第七章光污染及其控制

1、第一節(jié) 概述第二節(jié) 光學基礎第三節(jié) 光環(huán)境評價與質量標準第四節(jié) 光污染防治技術第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、光環(huán)境一、光環(huán)境 二、光源及其類型二、光源及其類型 三、光污染三、光污染 （一）光環(huán)境的定義（一）光環(huán)境的定義（二）光環(huán)境的影響因素（二）光環(huán)境的影響因素 （三）光環(huán)境中光的效果（三）光環(huán)境中光的效果 一、光環(huán)境一、光環(huán)境 光環(huán)境光環(huán)境（一）光環(huán)境的定義（一）光環(huán)境的定義l定義定義：由光照射于內外空間所形成的環(huán)境。由光照射于內外空間所形成的環(huán)境。l光源光源：光環(huán)境中的光源包括：光環(huán)境中的光源包括l天然光天然光l人工光人工光光環(huán)境光環(huán)境（一）光環(huán)境的定義（一）光環(huán)境的定義室內光環(huán)境室內光環(huán)境

2、l定義定義：由光與顏色在室：由光與顏色在室內建立的、同房間形狀有內建立的、同房間形狀有關的生理和心理環(huán)境。關的生理和心理環(huán)境。l功能功能：滿足物理、生理：滿足物理、生理( (視覺視覺) )、心理、人體功效、心理、人體功效學及美學等方面的要求。學及美學等方面的要求。室外光環(huán)境室外光環(huán)境l定義定義：在室外空間由光：在室外空間由光照射而形成的環(huán)境。照射而形成的環(huán)境。l功能功能：除滿足與室內光：除滿足與室內光環(huán)境相同的要求外，還要環(huán)境相同的要求外，還要滿足節(jié)能和綠色照明等社滿足節(jié)能和綠色照明等社會方面的要求。會方面的要求。 （二）光環(huán)境的影響因素（二）光環(huán)境的影響因素 影響影響因素因素光色光色照度和亮

3、度照度和亮度 視野外的亮度分布視野外的亮度分布 陰影陰影 周圍亮度周圍亮度 眩光眩光 （1 1） （6 6） （5 5） （4 4） （3 3） （2 2） （三）光環(huán)境中光的效果（三）光環(huán)境中光的效果 （2 2）光的造型立體感效果光的造型立體感效果 （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 l光的方向：順光、側光、逆光、頂光、底光。光的方向：順光、側光、逆光、頂光、底光。 順光順光 側光側光 逆光逆光 （1 1）光的方向性效果光的方向性效果 l光的方向性效果：光的方向性效果：l 增強室內空間的可見度增強室內空間的可見度，l

4、 增強或減弱光和陰影的對比增強或減弱光和陰影的對比l 增強或減弱物體的立體感增強或減弱物體的立體感l(wèi)在室內光環(huán)境中只要調整光源的位置和方向，就能在室內光環(huán)境中只要調整光源的位置和方向，就能 獲得所要求的方向性效果。獲得所要求的方向性效果。 l光的方向性效果對建筑功能、室內表面、人物形象光的方向性效果對建筑功能、室內表面、人物形象及人們的心理反應都起重要作用。及人們的心理反應都起重要作用。 （1 1）光的方向性效果光的方向性效果 l光的造型立體感效果光的造型立體感效果 ：物體表面上由于光的物體表面上由于光的 明暗變化所產生的立體感效果，簡稱立體感。明暗變化所產生的立體感效果，簡稱立體感。l在光環(huán)

5、境中室內外表面在光環(huán)境中室內外表面 的細部、浮雕、雕塑等的細部、浮雕、雕塑等 都會出現(xiàn)光的立體感效都會出現(xiàn)光的立體感效 果，使人們獲得美好的果，使人們獲得美好的 感受。感受。（2 2）光的造型立體感效果光的造型立體感效果 l光的表面效果：光的表面效果：室內空間中光在各表面上的室內空間中光在各表面上的 亮度分布或有無光澤。亮度分布或有無光澤。l表面亮度表面亮度：室內空間中光在各表面上的反射程度：室內空間中光在各表面上的反射程度 取決于表面與背景之間的亮度比。適宜的亮度比取決于表面與背景之間的亮度比。適宜的亮度比 有利于視覺功效與工作行為相協(xié)調，并能降低室有利于視覺功效與工作行為相協(xié)調，并能降低室

6、 內眩光。內眩光。l表面光澤表面光澤：在室內空間中光照射到表面時，由于：在室內空間中光照射到表面時，由于 反射光在空間分布而呈現(xiàn)出表面的外觀性質。反射光在空間分布而呈現(xiàn)出表面的外觀性質。 （3 3）光的表面效果光的表面效果 l光的色彩效果：光的色彩效果：在室內光環(huán)境中，光的照射在室內光環(huán)境中，光的照射 使材料表面呈現(xiàn)出的色彩效果。使材料表面呈現(xiàn)出的色彩效果。 l光和色彩光和色彩：對室內光環(huán)境二者不可分開，可見光：對室內光環(huán)境二者不可分開，可見光 的反射比越大，色彩的明度也越大的反射比越大，色彩的明度也越大（表表7-17-1）。l色彩效果色彩效果：在光環(huán)境中，光照射到各種材料表面：在光環(huán)境中，光

7、照射到各種材料表面 會呈現(xiàn)出不同色彩效果。通過光的色彩效果可獲會呈現(xiàn)出不同色彩效果。通過光的色彩效果可獲 得知覺效果，還可獲得感情、聯(lián)想等心理效果。得知覺效果，還可獲得感情、聯(lián)想等心理效果。表表7-1 7-1 色彩的明度與光的反射比的關系色彩的明度與光的反射比的關系 （4 4）光的色彩效果光的色彩效果 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 熱輻射光源熱輻射光源氣體放電光源氣體放電光源其他光源其他光源激光光源激光光源場致發(fā)光光源場致發(fā)光光源半導體光源半導體光源化學光源化學光源 二、光源及其類型二、光源及其類型 l熱輻射光源熱輻射光源：依靠電流通過燈絲發(fā)熱依靠電流通過燈絲發(fā)

8、熱到白熾燈程度而發(fā)光的電光源。到白熾燈程度而發(fā)光的電光源。l類型類型：l 1. 白熾燈白熾燈l 2. 鹵鎢燈鹵鎢燈v優(yōu)點優(yōu)點：v顯色性好、光譜連續(xù)、顯色性好、光譜連續(xù)、v結構簡單、易于制造、結構簡單、易于制造、v價格低廉、使用方便。價格低廉、使用方便。v缺點缺點v能量轉換效率低，大部分能量轉換效率低，大部分 能量轉化為紅外輻射損失，能量轉化為紅外輻射損失，v可見光不多，發(fā)光效率低，可見光不多，發(fā)光效率低，v使用壽命短使用壽命短發(fā)光效率高發(fā)光效率高長壽命長壽命涂白白熾燈涂白白熾燈氪氪(Kr)(Kr)氣白熾燈氣白熾燈紅外反射膜白熾燈紅外反射膜白熾燈 v白熾燈的改進：白熾燈的改進：涂白白熾燈涂白白熾

9、燈v鹵鎢燈鹵鎢燈：燈泡內含一定比燈泡內含一定比 例鹵化物的改進型白熾燈。例鹵化物的改進型白熾燈。v鹵鎢燈內形成鹵鎢再循環(huán)過鹵鎢燈內形成鹵鎢再循環(huán)過 程，防止鎢沉積在玻璃內殼程，防止鎢沉積在玻璃內殼 上，降低燈絲的老化速度。上，降低燈絲的老化速度。v鹵鎢燈與普通白熾燈相比鹵鎢燈與普通白熾燈相比v發(fā)光效率提高約發(fā)光效率提高約3030；v高質量的鹵鎢燈壽命可高質量的鹵鎢燈壽命可 提高提高3 3倍左右。倍左右。l氣體放電光源氣體放電光源：電極在電場作用下，電流電極在電場作用下，電流通過一種或幾種氣體或金屬蒸氣而發(fā)光的電通過一種或幾種氣體或金屬蒸氣而發(fā)光的電光源光源l優(yōu)點優(yōu)點：氣體放電光源比熱輻射光源的

10、發(fā)光：氣體放電光源比熱輻射光源的發(fā)光效率高得多，應用廣泛。效率高得多，應用廣泛。l類型類型：氣體發(fā)電光源按充氣壓力大小可分：氣體發(fā)電光源按充氣壓力大小可分為為低壓氣體放電燈低壓氣體放電燈和和高壓氣體放電燈高壓氣體放電燈。氣體氣體放電放電光源光源低壓氣體放電燈低壓氣體放電燈高壓氣體放電燈高壓氣體放電燈高壓汞燈高壓汞燈高壓鈉燈高壓鈉燈 熒光高壓汞燈熒光高壓汞燈金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈熒光燈熒光燈低壓鈉燈低壓鈉燈 直管型直管型環(huán)管型環(huán)管型緊湊型緊湊型l熒光燈熒光燈：利用低壓汞（利用低壓汞（HgHg）蒸氣放電產生的紫）蒸氣放電產生的紫外線，激發(fā)涂在燈管內壁上的熒光粉而轉化為可外線，激發(fā)涂在燈管內壁上的

11、熒光粉而轉化為可見光的電光源。見光的電光源。 l優(yōu)點優(yōu)點：與普通白熾燈比，發(fā)光效率是與普通白熾燈比，發(fā)光效率是3 3倍以上，倍以上，使用壽命約使用壽命約4 4倍，燈壁溫度低，發(fā)光均勻柔和，應倍，燈壁溫度低，發(fā)光均勻柔和，應用廣泛。用廣泛。l缺點缺點：使用電感鎮(zhèn)流器時的功率因數(shù)低，有頻使用電感鎮(zhèn)流器時的功率因數(shù)低，有頻閃效應。閃效應。 直管熒光燈直管熒光燈燈管內壁涂料燈管內壁涂料 鹵磷酸鹽熒光粉鹵磷酸鹽熒光粉 三基色熒光粉三基色熒光粉 能把紫外線轉換成能把紫外線轉換成更多的可見光，發(fā)更多的可見光，發(fā)光效率高光效率高 l鎮(zhèn)流器和燈管一體化的新型電光源。鎮(zhèn)流器和燈管一體化的新型電光源。鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器

12、電感鎮(zhèn)流器電感鎮(zhèn)流器 電子鎮(zhèn)流器電子鎮(zhèn)流器 電子節(jié)能燈電子節(jié)能燈 兼具白熾燈和熒光燈的優(yōu)點，兼具白熾燈和熒光燈的優(yōu)點，發(fā)光效率高、節(jié)電、顯色性好，發(fā)光效率高、節(jié)電、顯色性好，改善頻閃效應，提高啟動性能。改善頻閃效應，提高啟動性能。雙曲形雙曲形 雙雙D D形形 單單U U型型 雙雙U U形形 三三U形形 l高壓汞燈高壓汞燈：內部充汞和氬氣，利用汞放電：內部充汞和氬氣，利用汞放電時產生的高氣壓獲得可見光的電光源時產生的高氣壓獲得可見光的電光源。 l優(yōu)點優(yōu)點：發(fā)光效率與普通熒光燈相當，使用發(fā)光效率與普通熒光燈相當，使用壽命卻比較長。壽命卻比較長。 l缺點缺點：顯色性差些，發(fā)出藍綠色的光，缺顯色性差些

13、，發(fā)出藍綠色的光，缺少紅色成份，除照到綠色物體上外，其他多少紅色成份，除照到綠色物體上外，其他多呈灰暗色，而且不能瞬時啟動。呈灰暗色，而且不能瞬時啟動。 內殼涂熒光粉的內殼涂熒光粉的 高壓汞燈高壓汞燈完全透明的高壓汞燈完全透明的高壓汞燈 l金屬鹵化物燈金屬鹵化物燈：通電使金屬通電使金屬HgHg蒸氣和蒸氣和NaNa、TlTl、InIn、ScSc、DyDy、CsCs、LiLi等金屬鹵化物分解物的混合等金屬鹵化物分解物的混合體輻射發(fā)光的電光源體輻射發(fā)光的電光源 。 l優(yōu)點優(yōu)點：發(fā)光效率高，顯色性較好，使用壽命較發(fā)光效率高，顯色性較好，使用壽命較長長 ?？梢杂迷谝箫@色性較好的場所?？梢杂迷谝箫@色性

14、較好的場所。 l注意注意！為避免影響光電特性，使用中有位置朝為避免影響光電特性，使用中有位置朝向要求。向要求。 v金屬鹵化物燈結構與高壓汞燈相似。金屬鹵化物燈結構與高壓汞燈相似。 v利用高壓鈉蒸氣放電發(fā)光的電光源。利用高壓鈉蒸氣放電發(fā)光的電光源。v利用低壓鈉蒸氣放電發(fā)光的電光源。利用低壓鈉蒸氣放電發(fā)光的電光源。 三、光污染三、光污染 光污染的產生光污染的產生 光污染的來源光污染的來源 光污染的分類光污染的分類 光污染的危害光污染的危害 n 定義定義：過量光輻射對人們的生活、工：過量光輻射對人們的生活、工 作環(huán)境以及人體健康產生不利影響的作環(huán)境以及人體健康產生不利影響的 現(xiàn)象稱為光污染。現(xiàn)象稱為

15、光污染。n 主要指由人工光源導致的違背人的生主要指由人工光源導致的違背人的生 理與心理需求或有損于生理與心理健理與心理需求或有損于生理與心理健 康的現(xiàn)象?？档默F(xiàn)象。光污染的產生光污染的產生 n 類型類型：n 眩光污染眩光污染n 射線污染射線污染n 光泛濫光泛濫n 視單調視單調n 視屏蔽視屏蔽n 頻閃頻閃n 特點特點：n 局部性污染；局部性污染；n 隨距離增加而迅速減弱；隨距離增加而迅速減弱；n 在環(huán)境中無殘余物，光源消失，污染即在環(huán)境中無殘余物，光源消失，污染即 消失。消失。 光污染的來源光污染的來源 l城市建筑物采用城市建筑物采用大面積鏡面式鋁合大面積鏡面式鋁合金裝飾的外墻、金裝飾的外墻、玻

16、玻璃幕墻璃幕墻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過高，特別是大度過高，特別是大功率高強度氣體放功率高強度氣體放電光源所形成的光電光源所形成的光污染。污染。光污染源光污染源2v條件條件v（1 1）使用）使用大面積大面積高反射率鍍膜玻璃。高反射率鍍膜玻璃。v（2 2）在）在特定方向特定方向和和特定時間特定時間下產生。下產生。v（3 3）光污染的程度與玻璃幕墻的方向、）光污染的程度與玻璃幕墻的方向、 位置及高度密切相關。位置及高度密切相關。夜景照明光污染夜景照明光污染顏色顏色污染污染 眩光眩光污染污染 侵擾侵擾光污染光污染 大氣大氣光污染光污染 地面

17、發(fā)出的人工光在塵埃、地面發(fā)出的人工光在塵埃、空氣或其它大氣懸浮粒子空氣或其它大氣懸浮粒子的散射作用下，擴散入大的散射作用下，擴散入大氣層中，形成城市上空很氣層中，形成城市上空很亮的大氣光污染。亮的大氣光污染。 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（或墻面）的反射光，建筑（或墻面）的反射光，透過門窗射向住宅、醫(yī)院、透過門窗射向住宅、醫(yī)院、旅館等人們休息的場所，侵旅館等人們休息的場所，侵擾睡眠與健康。擾睡眠與健康。 視野中的道路照明、廣告照視野中的道路照明、廣告照明、體育照明、標志照明等明、體育照明、標志照明等產生的直接眩光和雨后地面、產生的直接眩光和雨后地面、玻璃墻面等光澤表面的

18、反射玻璃墻面等光澤表面的反射 眩光。眩光。視場中顏色的對比引起視覺視場中顏色的對比引起視覺的不適應，導致視覺對物體的不適應，導致視覺對物體顏色的感覺出現(xiàn)差異或不敏顏色的感覺出現(xiàn)差異或不敏感。感。 1室內裝修采用室內裝修采用鏡面、釉面磚、鏡面、釉面磚、磨光大理石以磨光大理石以及各種涂料等及各種涂料等裝飾反射光線，裝飾反射光線，明晃白亮，眩明晃白亮，眩眼奪目。眼奪目。2室內燈光配置室內燈光配置不合理，致使不合理，致使室內光線過亮室內光線過亮或過暗，造成或過暗，造成不同程度的眩不同程度的眩光污染光污染 。3夜間室外照明，夜間室外照明，特別是建筑物特別是建筑物的泛光照明產的泛光照明產生干擾光，影生干擾

19、光，影響人們的正常響人們的正常生活。生活。l室內產生嚴重的眩光污染的原因室內產生嚴重的眩光污染的原因白亮污染白亮污染 人工白晝人工白晝 彩光污染彩光污染 c c光污染的分類光污染的分類 陽光照射強烈時，城市建筑的玻璃陽光照射強烈時，城市建筑的玻璃幕墻、釉面磚墻、磨光大理石和各幕墻、釉面磚墻、磨光大理石和各種涂料等裝飾反射光線，明晃白亮種涂料等裝飾反射光線，明晃白亮，眩眼奪目。，眩眼奪目。 白亮污染白亮污染 夜間照明過度，如同白晝。夜間照明過度，如同白晝。 舞廳、夜總會安裝的黑光燈、旋轉舞廳、夜總會安裝的黑光燈、旋轉燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源構燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源構成了彩光污染。成了彩

20、光污染。彩光污染彩光污染 人工白晝人工白晝 l對附近居民的影響對附近居民的影響 l對行人的影響對行人的影響l對交通系統(tǒng)的影響對交通系統(tǒng)的影響 l對天文觀測的影響對天文觀測的影響對人的影響對人的影響l影響植物的正常影響植物的正常生長，降低產量。生長，降低產量。l影響動物的生活影響動物的生活習性和新陳代謝。習性和新陳代謝。對動植物的影響對動植物的影響光污染的危害光污染的危害 一、光的基本物理量一、光的基本物理量第二節(jié)第二節(jié) 光學基礎光學基礎二、電光源的基本技術參數(shù)二、電光源的基本技術參數(shù)（一）光通量（一）光通量（二）發(fā)光強度（二）發(fā)光強度（六）明度（六）明度（三）照度（三）照度一、光的基本物理量一

21、、光的基本物理量物理量物理量（四）亮度（四）亮度（五）曝光量（五）曝光量( )( ) ( )mPVK(7-1)(7-1)（一）光通量（一）光通量 （簡稱光通）（簡稱光通）( )( )P( )VmK2-2-明視覺明視覺 1-1-暗視覺暗視覺圖圖7-1 7-1 相對光譜效率曲線相對光譜效率曲線V V( () ) （一）光通量（一）光通量 （簡稱光通）（簡稱光通）(7-2)(7-2)12()( )() ( ) ( )nmKPV【例例7-17-1】已知鈉光發(fā)出的波長為已知鈉光發(fā)出的波長為589 nm589 nm單色光單色光, ,其輻射通量為其輻射通量為10.3w10.3w，試計算所發(fā)出的光通量。，試計

22、算所發(fā)出的光通量。 589683 0.78 10.35487()lm（二）發(fā)光強度（二）發(fā)光強度 I dId(7-3)(7-3)(7-4)(7-4)（二）發(fā)光強度（二）發(fā)光強度 I I1lm1cd1sr2Sr2S r（二）發(fā)光強度（二）發(fā)光強度 I 180I0I （三）照度（三）照度E ES(7-6)(7-6)2lm1lxm11（三）照度（三）照度E 照度矢量照度矢量 l某點的照度矢量是以該點為中心的某點的照度矢量是以該點為中心的微圓盤兩側的照度最大值，此最大值微圓盤兩側的照度最大值，此最大值的法線方向即為矢量照度的方向。的法線方向即為矢量照度的方向。l照度矢量對說明陰影狀況更為有利照度矢量對

23、說明陰影狀況更為有利。 平均球面照度平均球面照度 （又稱標量照度）（又稱標量照度）l空間一點的被照射量可用此點上一空間一點的被照射量可用此點上一小球表面上的平均照度來表示。小球表面上的平均照度來表示。l給出照度的無方向量，較接近立體給出照度的無方向量，較接近立體物件的視感。物件的視感。平均柱面照度平均柱面照度 l表示一個小垂直圓柱表面上的平均表示一個小垂直圓柱表面上的平均照度，更接近對室內照明豐滿度的主照度，更接近對室內照明豐滿度的主觀感覺。觀感覺。（三）照度（三）照度E v點光源點光源垂直入射垂直入射的照度基本公式的照度基本公式 距離平方反比定律距離平方反比定律 l式式(7-7)(7-7)表

24、明，入射角為零時，表面照度與點光表明，入射角為零時，表面照度與點光源在垂直方向上的光強源在垂直方向上的光強I I成正比，與表面距點光源成正比，與表面距點光源距離的平方距離的平方r r成反比。成反比。2IEr(7-7)(7-7)（三）照度（三）照度E v點光源與表面的法線成點光源與表面的法線成角入射角入射的照度公的照度公式式l式式(7-8)(7-8)表明，表明，光線與表面法線成光線與表面法線成角處的照度角處的照度，與光線至點光源距離的平方成反比，與光源在，與光線至點光源距離的平方成反比，與光源在方向的光強和入射角方向的光強和入射角的余弦成正比。的余弦成正比。 (7-8)(7-8)arIEcos2

25、【例例7-27-2】如圖，桌面上方如圖，桌面上方2m2m處掛處掛帶搪瓷傘形罩的帶搪瓷傘形罩的40w40w白熾燈，發(fā)光強度白熾燈，發(fā)光強度I=73cdI=73cd，求燈下桌面點，求燈下桌面點1 1處照度處照度E E1 1及點及點2 2處照度處照度E E2 2值。值。 222cos0.894421a在點在點1 1處處在點在點2 2處處222273cos0.894413.0621IEalxlxr12217318.252IElxlxr（四）亮度（四）亮度 La （也稱輝度（也稱輝度 ）【說明說明】：有時也用另一較大單位：有時也用另一較大單位sb (sb (熙提熙提) )，lsblsb10104 4nt

26、nt；v意義意義：1c1c面積上發(fā)出面積上發(fā)出lcdlcd的發(fā)光強度。的發(fā)光強度。（四）亮度（四）亮度 La （也稱輝度（也稱輝度 ）(7-9)(7-9)cosaadILdSacosaaILSa(7-10)(7-10)【說明說明】：亮度符號右下角標：亮度符號右下角標，指明物體表面的法線與光線，指明物體表面的法線與光線之間的夾角。之間的夾角。1200白熾燈（充氣燈）白熾燈（充氣燈）0.8晴天天空晴天天空(平均值平均值)200白熾燈燈絲（真空燈泡）白熾燈燈絲（真空燈泡）160000太陽表面太陽表面(近地平線近地平線)0.2陰天天空陰天天空(平均值平均值)225000太陽表面太陽表面(正午正午)亮度

27、值亮度值/sb光源名稱光源名稱亮度值亮度值/sb光源名稱光源名稱表表7-2 7-2 常見光源亮度值常見光源亮度值 （五）曝光量（五）曝光量H H0tHEdt(7-11)(7-11)（六）明度（六）明度色彩分類色彩分類方法方法 有彩色系有彩色系無彩色系無彩色系n光源色、反射光或透射光能夠在光源色、反射光或透射光能夠在 視覺中顯示出某一種單色光特征視覺中顯示出某一種單色光特征 的色彩序列。的色彩序列。n可見光譜中的紅、橙、黃、綠、可見光譜中的紅、橙、黃、綠、 青、藍、紫基本色及其混合色都青、藍、紫基本色及其混合色都 屬于有彩色系。屬于有彩色系。n 基本參量：基本參量：明度明度、色調和飽和度、色調和

28、飽和度 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 視覺中顯示出某一種單色光特征視覺中顯示出某一種單色光特征 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 所得的深淺各異的灰色系列等所得的深淺各異的灰色系列等n基本參量：基本參量：明度明度（六）明度（六）明度n 顏色本身的明度顏色本身的明度 n黃色明度最高，紫色明度最低，其它各色黃色明度最高，紫色明度最低，其它各色 基本處于灰與深灰之間，屬中間明度；基本處于灰與深灰之間，屬中間明度；n 同一色相的顏色具有不同的明度同一色相的顏色具有不同的明度n紅顏色的明度：桔紅、朱紅較深紅、玫瑰紅顏色的

29、明度：桔紅、朱紅較深紅、玫瑰 紅亮，大紅、土紅則介于中間值；紅亮，大紅、土紅則介于中間值；n 某種顏色由于光照強弱不同，產生不同明某種顏色由于光照強弱不同，產生不同明 暗變化暗變化 （六）明度（六）明度 一、光的基本物理量一、光的基本物理量第二節(jié)第二節(jié) 光學基礎光學基礎二、電光源的基本技術參數(shù)二、電光源的基本技術參數(shù)二、電光源的基本技術參數(shù)二、電光源的基本技術參數(shù)基本技術基本技術參數(shù)參數(shù) 1. 1.發(fā)光效率發(fā)光效率 2. 2.光源壽命光源壽命 3. 3.光源顏色光源顏色 4. 4.光源啟動性能光源啟動性能 1.1.發(fā)光效率發(fā)光效率 n燈開始點燃至燈的光通量燈開始點燃至燈的光通量衰減到額定光通量

30、的某一百衰減到額定光通量的某一百分比（一般分比（一般70708080）時所經歷的點燈時數(shù)。時所經歷的點燈時數(shù)。有效壽命有效壽命 平均壽命平均壽命 光源壽命光源壽命 （光源壽期）（光源壽期） n一組試驗樣燈從點燃至其一組試驗樣燈從點燃至其中中5050的燈失效時所經歷的的燈失效時所經歷的點燈時數(shù)。點燈時數(shù)。 2.2.光源壽命光源壽命 l壽命是評價電光源可靠性和質量的主要技術參數(shù)；壽命是評價電光源可靠性和質量的主要技術參數(shù)；l壽命長表明其服務時間長，耐用度高，節(jié)電貢獻大。壽命長表明其服務時間長，耐用度高，節(jié)電貢獻大。n當光源的發(fā)光顏色與把當光源的發(fā)光顏色與把黑體黑體加熱到加熱到 某一溫度所發(fā)出的光色

31、相同時的溫某一溫度所發(fā)出的光色相同時的溫 度，稱為光源的色溫。度，稱為光源的色溫。n色溫是燈光顏色給人直觀感覺的度色溫是燈光顏色給人直觀感覺的度 量，與光源的實際溫度無關。量，與光源的實際溫度無關。n不同色溫給人不同的冷暖感覺。不同色溫給人不同的冷暖感覺。 色溫色溫（單位（單位K） 顯色指數(shù)顯色指數(shù)Ra Ra 光源顏色光源顏色 （光色）（光色） 3.3.光源顏色光源顏色 n光源照射到物體后，與光源照射到物體后，與參照光源參照光源相相 比對顏色相符程度的度量參數(shù)。比對顏色相符程度的度量參數(shù)。n是衡量光源顯色性優(yōu)劣或在視覺上是衡量光源顯色性優(yōu)劣或在視覺上 失真程度的指標。失真程度的指標。n參照光源

32、的顯色指數(shù)定為參照光源的顯色指數(shù)定為100100，其他，其他 光源的顯色指數(shù)均小于光源的顯色指數(shù)均小于100100。nRaRa越小，顯色性越差，反之越好。越小，顯色性越差，反之越好。 色溫與感覺的關系（表色溫與感覺的關系（表7-37-3） v低照度下采用底色溫的光源會感到溫馨快活；低照度下采用底色溫的光源會感到溫馨快活；v高照度下采用高色溫的光源則感到清爽舒適；高照度下采用高色溫的光源則感到清爽舒適；v比較熱的地區(qū)宜采用高色溫冷感光源；比較熱的地區(qū)宜采用高色溫冷感光源；v比較冷的地方宜采用低色溫暖感光源。比較冷的地方宜采用低色溫暖感光源。顯色性的等級標準顯色性的等級標準 （表（表7-47-4）

33、 v國際照明委員會（國際照明委員會（CIECIE）用顯色指數(shù)把光源的顯色性分為優(yōu)、）用顯色指數(shù)把光源的顯色性分為優(yōu)、 良、中、差四組作為判別光源顯色性能的等級標準。良、中、差四組作為判別光源顯色性能的等級標準。v顯色性是擇用光源的一項重要因素顯色性是擇用光源的一項重要因素v對顯色性要求很高的照明用途，如，美術品、藝術品等對顯色性要求很高的照明用途，如，美術品、藝術品等的展示銷售，為避免顏色失真，不宜采用顯色性差的光源。的展示銷售，為避免顏色失真，不宜采用顯色性差的光源。v顯色性要求不高，而要求彩色調節(jié)的場所，可利用顯色顯色性要求不高，而要求彩色調節(jié)的場所，可利用顯色性的差異來增加明亮提神的氣氛

34、。性的差異來增加明亮提神的氣氛。各類光源的光效和顯色指數(shù)（各類光源的光效和顯色指數(shù)（RaRa）對照）對照 （表（表7-57-5） 4. 4.光源啟動性能光源啟動性能 v光源的啟動性能是指燈的啟動和再啟動特性，用啟光源的啟動性能是指燈的啟動和再啟動特性，用啟 動和再啟動所需要的時間來度量。動和再啟動所需要的時間來度量。v熱輻射電光源的啟動性能最好熱輻射電光源的啟動性能最好，能瞬時啟動發(fā)光，也，能瞬時啟動發(fā)光，也 不受再啟動時間的限制；不受再啟動時間的限制；v氣體發(fā)電光源不能瞬時啟動氣體發(fā)電光源不能瞬時啟動。除熒光燈能快速啟動外，。除熒光燈能快速啟動外， 其他氣體放電燈的啟動時間至少在其他氣體放電

35、燈的啟動時間至少在4min4min以上，再啟動以上，再啟動 時間最少也需要時間最少也需要3min3min以上。以上。第三節(jié)第三節(jié) 光環(huán)境評價與質量標準光環(huán)境評價與質量標準二、人工光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價 二、人工光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價 一、天然光環(huán)境的評價一、天然光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價 一、天然光環(huán)境的評價一、天然光環(huán)境的評價( (一一) ) 采光系數(shù)采光系數(shù) C C100%nwECE(7-12)(7-12)l兩個照度值均不包括直射日兩個照度值均不包括直射日 光的作用。光的作用。l晴天或多云天氣，不同方位晴

36、天或多云天氣，不同方位 上的天亮度有差別，計算值上的天亮度有差別，計算值 與實測值有偏差。與實測值有偏差。( (二二) ) 采光系數(shù)標準采光系數(shù)標準 視覺作業(yè)場所工作面上的采光系數(shù)標準值視覺作業(yè)場所工作面上的采光系數(shù)標準值 （表（表7-67-6） 注：1、表中所列采光系數(shù)標準值適用于我國類光氣候。采光系數(shù)標準值是根據(jù)室外臨界照度為5000lx制定的。 2、亮度對比小的、級視覺作業(yè)，其采光等級可提高一級采用。二、人工光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價 二、人工光環(huán)境的評價二、人工光環(huán)境的評價( (一一) ) 適當?shù)倪m當?shù)?照度水平照度水平評價評價內容內容( (二二) ) 舒適的亮度比和亮度分布舒適

37、的亮度比和亮度分布( (四四) ) 避免避免眩光干擾眩光干擾( (三三) ) 適宜的光色適宜的光色( (五五) ) 立體感立體感v適宜的照度：適宜的照度：在具體工作條件下，大多數(shù)人在具體工作條件下，大多數(shù)人都感覺比較滿意且保證工作效率和精度均較都感覺比較滿意且保證工作效率和精度均較高的照度值。高的照度值。v滿意人數(shù)最大百分比的照度約滿意人數(shù)最大百分比的照度約150015003000lx3000lxv不同工作性質的場所對照度值的要求不同不同工作性質的場所對照度值的要求不同(一) 適當?shù)恼斩人絥在一個維護周期內照度變化在一個維護周期內照度變化 曲線的中間值。曲線的中間值。n西歐一些國家采取使用照

38、度西歐一些國家采取使用照度 標準。標準。 使用照度使用照度 維持照度維持照度 設計標準設計標準1.1.照度標準照度標準 n是必須更換光源或在預期清是必須更換光源或在預期清 洗燈具和清掃房間周期終止洗燈具和清掃房間周期終止 前，或者同時進行上述維護前，或者同時進行上述維護 工作時所應保持的平均照度。工作時所應保持的平均照度。n通常維護照度不應低于使用通常維護照度不應低于使用 照度的照度的80%80%。n美國、我國采用此標準。美國、我國采用此標準。vCIECIE建議的照度等級建議的照度等級(1x)(1x)v在照度標準中以在照度標準中以1.51.5左右的等比級數(shù)劃分左右的等比級數(shù)劃分 照度等級，而不

39、采取等差級數(shù)。如，照度等級，而不采取等差級數(shù)。如，2020、 3030、5050、7575、100100、150150、200200、300300、500500、 750750、10001000、15001500、20002000、30003000、50005000。v民用建筑照明設計標準民用建筑照明設計標準(GBJl331990)(GBJl331990)v工業(yè)企業(yè)照明設計標準工業(yè)企業(yè)照明設計標準(GB500341992)(GB500341992) 2.2.照度均勻度照度均勻度 v工作面工作面：規(guī)定照度的平面（參考面）即為工作面。規(guī)定照度的平面（參考面）即為工作面。v通常假定工作面是由室內墻面

40、限定的距地面高通常假定工作面是由室內墻面限定的距地面高 0.700.700.80m0.80m高的水平面。高的水平面。v照度均勻度不得低于照度均勻度不得低于0.70.7，CIECIE建議值為建議值為0.80.8。平均球面照度平均球面照度 平均柱面照度平均柱面照度 （實用）（實用） 空間照度空間照度n定義：在空間一點的一定義：在空間一點的一 個假想小圓柱體側面上個假想小圓柱體側面上 的平均照度。的平均照度。n圓柱體的軸線與水平面圓柱體的軸線與水平面 相垂直，且不計圓柱體相垂直，且不計圓柱體 兩端面上接受的光量。兩端面上接受的光量。n意義：代表空間一點的意義：代表空間一點的 垂直面平均照度。垂直面平

41、均照度。3.3.空間照度空間照度 v舒適的亮度比和亮度分布是對工作面照度的舒適的亮度比和亮度分布是對工作面照度的重要補充。重要補充。 v亮度比亮度比：視看對象與人眼周圍視看對象與人眼周圍視野物體視野物體的的亮度水平亮度水平和亮度對比構成人眼周圍視野的適應亮度。和亮度對比構成人眼周圍視野的適應亮度。v亮度分布亮度分布：房間主要表面的平均亮度，形成房間明房間主要表面的平均亮度，形成房間明亮程度的總印象，亮度分布使人產生不同的心理感亮程度的總印象，亮度分布使人產生不同的心理感受。受。(二) 舒適的亮度比和亮度分布l指工作面、頂棚、指工作面、頂棚、墻、窗戶和燈具等。墻、窗戶和燈具等。 v作業(yè)近鄰環(huán)境的

42、亮度作業(yè)近鄰環(huán)境的亮度：盡可能低于：盡可能低于作業(yè)本身亮度，但最好不低于作業(yè)作業(yè)本身亮度，但最好不低于作業(yè)亮度的亮度的1/31/3；v周圍視野的平均亮度周圍視野的平均亮度：不低于作業(yè)：不低于作業(yè)亮度的亮度的1/101/10；v燈和白天窗子亮度燈和白天窗子亮度：控制在作業(yè)亮：控制在作業(yè)亮度的度的4040倍以內。倍以內?？刂颇繕丝刂颇繕?v照度和反射比照度和反射比：亮度與二者乘積：亮度與二者乘積大致成正比。大致成正比。影響因素影響因素 (二) 舒適的亮度比和亮度分布(三) 適宜的光色表征光色表征光色的指標的指標表觀顏色表觀顏色( (色表色表) )顯色性顯色性：常用色溫定量表示：常用色溫定量表示：燈

43、光對被照物體顏色的影響作用：燈光對被照物體顏色的影響作用v色表與顯色性的關系色表與顯色性的關系：v光源的顏色質量常用這兩個性質不同的術語來同時表征；光源的顏色質量常用這兩個性質不同的術語來同時表征；v二者都取決于光源的光譜組成，但不同光譜組成的光源可二者都取決于光源的光譜組成，但不同光譜組成的光源可 能具有相同的色表，而其顯色性卻大不相同；同樣，色表能具有相同的色表，而其顯色性卻大不相同；同樣，色表 完全不同的光源可能具有相等的顯色性。完全不同的光源可能具有相等的顯色性。v對室內光環(huán)境來說，遇到的基本上都是不舒適眩對室內光環(huán)境來說，遇到的基本上都是不舒適眩 光。只要將不舒適眩光控制在允許限度以

44、內，失光。只要將不舒適眩光控制在允許限度以內，失 能眩光也就自然消除了。能眩光也就自然消除了。 (四) 避免眩光干擾v眩光是評價光環(huán)境舒適性的一個重要指標。眩光是評價光環(huán)境舒適性的一個重要指標。失能眩光失能眩光不舒適不舒適眩光眩光：導致視力下降，甚至喪失視力：導致視力下降，甚至喪失視力 ：影響注意力的集中，時間長會增：影響注意力的集中，時間長會增 加視覺疲勞，但不會影響視力。加視覺疲勞，但不會影響視力。 根據(jù)眩光對視覺的影響程度眩光眩光評價方法評價方法 英國英國 眩光指數(shù)眩光指數(shù)(BGI)(BGI)法法美國美國 視覺舒適概率視覺舒適概率(VCP)(VCP)法法 德國德國 亮度曲線法亮度曲線法

45、澳大利亞標推協(xié)會澳大利亞標推協(xié)會(SAA)(SAA) 燈具亮度限制法燈具亮度限制法 CIECIE 眩光指數(shù)眩光指數(shù)(CGI)(CGI)公式公式 (四) 避免眩光干擾lCIECIE總結各國的研究成果，總結各國的研究成果，推薦的一個國際通用的眩推薦的一個國際通用的眩光指數(shù)光指數(shù)(CGI)(CGI)公式，并獲得公式，并獲得各國贊同。各國贊同。CIECIE：眩光指數(shù)眩光指數(shù)(CGI)(CGI)公式公式 (7-13)(7-13)2215008lg2didELWCGIEEP全部照明裝置在觀測全部照明裝置在觀測者眼睛垂直面上的間者眼睛垂直面上的間接照度。接照度。 全部照明裝置在觀測全部照明裝置在觀測者眼睛垂

46、直面上的直者眼睛垂直面上的直接照度。接照度。 觀測者眼睛同一個觀測者眼睛同一個燈具構成的立體角燈具構成的立體角 該燈具在觀測者眼該燈具在觀測者眼睛方向上的亮度。睛方向上的亮度。 考慮燈具與觀測者視考慮燈具與觀測者視線相關位置的系數(shù)線相關位置的系數(shù) CIECIE：眩光指數(shù)眩光指數(shù)(CGI)(CGI)公式公式 (7-13)(7-13)2215008lg2didELWCGIEEPvCGI式與英國眩光指數(shù)式與英國眩光指數(shù)(BGI)法計算結果十分接近。法計算結果十分接近。v可以用與可以用與BGI相同的評價尺度說明不舒適眩光的主觀效應與相同的評價尺度說明不舒適眩光的主觀效應與 控制標準（表控制標準（表7-

47、7）。）。眩眩光光等等級級 眩眩光光效效應應評評價價標標準準 眩眩光光指指數(shù)數(shù) 眩眩光光等等級級 眩眩光光效效應應評評價價標標準準 眩眩光光指指數(shù)數(shù) A B 剛剛好好不不能能忍忍受受 剛剛好好有有不不舒舒適適感感 28 22 C D 剛剛好好能能接接受受 剛剛剛剛感感覺覺到到 16 8 表表7-7 7-7 眩光指數(shù)與不舒適眩光感覺的關系表眩光指數(shù)與不舒適眩光感覺的關系表評價指標評價指標1.1.矢量矢量/ /標量比（標量比（E/EE/Es s）2.2.平均柱面照度與水平照平均柱面照度與水平照度之比度之比( (E Ec c/E/Eh h) ) 3.3.垂直照度與水平照度之垂直照度與水平照度之比比(

48、 (E Ev v/E/Eh h) ) ( (五五) ) 立體感立體感v三維物體在光的照射下呈現(xiàn)的造型效果。三維物體在光的照射下呈現(xiàn)的造型效果。1.1.矢量矢量/ /標量比（標量比（E/EE/Es s）造型指數(shù)造型指數(shù)表表7-8 7-8 造型指數(shù)（造型指數(shù)（E/EE/Es s）與照明方向性）與照明方向性質質量量評評價價2.2.平均柱面照度與水平照度之比平均柱面照度與水平照度之比( (E Ec c/E/Eh h) ) 3.3.垂直照度與水平照度之比垂直照度與水平照度之比( (E Ev v/E/Eh h) ) 指標1.1.矢量矢量/ /標量比（標量比（E/EE/Es s）2.2.平均柱面照度與水平照

49、平均柱面照度與水平照度之比度之比( (E Ec c/E/Eh h) ) 3.3.垂直照度與水平照度之垂直照度與水平照度之比比( (E Ev v/E/Eh h) ) 較完善，但較完善，但E E的計算相當?shù)挠嬎阆喈攺碗s，難以得到準確的結復雜，難以得到準確的結果，設計應用受限。果，設計應用受限。 評價有較大實用價值，計算和有較大實用價值，計算和測量問題均已獲得解決。測量問題均已獲得解決。簡單，實用。簡單，實用。一、可見光污染防治一、可見光污染防治第四節(jié)第四節(jié) 光污染防治技術光污染防治技術二、紅外線、紫外線光污染的防治二、紅外線、紫外線光污染的防治光污染按照光波波長分為可見光污染、紅外線污染和紫外光污

50、染按照光波波長分為可見光污染、紅外線污染和紫外線污染三類，分別采用不同的防治技術。線污染三類，分別采用不同的防治技術。一、可見光污染防治一、可見光污染防治直接眩光的限制直接眩光的限制 反射眩光和光幕反射的限制反射眩光和光幕反射的限制 發(fā)光面大小發(fā)光面大小 發(fā)光面亮度發(fā)光面亮度眼睛的適應能力眼睛的適應能力背景亮度背景亮度影響影響因素因素房間尺寸房間尺寸視看方向和位置視看方向和位置圖圖7-4 7-4 需要限制亮度的照明器需要限制亮度的照明器發(fā)發(fā)光區(qū)域光區(qū)域直接眩光的限制直接眩光的限制 采用透明、半透明或不透采用透明、半透明或不透明的格柵或棱鏡將光源封明的格柵或棱鏡將光源封閉起來，控制可見亮度，閉起

51、來，控制可見亮度，減弱眩光。減弱眩光。 控制光源的直射光，做到控制光源的直射光，做到完全看不見光源，有時也完全看不見光源，有時也可把燈安裝在梁背后或嵌可把燈安裝在梁背后或嵌入建筑物等。入建筑物等。直接眩光的限制直接眩光的限制 透光材料透光材料控制法控制法 保護角保護角控制法控制法 控制方法控制方法直接眩光的限制直接眩光的限制 限制眩光限制眩光與光源分類與光源分類 亮度亮度2 2104nt104nt如熒光燈如熒光燈亮度亮度2 2104nt104nt如白熾燈和如白熾燈和各種氣體放電燈各種氣體放電燈小功率光源小功率光源兩種控制眩光方法均可兩種控制眩光方法均可大功率光源大功率光源采用燈具保護角控制采用

52、燈具保護角控制l透光材料控制和保護角透光材料控制和保護角 控制兩種均可控制兩種均可l熒光燈亮度較低，某些熒光燈亮度較低，某些 情況下允許明露使用情況下允許明露使用 直接眩光的限制直接眩光的限制 v增加眩光源的增加眩光源的背景亮度背景亮度或或作業(yè)照度作業(yè)照度的方法的方法v頂棚表面應有較高的反射比，可減小燈具發(fā)光表頂棚表面應有較高的反射比，可減小燈具發(fā)光表 面與鄰近頂棚間的亮度差別，適當降低亮度對比面與鄰近頂棚間的亮度差別，適當降低亮度對比 度，如倒傘形懸掛式燈具，使燈具有足夠的上射度，如倒傘形懸掛式燈具，使燈具有足夠的上射 光通量，經過一次反射后光通量，經過一次反射后使室內亮度分布均勻使室內亮度分布均勻。v淺色飾面通過多次反射能明顯地淺色飾面通過多次反射能明顯地提高房間上部表提高房間上部表 面的照度面的照度。反射眩光和光幕反射的限制反射眩光和光幕反射的限制 l在觀察物體方向或接在觀察物體方向或接 近物體方向出現(xiàn)的光近物體方向出現(xiàn)的光 滑面包括頂棚、墻面、滑面包括頂棚、墻面、 地板、桌面、機器或地板、桌面、機器或其他用具的表面。其他用具的表面。 防治反射眩光的措施防治反射眩光的措施 n 1.1.光源的亮度應比較低光源的亮度應比較低 光源的亮度