照明工程師入門教材

1、照明基礎(chǔ)知識(shí)目 錄第一章第二章照明發(fā)展歷程.（1）光度、色度基本概念及知識(shí).（2-6）第一節(jié)：光的度量及其單位.（4）第二節(jié)：光源的色溫及顯色性.（5-8）第三章光源結(jié)構(gòu)及原理.（9-21）第一節(jié)：白熾燈與鹵鎢燈.（10-12）第二節(jié)：熒光燈.（12-16）第三節(jié)：高強(qiáng)度氣體放電燈.（16-21）第四章燈具的性能及制作中的選材.（22-34）第一節(jié)：燈具的性能.（22-25）第二節(jié)：燈具制造中的選材、設(shè)計(jì)方法及選用.（25-30）第三節(jié)：燈具、照明產(chǎn)品介紹.（30-34）第五章商業(yè)照明設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論（35-51）第一節(jié)：商業(yè)建筑和照明.（35-36）第二節(jié)：光源的選擇和燈具.（36-39）第三節(jié)

2、：商業(yè)照明的分類和方法.（40-51）第六章照度計(jì)算基礎(chǔ). （51-55）第一節(jié)：室內(nèi)建筑設(shè)施照明照度計(jì)算.（51-53）第二節(jié)：常用燈具光電參數(shù).（54-55）照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第一章 照明發(fā)展歷程早在 1802 年英國(guó)科學(xué)家就揭示了白熾現(xiàn)象，從那時(shí)開始直到有了電以后，美國(guó)科學(xué)家愛(ài)迪生發(fā)明了第一只白熾燈，開始了人類利用電能照明的新天地。在這之后，GE、PHILIPS 等國(guó)際知名大公司壟斷了照明技術(shù)，一直到現(xiàn)在，光源的核心技術(shù)都掌握在這幾家大公司之中，之后的許多新光源產(chǎn)品也都出自他們手中。自從 1879 年托馬斯. 愛(ài)迪生發(fā)明了世界上第一只實(shí)用型白熾燈泡以來(lái)，已經(jīng)走過(guò)了一百多年的歷史，電光源

3、已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步?；仡櫄v史，我們看到：1931 年成功研制高壓汞燈；1936 年熒光燈問(wèn)世，引入了熒光燈；1949 年白熾燈采用了柔白涂層技術(shù)；1958 年引入了鹵鎢燈；1962 年發(fā)明了高壓鈉燈；1974 年引入了節(jié)能型熒光燈；1975 年引入了冷光杯，之后引入了小功率金鹵燈；1987 年引入了 40W 節(jié)能燈，之后引入高效節(jié)能燈；1994 年發(fā)明了無(wú)極熒光燈；直至目前發(fā)展起來(lái)的將電直接轉(zhuǎn)化為光的發(fā)光二極管（LED），已作為公共場(chǎng)所的顯示器，正在獲得廣泛使用。在照明的發(fā)展過(guò)程中，光源壽命有了很大的提高，從最初的幾小時(shí)發(fā)展到現(xiàn)在的幾萬(wàn)小時(shí)（如微波硫燈），光效有了很大提高，最高達(dá) 150lm/

4、w.照明產(chǎn)品紛繁奪目，種類齊全，擁有適用于各種場(chǎng)所的照明產(chǎn)品。第 2 頁(yè) 共 56 頁(yè)2照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第二章 光度、色度基本概念及知識(shí)照明工程中，光是指輻射能的一部分，即具有刺激視覺(jué)器官特性的輻射能。從物理學(xué)的觀點(diǎn)，光是電磁波譜的一部分，波長(zhǎng)范圍在 380780nm（納米）之間，這個(gè)范圍在視覺(jué)上可能稍有些差異。任何物體發(fā)射或反射足夠數(shù)量合適波長(zhǎng)的輻射能，作用于人眼睛的感受器官，就可看見(jiàn)該物體。一般輻射能波譜的范圍遍布在波長(zhǎng)為 10-16105m 的區(qū)域。可見(jiàn)光譜輻射能的波長(zhǎng)在 380x10-910-9m（即 380780nm）之間，僅是輻射能中很小的一部分。在 1666 年，牛頓使一束自

5、然光線通過(guò)棱鏡，從而發(fā)現(xiàn)光束中包含組成彩虹的全部顏色。可見(jiàn)光譜的顏色實(shí)際上是連續(xù)光譜混合而成的。波長(zhǎng)從 380nm 向 780nm 增加時(shí)，光的顏色從紫色開始，按藍(lán)、綠、橙、紅的順序逐漸變化。如下圖：可見(jiàn)光譜紫外線光紅外線紫藍(lán)綠黃橙紅波長(zhǎng) 380450490560590630780nm紫外線波譜的波長(zhǎng)在 100380nm 之間，紫外線是人眼看不見(jiàn)的。太陽(yáng)是近紫外線發(fā)射源。紅外線波譜的波長(zhǎng)在 780nm1mm 之間，紅外線也是人眼看不見(jiàn)面的。太陽(yáng)是天然的紅外線發(fā)射源。白熾燈一般可發(fā)射波長(zhǎng)在 5000nm 以內(nèi)的紅外線。發(fā)射近紅外線特的特制燈可用于理療和工業(yè)設(shè)施。紫外線、紅外線兩個(gè)波段的輻射與可見(jiàn)

6、光一樣，可用平面鏡、透鏡或棱鏡等光學(xué)元件。進(jìn)行反射、成像或色散，故通常把紫外線、可見(jiàn)光、紅外線統(tǒng)稱為光輻射。第 3 頁(yè) 共 56 頁(yè)3照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第一節(jié)：光的度量及其單位一、光通量光源在單位時(shí)間內(nèi)向周圍空間輻射出去的并能使人眼產(chǎn)生光感的能量，稱為光通量。單位為流明（lm）。光通量=光效 X 功率二、發(fā)光強(qiáng)度（光強(qiáng)）光源在空間某一方向上單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量與該立方體角的比值，稱為光源在這一方向上發(fā)光強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱光強(qiáng)，單位為坎德拉（ cd）。三、照度照度是用來(lái)說(shuō)明被照面（工作面）上被照射的程度，通常用其單位面積內(nèi)所接受的光通量來(lái)表示，單位為勒克斯（lx）或流明每平方米（lm/m2）。四、

7、亮度亮度也是用來(lái)表示物體表面發(fā)光（或反光）強(qiáng)弱的物理量，被視物體發(fā)光面在視線方向上的發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光面在垂直于該方向上的投影面積的比值，稱為發(fā)光面的表面亮度，單位為坎德拉每平方米（cd/m2）。五、光源的發(fā)光效率光源的發(fā)光效率通常簡(jiǎn)稱為光效，是描述光源的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的光學(xué)量，它反映了光源在消耗單位能量的同時(shí)輻射出光通量的多少，單位是流明每瓦（lm/w）=lm/w。第 4 頁(yè) 共 56 頁(yè)4照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第二節(jié)：光源的色溫及顯色性所有固體、液體和氣體如果達(dá)到足夠高的溫度，都會(huì)發(fā)射出可見(jiàn)光。白熾燈中的固體鎢約在 3000K 時(shí)的熾熱發(fā)光，這是我們最為熟悉的人造光源。通常是隨著輻射體的溫度升高而提

8、高，輻射光色從暗紅，經(jīng)過(guò)桔黃、發(fā)白，然后是熾蘭。這樣色溫也隨著輻射體的溫度升高而提高。這是遵循斯蒂芬波爾茲曼定律：絕對(duì)黑體的能量亮度與物體絕對(duì)溫度的四次方成正比。一、 色溫將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，隨著溫度升高黑體的顏色開始沿著深紅-淺紅-橙-黃-白-藍(lán)逐漸改變，當(dāng)某光源發(fā)出的光的顏色與標(biāo)準(zhǔn)黑體處于某溫度的顏色相同時(shí)，我們將黑體當(dāng)時(shí)的絕對(duì)溫度稱為光源的色溫，以絕對(duì)溫度 K 來(lái)表示?；旧绫硭荆荷珳毓馍珰夥招Ч笥?5000K清涼（帶藍(lán)的白色）清冷的感覺(jué) 三基色熒光燈 水銀燈3300-5000K中間（接近自然光）無(wú)明顯視覺(jué)心理效果 三基色熒光燈左右 金鹵燈小于 3300K溫暖（帶桔花的白色）溫暖的感

9、覺(jué) 白熾燈 石英鹵素?zé)舳?顯色性光源對(duì)物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性，也就是顏色逼真的程度，顯色性高的光源對(duì)顏色表現(xiàn)較好，我們所見(jiàn)到的顏色也就接近自然色，顯色性低的光源對(duì)顏色再現(xiàn)較差，我們所見(jiàn)到的顏色偏差也較大，用顯色指數(shù)（Ra）表示。國(guó)際照明委員會(huì)CIE 把太陽(yáng)的顯色指數(shù)定為 100，各類光源的顯色指數(shù)各有相同，如：高壓鈉燈的顯色指數(shù)為 Ra=23，熒光燈管顯色指數(shù) Ra=60-90。顯色指數(shù)越接近 100，顯色性就越好。如下圖：不同顯色指數(shù)下的物體所呈現(xiàn)出來(lái)的效果；第 5 頁(yè) 共 56 頁(yè)5照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料很好較好普通Ra=10080Ra9060RaRa80印刷、食品分檢、油漆、店

10、鋪、飯店等80Ra60機(jī)電裝配、表面處理、控制室、辦公室、百貨等 60Ra40機(jī)械加工、熱處理、鑄造等40Ra20倉(cāng)庫(kù)、大件金屬庫(kù)等三、 顏色顯色性和照度光源的顯色指數(shù)與照度一起決定環(huán)境的視覺(jué)清晰度。研究表明，在照度和顯色指數(shù)之間存在一種平衡關(guān)系。從廣泛的實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)果是：用顯色指數(shù) Ra90 的燈照明辦公室，就其外觀的滿意程度來(lái)說(shuō)，要比用顯色指數(shù)低的燈（Ra60）照明的辦公室，照度值可降低 25%以上。要注意的是針對(duì)良好的視覺(jué)外觀而言，如果為了節(jié)能而把室內(nèi)照度減少到使視功能變壞的水平，那就不對(duì)了。應(yīng)該盡可能選用有最佳顯色指數(shù)和發(fā)光效率高的光源采用適當(dāng)?shù)恼斩?，以便以最小的能量費(fèi)用獲得良好的視

11、覺(jué)外觀效果。第 6 頁(yè) 共 56 頁(yè)6照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料四、 眩光評(píng)價(jià)方法在視野范圍內(nèi)有亮度極高的物體，或亮度對(duì)比過(guò)大，或空間和時(shí)間上存在極端的對(duì)比，就可引起不舒適的視覺(jué)，或造成視功能下降，或同時(shí)產(chǎn)生這兩種效應(yīng)的現(xiàn)象，稱為眩光。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素。從眩光的作用來(lái)看可分直接眩光和反射眩光，直接眩光是在觀察物體的方向或接近這一方向內(nèi)存在發(fā)光體所引起的眩光。反射眩光是發(fā)光體的鏡面反射，特別是在觀察物體方向或接近這一方向出現(xiàn)鏡面反射所引起的眩光。眩光按其效應(yīng)又可分為失能眩光和不舒適眩光。失能眩光又稱為生理眩光，這種眩光會(huì)妨礙對(duì)物體的視看效果，使視功能下降，但它不一定引起不舒適。不舒適眩光

12、又稱為心理眩光，這種眩光使人不舒適，但它不一定妨礙對(duì)物體的視覺(jué)功能效果。眩光標(biāo)準(zhǔn)分類眩光指數(shù) GI眩光標(biāo)準(zhǔn)分類10勉強(qiáng)感到有眩光16可以接受的眩光19眩光臨界值22不舒適的眩光28不能忍受的眩光眩光限制等級(jí)眩光等級(jí) G眩光分類0沒(méi)眩光1不存在和輕微眩光之間第 7 頁(yè) 共 56 頁(yè)7照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料2輕微眩光3厲害眩光4厲害和不能忍受眩光之間5不能忍受眩光根據(jù)試驗(yàn)，對(duì)眩光程度的感覺(jué)，僅 4 種因素值得考慮（1）燈具亮度；（2）房間長(zhǎng)度和燈具安裝的高度（即距高比）；（3）由平均水平照度表示的視適應(yīng)水平；（4）燈具種類，如燈具側(cè)面是否發(fā)光等；第 8 頁(yè) 共 56 頁(yè)8照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第三章光

13、源結(jié)構(gòu)及原理在照明工程中常用的光源有白熾發(fā)光的白熾燈和鹵鎢燈，低壓氣體放電的各種熒光燈和高強(qiáng)氣體放電的熒光高壓汞燈，金屬鹵化物燈和高壓鈉燈等。常用光源分類如下表：常用光源分類表注：以上各類光源原則上都可以做成無(wú)極燈第 9 頁(yè) 共 56 頁(yè)9照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第一節(jié)：白熾燈與鹵鎢燈一、 白熾燈凡是根據(jù)熱輻射原理工作的光源都可稱為白熾燈。目前常用的白熾燈分兩類，即普通白熾燈和鹵鎢燈。白熾燈靠電能將燈絲加熱到白熾而發(fā)光。在燈絲發(fā)光的同時(shí)還產(chǎn)生大量的紅外輻射和小量的紫外輻射，它們最終以熱能的形式而損失掉。顯然，要想提高白熾燈的光效，應(yīng)選用高熔點(diǎn)材料做燈絲，并使之在盡可能高的溫度下工作。（一）白熾燈的

14、結(jié)構(gòu)普通白熾燈泡由鎢絲、玻璃泡、燈頭、支架、引線等幾部分組成，內(nèi)充氬、氮、或氬氮混合氣體，通常的工作壓力約為 1.013x105Pa，而氬氮的比例由額定電壓和燈絲溫度而定，通常白熾燈使用氬氣在 86%98%之間。燈絲是白熾燈發(fā)光的主要部件，常用的燈絲形狀有直線燈絲、單螺燈絲、雙螺旋燈絲等。燈絲的形狀和尺寸大小對(duì)于白熾燈的壽命、發(fā)光效率都有直接的影響，同樣長(zhǎng)短粗細(xì)的鎢絲繞成單螺旋型的光效高。燈絲結(jié)構(gòu)緊湊，發(fā)光點(diǎn)小，利用率就高。白熾燈類型：白熾燈泡有普泡、蘑菇泡、圓球泡、燭形泡、反射泡、節(jié)日泡和花生米燈泡等系列產(chǎn)品。（二）白熾燈的色溫、顯色指數(shù)白熾燈的光效較低（約為 1217lm/W），色溫較低一

15、般為 24002900K，但顯色性較高，顯色指數(shù) Ra 高達(dá) 99100。到目前為止，它是應(yīng)用最廣泛的一種光源。第 10 頁(yè)共 56 頁(yè)10照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料二、 鹵鎢燈鹵鎢燈屬于熱輻射光源，工作原理基本上與普通白熾燈一樣，在結(jié)構(gòu)上有較大的的差別。最突出的差別就是鹵鎢燈泡內(nèi)所填充的氣體含有部分鹵族元素或鹵化物。鹵鎢燈的光效較高（約為 1821lm/W），色溫較低一般為 27003300K，顯色性較高，顯色指數(shù) Ra 高達(dá) 99100。（一）鹵鎢燈的結(jié)構(gòu)鹵鎢燈是由鎢絲、充入鹵素的玻璃泡和燈頭等構(gòu)成。鹵鎢燈有雙端、單端和雙泡殼之分；雙端管狀鹵鎢燈結(jié)構(gòu)：燈呈現(xiàn)管狀，功率為 1002000W，燈管的

16、直徑為 810mm，長(zhǎng) 80330mm。兩端采用磁接頭，需要時(shí)在磁管內(nèi)還裝有保險(xiǎn)絲。這種燈主要用于室內(nèi)外泛光照明；為了使管壁處生成的鹵化物處于氣態(tài)，管壁溫度要比普通白熾燈高得多，相應(yīng)地鹵鎢燈的玻殼尺寸就要小得多，溫度也就高得多，因而必須使用耐高溫的石英玻璃或高硅氧玻璃。（二）鹵鎢燈的分類1鹵鎢燈按充入燈泡內(nèi)的不同鹵素可為碘鎢燈和溴鎢燈；2鹵鎢燈按燈泡外殼材料的不同可分為硬質(zhì)玻璃鹵鎢燈、石英玻璃鹵鎢燈；3鹵鎢燈按工作電壓的高低不同可分為市電鹵鎢燈（220V）和低電壓型鹵鎢燈（6V、12V、24V）；4鹵鎢燈按燈頭結(jié)構(gòu)的不同可分為雙端、單端鹵鎢燈；（三）鹵鎢燈的工作原理當(dāng)充入鹵素物質(zhì)的燈泡通電工作

17、時(shí)，從燈絲蒸發(fā)出來(lái)的鎢，在燈泡壁區(qū)域內(nèi)與鹵素化合，形成一種揮發(fā)性的鹵鎢化合物。鹵鎢化合物在燈泡中擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，當(dāng)擴(kuò)散到較熱的燈絲周圍區(qū)域時(shí)，鹵鎢化合物分解成鹵素和鎢，釋放出來(lái)的鎢沉積在燈絲上，而第 11 頁(yè)共 56 頁(yè)11照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料鹵素再繼續(xù)擴(kuò)散到其溫度較低的燈泡壁區(qū)域與鎢化合，形成鹵鎢循環(huán)。鹵鎢循環(huán)有效地抑制了鎢的蒸發(fā)，所以可以延長(zhǎng)鹵鎢燈的使用壽命，同時(shí)可以進(jìn)一步提高燈絲溫度，獲得較高的光效，并減少了使用過(guò)程中的光通量的衰減。（四）鹵鎢燈的工作特性1色表和顯色性鹵鎢燈屬低色溫光源，其色溫一般在 28003200K 之間，與普通白熾燈相比，光色度的一些，色調(diào)更冷一些，但顯色性較好，顯色指

18、數(shù) Ra=100；2鹵鎢燈的應(yīng)用鹵鎢燈在使用時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：為了使在燈泡壁生成的鹵化物處于氣態(tài)，鹵鎢燈不適用于低溫場(chǎng)合。雙端鹵鎢燈工作時(shí)，燈管應(yīng)水平安裝，其傾斜角度不得超過(guò) 40，否則會(huì)縮短其使用壽命。由于鹵鎢燈工作時(shí)產(chǎn)生高溫（管壁溫度 6000C），因此，鹵鎢燈附近不準(zhǔn)放易燃物質(zhì)，且燈腳引入線應(yīng)用耐高溫的導(dǎo)線。另外，由于鹵鎢燈燈絲細(xì)長(zhǎng)又脆，鹵鎢燈使用時(shí)，要避免震動(dòng)和撞擊，也不宜作為移動(dòng)照明燈具。第二節(jié)：熒光燈熒光燈與白熾燈的發(fā)光原理完全不同，熒光燈是一種低壓氣體放電燈。所謂氣體放電就是指電流通過(guò)氣體媒介時(shí)的放電現(xiàn)象。氣體放電現(xiàn)象是非常普遍的，例如廈日雷雨時(shí)的閃電，使用電焊機(jī)時(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)的光等

19、都是氣體放電現(xiàn)象。最先把氣體放電用于照明的是使用炭精棒通電產(chǎn)生的碳弧燈，這種放電不易控制，后來(lái)人們對(duì)氣體放電從本質(zhì)上有了深入認(rèn)識(shí)。于 1936 年成功地實(shí)現(xiàn)了在密閉管內(nèi)的放電，從而產(chǎn)生熒光燈。到目前為止，熒光燈工業(yè)已經(jīng)形成一項(xiàng)龐大的工業(yè)體系，產(chǎn)品種類很多，仍在不斷的發(fā)展之中，熒光燈已成為主要的照明光源。第 12 頁(yè)共 56 頁(yè)12照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料一、熒光燈的發(fā)光原理熒光燈的常用熒光粉是鹵磷酸鈣；一種低壓汞蒸氣體放電燈。燈管內(nèi)水銀蒸氣的原子在放電時(shí)激發(fā)出 253.7 nm 紫外線。紫外輻射被管壁上的熒光粉吸收，轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光。轉(zhuǎn)換效率和燈的顏色主要取決于熒光粉的種類和性質(zhì)。二、熒光燈的光電特征

20、1電壓特性：電源電壓的變化，會(huì)引起各種特性的變化。無(wú)論電壓過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)縮短燈的壽命，因?yàn)殡娫措妷涸龈撸篃綦娏髟龃?，燈管?huì)黑化，壽命縮短；而電源電壓降低，電極溫度降低，燈不易啟動(dòng)，促使電極物質(zhì)濺散，也使壽命縮短，所以要求電源電壓的波動(dòng)范圍必須為額定值的6 以內(nèi)，同時(shí)燈用鎮(zhèn)流器的選擇和匹配也非常重要。2熒光燈的工作特性隨著點(diǎn)燈時(shí)間的延長(zhǎng)，熒光粉會(huì)老化，同時(shí)由于管內(nèi)殘留不純氣體的作用，也會(huì)使熒光粉黑化，并且由于電極物質(zhì)的發(fā)濺，會(huì)造成管端黑化，玻璃的析鈉黑化等都使熒光燈的光通量下降。一般在最初 100h 下降很快，以后就比較緩慢，總光通量下降到初始光通量的 70%以下（高顯色性的熒光燈下降到 6

21、0%以下）的點(diǎn)燈時(shí)間定義為燈的壽命。熒光燈的電壓升高時(shí)，工作電流增大，電極溫度升高，會(huì)引起電極和燈管過(guò)熱，從而使陰仍物質(zhì)蒸發(fā)加快、管子迅速變黑，導(dǎo)致壽命降低。如果電壓過(guò)低，熒光燈啟支困難，啟輝器工作次數(shù)增加，會(huì)加劇陰極物質(zhì)的濺射，也會(huì)使壽命縮短。3環(huán)境溫度對(duì)熒光燈的影響燈的工作特性，還取決于管內(nèi)汞的蒸汽壓，因此也受環(huán)境溫度影響，當(dāng)溫度過(guò)低時(shí)，汞蒸汽壓力下降，汞原子電離率下降，啟動(dòng)困難，同時(shí)紫外線的輻射減少。當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)高，管內(nèi)汞蒸氣壓力增高，紫外線反而減少，其他譜線增加。因此，環(huán)境溫第 13 頁(yè)共 56 頁(yè)13照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料度過(guò)低和過(guò)高都會(huì)影響熒光燈的發(fā)光效率。熒光燈不宜用在戶外。4 開

22、關(guān)次數(shù)對(duì)壽命的影響熒光燈頻繁啟動(dòng)會(huì)大大消耗陰極物質(zhì)，從而使壽命降低。通常，熒光燈壽命是指每開一次點(diǎn)燃 3h 的總使用時(shí)間。連續(xù)工作時(shí)間越長(zhǎng)，壽命越長(zhǎng)，因此，在頻繁開關(guān)燈具的場(chǎng)所不宜使用熒光燈。5各種熒光燈的光度和色度特性在一般照明光源中，根據(jù)熒光燈的光色特性分類，可分為日光色、高顯色性、三基色、冷白色和暖白色等；目前生產(chǎn)的照明用各種熒光燈的特性如下表：各種熒光燈的特性功率色溫顯色指初始光長(zhǎng)度額定壽命熒光燈名稱（w）（k）數(shù)(Ra)通（lm）（mm）（h）27052950183400851350600150004000T8三基色6300270036295085335012001500034006

23、300第 14 頁(yè)共 56 頁(yè)14照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料2700582900855200150015000340063002700300018400095981000604500065002700959830009598T5三基色36400095982300121365000959865009598270095983000959858400095983700151425000959865009598222700640080105050007000環(huán)形322700640017506熒光燈的發(fā)展前景熒光燈的發(fā)展前景相當(dāng)迅速，燈管和控制電路的改進(jìn)使燈管的光效從 1940 年的第 15 頁(yè)共 56 頁(yè)1

24、5照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料35lm/W 發(fā)展到現(xiàn)在的 100Lm/W 左右，燈管壽命從 2000h 到現(xiàn)在的 15000h。三基色熒光粉的出現(xiàn)增加了燈管的交效，改善了燈管的流明維持特性，并大大提高了熒光燈的顯色性。涂敷多光譜帶熒光粉的熒光燈有極高的顯色性（Ra 達(dá)到 90 以上）和高光效，它已經(jīng)取代了較老式的燈管?，F(xiàn)在有的熒光燈有涂敷熒光粉之前，先在燈管內(nèi)壁涂一層保護(hù)膜，這層保護(hù)膜可以阻止玻管內(nèi)的鈉元素?cái)U(kuò)散到熒光粉中，從而顯著地改善了燈的流明維持特性，同時(shí)保護(hù)膜還能反射紫外線，從而有利于減少熒光粉用量。保護(hù)膜還可以很顯著地減少每根熒光燈內(nèi)需要的汞量，像 T5 直管熒光燈的汞注入量?jī)H為 3mg。第三

25、節(jié)：高強(qiáng)度氣體放電燈一、 熒光高壓汞燈的光電特征熒光燈以外的氣體放電燈都屬于第三代光源。熒光燈中汞蒸氣壓力極小，不足 1托，因此是一種低壓汞燈。目前討論的光源其汞蒸氣的壓力將是熒光燈汞蒸氣壓力的數(shù)千倍，甚至更高，因此稱為高壓汞燈。光效可達(dá) 3253Lm/w，壽命也較長(zhǎng)，一般 5000h 以上。1結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理：結(jié)構(gòu)：高壓汞燈的核心部件是放電管。放電管由耐高溫的石英玻璃制成，管內(nèi)抽真空后充入氬和汞，兩端裝有鎢絲主電極，電極上涂上鋇、鍶、鈣的金屬氧化物作為電子發(fā)射物質(zhì)，在放電管的一端還裝有輔助電極，與同端的電極非常接近。發(fā)光原理：利用汞放電時(shí)產(chǎn)生的高氣壓，而獲得高的可見(jiàn)光發(fā)光效率；接通電源，兩端電

26、極發(fā)生放電，產(chǎn)生電子和離子，從而引發(fā)兩個(gè)主電極的放電。第 16 頁(yè)共 56 頁(yè)16照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料但開始的放電只是在氬氣中進(jìn)行，產(chǎn)生的是白色的光。隨著放電時(shí)間增長(zhǎng)，放電管內(nèi)溫度不斷提高，汞蒸氣的壓力也逐漸上升，于是放電也逐漸轉(zhuǎn)移到在汞蒸氣中進(jìn)行，發(fā)出的光也漸漸由白色變?yōu)楦恋乃{(lán)綠色。2. 高壓汞燈的啟動(dòng)與再啟動(dòng)將燈電壓后，立即在主電極和輔助電極間產(chǎn)生輝光放電。瞬時(shí)，即時(shí)，即轉(zhuǎn)移到主電極間，形成弧光放電。由于放電熱量，汞徐徐放電，幾分鐘后，全部蒸發(fā)并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，將達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間叫啟動(dòng)時(shí)間。當(dāng)熒光高壓汞燈熄滅后，必須等到管冷卻，汞蒸氣壓降下來(lái)，才能再點(diǎn)燃，將再點(diǎn)燃時(shí)間稱再啟動(dòng)時(shí)間，一般 1

27、0min 以下。如果施加高壓脈沖，即使在高溫下，汞蒸氣壓高的情況下，也能再啟動(dòng)，此時(shí)稱為熱啟動(dòng)。二、金屬鹵化物燈（金鹵燈）的光電特征在發(fā)光管中，除與熒光高壓汞燈一樣充填汞和稀有氣體外，還充填發(fā)光的金屬鹵化物（以碘化物為主）。將發(fā)光金屬制成鹵化物的燈，稱金屬鹵化物燈；金鹵燈顯色指數(shù)較高，在大功率的情況下，其光效可達(dá) 100Lm/W。1金屬鹵化物燈的結(jié)構(gòu)金屬鹵化物燈結(jié)構(gòu)與高壓汞燈類似，發(fā)光管采用石英玻璃，玻殼設(shè)計(jì)小型化，可提高管壁的工作溫度。為了控制最冷溫度，在管端涂上保溫膜。2金屬鹵化物燈的發(fā)光原理金屬鹵化物燈內(nèi)，由于管壁和電弧中心溫度相差很大，金屬鹵化物會(huì)產(chǎn)生分解和再?gòu)?fù)合的循環(huán)過(guò)程。在管壁溫度

28、下，金屬鹵化物大量蒸發(fā)，向電弧中心擴(kuò)散。在電弧中心的高溫區(qū)，金屬鹵化物分解成金屬原子和鹵素原子。金屬原子參與放電，并產(chǎn)生輻射。在電弧中心區(qū)的金屬原子和鹵素原子向管壁擴(kuò)散到低溫區(qū)時(shí)，又重新復(fù)合成金屬鹵化物分子。第 17 頁(yè)共 56 頁(yè)17照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料3金屬鹵化物燈的啟動(dòng)特性與其它的高強(qiáng)度氣體放電燈一樣，金屬鹵化物燈的啟動(dòng)分三個(gè)基本階段：第一階段是啟動(dòng)氣體（通常是惰性氣體，如氬），從不導(dǎo)電狀態(tài)轉(zhuǎn)變到導(dǎo)電狀態(tài)，緊接的階段是冷陰輝光放電并加熱電極，最后階段是熱電子電弧放電。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的燈就是要使輝光放電階段盡量短，因?yàn)檩x光放電使電極材料發(fā)生濺射，覆蓋到電弧管壁上會(huì)導(dǎo)致光輸出降低。與高壓汞燈相

29、比較，金屬鹵化物燈要求燈的啟動(dòng)電壓高很多。這可以歸因于碘化物，特別是汞和氫碘化物的存在以及由離解的電子俘獲過(guò)程形成的帶負(fù)電的碘離子。4金屬鹵化物燈的光度和色度特性金屬鹵化物燈的組成分類：一般照明用光源有鏑（Dy）燈、鈧鈉（Sc-Na）燈、鈉鉈錮（Nal-Tll-InI3）燈等。各種金屬鹵化物燈的紫外輻射比示燈弱，而可見(jiàn)光輻射較均勻，不但顯色性好，而且光效也高；下表為金屬鹵化物燈的光電參數(shù)：石英金屬鹵化物燈的光電參數(shù)功率色溫顯色指全長(zhǎng)初始流明額定壽命燈頭燃點(diǎn)位置（w）（k）數(shù)(Ra)（mm）（lm）（h）單端石英金鹵燈30007576520070420081G12766000150300080任

30、意1200042008588115000第 18 頁(yè)共 56 頁(yè)18照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料石英金屬鹵化物燈的光電參數(shù)功率色溫顯色指全長(zhǎng)初始流明額定壽命燈頭燃點(diǎn)位置（w）（k）數(shù)(Ra)（mm）（lm）（h）雙端石英金鹵燈703000753500701146000420072150300075R75132水平45130035007012000420072Fc21200060002503000801632000040002000010005200R75256水平800001500520065水平12000020005200特殊311水平200000石英金鹵 PAR（窄光束）燈1000400080G3

31、8175任意260003500三、高壓鈉燈的光電特征高壓鈉燈是 20 世紀(jì) 60 年代初研制成功的一種高強(qiáng)氣體放電光源，它在高強(qiáng)氣體放電光源中的光效最高，因?yàn)?589.0nm 和 589.6nm 的鈉為光譜位于人眼靈敏度最高的第 19 頁(yè)共 56 頁(yè)19照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料區(qū)域，所以光效可達(dá) 100120Lm/W，而壽命最長(zhǎng)可達(dá) 1800024000h，但它的色溫偏低，一般為 16002100K，顯色指數(shù)也低，一般顯色指數(shù) Ra 為 1629，因此，限制了它的使用。1高壓鈉燈的發(fā)光原理高壓鈉燈啟動(dòng)時(shí)，附件和鎮(zhèn)流器產(chǎn)生 3KV 的脈沖電壓將鈉燈點(diǎn)亮，開始時(shí)通過(guò)氙氣和汞進(jìn)行放電，隨著放電管內(nèi)溫度的

32、上升，氙氣和汞放電向高壓鈉蒸氣放電轉(zhuǎn)移，鈉蒸氣氣壓升高，鈉的共振輻射線加寬，光色改善，約 5min 左右趨于穩(wěn)定，在穩(wěn)定工作時(shí)可發(fā)出一種金白色的光。當(dāng)工作電流、工作電壓均穩(wěn)定在額定值時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。2高壓鈉燈的基本功能高壓鈉燈工作蒸氣壓為 26.67kPa，光色為金黃色，色溫為 2100K，顯色指數(shù)為 Ra=30 ，故顯色性較差，但發(fā)光效率比較高。國(guó)產(chǎn)高壓鈉燈的光效可達(dá)70130lm/W。高壓鈉燈的特點(diǎn)是光效接近低壓鈉燈，光色優(yōu)于低壓鈉燈，體積小、功率高、紫外線輻射少、壽命長(zhǎng)，屬于節(jié)能型電光源，但光色偏黃、透霧性能好。3高壓鈉燈的應(yīng)用由于高壓鈉燈的發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)、透霧性好，所以被廣泛用于

33、高大廠房、車站、廣場(chǎng)、體育館，特別是城市道路等處照明。常用高壓鈉燈高壓鈉燈在使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：電源電壓波動(dòng)對(duì)對(duì)的正常工作影響較大，電壓升高易引起燈的自行熄滅；電壓降低則光通量減少，光色變壞；燈的再啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，一般在 1020min 以內(nèi)，故不能作應(yīng)急照明或其它需要迅速點(diǎn)亮的場(chǎng)所；高壓鈉燈不宜用于頻繁開啟和關(guān)閉的地方，否則會(huì)影響使用壽命。第 20 頁(yè)共 56 頁(yè)20照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料4高壓鈉燈的光電參數(shù)，如下表：高顯色高壓鈉燈的光電參數(shù)功率色溫顯色指數(shù)初始流明額定壽命燈頭燃點(diǎn)位置（w）（k）(Ra)（lm）（h）35250083PG12-1任意130050250083PG12-1任意230

34、0100250083E40任意500024000250250083E40任意12250400250083E40任意2100035000第 21 頁(yè)共 56 頁(yè)21照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第四章燈 具照明燈具是用來(lái)固定和保護(hù)光源，并調(diào)整光源的光強(qiáng)分布以獲得舒適照明環(huán)境的器具，燈具還應(yīng)擁有令人滿意的外形，不論是點(diǎn)燈或未點(diǎn)燈時(shí)對(duì)環(huán)境都具有裝飾性效果。燈具必須是耐用，能為光源及其附屬設(shè)備提供電氣、機(jī)械及熱學(xué)上的安全保護(hù)。因此，燈具必須符合國(guó)內(nèi)有關(guān)的質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)。一、 燈具的 性能照明場(chǎng)所對(duì)照明燈具的選擇是根據(jù)照明要求和照明環(huán)境的需要，首先考慮配光的合理性和高效低亮度：其次還要考慮燈具及其附屬裝置的防熱散

35、熱防潮、防塵及電器安全等狀況。一、燈具的 IP 防護(hù)等級(jí)室外用燈具必須有嚴(yán)格的防塵和防水要求，對(duì)某些特殊要求的室內(nèi)燈具也要提供防護(hù)。為了根據(jù)防塵和防潮的程度來(lái)劃分外殼的防護(hù)等級(jí)，通常是使用防護(hù)等級(jí)代碼IP。表示防護(hù)等級(jí)的代碼通常由特征字母 IP 和兩個(gè)特征數(shù)字組成。第一位數(shù)字指防塵；第二位數(shù)字指防水；防護(hù)等級(jí) IP 數(shù)字的說(shuō)明，如下表：第 22 頁(yè)共 56 頁(yè)22照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料第一位特征數(shù)字所代表的防護(hù)等級(jí)第一位防 護(hù) 等 級(jí)特征數(shù)字簡(jiǎn)短說(shuō)明含義0無(wú)防護(hù)沒(méi)有專門防護(hù)能防止直徑大于 50mm 的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)防大于 50mm1能防止人體的某一大面積偶然或意外地觸及殼內(nèi)帶電部分部固體異物件

36、，不能防止有意識(shí)的接近2防大于 12mm能防止直徑大于 12mm 長(zhǎng)度不大于 80mm 的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)固體異物能防止手指觸及殼內(nèi)帶電部分或運(yùn)動(dòng)部件能防止直徑大于 2.5mm 的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)3防大于 2.5mm能防止厚度（直徑）大于 2.5mm 的工具、金屬線等觸及殼內(nèi)帶固體異物電部分或運(yùn)動(dòng)部件能防止直徑大于 1mm 的固體異物進(jìn)入殼內(nèi)4防大于 1mm能防止厚度（直徑）大于 1mm 的工具、金屬線等觸及殼內(nèi)帶電固體異物部分或運(yùn)動(dòng)部件5防塵不能完全防止塵埃進(jìn)入，但進(jìn)入量不能達(dá)到妨礙設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)6塵密無(wú)塵埃進(jìn)入第二位特征數(shù)字所代表的防護(hù)等級(jí)第二位防 護(hù) 等 級(jí)特征數(shù)字簡(jiǎn)短說(shuō)明含義0無(wú)防護(hù)沒(méi)有專門防護(hù)1防滴滴水（垂直滴水）無(wú)有害影響第 23 頁(yè)共 56 頁(yè)23照明基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料215 防滴當(dāng)外殼從正常位置傾斜在 15以內(nèi)時(shí)，垂直滴水無(wú)有害影響3防淋水與垂直成 60范圍以內(nèi)的淋水無(wú)有害影響4防濺水任何方向?yàn)R水無(wú)有害影響5防噴水任何方向噴水無(wú)有害影響6防猛烈海浪猛烈海浪或強(qiáng)烈噴水時(shí)，進(jìn)入外殼水量不致達(dá)到有害程度7防浸水影響浸入規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定時(shí)間后進(jìn)入外殼水量不致辭有害程度能按制造廠規(guī)定的條件長(zhǎng)期潛水8 防潛水影響 注