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照明基础知识

照明基础知识

照明基础知识

照明基本概念

名称 符号 单位 说明
发通量 F Lm流明 光源每秒钟所发出光量之总和,用于表示光源发出的光量。简单说就是发光量
发光强度 I Cd 坎德拉 光的强度。在某一特定方向角内所放射光的量。
照度 E Lx勒克司 单位面积内所入射光的量,也就是光能量(lm)除以面积(m2)所得的值,用来表示某一场所的明亮度。
亮度 L Cd/m2 尼特 从某一方向所看到物体反射光线的强度。也就是说单位面积时某一方向反射的光之强度。照度是表示单位面积内入射光的量。亮度则是表示眼睛以某方向所看到物体的反射光的强度。
平均寿命   小时 指一批灯泡点灯至百分之五十之数量损坏不亮时之小时数。
额定寿命   小时 以长期制造的同一形式的灯具点灯2.5h、灭灯0.5h的连续反复实验条件下,直到“大多数灯不能再灭亮为止的点灯时间”或“全光束下降到初光束的70%时的点灯时间”中的短时平均值来表示。

光通量、发光强度、照度、亮度之间的关系图示

关系图示

显色性

显色性
光源对于物体颜色显现的程度成为显色性,也就是颜色逼真的程度,显色性高的光源对颜色的表现较好,我们所看到的颜色也就较近自然原色。显色性低的淘汰对颜色的表现较差,我们所看到颜色偏差也较大。
为何会有显色性高低之情形发生?其关键在于该光线之“分光特性”。可见光之波长在380nm至780nm之范围内,也就是我们在光谱中见到的红、橙、黄、绿、兰、靛、紫的范围,如果光源所放射的光之中所含的各色光的比例和自然光相近。则我们眼睛所看到的颜色也就较为逼真。
平均显色评价(Re):在光源照射下的色彩的再现度的数值表示以Ra100为基准光。数值越低、与基准光差异越大,显色性愈低。

光源的光色(色温)

  • 色温3200-3500K,亮度75%

    色温3200-3500K
    亮度75%

  • 色温3500-4000K,亮度50%

    色温3500-4000K
    亮度50%

  • 色温4000K-4500K

    色温4000K-4500K

  • 色温5000-5600K

    色温5000-5600K

  • 色温
    色温度是以绝对温度K(开尔文)来表示。乃是将一标准黑体加热,温度升高至某一程度时颜色开始由深红→浅红→橙黄→白→蓝白→蓝逐渐改变,利用这种光色变化特性,某光源的光色与黑体的光色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温度。色温影响着空间的气氛。
    色温在3300k以下时,光色就开始有偏红的现象,给人是一种温暖的感觉,色温超过5000k时颜色偏白色光,给人是一种清冷的感觉。另外,在不同色温的照明环境中色温又同时影响着人们对周边环境色彩的感觉。比如,在红色的光源下,人们往往不能完美地看到红色。
  • 绝对温度K是1848年由英国物理学家Keivin提出。他认为摄氏零下273.16℃才是温度起点。因此,绝对温度的计算方式,就是273.16℃再加上一般常用的摄氏温度,如人体常温为36℃,也是绝对温度309K。

色温表

色温度 光度 光源
低于3300K 温暖 白炽灯、三基色荧光灯(暖白色)
介于3300K至5000K 中间 三基色白色荧光灯、普通荧光灯
高于5000K 清冷 三基色日光色荧光灯、普通荧光灯

光源效率

  • 光源效率
    光源效率亦称经济效率是以其所发出的光能量队以其耗电量所得之值,光源效率(lm/W)=流明(lm)/耗电量(W),即每一瓦电力所发出光的量,其数值越高表示光源效率越高越节能(如下表)。所以对于使用时间较长之场所,如办公室、走廊、隧道等。光源效率通常是一个重要的考虑因素。

主要光源的技术指标(本公司产品间比较)

光源种类 光通量(lm) 光效(lm/W) 显色指数(Ra) 色温(K) 寿命(h)
白炽灯(60W) 625 10 100 2700 1000
高压汞灯(400W) 22000 55 >40 3800 12000
普通荧光灯(36W) 2500 69 >75 3000/4000/5000/6500 12000
三基色荧光灯(36W) 3200 90 88 3000/4000/5000/6500 12000
e-Hf 高效荧光灯 4700 104 84 3000/5000/6700 18000
紧凑型荧光灯(13W) 900 69 88 2700/4000/6700 10000
金属卤化物灯(400W) 36000 90 >60 4000 9000
高压钠灯(400W) 48000 120 >20 2000 12000

利用系数表

利用系数表是设计师用于计算室内照度或需要灯具数量时,通常查询的表格,根据不同的反射系数组合(墙面、顶棚、地面)Fr=L.W/hx(L+W)再计算出室形指数。其中Fr——室形指数,h——灯具至被照面的高度.L为房间的长,W为房间的宽,最后在表中查出利用系数Uf,便可以计算被照面的照度估算值。
照明设计必须要求得准确的利用系数,否则会很大的偏差,影响利用系数的大小,有心下几个因素:

  • 灯具的光分配曲线
  • 灯具的光输出比例
  • 室内的反射率(天花板、墙壁、工作桌面)
  • 室形指数大小
反射率 天花板 80% 70% 50% 30% 0%
墙壁 70 50 30 10 70 50 30 10 70 50 30 10 70 50 30 10 0%
地面 10% 10% 10% 10% 0%
室指数 利用系数(×0.01)ZCM
0.6
0.8
1.0
1.25
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
5.0
7.0
10.0
44
52
58
63
66
70
72
74
76
77
79
80
34
44
50
56
60
65
68
71
73
75
77
79
29
38
45
51
55
61
65
68
71
73
76
78
25
34
41
47
52
58
62
65
69
71
74
77
43
51
57
62
65
69
71
73
75
76
78
79
34
43
50
55
59
64
68
70
73
74
76
78
28
38
45
51
55
61
64
67
70
72
75
77
25
34
41
47
51
58
62
65
68
71
74
76
41
49
55
59
63
67
69
71
73
74
76
77
33
42
49
54
58
63
66
68
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73
75
76
28
38
44
50
54
60
63
66
69
71
73
75
24
34
41
47
51
57
61
64
67
70
72
74
39
47
53
58
61
65
67
69
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73
74
75
32
42
48
53
57
62
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荧光灯的构造

荧光灯的构造
荧光灯是放电灯的一种。在玻璃管中充有容易放电的氩气和极少量水银;在玻管内壁上涂敷有荧光物质;在管的两端有用钨丝制作的双螺旋或三螺旋灯丝线圈电极;在电极上涂敷有发射电子的物质。

荧光灯的发光原理

荧光灯的发光原理
点灯(起动)时,电流流过电极并加热,从灯丝向管内发射出热电子,开始放电。放电产生的流动电子和管内的水银原子碰撞,发出紫外线(253.7nm)。这种紫外线照射荧光物质,变成可见光。随荧光物质的种类不同,可发出多种多样的光色。

荧光灯启动过程

荧光灯启动过程
电源接通,电压加在起辉器开始辉光放电。放电产生的热量使双金属片发生弯曲并接触,起辉器回路导通,灯线同时得到预热。
起辉器加路导通,辉光放电消失,双金属片冷却,几秒钟后恢复原状,使接触的电极分离,将回路切断。回路切断的瞬间,镇流器产生的高压加在了已被充分预热而处于易于放电状态的灯丝两端,放电过程开始启动。启动后,由于镇流器抑制住电压,使得灯管正常工作。此时,起辉器灯管上的电压远低于工作电压,所以处于断开状态。
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