1、第四章 照明環(huán)境,本章基本要求,了解人的視覺特性； 了解照明對作業(yè)的影響； 掌握幾種常用的照明方式，光源選擇； 掌握照明設(shè)計原則，了解國家照明標(biāo)準(zhǔn)； 掌握照明設(shè)計要求和照明環(huán)境評價方法。,第一節(jié) 光的物理性質(zhì)及度量,一、光的物理性質(zhì) 光是一種電磁輻射波。不同波長的光所呈現(xiàn)的色彩依次是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。 只含單一波長成分的光稱為單色光，包含兩種以上成分的光稱為復(fù)合光。所有可見波長混合起來產(chǎn)生白色光。,第一節(jié) 光的物理性質(zhì)及度量,二、光的度量,1.光通量 單位：流明（lm） 光通量是最基本的光度量，它可定義為：單位時間內(nèi)通過的光量，是用國際照明組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺特性（光譜光效率函數(shù)）

2、來評價的輻射通量。利用光電管可測量光通量。 1個40W的白熾燈輻射出的光通量一般在400lm左右，而1只40W的熒光燈輻射出的光通量一般在2100lm左右。,二、光的度量,2.發(fā)光強(qiáng)度 單位：坎德拉 （cd） 發(fā)光強(qiáng)度簡稱光強(qiáng)，是指光源發(fā)出并包含在給定方向上單位立體角內(nèi)的光通量，常用來描述點(diǎn)光源的發(fā)光特性。光強(qiáng)與光通量之間的關(guān)系由下式表示：,例如，一個1個40W的白熾燈在各個方向上的發(fā)光強(qiáng)度約 為： 400/12.56=32cd,二、光的度量,3.亮度 L 單位：坎每平方米（cd/m2） 指發(fā)光面在指定方向的發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光面在垂直于所取方向的平面上的投影面積之比。即單位面積光源表面在給定方向上

3、的發(fā)光強(qiáng)度，可用亮度計測量。,二、光的度量,4.照度 E 單位：勒克司（lx） 照度是被照面單位面積上所接受的光通量： 增加或減少光源的發(fā)光強(qiáng)度、改變受照物體與光源的距離、調(diào)整光源與受照體之間的夾角，均是改善受照物體表面照度的有效途徑。,常見照度,使用照度計測量照度。 黑夜 0.01-0.1 月夜 0.02-0.2 陰天室內(nèi) 5-50 陰天室外 50-500 晴天室內(nèi) 100-1000 晴天室外 2000-100000 夜晚室內(nèi)照明 50-500 讀書所需照明 50,二、光的度量,5.反射比 不同表面吸收色光的程度不同，一個灰暗的表面吸收的光更多，反射的光更少。有時我們也可以用反射比來比較不同

4、物體表面的亮度。 由一表面所反射回來的光通量（即亮度）與照射到此表面的光通量（即照度）兩者之比為反射比。,第二節(jié) 視覺特性,一、明暗視覺與色彩視覺 二、明適應(yīng)與暗適應(yīng) 三、調(diào)節(jié) 四、視野 五、視度,眼睛的生理結(jié)構(gòu)圖,一、明暗視覺與色彩視覺,眼睛具有明暗視覺和色彩視覺。 色彩視覺是明視覺過程，它產(chǎn)生于錐狀細(xì)胞的紅敏細(xì)胞、綠敏細(xì)胞和藍(lán)敏細(xì)胞，大腦根據(jù)三種光敏細(xì)胞的光通量的比例決定人眼的色彩視覺。,二、明適應(yīng)與暗適應(yīng),適應(yīng)是視覺適應(yīng)周圍環(huán)境光線條件的能力。當(dāng)外界光線亮度發(fā)生變化時，人眼的感受性也隨之發(fā)生變化，這種感受性對刺激發(fā)生順應(yīng)性的變化叫做適應(yīng)。 適應(yīng)分暗適應(yīng)和明適應(yīng)。 急劇和頻繁的適應(yīng)會增加眼

5、睛的疲勞，使視力迅速下降，因此室內(nèi)照明要求均勻且穩(wěn)定。,二、明適應(yīng)與暗適應(yīng),用白色試標(biāo)在短時間內(nèi)達(dá)到能看清程度所需的最低亮度界限曲線，即引起人眼光感覺的最小亮度隨暗適應(yīng)時間而變化的曲線。,圖4-1 暗適應(yīng)與明適應(yīng)過渡曲線,三、調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)是視覺適應(yīng)觀察距離的能力。借助于晶狀體曲率的變化來實現(xiàn)。 改善照明條件有利于擴(kuò)大調(diào)節(jié)范圍，減少作業(yè)疲勞。 調(diào)節(jié)近點(diǎn)：在看的清楚的目標(biāo)不斷向近處移動時，開始感到不清楚的位置。視覺工作距離不應(yīng)小于3/2調(diào)節(jié)近點(diǎn)。,四、視野,視野是指頭部和眼球不動時，眼睛正前方所能看到的空間范圍。常以視角表示。視野的大小和形狀與視網(wǎng)膜上感覺細(xì)胞的分布狀況有關(guān)，可以用視野計來測定視野的

6、范圍。,圖4-2 雙眼靜視野 (a) 垂直面內(nèi)視野 (b) 水平面內(nèi)視野,四、視野,不同顏色對人眼的刺激有所不同，所以視野也不同。圖中給出垂直和水平方向的幾種色覺視野范圍，白色視野最大，其次為黃、藍(lán)色，綠色視野最小。,圖4-3 色覺視野 垂直面內(nèi)視野 (b) 水平面內(nèi)視野,四、視野,表4-1 黑色背景上的色覺視野,五、視度,視度是具有一定亮度的物體在視網(wǎng)膜上成像所引起的視覺感受的清晰程度。 影響視度的因素： （1）亮度； （2）物體的尺寸； （3）物體和背景的亮度對比。,第三節(jié) 照明對作業(yè)的影響,一、照明與疲勞； 二、照明與工作效率； 三、照明與事故； 四、照明與情緒。,一、 照明與疲勞,在照

7、明不好的情況下，人易于疲勞，尤其造成視覺疲勞。 不同照度下，看書后眼睛疲勞程度可以通過眨眼次數(shù)的變化來說明。,表4-2 照明與視覺疲勞,二、照明與工作效率,圖4-5 良好光環(huán)境的作用,二、照明與工作效率,圖為一精密加工車間，隨著照度值由370lx逐漸增加，勞動生產(chǎn)率隨之增長，視覺疲勞逐漸下降，這種趨勢在1200lx以下很明顯。,圖4-6 生產(chǎn)率、視疲勞與照度的關(guān)系,二、照明與工作效率,圖4-7 被試人員對各種照度的滿意程度,圖為不同的被試人員對各種照度的滿意程度，圖中粗線為平均值。由圖示可知，2000lx是較理想的照度，當(dāng)照度提高到50001x時，因過分明亮導(dǎo)致滿意程度下降。,三、照明與事故,

8、圖中所示為事故次數(shù)和季節(jié)的關(guān)系。由于11月、12月、1月的白天很短，工作場所人工照明時間增加，和天然光相比，人工照明的照度值較低，故在冬季內(nèi)事故次數(shù)最高。,圖4-8 事故數(shù)量與室內(nèi)照度的關(guān)系,四、照明與情緒,總之，改善工作環(huán)境的照明，可以改善視覺條件，節(jié)省工作時間；提高工作質(zhì)量，減少廢品；保護(hù)視力，減輕疲勞，提高工作效率；減少差錯，避免或減少事故，有助于提高工作興趣，改進(jìn)工作環(huán)境。,明亮的光照令人愉快；眩光、反射光使人不舒服。,表4-3對閱讀照度的選擇,第四節(jié) 工作場所照明,一、照明方式 分為自然照明、人工照明、混合照明。 人工照明按燈光照射范圍和效果分為： （l）一般照明 （2）局部照明 （

9、3）綜合照明 （4）特殊照明,二、光源選擇,光源分為自然光源和人工光源。按光源與被照物的關(guān)系，光源可分為直射光源、反射光源及透射光源。 最大限度利用自然采光，人工光源作補(bǔ)充照明。人工照明應(yīng)選擇接近自然光的人工光源。,二、光源選擇,光源的顯色性是指由光源所表現(xiàn)的物體色的性質(zhì)。為了檢驗物體在待測光源下所顯示的顏色與在參照光源下所顯示的顏色相符的程度，采用“顯色指數(shù)”作為定量評價指標(biāo)。,表4-5 各種光源的平均顯色指數(shù),三、眩光及其防控措施,當(dāng)視野內(nèi)出現(xiàn)過高的亮度或過大的亮度對比時，人眼就會感到刺眼，影響視度，這種刺眼的光線叫做眩光。 眩光破壞了暗適應(yīng)。,圖4-9 光源位置的眩光效應(yīng),積雪山地眩光,

10、水面眩光,眩光的種類 直射眩光是由強(qiáng)烈光線直接照射產(chǎn)生的。直射眩光效應(yīng)與光源位置有關(guān)； 反射眩光是由視野內(nèi)的表面所反射光線引起的。反射眩光有可能是鏡面反射、散射、漫反射或者是復(fù)合式的（前面三種的復(fù)合 對比眩光是物體與背景明暗相差太大所致。 眩光的不利影響有三種類型： 不舒服眩光產(chǎn)生不適感，但并不必然會干擾視覺績效或可見度； 失能眩光減弱了視覺績效和可見度，并經(jīng)常伴有不適感； 致盲眩光，它是如此強(qiáng)烈的眩光，以致移走一段相當(dāng)長的時間后還看不到什么東西。,三、眩光及其防控措施,三、眩光及其防控措施,防止和控制出現(xiàn)眩光的主要措施： 限制光源亮度；用多個小燈泡比一個大燈泡好 合理分布光源；水平視線與光源

11、的角度應(yīng)最少有30。 光線轉(zhuǎn)為散射；如果光源的亮度超過200cd/m2，應(yīng)當(dāng)按燈罩。 避免反射眩光；在機(jī)器，儀器，桌面，控制臺等應(yīng)避免采用反光的材料和顏色。 適當(dāng)提高環(huán)境亮度，減少亮度對比。視線內(nèi)亮度對比度不應(yīng)當(dāng)大于1:10。,四、照度分布,被照空間的照度應(yīng)均勻或比較均勻，照度均勻的標(biāo)志是：場內(nèi)最大、最小照度分別與平均照度之差小于等于平均照度的 1/3。 對于一般工作來說，有效工作面大體為30cm40cm，在這個有效工作面范圍內(nèi)，照度的差異不應(yīng)大于10%。,五、亮度分布,視野內(nèi)的觀察對象、工作面和周圍環(huán)境之間最好的亮度比為5：2：1，最大允許亮度比為10：3：1。如果房間照度水平不高，例如不超

12、過150300lx時，視野內(nèi)的亮度差別對視覺工作的影響比較小。,表4-6 室內(nèi)亮度比最大允許值,案例,“除 眩 車 燈”的 發(fā) 明 分 析,汽車的發(fā)明為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了重大的貢獻(xiàn)，同時也給人類帶來了巨大的災(zāi)難。沿襲了一百多年的汽車遠(yuǎn)光燈，射出的圓錐形雪亮的直光束，射到對而駕駛員和行人的眼睛里，頓時，燈光之外的一切景物就處在一片黑暗之中，什么也看不清，這就是眩光現(xiàn)象。人一旦進(jìn)入眩目狀態(tài)，他就感覺到對而那車是直沖著自己開來的，此時他如果向左拐，就可能直撞那車;如果朝右拐，就可能撞上右邊的同向車、樹木和行人，或翻入右邊溝中。,一位青年發(fā)明人關(guān)于車輛外部除眩照明系統(tǒng)的發(fā)明車用前燈裝置和車體輪廓照明燈，

13、解決了車輛防眩難題。,按照反向思維的原理，發(fā)明人把車?yán)獰魝鹘y(tǒng)的“向外照射失改為“向里照射”，發(fā)明了車體輪廓照明燈，使汽車在夜間沒有路燈照射的情況下，也能顯示如同白晝一樣的面貌。,眩光利用,在第二次世界大戰(zhàn)中具有重要戰(zhàn)略意義的蘇伊士運(yùn)河，是盟軍最重要的物質(zhì)補(bǔ)給線，時刻面臨著德國戰(zhàn)機(jī)的轟炸破壞，但是運(yùn)河線路長、沿邊建筑物龐大，加上運(yùn)輸繁忙，傳統(tǒng)的偽裝方法顯然很難使運(yùn)河不被德軍發(fā)現(xiàn)。 有人提出了一個很好的建議：“如果你想使某一樣?xùn)|西不被人看見，魔術(shù)師可以幫到你”。英國人找來了一位著名的魔術(shù)師，魔術(shù)師Meskelyne沿著運(yùn)河設(shè)置了許多旋轉(zhuǎn)的探照燈，強(qiáng)烈的探照燈光線與夜色對比差異明顯，夜里光顧的德軍轟

14、炸機(jī)駕駛員產(chǎn)生了大量眩光，再也難以發(fā)現(xiàn)蘇伊士運(yùn)河的確切位置。 同時，德軍轟炸機(jī)的擋風(fēng)玻璃上常附著的灰塵、水珠、劃痕，也對強(qiáng)烈探照燈光束的照射發(fā)生散射，進(jìn)一步干擾了飛行員的視線，英國人就這樣在二戰(zhàn)中成功地保住了蘇伊士運(yùn)河。,第五節(jié) 照明標(biāo)準(zhǔn),照明標(biāo)準(zhǔn)是照明設(shè)計和管理的重要依據(jù)，我國于2004年12月開始施行工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB50034-2004，本節(jié)將介紹國家標(biāo)準(zhǔn)以及推薦照明資料。,一、國家照度標(biāo)準(zhǔn),照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分級。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的照度值

15、均為作業(yè)面或參考平面上的維持平均照度值。,表4-7 作業(yè)面鄰近周圍照度,二、照明標(biāo)準(zhǔn)值推薦,居住建筑的照度標(biāo)準(zhǔn)； 公共場所照明標(biāo)準(zhǔn)值； 工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值； 公共建筑一般照明標(biāo)準(zhǔn)值。,居住建筑的照度標(biāo)準(zhǔn),公共場所照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,工業(yè)建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,公共建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,公共建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,公共建筑的一般照明標(biāo)準(zhǔn)值,第六節(jié) 照明環(huán)境的設(shè)計與評價,城市夜景,第六節(jié) 照明環(huán)境的設(shè)

16、計與評價,彩色噴泉,第六節(jié) 照明環(huán)境的設(shè)計與評價,溫馨小街,第六節(jié) 照明環(huán)境的設(shè)計與評價,明亮的照明能提高人們的購買欲望,良好的照明環(huán)境能使工作人員心情愉快，提高辦公效率,第六節(jié) 照明環(huán)境的設(shè)計與評價,一、照明設(shè)計,光源設(shè)計與布置 利用或防止表面反射 降低眩光 選擇照明標(biāo)準(zhǔn),一、照明設(shè)計,人工燈具,一、照明設(shè)計,一、照明設(shè)計,燈具安排的基本原則： （1）燈具不應(yīng)出現(xiàn)在執(zhí)行任務(wù)的工作人員的視野內(nèi)。 （2）所有的燈具應(yīng)安置陰影或眩光屏遮裝置，以避免光 源亮度超過200cd/m2。 （3）光源至眼睛與平面所產(chǎn)生的角度應(yīng)大于30，如果 無法改善時，燈光必須適當(dāng)遮蔽。 （4）熒光燈光管的排列方向宜與視線成直角。 （5）盡可能使用較多低功率的燈具，取代較少高功率的 燈具。 （6）避免在設(shè)備、操作機(jī)器、工作臺、控制盤的表面 涂裝反射性的顏色或材料。,辦公室內(nèi)房間和用具表面的反射率,視野內(nèi)的強(qiáng)反射面會引起耀眼的感覺，房內(nèi)反射性的表面