光污染及其控制讲稿.ppt

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1、关于光污染及其控制第一页，讲稿共一百零一页哦主要内容第一节 概述第二节 光学基础第三节 光环境评价与质量标准第四节 光污染防治技术第二页，讲稿共一百零一页哦第一节第一节 概述概述第三页，讲稿共一百零一页哦（一）光环境的定义（一）光环境的定义（二）光环境的影响因素（二）光环境的影响因素 （三）光环境中光的效果（三）光环境中光的效果 第四页，讲稿共一百零一页哦光环境光环境（一）光环境的定义（一）光环境的定义l定义定义：由光照射于内外空间所形成的环境。由光照射于内外空间所形成的环境。l光源光源：光环境中的光源包括：光环境中的光源包括l天然光天然光l人工光人工光第五页，讲稿共一百零一页哦光环境光环境（

2、一）光环境的定义（一）光环境的定义室内光环境室内光环境l定义定义：由光与颜色在室：由光与颜色在室内建立的、同房间形状有内建立的、同房间形状有关的生理和心理环境。关的生理和心理环境。l功能功能：满足物理、生理：满足物理、生理(视觉视觉)、心理、人体功效、心理、人体功效学及美学等方面的要求。学及美学等方面的要求。室外光环境室外光环境l定义定义：在室外空间由光：在室外空间由光照射而形成的环境。照射而形成的环境。l功能功能：除满足与室内光：除满足与室内光环境相同的要求外，还要环境相同的要求外，还要满足节能和绿色照明等社满足节能和绿色照明等社会方面的要求。会方面的要求。第六页，讲稿共一百零一页哦（二）光

3、环境的影响因素（二）光环境的影响因素 影响影响因素因素光色光色照度和亮度照度和亮度 视野外的亮度分布视野外的亮度分布 阴影阴影 周围亮度周围亮度 眩光眩光（1 1）（6 6）（5 5）（4 4）（3 3）（2 2）l l是保证光环境的是保证光环境的是保证光环境的是保证光环境的光量和光质量的光量和光质量的光量和光质量的光量和光质量的基本条件。基本条件。基本条件。基本条件。l l光源的颜色。光源的颜色。光源的颜色。光源的颜色。l l按标准表色体系，将单色按标准表色体系，将单色按标准表色体系，将单色按标准表色体系，将单色光混合，可匹配出感觉到光混合，可匹配出感觉到光混合，可匹配出感觉到光混合，可匹配

4、出感觉到与任意光的颜色相同的光与任意光的颜色相同的光与任意光的颜色相同的光与任意光的颜色相同的光 l l容容容容易易易易看看看看到到到到注注注注视视视视点点点点的的的的最最最最佳佳佳佳环环环环境境境境是是是是周周周周围围围围亮亮亮亮度度度度大大大大约约约约等等等等于于于于注视点亮度。注视点亮度。注视点亮度。注视点亮度。l l室内顶棚、墙面、室内顶棚、墙面、室内顶棚、墙面、室内顶棚、墙面、地面、家具等表面的地面、家具等表面的地面、家具等表面的地面、家具等表面的亮度分布。亮度分布。亮度分布。亮度分布。l l在视野中由于亮度的分布或范在视野中由于亮度的分布或范在视野中由于亮度的分布或范在视野中由于亮

5、度的分布或范围围围围不不不不当当当当，或或或或在在在在时时时时空空空空方方方方面面面面存存存存在在在在着着着着亮亮亮亮度度度度的的的的悬悬悬悬殊殊殊殊对对对对比比比比，以以以以致致致致引引引引起起起起不不不不舒舒舒舒适适适适感感感感觉觉觉觉或降低观看细部或目标的能力或降低观看细部或目标的能力或降低观看细部或目标的能力或降低观看细部或目标的能力l l眩光在光环境中是有害因素眩光在光环境中是有害因素眩光在光环境中是有害因素眩光在光环境中是有害因素，应应应应 设法控制或避免。设法控制或避免。设法控制或避免。设法控制或避免。l l阴影能突出物体的阴影能突出物体的阴影能突出物体的阴影能突出物体的外形和深

6、度，丰富物外形和深度，丰富物外形和深度，丰富物外形和深度，丰富物体的视觉效果。体的视觉效果。体的视觉效果。体的视觉效果。第七页，讲稿共一百零一页哦（三）光环境中光的效果（三）光环境中光的效果 （2 2）光的造型立体感效果）光的造型立体感效果（3 3）光的表面效果）光的表面效果（4 4）光的色彩效果）光的色彩效果（1 1）光的方向性效果）光的方向性效果 第八页，讲稿共一百零一页哦l光的方向：顺光、侧光、逆光、顶光、底光。光的方向：顺光、侧光、逆光、顶光、底光。顺光顺光 侧光侧光 逆光逆光（1 1）光的方向性效果）光的方向性效果 第九页，讲稿共一百零一页哦l光的方向性效果：光的方向性效果：l 增强

7、室内空间的可见度增强室内空间的可见度，l 增强或减弱光和阴影的对比增强或减弱光和阴影的对比l 增强或减弱物体的立体感增强或减弱物体的立体感l在室内光环境中只要调整光源的位置和方向，就能在室内光环境中只要调整光源的位置和方向，就能 获得所要求的方向性效果。获得所要求的方向性效果。l光的方向性效果对建筑功能、室内表面、人物形象光的方向性效果对建筑功能、室内表面、人物形象及人们的心理反应都起重要作用。及人们的心理反应都起重要作用。（1 1）光的方向性效果）光的方向性效果 第十页，讲稿共一百零一页哦l光的造型立体感效果光的造型立体感效果：物体表面上由于光的物体表面上由于光的 明暗变化所产生的立体感效果

8、，简称立体感。明暗变化所产生的立体感效果，简称立体感。l在光环境中室内外表面在光环境中室内外表面 的细部、浮雕、雕塑等的细部、浮雕、雕塑等 都会出现光的立体感效都会出现光的立体感效 果，使人们获得美好的果，使人们获得美好的 感受。感受。（2 2）光的造型立体感效果）光的造型立体感效果 第十一页，讲稿共一百零一页哦l光的表面效果：光的表面效果：室内空间中光在各表面上的室内空间中光在各表面上的 亮度分布或有无光泽。亮度分布或有无光泽。l表面亮度表面亮度：室内空间中光在各表面上的反射程度：室内空间中光在各表面上的反射程度 取决于表面与背景之间的亮度比。适宜的亮度比取决于表面与背景之间的亮度比。适宜的

9、亮度比 有利于视觉功效与工作行为相协调，并能降低室有利于视觉功效与工作行为相协调，并能降低室 内眩光。内眩光。l表面光泽表面光泽：在室内空间中光照射到表面时，由于：在室内空间中光照射到表面时，由于 反射光在空间分布而呈现出表面的外观性质。反射光在空间分布而呈现出表面的外观性质。（3 3）光的表面效果）光的表面效果 第十二页，讲稿共一百零一页哦l光的色彩效果：光的色彩效果：在室内光环境中，光的照射在室内光环境中，光的照射 使材料表面呈现出的色彩效果。使材料表面呈现出的色彩效果。l光和色彩光和色彩：对室内光环境二者不可分开，可见光：对室内光环境二者不可分开，可见光 的反射比越大，色彩的明度也越大的

10、反射比越大，色彩的明度也越大（表表7-17-1）。l色彩效果色彩效果：在光环境中，光照射到各种材料表面：在光环境中，光照射到各种材料表面 会呈现出不同色彩效果。通过光的色彩效果可获会呈现出不同色彩效果。通过光的色彩效果可获 得知觉效果，还可获得感情、联想等心理效果。得知觉效果，还可获得感情、联想等心理效果。明度明度明度明度/度度度度0 0 0 01 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4反射比反射比反射比反射比0.000.000.000.001.211.211.211.213.133.133.133.136.566.566.566.5612.0012.0012.0012.00明度

11、明度明度明度/度度度度5 5 5 56 6 6 67 7 7 78 8 8 89 9 9 9反射比反射比反射比反射比19.7719.7719.7719.7730.0530.0530.0530.0543.0643.0643.0643.0659.1059.1059.1059.1078.6678.6678.6678.66表表7-1 7-1 色彩的明度与光的反射比的关系色彩的明度与光的反射比的关系 （4 4）光的色彩效果）光的色彩效果 第十三页，讲稿共一百零一页哦光源光源 自然光源自然光源人工光源人工光源 日光日光月光月光 热辐射光源热辐射光源气体放电光源气体放电光源其他光源其他光源激光光源激光光源场

12、致发光光源场致发光光源半导体光源半导体光源化学光源化学光源第十四页，讲稿共一百零一页哦(一一)热辐射光源热辐射光源l热辐射光源热辐射光源：依靠电流通过灯丝发热到依靠电流通过灯丝发热到白炽灯程度而发光的电光源。白炽灯程度而发光的电光源。l类型类型：l 1.白炽灯白炽灯l 2.卤钨灯卤钨灯第十五页，讲稿共一百零一页哦1.1.白炽灯白炽灯v优点优点：v显色性好、光谱连续、显色性好、光谱连续、v结构简单、易于制造、结构简单、易于制造、v价格低廉、使用方便。价格低廉、使用方便。v缺点缺点v能量转换效率低，大部分能量转换效率低，大部分 能量转化为红外辐射损失，能量转化为红外辐射损失，v可见光不多，发光效率

13、低，可见光不多，发光效率低，v使用寿命短使用寿命短第十六页，讲稿共一百零一页哦1.1.白炽灯白炽灯发光效率高发光效率高长寿命长寿命涂白白炽灯涂白白炽灯氪氪(Kr)(Kr)气白炽灯气白炽灯红外反射膜白炽灯红外反射膜白炽灯 v白炽灯的改进：白炽灯的改进：涂白白炽灯涂白白炽灯第十七页，讲稿共一百零一页哦2.2.卤钨灯卤钨灯v卤钨灯卤钨灯：灯泡内含一定比灯泡内含一定比 例卤化物的改进型白炽灯。例卤化物的改进型白炽灯。v卤钨灯内形成卤钨再循环过卤钨灯内形成卤钨再循环过 程，防止钨沉积在玻璃内壳程，防止钨沉积在玻璃内壳 上，降低灯丝的老化速度。上，降低灯丝的老化速度。v卤钨灯与普通白炽灯相比卤钨灯与普通白

14、炽灯相比v发光效率提高约发光效率提高约3030；v高质量的卤钨灯寿命可高质量的卤钨灯寿命可 提高提高3 3倍左右。倍左右。第十八页，讲稿共一百零一页哦（二）气体放电光源（二）气体放电光源l气体放电光源气体放电光源：电极在电场作用下，电流电极在电场作用下，电流通过一种或几种气体或金属蒸气而发光的电通过一种或几种气体或金属蒸气而发光的电光源光源l优优点点：气气体体放放电电光光源源比比热热辐辐射射光光源源的的发发光光效率高得多，应用广泛。效率高得多，应用广泛。l类型类型：气体发电光源按充气压力大小可分：气体发电光源按充气压力大小可分为为低压气体放电灯低压气体放电灯和和高压气体放电灯高压气体放电灯。第

15、十九页，讲稿共一百零一页哦（二）气体放电光源（二）气体放电光源气体气体放电放电光源光源低压气体放电灯低压气体放电灯高压气体放电灯高压气体放电灯高压汞灯高压汞灯高压钠灯高压钠灯 荧光高压汞灯荧光高压汞灯金属卤化物灯金属卤化物灯荧光灯荧光灯低压钠灯低压钠灯 直管型直管型环管型环管型紧凑型紧凑型第二十页，讲稿共一百零一页哦1.1.荧光灯荧光灯（日光灯日光灯）l荧光灯荧光灯：利用低压汞（利用低压汞（HgHg）蒸气放电产生的紫）蒸气放电产生的紫外线，激发涂在灯管内壁上的荧光粉而转化为可见外线，激发涂在灯管内壁上的荧光粉而转化为可见光的电光源。光的电光源。l优点优点：与普通白炽灯比，发光效率是与普通白炽灯

16、比，发光效率是3 3倍以上，倍以上，使用寿命约使用寿命约4 4倍，灯壁温度低，发光均匀柔和，应倍，灯壁温度低，发光均匀柔和，应用广泛。用广泛。l缺点缺点：使用电感镇流器时的功率因数低，有频使用电感镇流器时的功率因数低，有频闪效应。闪效应。第二十一页，讲稿共一百零一页哦粗管灯粗管灯（直径（直径（直径（直径38mm38mm38mm38mm）细管灯细管灯（直径（直径（直径（直径26mm26mm26mm26mm）直管型荧光灯直管型荧光灯 直管荧光灯直管荧光灯灯管内壁涂料灯管内壁涂料 卤磷酸盐荧光粉卤磷酸盐荧光粉 三基色荧光粉三基色荧光粉 能把紫外线转换成能把紫外线转换成更多的可见光，发更多的可见光，发

17、光效率高光效率高 第二十二页，讲稿共一百零一页哦环管型荧光灯环管型荧光灯 第二十三页，讲稿共一百零一页哦紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯 l镇流器和灯管一体化的新型电光源。镇流器和灯管一体化的新型电光源。镇流器镇流器 电感镇流器电感镇流器 电子镇流器电子镇流器 电子节能灯电子节能灯 兼具白炽灯和荧光灯的优点，兼具白炽灯和荧光灯的优点，发光效率高、节电、显色性好，发光效率高、节电、显色性好，改善频闪效应，提高启动性能。改善频闪效应，提高启动性能。双曲形双曲形 双双D D形形 单单U U型型 双双U U形形 三三U形形 第二十四页，讲稿共一百零一页哦2.2.高压汞灯高压汞灯l高压汞灯高压汞灯：内部充汞和氩

18、气，利用汞放电：内部充汞和氩气，利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源时产生的高气压获得可见光的电光源。l优点优点：发光效率与普通荧光灯相当，使用发光效率与普通荧光灯相当，使用寿命却比较长。寿命却比较长。l缺点缺点：显色性差些，发出蓝绿色的光，缺显色性差些，发出蓝绿色的光，缺少红色成份，除照到绿色物体上外，其他多少红色成份，除照到绿色物体上外，其他多呈灰暗色，而且不能瞬时启动。呈灰暗色，而且不能瞬时启动。第二十五页，讲稿共一百零一页哦2.2.高压汞灯高压汞灯内壳涂荧光粉的内壳涂荧光粉的 高压汞灯高压汞灯完全透明的高压汞灯完全透明的高压汞灯 第二十六页，讲稿共一百零一页哦3.3.金属卤化物灯

19、金属卤化物灯l金属卤化物灯金属卤化物灯：通电使金属通电使金属HgHg蒸气和蒸气和NaNa、TlTl、InIn、ScSc、DyDy、CsCs、LiLi等金属卤化物分解物的混合体等金属卤化物分解物的混合体辐射发光的电光源辐射发光的电光源 。l优点优点：发光效率高，显色性较好，使用寿命较发光效率高，显色性较好，使用寿命较长长。可以用在要求显色性较好的场所。可以用在要求显色性较好的场所。l注意注意！为避免影响光电特性，使用中有位置朝为避免影响光电特性，使用中有位置朝向要求。向要求。第二十七页，讲稿共一百零一页哦3.3.金属卤化物灯金属卤化物灯v金属卤化物灯结构与高压汞灯相似。金属卤化物灯结构与高压汞灯

20、相似。第二十八页，讲稿共一百零一页哦4.4.高压钠灯高压钠灯v利用高压钠蒸气放电发光的电光源。利用高压钠蒸气放电发光的电光源。第二十九页，讲稿共一百零一页哦5.5.低压钠灯低压钠灯v利用低压钠蒸气放电发光的电光源。利用低压钠蒸气放电发光的电光源。第三十页，讲稿共一百零一页哦（一）（一）（一）（一）光污染的产生光污染的产生 （二）（二）（二）（二）光污染的来源光污染的来源 （三）（三）（三）（三）光污染的分类光污染的分类 （四）（四）（四）（四）光污染的危害光污染的危害 第三十一页，讲稿共一百零一页哦n 定义定义：过量光辐射对人们的生活、工：过量光辐射对人们的生活、工 作环境以及人体健康产生不利

21、影响的作环境以及人体健康产生不利影响的 现象称为光污染。现象称为光污染。n 主要指由人工光源导致的违背人的生主要指由人工光源导致的违背人的生 理与心理需求或有损于生理与心理健理与心理需求或有损于生理与心理健 康的现象。康的现象。（一）（一）（一）（一）光污染的产生光污染的产生 n 类型类型：n 眩光污染眩光污染n 射线污染射线污染n 光泛滥光泛滥n 视单调视单调n 视屏蔽视屏蔽n 频闪频闪n 特点特点：n 局部性污染；局部性污染；n 随距离增加而迅速减弱；随距离增加而迅速减弱；n 在环境中无残余物，光源消失，污染即在环境中无残余物，光源消失，污染即 消失。消失。第三十二页，讲稿共一百零一页哦（

22、二）（二）（二）（二）光污染的来源光污染的来源 l城市建筑物采用城市建筑物采用大面积镜面式铝合大面积镜面式铝合金装饰的外墙、金装饰的外墙、玻玻璃幕墙璃幕墙所形成的光所形成的光污染。污染。光污染源光污染源1l城市城市夜景照明夜景照明亮亮度过高，特别是大度过高，特别是大功率高强度气体放功率高强度气体放电光源所形成的光电光源所形成的光污染。污染。光污染源光污染源2第三十三页，讲稿共一百零一页哦1.1.玻璃幕墙形成光污染玻璃幕墙形成光污染v条件条件v（1 1）使用）使用大面积大面积高反射率镀膜玻璃。高反射率镀膜玻璃。v（2 2）在）在特定方向特定方向和和特定时间特定时间下产生。下产生。v（3 3）光污

23、染的程度与玻璃幕墙的方向、）光污染的程度与玻璃幕墙的方向、位置及高度密切相关。位置及高度密切相关。玻璃幕墙相对太阳照玻璃幕墙相对太阳照射的方向，或与人所射的方向，或与人所成的特定角度。成的特定角度。太阳对地球的相对位置太阳对地球的相对位置总是在不断变化，因此，总是在不断变化，因此，产生特定角度也是有特产生特定角度也是有特定时限的。定时限的。l人的视角在人的视角在2m2m高左右高左右150150夹夹角之内影响最大；角之内影响最大；l光反射的强度与反射物到人眼的光反射的强度与反射物到人眼的距离的平方成反比；距离的平方成反比；l直射日光的反射光的产生方向取直射日光的反射光的产生方向取决于玻璃面对太阳

24、的几何位置关决于玻璃面对太阳的几何位置关系。系。第三十四页，讲稿共一百零一页哦2.2.夜景照明形成的光污染夜景照明形成的光污染 夜景照明光污染夜景照明光污染颜色颜色污染污染 眩光眩光污染污染 侵扰侵扰光污染光污染 大气大气光污染光污染 地面发出的人工光在尘埃、地面发出的人工光在尘埃、空气或其它大气悬浮粒子空气或其它大气悬浮粒子的散射作用下，扩散入大的散射作用下，扩散入大气层中，形成城市上空很气层中，形成城市上空很亮的大气光污染。亮的大气光污染。夜景照明中的部分散逸光和夜景照明中的部分散逸光和建筑（或墙面）的反射光，建筑（或墙面）的反射光，透过门窗射向住宅、医院、透过门窗射向住宅、医院、旅馆等人

25、们休息的场所，侵旅馆等人们休息的场所，侵扰睡眠与健康。扰睡眠与健康。视野中的道路照明、广告照视野中的道路照明、广告照明、体育照明、标志照明等明、体育照明、标志照明等产生的直接眩光和雨后地面、产生的直接眩光和雨后地面、玻璃墙面等光泽表面的反射玻璃墙面等光泽表面的反射 眩光。眩光。视场中颜色的对比引起视觉视场中颜色的对比引起视觉的不适应，导致视觉对物体的不适应，导致视觉对物体颜色的感觉出现差异或不敏颜色的感觉出现差异或不敏感。感。第三十五页，讲稿共一百零一页哦3.3.室内光污染的成因室内光污染的成因1室内装修采用室内装修采用镜面、釉面砖、镜面、釉面砖、磨光大理石以磨光大理石以及各种涂料等及各种涂料

26、等装饰反射光线，装饰反射光线，明晃白亮，眩明晃白亮，眩眼夺目。眼夺目。2室内灯光配置室内灯光配置不合理，致使不合理，致使室内光线过亮室内光线过亮或过暗，造成或过暗，造成不同程度的眩不同程度的眩光污染光污染。3夜间室外照明，夜间室外照明，特别是建筑物特别是建筑物的泛光照明产的泛光照明产生干扰光，影生干扰光，影响人们的正常响人们的正常生活。生活。l室内产生严重的眩光污染的原因室内产生严重的眩光污染的原因第三十六页，讲稿共一百零一页哦白亮污染白亮污染 人工白昼人工白昼 彩光污染彩光污染 （三）（三）（三）（三）光污染的分类光污染的分类 第三十七页，讲稿共一百零一页哦阳光照射强烈时，城市建筑的玻璃阳光

27、照射强烈时，城市建筑的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮，种涂料等装饰反射光线，明晃白亮，眩眼夺目。眩眼夺目。白亮污染白亮污染 夜间照明过度，如同白昼。夜间照明过度，如同白昼。舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。成了彩光污染。彩光污染彩光污染 人工白昼人工白昼 第三十八页，讲稿共一百零一页哦l对附近居民的影响对附近居民的影响 l对行人的影响对行人的影响l对交通系统的影响对交通系统的影响 l对天文观测的影响对天文观测的影响对人的影响对人的影

28、响l影响植物的正常影响植物的正常生长，降低产量。生长，降低产量。l影响动物的生活影响动物的生活习性和新陈代谢。习性和新陈代谢。对动植物的影响对动植物的影响（四）（四）（四）（四）光污染的危害光污染的危害 第三十九页，讲稿共一百零一页哦 第二节第二节 光学基础光学基础第四十页，讲稿共一百零一页哦（一）光通量（一）光通量（二）发光强度（二）发光强度（六）明度（六）明度（三）照度（三）照度物理量物理量（四）亮度（四）亮度（五）曝光量（五）曝光量第四十一页，讲稿共一百零一页哦(7-1)(7-1)（一）光通量（一）光通量（简称光通）（简称光通）vv定义定义：以人眼的光感觉量为标准评价光的辐射通量。：以人

29、眼的光感觉量为标准评价光的辐射通量。：以人眼的光感觉量为标准评价光的辐射通量。：以人眼的光感觉量为标准评价光的辐射通量。vv单位单位单位单位：lm(lm(lm(lm(流明流明流明流明)vv计算式计算式计算式计算式：vv式中：式中：波长为波长为波长为波长为的光通量，的光通量，的光通量，的光通量，lmlmlmlm；波长为波长为波长为波长为的辐射通量，的辐射通量，的辐射通量，的辐射通量，w w w w；波长为波长为波长为波长为的光谱光效率，由图的光谱光效率，由图的光谱光效率，由图的光谱光效率，由图7-17-17-17-1给出；给出；给出；给出；最大光谱光效率，对明视觉，在最大光谱光效率，对明视觉，在

30、最大光谱光效率，对明视觉，在最大光谱光效率，对明视觉，在=555nm =555nm =555nm =555nm 处，其值为处，其值为处，其值为处，其值为683lm/w683lm/w683lm/w683lm/w。第四十二页，讲稿共一百零一页哦2-2-明视觉明视觉 1-1-暗视觉暗视觉图图7-1 7-1 相对光谱效率曲线相对光谱效率曲线V V()第四十三页，讲稿共一百零一页哦（一）光通量（一）光通量（简称光通）（简称光通）v多色光的光通量为各单色光之和多色光的光通量为各单色光之和(7-2)(7-2)vv光通量的意义：光通量的意义：表明某一光源向四周发射出的表明某一光源向四周发射出的光能总量。不同光

31、源发出的光通量在空间分光能总量。不同光源发出的光通量在空间分布是不同的。布是不同的。第四十四页，讲稿共一百零一页哦 解：从图解：从图7-17-1的光谱光效率曲线中查得，对应的光谱光效率曲线中查得，对应 于波长于波长589 nm589 nm处的处的V V=0.78=0.78 则该单色光源发出的光通量为则该单色光源发出的光通量为 第四十五页，讲稿共一百零一页哦vv定义定义：光通量的空间密度光通量的空间密度。v单位单位：cd(坎德拉坎德拉)vv计算计算：光源在某一方向的发光强度为：光源在某一方向的发光强度为（二）发光强度（二）发光强度 I 式中：式中：光通量，光通量，光通量，光通量，lmlmlmlm

32、；立体角，立体角，立体角，立体角，srsrsrsr；I I I I发光强度，发光强度，发光强度，发光强度，cd(cd(cd(cd(坎德拉坎德拉坎德拉坎德拉)。(7-3)(7-3)第四十六页，讲稿共一百零一页哦(7-4)(7-4)v发光强度平均值发光强度平均值（二）发光强度（二）发光强度 I v发光强度的意义：发光强度的意义：光源在某一方向单位立体角内所发出的光通量，光源在某一方向单位立体角内所发出的光通量，表示光源在表示光源在1 sr1 sr立体角内发射出立体角内发射出1 lm1 lm的光通量，的光通量，即即 v立体角立体角()的含义：的含义：球的表面积球的表面积S S 对球心所形成的角，即以

33、表面积对球心所形成的角，即以表面积S S与球的半径平方之比来度量，即与球的半径平方之比来度量，即vv当当 时，对球心所成的立体角时，对球心所成的立体角=1sr=1sr（球面度）（球面度）第四十七页，讲稿共一百零一页哦（二）发光强度（二）发光强度 I v发光强度的标注：发光强度的标注：为了区别不同的部位，在为了区别不同的部位，在发光强度符号发光强度符号I I的右下角标注角度数字的右下角标注角度数字。vv如如40 W40 W的白炽灯在光轴线处，即正下方的发光的白炽灯在光轴线处，即正下方的发光强度表示为强度表示为 30cd;30cd;vv =0cd =0cd，则表示沿光轴往上转，则表示沿光轴往上转1

34、80180度即正上方度即正上方处的发光强度。处的发光强度。vv标注数字表明光源向四周空间发射的光通量分标注数字表明光源向四周空间发射的光通量分布情况。布情况。第四十八页，讲稿共一百零一页哦vv定义定义：被照面上的光通量密度，即被照面单位面：被照面上的光通量密度，即被照面单位面积积S S上所接受的光通量数值，用以表示被照面的照上所接受的光通量数值，用以表示被照面的照射程度。射程度。v定义式定义式：v单位单位：lxlx（勒克斯，简称勒），（勒克斯，简称勒），1 1勒克斯等于勒克斯等于1 1流流明的光通量均匀分布在明的光通量均匀分布在1 1平方米的被照面上。平方米的被照面上。（三）照度（三）照度E(

35、7-6)(7-6)第四十九页，讲稿共一百零一页哦v 1.照度形式照度形式（三）照度（三）照度E l平面照度只说明光通平面照度只说明光通量在某一平面上的密度，量在某一平面上的密度，不能反映照度在整个空不能反映照度在整个空间的分布情况。间的分布情况。l如一房间具有暗色如一房间具有暗色墙壁和天棚（表面反墙壁和天棚（表面反射系数很低），即使射系数很低），即使水平照度很高，仍会水平照度很高，仍会感到房间很暗感到房间很暗l常采用的照度形式常采用的照度形式。（1 1）照度矢量照度矢量 l某点的照度矢量是以该点为中心的某点的照度矢量是以该点为中心的微圆盘两侧的照度最大值，此最大值微圆盘两侧的照度最大值，此最大

36、值的法线方向即为矢量照度的方向。的法线方向即为矢量照度的方向。l照度矢量对说明阴影状况更为有利。照度矢量对说明阴影状况更为有利。（2 2）平均球面照度平均球面照度（又称标量照度）（又称标量照度）l空空间间一一点点的的被被照照射射量量可可用用此此点点上上一一小球表面上的平均照度来表示。小球表面上的平均照度来表示。l给给出出照照度度的的无无方方向向量量，较较接接近近立立体体物件的视感。物件的视感。（3 3）平均柱面照度平均柱面照度 l表表示示一一个个小小垂垂直直圆圆柱柱表表面面上上的的平平均均照照度度，更更接接近近对对室室内内照照明明丰丰满满度度的的主主观感觉。观感觉。第五十页，讲稿共一百零一页哦

37、v 2.照度和光强的关系照度和光强的关系（三）照度（三）照度E v点光源点光源垂直入射垂直入射的照度基本公式的照度基本公式 距离平方反比定律距离平方反比定律 l式式(7-7)(7-7)表明，入射角为零时，表面照度与点光源在垂表明，入射角为零时，表面照度与点光源在垂直方向上的光强直方向上的光强I I成正比，与表面距点光源距离的平方成正比，与表面距点光源距离的平方r r成成反比。反比。(7-7)(7-7)第五十一页，讲稿共一百零一页哦v 2.照度和光强的关系照度和光强的关系（三）照度（三）照度E v点光源与表面的法线成点光源与表面的法线成角入射角入射的照度公式的照度公式l式式(7-8)(7-8)表

38、明，表明，光线与表面法线成光线与表面法线成角处的照度，与角处的照度，与光线至点光源距离的平方成反比，与光源在光线至点光源距离的平方成反比，与光源在方向的光强方向的光强和入射角和入射角的余弦成正比。的余弦成正比。(7-8)(7-8)第五十二页，讲稿共一百零一页哦 解：解：40w40w带搪瓷伞形罩的白炽灯下的发带搪瓷伞形罩的白炽灯下的发光强度光强度I=73cdI=73cd，由图及式，由图及式(7-8)(7-8)得得 在点在点1 1处处在点在点2 2处处第五十三页，讲稿共一百零一页哦vv定义定义：发光体在视线方向单位面积上的发光：发光体在视线方向单位面积上的发光强度强度 vv单位单位：nt(nt(尼

39、脱尼脱)（SISI制）制）vv意义：意义：1 1表面积上，沿法线方向表面积上，沿法线方向(0)0)0)0)产生产生产生产生lcdlcdlcdlcd的发光强度，即的发光强度，即的发光强度，即的发光强度，即 1 nt=1cd/m2（四）亮度（四）亮度 La（也称辉度（也称辉度）【说明说明】：有时也用另一较大单位：有时也用另一较大单位sb(sb(熙提熙提)，lsblsb10104 4ntnt；v意义意义：1c1c面积上发出面积上发出lcdlcd的发光强度。的发光强度。第五十四页，讲稿共一百零一页哦v计算式计算式：或或（四）亮度（四）亮度 La（也称辉度（也称辉度）(7-9)(7-9)(7-10)(7

40、-10)【说明说明】：亮度符号右下角标：亮度符号右下角标，指明物体表面的法线与光线，指明物体表面的法线与光线之间的夹角。之间的夹角。1200白白炽炽灯（充气灯）灯（充气灯）0.8晴天天空晴天天空(平均平均值值)200白白炽炽灯灯灯灯丝丝（真空灯泡）（真空灯泡）160000太阳表面太阳表面(近地平近地平线线)0.2阴天天空阴天天空(平均平均值值)225000太阳表面太阳表面(正午正午)亮度亮度值值/sb光源名称光源名称亮度亮度值值/sb光源名称光源名称表表7-2 7-2 常见光源亮度值常见光源亮度值 第五十五页，讲稿共一百零一页哦v定义定义：受照表面的照度：受照表面的照度E E对被照时间对被照时

41、间t t的积分称的积分称为该表面的曝光量，符号为为该表面的曝光量，符号为H H。v计算式计算式v单位单位vvlxs(lxs(lxs(lxs(勒克斯秒勒克斯秒勒克斯秒勒克斯秒)vv或或或或lxh(lxh(lxh(lxh(勒克斯小时勒克斯小时勒克斯小时勒克斯小时)（五）曝光量（五）曝光量H H(7-11)(7-11)第五十六页，讲稿共一百零一页哦（六）明度（六）明度色彩分类色彩分类方法方法 有彩色系有彩色系无彩色系无彩色系n光源色、反射光或透射光能够在光源色、反射光或透射光能够在 视觉中显示出某一种单色光特征视觉中显示出某一种单色光特征 的色彩序列。的色彩序列。n可见光谱中的红、橙、黄、绿、可见光

42、谱中的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基本色及其混合色都青、蓝、紫基本色及其混合色都 属于有彩色系。属于有彩色系。n 基本参量：基本参量：明度明度、色调和饱和度、色调和饱和度 n光源色、反射光或透射光未能在光源色、反射光或透射光未能在 视觉中显示出某一种单色光特征视觉中显示出某一种单色光特征 的色彩序列。的色彩序列。n黑色、白色及二者按不同比例混合黑色、白色及二者按不同比例混合 所得的深浅各异的灰色系列等所得的深浅各异的灰色系列等n基本参量：基本参量：明度明度第五十七页，讲稿共一百零一页哦（六）明度（六）明度v定义定义：色彩的明暗程度，也称色阶、光度或色：色彩的明暗程度，也称色阶、光度或色度。度。v

43、内容内容n 颜色本身的明度颜色本身的明度 n黄色明度最高，紫色明度最低，其它各色黄色明度最高，紫色明度最低，其它各色 基本处于灰与深灰之间，属中间明度；基本处于灰与深灰之间，属中间明度；n 同一色相的颜色具有不同的明度同一色相的颜色具有不同的明度n红颜色的明度：桔红、朱红较深红、玫瑰红颜色的明度：桔红、朱红较深红、玫瑰 红亮，大红、土红则介于中间值；红亮，大红、土红则介于中间值；n 某种颜色由于光照强弱不同，产生不同明某种颜色由于光照强弱不同，产生不同明 暗变化暗变化 第五十八页，讲稿共一百零一页哦（六）明度（六）明度v计算基准计算基准：灰度测试卡（国际通用）：灰度测试卡（国际通用）v孟塞尔色

44、彩体系：孟塞尔色彩体系：0 0l0l0之间等间隔地分之间等间隔地分为为9 9个阶层，黑色为个阶层，黑色为0(0(几乎不反射光几乎不反射光)，白，白色为色为10(10(几乎反射全部光几乎反射全部光)vv有彩色或无彩色各自的明暗度在灰度测试卡上有彩色或无彩色各自的明暗度在灰度测试卡上都对应着一定的位置值。都对应着一定的位置值。vv明度具有较强的对比性的效果明度具有较强的对比性的效果。第五十九页，讲稿共一百零一页哦 第二节第二节 光学基础光学基础第六十页，讲稿共一百零一页哦基本技术基本技术参数参数 1.1.发光效率发光效率 2.2.光源寿命光源寿命 3.3.光源颜色光源颜色 4.4.光源启动性能光源

45、启动性能 第六十一页，讲稿共一百零一页哦 1.1.发光效率发光效率 v定义定义：电光源发出的光通量和所用电功：电光源发出的光通量和所用电功率之比，简称光效。率之比，简称光效。v单位单位：lm/W(流明流明/瓦瓦)v是评价电光源用电效率最主要的技术参数。是评价电光源用电效率最主要的技术参数。vv光通量越大，光效越高。光通量越大，光效越高。第六十二页，讲稿共一百零一页哦n灯开始点燃至灯的光通量灯开始点燃至灯的光通量衰减到额定光通量的某一百衰减到额定光通量的某一百分比（一般分比（一般70708080）时所经历的点灯时数。时所经历的点灯时数。有效寿命有效寿命 平均寿命平均寿命 光源寿命光源寿命 （光源

46、寿期）（光源寿期）n一组试验样灯从点燃至其一组试验样灯从点燃至其中中5050的灯失效时所经历的的灯失效时所经历的点灯时数。点灯时数。2.2.光源寿命光源寿命 l寿命是评价电光源可靠性和质量的主要技术参数；寿命是评价电光源可靠性和质量的主要技术参数；l寿命长表明其服务时间长，耐用度高，节电贡献大。寿命长表明其服务时间长，耐用度高，节电贡献大。第六十三页，讲稿共一百零一页哦n当光源的发光颜色与把当光源的发光颜色与把黑体黑体加热到加热到 某一温度所发出的光色相同时的温某一温度所发出的光色相同时的温 度，称为光源的色温。度，称为光源的色温。n色温是灯光颜色给人直观感觉的度色温是灯光颜色给人直观感觉的度

47、 量，与光源的实际温度无关。量，与光源的实际温度无关。n不同色温给人不同的冷暖感觉。不同色温给人不同的冷暖感觉。色温色温（单位（单位K）显色指数显色指数Ra Ra 光源颜色光源颜色 （光色）（光色）3.3.光源颜色光源颜色 n光源照射到物体后，与光源照射到物体后，与参照光源参照光源相相 比对颜色相符程度的度量参数。比对颜色相符程度的度量参数。n是衡量光源显色性优劣或在视觉上是衡量光源显色性优劣或在视觉上 失真程度的指标。失真程度的指标。n参照光源的显色指数定为参照光源的显色指数定为100100，其他，其他 光源的显色指数均小于光源的显色指数均小于100100。nRaRa越小，显色性越差，反之越

48、好。越小，显色性越差，反之越好。l黑体黑体：能全部吸收：能全部吸收光能的物体。光能的物体。l参照光参照光源：源：一般一般以日光或以日光或接近日光接近日光的人工光的人工光源为参照源为参照光源光源 第六十四页，讲稿共一百零一页哦 色温与感觉的关系（表色温与感觉的关系（表7-37-3）色温色温色温色温/K K K K5000500050005000330033003300330050005000500050003300330033003300感感感感觉觉觉觉冷冷冷冷中中中中间间间间暖暖暖暖v低照度下采用底色温的光源会感到温馨快活；低照度下采用底色温的光源会感到温馨快活；v高照度下采用高色温的光源则感

49、到清爽舒适；高照度下采用高色温的光源则感到清爽舒适；v比较热的地区宜采用高色温冷感光源；比较热的地区宜采用高色温冷感光源；v比较冷的地方宜采用低色温暖感光源。比较冷的地方宜采用低色温暖感光源。第六十五页，讲稿共一百零一页哦显色性的等级标准显色性的等级标准（表（表7-47-4）v国际照明委员会（国际照明委员会（CIECIE）用显色指数把光源的显色性分为优、）用显色指数把光源的显色性分为优、良、中、差四组作为判别光源显色性能的等级标准。良、中、差四组作为判别光源显色性能的等级标准。v显色性是择用光源的一项重要因素显色性是择用光源的一项重要因素v对显色性要求很高的照明用途，如，美术品、艺术品等对显色

50、性要求很高的照明用途，如，美术品、艺术品等的展示销售，为避免颜色失真，不宜采用显色性差的光源。的展示销售，为避免颜色失真，不宜采用显色性差的光源。v显色性要求不高，而要求彩色调节的场所，可利用显色显色性要求不高，而要求彩色调节的场所，可利用显色性的差异来增加明亮提神的气氛。性的差异来增加明亮提神的气氛。显显色性色性组别组别优优良良中中差差显显色指数范色指数范围围8080100100606079794040595920203939第六十六页，讲稿共一百零一页哦各类光源的光效和显色指数（各类光源的光效和显色指数（RaRa）对照）对照（表（表7-57-5）灯灯灯灯类类类类型型型型光效光效光效光效/l