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1、第一章 光的基本知识1.1光的性质、度量一、光的性质1、波动性 光是电磁波，波长在 380-780nm2、粒子性 光是一种带有能量的粒子光子 1、光的波动性可见光只是电磁波的一部分 二、基本光度量 光通量发光强度照度 光出射度亮度光通量定义：光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人眼产生光感的能量称光通量符号：单位：流明（lm）例:220V 100W白炽灯的光通量为1250 lm 220V 36W T8荧光灯的光通量为2500 lm 发光强度光源在某一个特定方向上单位立体角内(每球面度)辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度。简称光强。符号：I单位：坎德拉（cd）照度被照面上的光通密度为
2、照度。它是射入被照物体表面单位面积上的光通量符号:E 单位:勒克斯 （lx）例:在40W白炽灯下1m处的照度约为30lx,加搪瓷伞形灯罩后可增加为73lx满月晴空的月光下为0.2lx晴朗的白天室内照度为100500lx一般情况下,1-5lx的照度仅能辨别物体的轮廓光出射度发光面单位面积出射的光通量称光出射度符号 M单位 辐射勒克斯（rlx）亮度发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度，称为该发光体的表面亮度。符号：L 单位：尼特（nt）。面光源一个单元面积上的亮度面光源一个单元面积上的亮度 亮度与被视物体的发光强度或反光面的反光强度有关,还与发光面或反光面的面积有关.例:同一照度下的黑白物体
3、功率相同的普通灯泡与磨砂灯泡一般情况下:40W荧光灯的表面亮度为7000cd/m2晴朗天空平均亮度为5000cd/m2太阳的表面亮度为1.6109cd/m2 当亮度超过1.6105cd/m2 时,人眼就难以忍受了几个光度量关系示意图1.2 照度标准照度标准 建筑照明设计标准GB500342004 1、制定照度标准的方法、制定照度标准的方法l影响人的视力的因素有：生理因素 背景亮度 亮度对比 年龄 l人完成视觉工作的功效为视觉功效 l照度标准制定的依据是：视觉功效特性 视疲劳 经济性2、影响视觉功能的因素、影响视觉功能的因素l物体亮度和环境亮度l亮度对比和颜色对比l曝光时间l物体大小或物体的运动
4、l眩光3 3、GB500342004GB500342004标准简介标准简介l标准值：平均照度l参考平面高度：0.75ml分级 0.5 1 3 5 10 15 20 30 50 75 100 150 200 300 500 750 1000 1500 2000 3000 5000lx 共21级l计算允许偏差：（1010）%l同时颁布节能指标（功率密度）2007.8开始执行目标值l符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照标准值分级提高一级度，可按照标准值分级提高一级l视觉要求高的精细作业场所，眼睛至识别对象的距离视觉要求高的精细作业场所
5、，眼睛至识别对象的距离大于大于500mm500mm时时l连续长时间紧张的视觉作业，对视觉器官有不良影响连续长时间紧张的视觉作业，对视觉器官有不良影响时时l识别移动对象，要求识别时间短促而辨认困难时识别移动对象，要求识别时间短促而辨认困难时l视觉作业对操作安全有重要影响时视觉作业对操作安全有重要影响时l识别对象亮度对比小于识别对象亮度对比小于0.30.3时时l作业精度要求较高，且产生差错会造成很大损失时作业精度要求较高，且产生差错会造成很大损失时l视觉能力低于正常能力时视觉能力低于正常能力时l建筑等级和功能要求高时建筑等级和功能要求高时 符合下列条件之一及以上时，作业面符合下列条件之一及以上时，
6、作业面或参考平面的照度，可按照标准值分级降低一级或参考平面的照度，可按照标准值分级降低一级l进行很短时间的作业时进行很短时间的作业时l作业精度或速度无关紧要时作业精度或速度无关紧要时l建筑等级和功能要求较低时建筑等级和功能要求较低时新标准的特点和主要变化新标准的特点和主要变化l照度水平有较大提高照度水平有较大提高,适应当前生产工作学习和适应当前生产工作学习和生活的需要生活的需要l照明质量有更新更高的要求照明质量有更新更高的要求,有利于改善视觉条有利于改善视觉条件件l反映照明科技进步反映照明科技进步,有利于优质高效照明器材的有利于优质高效照明器材的发展和推广应用发展和推广应用l突出节能突出节能,
7、运用强制性条文限制照明功率密度运用强制性条文限制照明功率密度,促促进照明系统能效提高进照明系统能效提高l增加了照明管理与监督的内容增加了照明管理与监督的内容,有利于设计方案有利于设计方案的优化的优化,标准的实施标准的实施办公建筑照明标准值办公建筑照明标准值房间或场所房间或场所 参考平面及其高度参考平面及其高度/m m照度标准值照度标准值/lx lx UGR UGR Ra Ra 普通办公室普通办公室 0.750.75（水平面）（水平面）300 300 191980 80 高档办公室高档办公室 0.750.75（水平面）（水平面）500500191980 80 会议室会议室 0.750.75（水平
8、面）（水平面）300 300 191980 80 接待室、前台接待室、前台0.750.75（水平面）（水平面）300 300 80 80 营业厅营业厅 0.750.75（水平面）（水平面）300 300 222280 80 设计室设计室 实际工作面实际工作面 500500191980 80 文件整理、复印、发行室文件整理、复印、发行室0.750.75（水平面）（水平面）300 300 80 80 资料、档案室资料、档案室0.750.75（水平面）（水平面）20020080 80 居住建筑每户照明功率密度值居住建筑每户照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值
9、照度值（LX）现行值现行值目标值目标值起居室起居室76 6100100卧室卧室7575餐厅餐厅150150厨房厨房100100卫生间卫生间100100办公建筑照明功率密度值办公建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值照度值（Lx）现行值现行值目标值目标值普通办公室普通办公室119 9300300高档办公室、设计室高档办公室、设计室181 15 5500500会议室会议室119 9300300营业厅营业厅131 11 1300300文件整理、复印、发行文件整理、复印、发行室室119 9300300档案室档案室87 7200200商业建筑照明功率密度值商业
10、建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值照度值（LxLx）现行值现行值目标值目标值一般商店营业厅一般商店营业厅12121010300300高档商店营业厅高档商店营业厅19191616500500一般超市营业厅一般超市营业厅13131111300300高档超市营业厅高档超市营业厅20201717500500旅馆建筑照明功率密度值旅馆建筑照明功率密度值房间房间或或场场所所照明功率密度照明功率密度（W/W/）照度照度值值（L Lx x）现行值现行值 目标值目标值客房客房15151313中餐厅中餐厅13131111200200多功能多功能厅厅181815153
11、00300客房层客房层走廊走廊5 54 45050门厅门厅15151313300300医院建筑照明功率密度值医院建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值（照度值（LxLx）现行值现行值目标值目标值治疗室、诊室治疗室、诊室11119 9300300化验室化验室18181515500500手术室手术室30302525750750候诊室、挂号厅候诊室、挂号厅8 87 7200200病房病房6 65 5100100护士站护士站11119 9300300药房药房20201717500500重症监护室重症监护室11119 9300300学校建筑照明功率密度值学校建
12、筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值照度值（LX）现行值现行值目标值目标值普通教室、阅览室普通教室、阅览室1 11 19 9300300夜间使用教室、阅览室夜间使用教室、阅览室18181 15 5500500阶梯教室阶梯教室18181 15 5300300实验室实验室1 11 19 9300300美术教室美术教室18181 15 5500500多媒体教室多媒体教室1 11 19 9300300 1.3 颜色的特性、眩光 颜色的形成 光的光谱能量分布光的光谱能量分布颜色的基本性质 三个基本属性：色调三个基本属性：色调 明度明度 彩度彩度颜色的表示 孟塞
13、尔表色系统孟塞尔表色系统 HV/C HV/C CIE CIE表色系统（表色系统（R G BR G B）光源的光色 色表和显色性色表和显色性 色彩属性色彩属性色彩具有基本的三属性：色调（Hue）就是色彩的颜色，如红，橙，黄，绿，蓝，紫等各代表一种色相，而黑，白以及各种灰色则属于无色系；明度（Brightness）是指色彩的明暗程度;饱和度（Saturation）则是指色彩的纯度，又称为彩度。色彩的色相变化色彩的色调变化色相和色调的对比色相和色调的对比红、蓝二色的饱和度变化红、蓝二色的饱和度变化光源的色表 光源的色表指光源的表观颜色，是人眼观看到光源所发出的光的颜色。在照明应用方面，光源的色表可用
14、色温或相关色温来表示。黑体是特殊形式的热辐射体，能把投射到它上面的辐射全部吸收。当被加热到高温便产生辐射，黑体辐射的光谱功率分布完全取决于被加热的温度。当黑体（能吸收全部光能的物体）被加热到某一温度，它所发出的光的颜色与标准光源所发出的光颜色相同时，这一温度就称为该光源的颜色温度，简称色温，单位：K。光源的色温及色表 色温 色表 800900K 红色 21002900K 红黄色 3300K左右 黄白色 3500K 白色 5500K 冷白色 8000K 浅蓝色 光源的显色性光源所发出的光照射到物体上，对物体颜色显示的光源所发出的光照射到物体上，对物体颜色显示的真实程度，称为光源的显色性。在电气照
15、明技术中，真实程度，称为光源的显色性。在电气照明技术中，光源的显色性一般以显色指数光源的显色性一般以显色指数RaRa来表示来表示 显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。一标准光源下所显示的颜色关系。RaRa值的确定，是值的确定，是将将DIN6169DIN6169标准中定义的标准中定义的8 8种测试颜色在标准光源和种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。色的显色性越好。RaRa值为值为100100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的
16、光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。的颜色与在标准光源下一致。人工标准光源的显色指数定为100 Ra=80 100 显色性优良 Ra=50 79 显色性一般 Ra 50 显色性差 显色指数及性能参考眩光定义定义 由于视野中亮度分由于视野中亮度分布或亮度范围的不适布或亮度范围的不适宜宜,或存在极端的亮或存在极端的亮度对比度对比,以至引起人以至引起人眼产生不舒适的感觉眼产生不舒适的感觉或降低观察细部或目或降低观察细部或目标的能力，这种现象标的能力，这种现象称为眩光称为眩光 分类分类分类分类 失能眩光失能眩光 不舒适眩光不舒适眩光 眩光眩光与视线角度的关系与视线角度的关系：视环
17、境中的光污染正常情况下，人的眼睛由于瞳孔的调节作用，对一定范围内的光辐射都能适应。但光辐射增至一定量时将会对生活和生产环境以及人体健康产生不良影响，这称之为光污染。视环境中的光污染可分为三种：1 室外环境污染，如建筑物外墙，典型的是玻璃幕墙；2 室内视环境污染，如内装修、室内不良的光色环境等，较典型有歌舞厅等；3 局部视环境污染，如书本纸张、以及电脑等 光污染危害建筑和室内装修采用镜面建筑和室内装修采用镜面,瓷砖和白粉墙日益增多，瓷砖和白粉墙日益增多，近距离读写近距离读写,使用的书簿纸张越来越光滑，如果人长使用的书簿纸张越来越光滑，如果人长期在这种高反光条件下工作或生活，视网膜会受到期在这种高
18、反光条件下工作或生活，视网膜会受到不同程度的损害，视力急剧下降，白内障发病率高不同程度的损害，视力急剧下降，白内障发病率高达达45%45%。这种污染还使人头昏心烦，甚至发生失眠，。这种污染还使人头昏心烦，甚至发生失眠，食欲下降，情绪低落，身体乏力等类似的精神衰弱食欲下降，情绪低落，身体乏力等类似的精神衰弱的症状。的症状。彩光污染危害更严重彩光污染危害更严重,歌舞厅中的黑色灯产生的紫外歌舞厅中的黑色灯产生的紫外线，如果长期受其照射，会诱发流鼻血、脱牙、白线，如果长期受其照射，会诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血病和其它癌变。彩色光源不仅内障，甚至导致白血病和其它癌变。彩色光源不仅对眼睛不利，
19、而且干扰大脑中枢神经，人们会出现对眼睛不利，而且干扰大脑中枢神经，人们会出现恶心、呕吐、失眠、注意力不集中等症状。恶心、呕吐、失眠、注意力不集中等症状。如何预防光污染2020世纪世纪9090年代初，美国科学家曾做过一个著名的色年代初，美国科学家曾做过一个著名的色块刺激实验，发现不同颜色块刺激实验，发现不同颜色(光频率光频率)对眼疲劳的影对眼疲劳的影响有着明显的差异。针对这一原理，美国等一些国响有着明显的差异。针对这一原理，美国等一些国家和部分图书采用了黄底色纸张印刷，确实比白色家和部分图书采用了黄底色纸张印刷，确实比白色要舒服一些。而在德国，室内装修墙壁粉刷时，人要舒服一些。而在德国，室内装修
20、墙壁粉刷时，人们已开始理性地适用一些浅色，主要是米黄、浅蓝们已开始理性地适用一些浅色，主要是米黄、浅蓝等，来代替刺眼的白色。等，来代替刺眼的白色。20002000年初，英国艾塞克斯年初，英国艾塞克斯大学的薄膜覆盖法获得成功：采用一些特定颜色大学的薄膜覆盖法获得成功：采用一些特定颜色(频频率率)的薄膜覆盖在书本上，阅读时会使眼睛放松，不的薄膜覆盖在书本上，阅读时会使眼睛放松，不容易串行，还明显地提高阅读效率。容易串行，还明显地提高阅读效率。其次，建筑物装修要服从环境保护要 求，尽量不用玻璃大理石、铝合金等材料，涂料也要选择反射系数低的。欧美一些国家早在20世纪80年代末，就开始限制在建筑物外部装
21、修使用玻璃幕墙，不少发达国家或地区也明文限制使用釉面砖和马赛克装饰外墙。而在我国，许多城市仍将玻璃幕墙等作为一种时髦装饰大量使用，导致城市的光污染源大量增加。这是一个必须正视的问题。第三，室内装修要合理布置灯光。这不单指亮度、第三，室内装修要合理布置灯光。这不单指亮度、位置、角度的合理性，还包括颜色格调、光源类型、位置、角度的合理性，还包括颜色格调、光源类型、配光方式等一系列问题。具体来讲，一是要注意色配光方式等一系列问题。具体来讲，一是要注意色彩的协调；二是要避免眩光，以利于消除眼睛疲劳，彩的协调；二是要避免眩光，以利于消除眼睛疲劳，保护视力；三是要合理分布光源，顶棚光照要照亮；保护视力；三是要合理分布光源，顶棚光照要照亮；四是光线照射方向和强弱要合适，避免直射人的眼四是光线照射方向和强弱要合适，避免直射人的眼睛。睛。第四，要注意个人保健。专家建议，个人如果不能避免长期处于光污染的工作环境中，应该定期去医院眼科作检查，以及时发现病情。生活中的一些细节也不要忽视，如出外应戴上起保护作用的遮阳镜，应尽量少去歌厅、舞厅等。没有光的世界会一片漆黑。但光污染的危害也不可忽视。改善视觉环境是我们的目标。