°1300

35007012000

420072Fc2120006000

25030008016320000

400020000

10005200R75256水平80000

1500520065水平120000

20005200特殊311水平200000

石英金卤PAR(窄光束)灯

1000400080G38175任意260003500

三、高压钠灯的光电特征

高压钠灯是20世纪60年代初研制成功的一种高强气体放电光源，它在高强气体

放电光源中的光效最高，因为589.0nm和589.6nm的钠为光谱位于人眼灵敏度最高的

区域，所以交效可达100~120Lm/W,而寿命最长可达18000〜24000h,但它的色温偏

低，一般为1600〜2100K,显色指数也低，一般显色指数Ra为16〜29,因此，限制了

它的使用。

1.高压钠灯的发光原理

高压钠灯启动时，附件和镇流器产生3KV的脉冲电压将钠灯点亮，开始时通过

氤气和汞进行放电，随着放电管内温度的上升，敬气和汞放电向高压钠蒸气放电转移,

钠蒸气气压升高，钠的共振辐射线加宽，光色改善，约5min左右趋于稳定，在稳定

工作时可发出一种金白色的光。当工作电流、工作电压均稳定在额定值时，启动过程

结束。

2.高压钠灯的基本功能

高压钠灯工作蒸气压为26。67kPa,光色为金黄色，色温为2100K,显色指数为

Ra=30,故显色性较差，但发光效率比较高。国产高压钠灯的光效可达

70~1301m/Wo高压钠灯的特点是光效接近低压钠灯，光色优于低压钠灯，体积

小、功率高、紫外线辐射少、寿命长，属于节能型电光源，但光色偏黄、透雾性

能好。

3.高压钠灯的应用

由于高压钠灯的发光效率高、寿命长、透雾性好，所以被广泛用于高大厂房、车

站、广场、体育馆，特别是城市道路等处照明。常用高压钠灯

高压钠灯在使用时应注意的问题：电源电压波动对对的正常工作影响较大，电压

升高易引起灯的自行熄灭；电压降低则光通量减少，光色变坏；灯的再启动时间较长,

一般在10〜20min以内，故不能作应急照明或其它需要迅速点亮的场所；高压钠灯不

宜用于频繁开启和关闭的地方，否则会影响使用寿命。

4.高压钠灯的光电参数，如下表:

高显色高压钠灯的光电参数

功率色温显色指数初始流明额定寿命

灯头燃点位置

(W)(Ra)(1m)

35250083PG12-1任意1300

50250083PG12-1任意2300

100250083E40任意500024000

250250083E40任意12250

400250083E40任意21000

35000

第四章灯具

照明灯具是用来固定和保护光源，并调整光源的光强分布以获得舒适照明环境的

器具，灯具还应拥有令人满意的外形，不论是点灯或未点灯时对环境都具有装饰性效

果。灯具必须是耐用，能为光源及其附属设备提供电气、机械及热学上的安全保护。

因此，灯具必须符合国内有关的质量和安全标准。

一、灯具的性能

照明场所对照明灯具的选择是根据照明要求和照明环境的需要，首先考虑配光的

合理性和高效低亮度：其次还要考虑灯具及其附属装置的防热散热防潮、防尘及电器

安全等状况。

一、灯具的IP防护等级

室外用灯具必须有严格的防尘和防水要求，对某些特殊要求的室内灯具也要提供

防护。为了根据防尘和防潮的程度来划分外壳的防护等级，通常是使用防护等级代码

IPo

表示防护等级的代码通常由特征字母IP和两个特征数字组成。第一位数字指防

尘；第二位数字指防水；

防护等级IP数字的说明，

如下表:

第一位特征数字所代表的防护等级

第一位防护等级

特征数字简短说明含义

0无防护没有专门防护

能防止直径大于50mm的固体异物进入壳内

防大于50mm

1能防止人体的某大面积偶然或意外地触及壳内带电部分部

固体异物

件，不能防止有意识的接近

防大于12mm能防止直径大于12mm长度不大于80mm的固体异物进入壳内

2

固体异物能防止手指触及壳内带电部分或运动部件

能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内

防大于2.5mm

3能防止厚度（直径）大于2.5mm的工具、金属线等触及壳内带

固体异物

电部分或运动部件

能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内

防大于1mm

4能防止厚度（直径）大于1mm的工具、金属线等触及壳内带电

固体异物

部分或运动部件

5防尘不能完全防止尘埃进入，但进入量不能达到妨碍设备正常运转

6尘密无尘埃进入

第二位特征数字所代表的防护等级

第二位防护等级

特征数字简短说明含义

0无防护没有专门防护

1防滴滴水（垂直滴水）无有害影响

215防滴当外壳从正常位置倾斜在15°以内时，垂直滴水无有害影响

3防淋水与垂直成60°范围以内的淋水无有害影响

4防溅水任何方向溅水无有害影响

5防喷水任何方向喷水无有害影响

6防猛烈海浪猛烈海浪或强烈喷水时，进入外壳水量不致达到有害程度

7防浸水影响浸入规定压力的水中经规定时间后进入外壳水量不致辞有害程度

能按制造厂规定的条件长期潜水

8防潜水影响注：通常指水密型，但对某些类型设备也可以允许水进入，但应

达到有害程度

第一个数字是定义进入壳体的最小固体尺寸；第二个数字是定义防水能力，在上

表中详细列出。例如防护等级IP55,第一个5表示能防尘，但不能完全防止尘埃进入,

而进入量不能达到妨碍设备工作的程度；第二个5表示能防喷水，任何方向的喷水都

无有害影响。

二、灯具的防触电要求

灯具也可以根据保护使用者防电击的方式来进行分类。0类灯具（仅适用于普通

灯具），灯具不接地只依靠基本绝缘作为防触电保护的灯具；I类灯具，它的防

触电保护不仅依靠基本绝缘，还把易触及的导电部件连接到设备的固定接地端子

上，使易触及的导电部件在基本绝缘失效时不致带电；II类灯具，它的防触电保

护不仅依靠基本绝缘，而且具有附加安全措施，例如双重绝缘或加强绝缘，但没

有接地或依赖安装条件的保护措施。就目前来说，应减少0类灯具，多设计生产

I、II类灯具。

三、灯具的光度要求

灯具的光度要求，灯具本身并没什么规定。因为不同场所有不同的照明要求和不

同的照明质量评价方法，必然需要有不同的灯具光度要求，才能得到满意的照明。例

如使用视觉显示终端的办公室有灯具，限定在某一个方向上灯具的亮度；对于机场灯

具，有特定的光强要求等等。

二、灯具制造中的选材

灯具中除光源的寿命较短外，外壳、电气零件、表面处理的的表面、反射器等都

有相对较长的寿命。我们应该考虑不同材料，不同的表现处理和电气零件在不同环境

中的寿命。

1.灯具中的塑料

2.灯具防锈材料

3.灯具防腐蚀材料

三、灯具的设计方法

一.灯具的反射器设计

不同场所都有不同要求的照明要求，必然要求使用不同照明作用的灯具，才能得

到满意的照明效果。因此，要通过研究各种照明场所的照明方式和评判指标，来确定

出灯具的配光曲线和光源，设计出灯具的反射器，最终获得符合要求的灯具。只有了

解每一类照明的全部内涵并掌握灯具反射器的设计方法和材料的表面处理方法，才能

创造出新灯具或提高产品的质量

灯具反射器的形状多种多样，通常有：

1.柱面反射器

2、旋转对称反射器

3.不对称反射器

4.组合式反射器

二.灯具的安全设计

三.灯具的寿命设计

四、灯具的选用

在照明设计中选用灯具的基本原则

1.光学特性。首先要看配光是否合理，保护角是否符合要求，灯具各个角度的

亮度应在被限定范围之内。

2.经济技术指标要符合要求。

3.灯具的光学性能要与使用房间室形相匹配,符合使用场所的环境条件；

4.灯具的结构应符合安全和防触电指标；

5.灯具的外形与建筑物应该相协调，并能起到美化环境的作用；

6.要考虑安装灯具的方法，易于清扫，换装灯泡简便，便于维护；

7.要考虑灯具光源的寿命和造价指标；

二.按照配光种类来选用灯具

配光的分类在国内没有统一的规定，按照国防照明委员会CIE的规定，配光分

为五种不同种类的配光，使用的场所亦有不同；如下表：

按配光分类选择灯具

类别名上半球光通％配光曲

灯具特点适用场所及举例

称下半球光通％线形状

直接型0/100窄中宽照明效率高易维修容易要求经济，高效率的场所尤

获得高照度室内表面反其对高顶棚场所

射影响少顶棚暗，垂直照工矿灯、探照型灯、嵌入式

度低灯等

■半直接■10/90■苹果形配照明效率中等，费用中等适用于要求创造环境气氛的

型光场所，而经济性较好

扩散型40/60；60/40梨形配光增天棚亮度，增空内亮度

要求室内各表面有高的塑料、玻璃建筑灯具、花灯、

半间接90/10元宝形配

型光反射吊灯等

间接型100/0凹字形效率低，费用高，维修难适用于创造气氛，具有装饰

心字形环境光线柔和，无阴影室效果反射型的吊灯和壁灯，

内反射影响大暗槽灯等

“直接型”配光灯具光通利用率高，经济性能好，大部分工厂车间和厅堂照明都

选用它。“直接型”配光分为宽、中、窄三类。宽配光适用于低矮房间，如果使用窄

配光会出现照度不均匀；高顶棚房间采用窄配光灯具，如果采用宽配光灯具光线会白

白损失在空间，使用率下降，不节能。房间形状用室空间比RCR表示，适合不同室

形的灯具。一般建筑高度5〜10M为中顶棚，10M以上为高顶棚，10M以上为高顶棚,

5M以下为供低矮建筑。

直接型配光灯具的选用

室空间比RCR配光种类选用灯具最大允许距高比S/H

1~3宽配光1.5~2.5

3~6中配光0.8~1.5

6~10窄配光0.5-0.8

非对称配光灯具主要用于广告牌，商业橱窗，教室黑板等垂直面照明，这类灯具

的特点是能获得较高的垂直照度，而且能使垂直面照度均匀。也可采用指向型灯具，

如投光灯、射灯等。

三.按环境条件来选用灯具

1.在有爆炸或火灾危险的场所，应根据爆炸或火灾危险的介质分类等级选择相

应的防爆灯具；

2.在特别热的房间内应限制使用带密封玻璃的灯具；

3.在特别潮湿的房间内，如有腐蚀性气体和蒸汽的游泳场所，因有大量的水蒸

气，所以应选用密闭式，耐腐蚀的灯具；

4.多灰尘的房间，应根据灰尘的数量和性质选用灯具，如限制尘埃进入瓣防尘

型或密封型灯具；

5.在使用有压力的水冲刷的场所，必须选用防溅水型的灯具；

6.在无菌、无尘房间，如手术室、电子工业的洁净室，应选用积灰少，易清扫

和易消毒的灯具；

7.有振动较大的场所，和车间中应有防灯泡脱落，可用整体扩散器灯具，带防

护网和保护玻璃的灯具等等；

四.按照防触电保护来选用灯具

在我国，灯具的国家标准中对灯具防触电保护的形式分为四类，即0类、I类、

n类、in类详见下表格：

灯具防触电保护形式的主要特性

0类I类n类in类

灯具主要特性没有保护接地手段有保护接地手段有附加绝缘但没设计成安全低压

有保护接地手段供电

安全措施不接地与保护接地连接不需要安全电压用电

五.按照灯具的效率及保护角来选用灯具

在选择灯具时灯具效率高低是•个重要因素，没有高效率的灯具，照明设计难以

做合理，节能和降低投资。

影响灯具的重要因素是：①灯具反射器的设计是否能将光线绝大部分反射到灯

外，并且减少灯具内的多次反射和吸收；②灯具反射器和透射材料的影响。照明要求

为扩散配光的应首先采用扩散反射材料，使用高纯铝（纯度达到99.7%）板，并进行

电抛光处理，反射率可高达94%。•般经阳极化处理，反射率在80%以上。

灯具采用的透光罩，材料不同透过壮态也不同，基本