一. 光與電磁波: 光是一種電磁波,速度為:30×10000 km/s
波長(zhǎng)為780~380nm(納米)。1納米=10的-9次方米
二. 光譜與顏色:
光譜:紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫
紅外線波長(zhǎng):620~780nm。紫外線的波長(zhǎng):380~420nm。如下圖:
波長(zhǎng)780 ~ 620 ~ 590 ~ 560 ~ 490 ~ 450 ~ 420 ~ 380nm
太陽(yáng)光:波長(zhǎng)是780~380nm,純白色。
白熾燈:波長(zhǎng)為780~400nm,缺少紫光,故合成后光色略偏紅黃。
熒光燈:波長(zhǎng)為750~310nm,缺少紅光,故合成后略帶青色或呈青白色。
三. 燈具的主要作用:
1. 固定和保護(hù)燈;
2. 控制和分配燈光,突現(xiàn)所需的光分布;
3. 裝飾與美化環(huán)境;
四. 照明燈具的光特性:照明燈具的光特性主要用三項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)來說明,即:
1. 發(fā)光強(qiáng)度的空間分布;
2. 燈具效率;
3. 亮度分布或燈具遮光角;
五. 發(fā)光強(qiáng)度的空間分布
任何燈具在空間各方向上的發(fā)光強(qiáng)度都不一樣,我們可以用數(shù)據(jù)或圖形把照明燈具發(fā)光強(qiáng)度在空間的分布狀況記錄下來,通常我們用縱坐標(biāo)來表示照明燈具的光強(qiáng)分布,以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心,把各方向上的發(fā)光強(qiáng)度用矢量標(biāo)注出來,連接矢量的端點(diǎn),即形成光強(qiáng)分布曲線,也叫配光曲線。
因?yàn)榇蟛糠莸臒艟叩男螤钍禽S對(duì)稱的旋轉(zhuǎn)體,其發(fā)光強(qiáng)度在空間的分布也是軸對(duì)稱的。所以,通過燈具軸線取任一平面,以該平面內(nèi)的光強(qiáng)分布曲線來表明照明燈具在整個(gè)空間的分布就夠了。如果照明燈具發(fā)光強(qiáng)度在空間的分布是不對(duì)稱的,例如長(zhǎng)條形的熒光燈具,則需要用若干測(cè)光平面的光強(qiáng)度分布曲線來說明空間光分布。取同燈具長(zhǎng)軸相垂直的通過燈具中心下垂線的平面為C0平面,與C0平面垂直且通過燈具中心的下垂線的平面為C90平面。至少要用C0、C90兩個(gè)平面的光強(qiáng)分布說明非對(duì)稱燈具的空間配光。為了便于對(duì)各種照明燈具的光分布特性進(jìn)行比較,統(tǒng)一規(guī)定以光通量為1000流明(lm)的假想光源來提供光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)。因此,實(shí)際光強(qiáng)應(yīng)是測(cè)光資料提供的光強(qiáng)值乘以光源實(shí)際光通量與1000之比。
照明燈具的光強(qiáng)分布是利用燈具的反光罩、透光棱鏡、格柵或散光罩控制燈光實(shí)現(xiàn)的。反射罩是燈具的基本控光部件,它的反射比越高,規(guī)則反射越強(qiáng),控光能力越顯著。陽(yáng)極氧化或拋光氧化鋁、不銹鋼板是常用的鏡面發(fā)射材料。按照規(guī)則反射定律對(duì)鋁反射罩的幾何形狀、尺寸進(jìn)行周密設(shè)計(jì),安裝時(shí)注意光源精確定位,便能獲得各種需要的光分布。格柵主要起遮蔽光源,減少直接眩光的作用。透過格柵的光分布一般比較狹窄。
六. 照度與空間發(fā)光強(qiáng)度分布
照明燈具的布置和照度計(jì)算是照明設(shè)計(jì)的重要組成部份,直接影響照明設(shè)計(jì)質(zhì)量。點(diǎn)光源照度計(jì)算:
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式中:E :照度
ΔS:受光面積
F :光通量
IQ
:發(fā)光強(qiáng)度
公式表明:點(diǎn)光源所產(chǎn)生照度和它到受照面的距離的平方成反比,和入射角的余弦成正比,和反光強(qiáng)度成正比。當(dāng)光源尺寸小于它到受照面距離的1/10時(shí)即視為點(diǎn)光源。
七. 燈具概算圖
燈具概算圖表達(dá)了單位面積使用燈具數(shù)量的關(guān)系。通常燈具概算圖給出同一燈具幾種不同的懸掛高度,當(dāng)工作面照度要求為100Ix時(shí),某種平面面積所需燈具的數(shù)量,作為選擇燈具的依據(jù)。假如要求正確工作面的照度不是100Ix時(shí),則實(shí)際所需燈具數(shù)量為概算圖上給出數(shù)量乘以實(shí)際照度與100Ix之比。
八. 名詞解釋:
1. 光通量:單位時(shí)間光源向空間發(fā)出的、使人產(chǎn)生光感覺的能量。設(shè)光源在t秒內(nèi)總共輻射出的光能是W,我們就把輻射出來的光能W與輻射所經(jīng)過的時(shí)間t之比稱為光通量。光通量是衡量光源發(fā)光多少的一個(gè)指標(biāo)。以F表示,單位為光瓦。光瓦單位太大,常用流明(lm)作為實(shí)用單位,它們的關(guān)系是1光瓦=683流明(lm)。1lm=1cd·sr
例:普通40W熒光燈的光通量為2200流明(100小時(shí))
國(guó)產(chǎn)白熾燈每消耗1W電能所產(chǎn)生的光通量約為12.5lm(4tlm)
2. 發(fā)光強(qiáng)度:是光通量的空間密度,即單位立體角的光通量,也就是衡量光源發(fā)光強(qiáng)弱程度的量。單位為坎德拉(cd)。
一支蠟燭的發(fā)光強(qiáng)度約為1cd。
國(guó)產(chǎn)100W普通白熾燈的發(fā)光強(qiáng)度約為100cd。
3. 光照度(簡(jiǎn)稱照度):是受光表面上光通量的面密度,即單位面積的光通量。故照度是表示受光表面被照亮程度的一個(gè)量。以E表示,單位為勒克斯(Lx)。
例:自然光的照度大約如下:
100000Lx
晴天的陽(yáng)光直射下
10000Lx 晴天時(shí)背陰處
20
Lx 晴天時(shí)室內(nèi)角落
0.2
Lx 月夜
100~200
Lx 一般辦公室要求的照度
一般學(xué)習(xí)的照度應(yīng)不少于75Lx
在40W普通燈泡正下方1m處的照度約為30Lx
40W熒光燈正下方1.3m處的照度約為90Lx
4.
光亮度(簡(jiǎn)稱亮度):單元表面在某一方向上的光強(qiáng)密度,它等于該方向上的發(fā)光強(qiáng)度和此表面在該方向上的投影面積之比。即被視物體在視線方向單位投影面上的發(fā)光強(qiáng)度稱為該物體表面的亮度。亮度往往是表示某個(gè)方向上的亮度。以B表示,單位:坎德拉每平方米,符號(hào):cd/㎡。或尼特(nt)、熙提(sb)。1nt尼特=1cd/㎡,1sb熙提=10000nt尼特。用公式表示如下:
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40W熒光燈的表面照度為7000cd/㎡
白熾燈的燈絲亮度約為400×10
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4
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太陽(yáng)亮度約為20×10
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8
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cd/㎡
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一般陰天天空亮度平均值為2000cd/㎡
5. 光效:光源的發(fā)光效率,就是光源所發(fā)生的光通量和它所消耗的電功率之比,簡(jiǎn)稱光效。單位:流明/瓦,符號(hào):lm/W
一般白熾燈泡的光效約為7~20lm/W
直管形熒光燈的光效約為30~60lm/W,所以使用熒光燈比使用白熾燈更能節(jié)約能源。
九. 光色與失真
光色是衡量光源質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。含:
1.
色表:人眼直接觀察發(fā)生的光線所看到的顏色。
2. 顯色性:光線照射到物體表面上所產(chǎn)生的客觀效果。
3.
顯色指數(shù):燈光下所顯示的顏色與陽(yáng)光下的顏色相比較之?dāng)?shù)值。
4. 色溫:是表示熾熱發(fā)光物體具有的顏色。
十. 科學(xué)合理的照明
1. 亮度對(duì)比
當(dāng)周圍亮度與中心亮度相等時(shí),或周圍稍暗時(shí),視力最好。
2. 眩光
在視環(huán)境內(nèi),若有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度。
分直射眩光和反射眩光。
直射眩光是由光源發(fā)出的光線直接射到人眼所造成的。眩光引起視覺不舒適的原因有:
① .高度的刺激使瞳孔縮??;
②
.由于角膜或晶體等眼內(nèi)組織產(chǎn)生光散射,在眼內(nèi)形成光幕;
③ .視幕受高亮度的刺激,使適應(yīng)狀態(tài)破壞。
直射眩光的強(qiáng)弱與光源有關(guān),以下情況眩光最顯著:
① .光源周圍暗,眼睛適應(yīng)越暗,眩光越顯著。
② .光源亮度越高,眩光越顯著。
③
.光源越接近視線,眩光越顯著。
④ .光源的表面積越大,光源數(shù)目越多,眩光越顯著。
一般亮度超過160000cd/㎡就有不舒適的眩光產(chǎn)生。避免方法:
控制光源的光線投射方向,使光源不能直接射向人眼,這就要求燈具(或燈罩)具有一定的保護(hù)角。
有的燈具用透明格柵式或半透明罩來遮住光源,由于發(fā)光面積增大而使每個(gè)發(fā)光的亮度降低,光線就變得柔和而不刺眼。
燈具眩光的定義:
當(dāng)人眼直接感受的亮度超過接受的能力時(shí)便產(chǎn)生不舒適、辯別能力下降等不良反映,眩光是一種光污染,選擇光源、燈具不當(dāng)或光源與燈具配合不當(dāng)時(shí),往往產(chǎn)生眩光。
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