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绿色照明200问-----基础篇
发布者:admin 发布时间: 阅读:10423

1.什么是光?
起初,人们把能引起眼睛有“明亮”感觉的“射线”叫做“光”。随着科学的进步,才认识到光其实就是一种电磁波,又称为电磁辐射。它和电台、电视台发射的电波同属一大类。只不过它的波长短得多。波长从1nm(纳米)到1mm(毫米)(1nm=10的负6次方nm)的电磁辐射都是光学研究的对象,因此,这一段电磁辐射叫做光学辐射,简称光辐射。
波长大约从380-780nm这很小一部分光辐射是人眼可感知的可见光,更准确地说是看得见的光辐射,应该叫可见辐射。可见辐射使我们产生的明亮感是一种生理效应。好比我们吃糖,我们感到的糖的甜味也是糖刺激味觉器官产生的一种生理效应。因此我们应该把可见辐射能使视觉器官产生明亮感觉的生理效应和可见辐射本身区别开来。正如甜味和糖不是一回事一样。“光”这个词在不同场合有不同的含义。有时是指可见辐射,有时是指可见辐射作用于视觉器官产生的生理效应即光视效应,有时又是指整个光学辐射。

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2.光的颜色是怎么回事?
我们不仅能看到可见辐射,而且能感觉到它还带有颜色。单一成分可见辐射的颜色随波长而变。波长在380nm附近的辐射呈紫色,780nm附近的辐射呈暗红色。颜色随波长的变化如下图所示,不同颜色之间没有明确的分界线,颜色的过渡是渐变的。可见辐射不仅使人有光亮和颜色的感觉,而且不同颜色的可见辐射具有特定的心理效应。红色使人感觉到喜庆、热烈、温暖;紫蓝色光使人感觉到冷峻、沉静;浅绿色光则使人有清新、活泼的感觉。因此,在照明工程中常常用各种色彩光束营造环境,烘托气氛;还用特颜色的光来治疗各种心理和生理疾病。

3.什么是紫外线、红外线?
   
    
 所谓紫外线、红外线,谁确的说应该称为紫外辐射和红外辐射。人们最早认识和研究的是可见辐射即俗称可见光。后来科学家在研究用三菱镜展开的太阳光谱时,发现在光谱的紫色光边界和红色光边界之外,还存在看不见的,但和看得见的光具有类似性质的“光”存在。因为它们分别位于可见光谱区紫色光和红色光之外,因此就获得了现在的名称。
红外辐射波长范围是780nm--1mm。紫外辐射的波长范围是1--380nm,其中1nm到大约200nm的辐射会被空气吸收而不能在空气中传播,只能在真空中传播,因此,这一部分又称为真空紫外辐射。虽然我们看不见这两种辐射,由于它们具有多种物理、化学和生物的效应,不仅和我们的生活有密切关系,而且在科学技术上有很重要的应用。无论是太阳辐射和各种人造光源,都含有或多或少的的紫外和红外辐射。在照明工程中,一方面要合理利用对人体、环境有益的紫外和红外辐射;另一方面要尽力避免和限制对人体、环境及照明对象有害的这两种辐射;同时还要广泛拓展它们在科学技术、医药卫生、医疗保健等方面的应用,以造福人类社会

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4.人眼是怎样感受光的?   
  


人的视觉器官主要由眼睛、视觉神经和大脑的相关部分组成。人眼的构造如图所示,眼睛好像照相机,它的瞳孔好似照相机的光圈,瞳孔周围的虹膜就起光圈的作用,它能根据光线的强弱调节瞳孔的大小,控制进入眼睛的光量。晶状体则像照相机的镜头,它将外界景物聚焦成像在视网膜上。起感光作用的是视网膜上的感光细胞,它将感受到的信息通过视觉神经传送到大脑的视觉中枢,形成明暗、颜色、形状、动态、远近等视知觉,以获取外部世界的信息。
视网膜上的感光细胞有两种,在正对瞳孔的中央部分布着密集的锥状细胞,在中央部位的四周则主要是杆状细胞。锥状细胞约800万个,又有三种,分别对光谱中的红绿蓝三区域的光产生反应。而杆状细胞约1.2亿个,其灵敏度高,能感受微弱的光。
在光线明亮的环境下,光亮度大于几cd/m2(坎德拉/每平方米)时,杆状细胞失去活性,主要是锥状细胞起主要感光作用,这时的视觉叫明视觉。明视觉的特点是能分辨视觉的颜色,并对物体的细节有精确的辨别能力。这时眼睛对波长为555nm的绿色光灵敏度最高。随着波长的逐渐减小和逐渐增加,灵敏度均逐渐减低,直到380nm和780nm,灵敏度降为零,即不产生光感觉了。当处在很暗的环境下,光亮度小于百分之几cd/m2时,锥状细胞失去活性,杆状细胞恢复感光功能,这时的视觉叫暗视觉。其特点是只能分辨明暗,而没有颜色感觉,并且辨别物体的细节能力大大降低。暗视觉对波长为507nm的辐射的灵敏度最高。在上述两种情况之间,人处在较暗而又不是很暗的情况中,又如“暮色茫茫”时,人的视觉叫做中间视觉。在亮度较高时还能分辨颜色,亮度较低时就只有明暗感觉了。

5.什么是照明?
照明,就是利用光对物体或环境进行照射,使人们可以看清物体或环境的总称。采用太阳光(直射日光和天空光)进行照明称为天然采光;利用人造光(光源)称为人工照明。根据用途不同,人工照明可分为生活照明和生产照明两大类。
生活照明包括家居照明和公共照明。家居照明是指住宅中的起居室照明、客厅照明、卧室照明、书房照明、餐厅照明及卫生间照明等。公共照明是指商业照明、学校照明、体育场馆照明、展览馆照明、医院照明、办公楼照明及道路广场照明等。
生产照明包括工矿照明和交通照明。工矿照明是指工厂车间的一般照明、局部照明是、事故照明、特殊照明等。交通照明是指车辆照明、船舶照明、铁路照明及航空照明等。
照明具有科学和艺术两种属性。以艺术表现为主导的照明有广告照明、舞台照明、影视照明及景观照明等。
总之,照明无处不在,现代社会离不开照明。而照明必须经过良好的设计,才能满足人们生活和生产的视觉、心理和艺术欣赏的需求。

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6.什么是光源的发光强度?


在黑暗的环境中我们习惯使用手电筒来照明,小小的手电筒在照明射的方向上能发出很强的光,甚至超过了某些比它体积大得多的光源,这是因为手电筒在该方向的发光强度大于被比较的光源,尽管它发出的光通量并不大。
发光强度简称光强,它是用于表示光源在一个方向上发光强弱程度的光度量。一个光源在给定方向上的光强(符号为I)等于在包含该方向的立体角元内发出的光通量除以立体角元之商:I=dΦ/dΩ。立体角是表示空间范围的一个量。
发光强度的国际单位制(SI)单位为坎德拉(cd),是SI的七个基本单位之一。1979年国际计量大会通过了坎德拉的新定义:坎德拉是一光源在给定方向的发光强度,该光源发出的频率为540×1012HZ(赫兹)的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为(1/683)W/sr(读为瓦每球面度)。一支普通蜡烛的发光强度约为1cd.

7.什么是光通量?


我们知道,光源向周围空间辐射不同波长的电磁波(光波),光的传播过程是能量的传播过程。在单位时间内通过一面积的辐射能,称为通过该面积的辐射通量,它客观反映了光源辐射能量的多少。可以为“W”(瓦)为单位来表示它发出的辐射功率?(即辐射通量)。


这一辐射通量中,包含了各种波长的电磁波,例如红外线、紫外线、可见光等。对于可见光,人眼对不同波长的可见光的敏感度不同,即不同波长但辐射通量相同的光波,对人眼造成的亮度感不一样。如黄绿光最亮,红光和紫光让人觉得暗得多。人眼的这一特性称为光谱光视效率(Vλ)。由于人眼的这种特性,我们不能直接用光源的辐射通量来表示可见光能的大小,而必须以人眼的光感觉,即辐射通量所具有的光视觉效应的“强弱”、“多少”来表示光源发光的多少,在光度学中用光通量表示。


光通量的单位叫“流明”(lm)。1979年第16届国际计量大会决议,功率1瓦、波长为555nm的单色辐射具有的光通量为683lm.

8.光源的发光多少如何测量?


光源的总光通量的测量方法有两种:一种方法是用分布光度计测量光源发光强度的空间分布,每一方向的光强乘以相应的立体角就是这个方向发出的光通量。再将所有各方向的光通量加起来,就得到光源的总光通量。另一种方法是用球形光度计将被测光源和总光通量已知的标准光源进行比较测量,而得到被测光源的总光通量。


在照明工程中,往往对光源(或包括光源的灯具)的总光通量更感兴趣,同一类型不同额定功率的光源,自然是功率大的光通量相对高。不同种类的光源,即使额定功率相同,其实光通量也不尽相同。如一只功率为40W的普通白炽灯,它的光通量约会330lm;而一只功率为40W、管径为16mm的环形荧光灯,它的光通量约为3000lm。如果把光源放入灯具,那么这款包括光源的灯具的总光通量与单光源的光通量比,就会减少。所以,对不同型号的灯具,灯具的效率不一样。

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9.什么是照度?


光照射到一个物体上,我们说这个物体表面被照明了。而受光物体表面被光照射的程度,可以用照度这个光度量来表示。照度这个量被定义为落在某一面单元上的光通量除以这个面元面积之商。
照度的单位叫“勒克斯”(lx),当1lm的光通量均匀的照射在1m2面积上时,这个面积上的照度就等于1lx,即1lx=1lm/1m2。
 一些情况的照度参见上表:

10.什么是亮度?
一个发光体的发光面和被光照射的物体表面的明亮程度,是可以被人眼直接感觉到的,但人眼感觉到的明亮程度,叫做视亮度(Brightness)或主观亮度,它可能受到观察环境及光源本身的一些因素的影响。主观感觉还由于眼睛适应情况的不同而有相当大的差别。
在光度学中用亮度(Luminance)这个量来表示发光面和被光照射的表面的明亮程度。作为专业术语,亮度被定义为光源表面一点处的面元在给定方向上的发光强度除以该面元在垂直于给定方向上的正投影面积之商。亮度的国际单位制单位是cd/m2(坎德拉每平方米)
  亮度可以是发光面的亮度,也可以是物体表面在光照射下反射或透射光的亮度,即为次光源的亮度。一般来说,表面上不同部位的亮度不同,同一部位的亮度也随观察方向而变化。因此描述和测量亮度时,应明确部位和方向。

11.光照射到物体上时会发生什么现象?


光既具有波动性也具有粒子性,在物理学中称为光的波粒二相性。用光的粒子性解释光照射物体上时,光与物体的相互作用更加形象。可以将一束光想象成为一群以极高的速度向着某个方向飞行的的小球,我们称之为光子。当光子接触到了物体时,较典型的情况是,有一些光子被反弹回来,我们称之为反射;余下的光子突破了表面穿出,我们称之为透射;另外一部分光子被物体内部的粒子纠缠住,直接被消化吸收,我们称之为吸收。光与物体作用的形式主要是上面所说的光的反射、光的透射、光的吸收。
可用反射比、透射比和吸收比来定量的表示反射、透射和吸收的多少。
此外,由于物体内部粒子光子的作用,当光从一种物质进入另一种物质时,可能改变光子的传输方向。如果这种作用的结果造成光子向空间各个方向传播,那么这种作用称之为散射。如果改变光子的飞行速度,因而在光倾斜进入物体或射出物体时就会发生折射现象,就像把筷子插入水中会看到筷子弯折了。

12.站在河岸看水底,感觉河底比实际深了还是浅了?
眼睛看到水中或其他介质中的物体时,看到的是物体的虚像,并非实际物体,这是由于光的折射而产生的。光在空气中的传播速度约为30万km/s(千米每秒),在玻璃、水或其他透明物体内传播时,其速度就明显降低了。
光从第一种介质进入第二种介质时,两种介质不同,光速不同,入射角和折射角也不同。站在河岸上看水底,由于光在水中较空气中的传播速度慢,光波由一种媒介进入到另一种媒介会发生折射。如人在河岸向水中看,这时水底在人眼中所成的像为图中虚线所示,人看到的河底实际上是经光的折射形成的虚像,所以由岸边向水中看,虚像比实际河底浅。而由水中向岸上看,虚像比实际物体位置高,可形象地称为“人看鱼浅,鱼看人高”。

13.光的反射有哪几种情况?
我们知道光射到物体表面时会发生反射现象。当物体的表面是理想的光洁平面时,光的反射完全符合反射定律,即反射光与物体表面的夹角和入射光与物体表面的夹角相等。物理学中称为规则反射和镜反射。若物体的表面非常粗糙,光就会向物体对面的整个空间的各个方向反射,这在物理学中称为漫反射。若漫反射光在各个方向均匀分布,则对所有方向的亮度均相等,这叫各向同性漫反射。
实际上不存在理想的镜反射和理想的漫反射。大多数情况介于镜反射与漫反射之间,有些情况可能镜反射的成分多一些,有些情况可能漫反射的成分多一些,这种情况称为混合反射。

14.光的透射有哪几种情况?
当光入射到透明或半透明材料表面时,一部分被反射,一部分被吸收,还有一部分可以透射过去。
由于透射材料的品种不同,透射光在空间分布的形态共分三种:规则透射、漫透射和混合透射。
(1)规则透射
当光线照射到透明材料上时,透射光是按照几何光学的定律进行方向性很强的定向透射,这就是规则透射。
(2)漫透射
光线穿过粗糙表面的透射材料(如磨砂玻璃)时,透射光弥散开,在宏观上不存在规则透射,称之为漫透射。
若光线照射到漫射性好的透光材料上时(如乳白玻璃等),透射光将向所有的方向散开并均匀分布在整个半球空间内,这时亮度在各个方向上均相同时,这称为各向同性漫透射(以前称为均匀漫透射)。
(3)混合透射
光线照射到透射材料上,其透射性能介于规则透和漫透射(或散透射)之间的情况,称为混合透射。
当光线达到玻璃幕墙表面时会同时发生反射和透射两种物理反应。

15.睛朗的天空为什么看上去是蓝色的?
天空即包围着地球的大气层,自身是不发光的,天空呈现的颜色是太阳光经过大气层对它作用的效果。由于空气中含有气体分子、大量尘埃、冰晶、水滴和其它微粒,所以,当太阳光透过大气层时,会遇到空气中的这些微粒,这些微粒对光有散射作用。
太阳光包含了可见光的全部波长范围。常说太阳光包含红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色光,其中红光波长最长,紫光波长最短。晴朗的天空中主要是空气分子,它对波长较长的红橙色光散射较少,穿透能力较强,透过较多,可较多地穿过大气层到达地面,而波长较短的青、蓝、紫色光,容易被空气中的气体分子散射开来,散射较多,穿透能力较弱,直接透过的相对较少。又因为紫色光通过大气时被吸收相对较多,并且人眼对它们不太敏感,所以晴朗的天空呈现出蔚蓝的颜色。

16.你了解太阳光吗?
太阳光,又叫太阳辐射,是太阳向宇宙空间发射的电磁波。太阳是一个表面温度约会6000K(开尔文)的炽热气体球。太阳光的光谱范围包括从伽马射线到无线电波,而99.9%以上的能量集中在0.2-10um(微米)的光谱范围内。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区,7%在紫外光谱区,43%在红外光谱区。
在地球位于曰地平均距离处时,地球大气上界垂直于太阳光线的辐射照度,称为太阳常数,其值约为1367W/m2(瓦/每平方米)。太阳光通过大气时会发生散射和吸收,大部分可直接到达地面,称为直射太阳光;一部分被散射后又到达地面,称为散射太阳光。太阳光通过大气后强度和光谱功率分布都发生了变化。直射太阳光的相关色温约为5000K,平均日光的相关色温约为6500K。一个地方太阳光的强弱随纬度、海拔、太阳高度角以及天气、气候条件而不同。
太阳光是巨大的廉价能源。生物能、风能、水能、温差能和潮夕能,归根结底都是太阳能的转化形式。
  


太阳光孕育了丰富多彩的世界,太阳光对人类的身体健康以及心理都具有重要的影响。


人类超过80%的信息是通过视觉得到的,而没有照明也就无法通过视觉得到大量信息。太阳光(包括由月球反射太阳光而产生的月光)对人类的照明具有不可替代的重要地位,它是人类发明火以前的唯一的照明光源。至今仍是人们白天生活中不可缺少的天然光源。目前,人们已经开发越来越多的方法将太阳能用于照明,如用太阳电池板白天接收太阳能并存储起来用于夜晚照明,利用光纤等方式将太阳光引入到室内照明等。

17.同一物体在不同光源照射下为什么会显现不同的颜色?


对于不发光的物体,首先要有光照明它,人眼才能观察到它的颜色。物体本身反射或透射不同波长的照明光。照明光源的光谱成分和物体自身的光谱反射比(或光谱透射比)共同决定了物体显现的颜色。因此,对于确定的物体,变换光源,物体的颜色也将随之改变。例如在日光下观察白布,日光含有可见波段内从长波到短波全部光谱成分,日光可以称为“白光”。白布基本上对日光的各个波长的反射比接近一致,因此,人眼观察到白色。若将白布拿到蓝色光源下观察,由于蓝色光源缺少长波部分,白布反射的光也就只有短波部分,所以在该光源下观察,白布就变成蓝色。同样,在绿光下观察,将呈现绿色。在红光下观察,呈现红色。


因此,照明光源对物体呈现的颜色起重要作用。在博物馆、商场、服装店等需要准确辨别的场所,要特别注意光源的显色特性。

18.颜色可以测量吗?
人眼观察物体时,除感受到物体的形态、远近、明暗之外,还感受到物体的颜色。最初,人们只是对所感知到的每一种颜色取一个名字:红色、白色、黄色等,以便于彼此区别。而我们眼睛能分辨的颜色有成千上万种,用取名的方法来表示所有的颜色显然是行不通的,也是不精确的。随着科学技术的进步,人们逐渐认识到,我们所感知到的颜色实际上是外界的光刺激视觉器官所产生的一种生理效应。这种效应的信息再由大脑中枢处理而形成颜色知觉。因此,颜色的测理不同于纯粹物理量的测量,有它自身的特点。除了要考虑引起颜色视觉的光辐射的强弱和它的光谱组成外,还要考虑视觉器官的生理特性和颜色视觉规律。色度学就是研究对颜色进行定量测量的一门学科。
实验表明,任何一种颜色都可用特别选择的三种单色光波按一定比例混合产生。现在常用的是红绿蓝三种单色光,这就是人们常说的三原色。由人眼观测,用三原色取不同比例即可配出可见光区不同波长的颜色。因而,每一波长的光的颜色就对应一组三原色的比值,这样就得到了人眼的色觉函数。国际照明委员会总结了科学家的实验结果,统一了色觉函数值,它体现了人类颜色视觉的平均特性。这样就可根据光的光谱组成(无论是光源发生的,或是物体反射和透射的)计算颜色的三刺激值和色品坐标。因此任何一种颜色就可用它的色品坐标来表示,从而实现了颜色的测量。CIE为这种方法建立了标准色度系统来规范颜色表示和测量。这是一种混色系统,是用心理物理学的方法来表示和测量颜色的。
另外一类方法则是根据人们感知颜色的三种属性:色调、明度和饱和度,将它们分为若干级次,做成标准色样,并按一定规律排列。每一片色样给出一个标号,将被测量的颜色与标准色样做目视比较,找出与被测量颜色相同的色样,则该色样的标号就是被测颜色的标号,也就是被测量颜色的测量值。
这类测量方法有好几种,最有名的、应用最广泛的是孟塞尔颜色系统。
不同颜色的光会产生不同的心理和生理效应。因此,在照明工程中,不仅要关注照明的“数量”,还要关注所用光源的颜色及其光谱的组成。

19.用什么参数表示光源的表观颜色?
常用色品坐标、颜色温度(简称色温)和相关色温等参数来表示光源的表观颜色。它是决定照明空间色调气氛的重要因素。
光源颜色的色品坐标可以由它的光谱组成和CIE色匹配函数计算得出,并可用色品图上的一个点来表示。这种方法法虽然很准确,但是不直观。如果不看色品图,仅仅根据色品坐标,就很难想像出光源到底是什么样的颜色。
早期人类主要使用各种火焰光源和白炽光源。人们从日常经验中知道,白炽体?(如烧红的铁块,白炽电灯灯丝)发光的颜色和它的温度有直接关系。温度低,光色偏红、偏黄;温度高,光色就偏白、偏蓝。若用温度来表示光的颜色既简便,又直观。绝对黑体和白炽体同属热辐射体。黑体的颜色可以由它的温度确定。若光源发光的颜色与某一黑体发光的颜色相同,则该黑体的热力学温度(单位为K,读音为“开”)就是光源的颜色温度,简称“色温”。因此,若知道了光源的颜色温度,不仅能知道它大致的光色,还能根据普朗克公式计算它的相对光谱功率分布,进而也可计算出它的色品坐标。
各种气体放电光源发光的颜色,大多数都找不到与之有相同颜色的黑体,只能找到与它的光色最接近的黑体,这时黑体的热力学温度就是相应光源的相关色温。有的光源发光的颜色与光谱色接近,而与黑体的颜色相去甚远,如各种彩色荧光灯。这时相关色温的概念了就失去意义,而只好用色品坐标来表示颜色了。
不同色温(相关色温)的光源往往给人不同的心理感受。色温小于3300K的光给人以温馨、暖洋洋的感觉,习惯上称它们为暖色调光源;色温大于5300K的光给人以冷静、清凉的感觉,称为冷色调光源;色温在两者之间的则称为中性色调光源。
在室内照明中,客房、卧室、酒吧及餐厅等场所一般多用暖色调光源;办公室、教室、阅览室等场所一般多用中性色调光源;而体育场馆所一般多用冷色调光源。

20.光源的显色性是什么意思?如何表示?
人类长期在日光下生活和工作,夜晚则靠火光取得光亮。在这种条件下,人们观察物体的颜色有了较为固定的认识。也就是说,在这种条件下感受到物体的颜色才认为是它“真实”的颜色。
一些人工光源,如荧光灯、汞灯和钠灯等,其光色可能与火光或日光相似,但其光谱功率分布却有很大差别。因此,人们在这些人工光源下所看到的物体颜色与在火光或日光条件下所看到的颜色就有不同程度的差别。
光源的显色性是指日光或火光等参照光源比较,一个光源显现被照物体颜色“真实”程度的性能。

     “显色指数”是度量被测光源照明下物体的颜色与参照光源照明时的颜色符合程度的指标。具体方法是用若干标准颜色样品,计算其在参照光源下和和待测光源下颜色样品的差别,色差越小,显色指数大,待测光源的的显色性就差。
一般显色指数的最大值为100,白炽灯、卤素灯的一般显色指数在95-100之间,短弧氙气灯约为94-98,高显色荧光灯和金属卤化物灯约为80-95,普通荧光灯约为50-70,高压荧光汞灯约为30-40,高压钠灯为20-25。需要准确分辨颜色的工作,必须用高显色性的光源照明。显色指数低于50的光源只能用作不需要分辨颜色的场合,如普通的道路照明。GB
     我国《建筑照明设计标准》(GB50034--2004)规定:在长期工作场所、照明光源的显色指数不宜小于80.但对工业建筑生产场所的照明(安装高度大于6m的直接型灯具),显色指数可低于80,但最低限度必须能够辨认安全色。

21.用哪些来描述光源的特性?
描述光源的量主要有上面讲到的总光通量、发光强度及其空间分布、光亮度等光度量。它们表征相应辐射量具有的光视效应,即辐射量能够产生“多少”光感觉的度量。因此光度量是一种生理一心理一物理量,简称心理物理量。
此外,在照明工程中,还需要知道光源的颜色特性,如光源的色品坐标、颜色温度或者相关色温,以及光源的显色指数。而这些量主要是根据光源发出辐射的相对光谱分布用规定的公式计算得出
一般的照明设计主要是利用光源(包括灯具)的光度量进行各种计算。然而在特殊情况下,还必须顾及光源的辐射特性,如博物馆的一些文物展品的照明必严格限制光源的紫外的红外辐射,以避免造成对展品的损害。

22.为什么有的光使人眼睛很不舒服?
人们看物体的清楚程度,除了与人们的视力条件有关以外,还与该物体的物理条件及其所处的物理环境有关。当物体的大小和照度一定时,对比度越大越看得清楚。人们发现当背景亮度由0增加到100cd/m2时,视力呈线性增加,而超过600cd/m2后再身亮度并不高而相对背景亮度又较高的光源,这时会觉得这个光源很亮。所以,影响人们视觉辨别力的不仅是亮度,还有亮度对比。
通常对比感因人而异,视力好的人,其对比感度可到达100,能够辨到微小的亮度对比。但有时当视野中某光源或物体的亮度比,超出人眼所能调节的范围,人就会有不舒适的感觉。它与发光物体的亮度和数量、视角、视线与发光物的相对位置以及眼睛的适应等因素有关。
物体刚刚能被看见时的对比度称为临界对比度。照明专业将临界对比度、视角与照度(或亮度)的关系称为视觉功效,并常用其来衡量人们看物体的清楚程度。视觉功效高则表明看物体清楚,反之则不清楚。
提高视觉功效可通过提高照度、对比度和视角实现。在照度水平较低的情况下,提高照度可显著改善视觉功效。但是当照度水平较高时,单纯用提高照度来提高视觉功效的就不明显了,同时一味地追求高水平的照度,还会带来能源的浪费。此时,若提高对比度或视角也可提高视觉功效,从而能更清楚地观察物体的细节,并能达到节能的目的。

23.什么是眩光?
由于亮度分布或亮度范围的不适宜,或存在极端的亮度对比,以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象,统称为眩光。
如果人眼接触到眩光,就会感到刺激和紧张,长时间在这种条件下工作,会产生厌烦、急躁不安和疲劳,对人们的生产和生活造成很大的影响。
眩光按对于视觉的影响程度不同,可分为不舒适眩光和失能眩光。
(1)不舒适眩光
视觉仅有不舒适感,会造成分散注意力的效果,但短时间内并不一定减低视觉对象的可见度,这样的眩光称为不舒适眩光。
(2)失能眩光
由于光源的位置靠近视线,使视网膜像的边缘出现模糊,从而妨碍了对附近物体的观察,降低视觉对象的可见度,如果侧向抑制它,还会使对于这些物体的可见度变得更差,这样的眩光为失能眩光。
眩光按形成的机理分为四类:直接眩光、间接眩光、反射眩光和对比眩光。
(1)直接眩光
直接眩光是在观察物体的方向或在接近视线方向内存在的发光体所产生的眩光。在建筑环境中,透过玻璃的太阳光、发光顶棚及灯具内的光源等,当这些光源过亮时,就会产生直接眩光。
(2)间接眩光
与直接眩光不同的是,在视野中存在着高亮度的光源,却不在观察物体的方向,这时它引起的眩光就是间接眩光。
(3)反射眩光
由反射所引起的眩光,特别是在靠近视线方向看见反射所产生的眩光。按反射次数和形成眩光的机理,反射眩光可分为一次反射眩光、二次反射眩光和光幕反射。
一次反射光是指较强的光线投射到被观看的物体上,由于目标物体的表面光泽产生反射而形成的镜面反射现象或漫射镜面反射现象。例如,将一个镜子挂在窗户对面的墙上,当阳光从窗户射入时我们观察镜框内的东西就会产生光斑,这种光斑实际上是侧窗的像。
二次反射光是当人体本身或其他物件的亮度高于被观看物体的表面亮度,而它们的么反射图像又刚好进入人的视线内,这时人眼就会在物体的表面上看到本人或物件的反射图像,从而无法看清目标物体。例如,当站在一个玻璃陈列柜想看清陈列品时看见的反而是自己,这种现象就是二次反射眩光。
光幕反射是视觉对象的镜面反射,它使视觉对象的对比降低,以致部分或全部难以看清物体细部。例如,当光照照射在用光滑的纸打印的文件表面且大部分的光反射到观看者的眼睛内时,如果文章的字是黑亮的,而且也反射到观看者的眼睛内,就会出现光幕反射,使观看者看不清文字。
(4)对比眩光
让人们感到不舒适的原因不仅是光刺激方面,环境亮度也起很大的作用。环境亮度与光源亮度之差越大,亮度对比就越大,对比眩光就越容易形成。例如,一个亮着的街灯,白天行人不会注意到它的存在;而夜晚,行人就感觉街灯很刺眼。因为夜色的背景亮度很低,而街灯就显得很亮,形成了强烈的对比眩光。

24.照明的数量和质量主要包含哪些指标?
在进行照明设计时,应全面考虑和恰当处理下列各项照明数量和质量的指标即:照度、亮度分布、照度均匀度、眩光限制和光源颜色等。
照度:在光环境中,应当使人宜于辨别他所从事的工作细节,同时消除或者适应地控制那些会造成视觉不舒适的因素。各类房间或场所的所需要维持的照度值,应符合照明设计标准的规定。
亮度分布:作业环境中物体表面上的亮度分布是照明设计的补充,是决定物体可见度的重要因素之一。视野内有合适的亮度分布是舒适视觉的必要条件。在工作环境中,被观察物的亮度如果为它相邻亮度环境的3倍时,视觉清晰度较好。
照度均匀度:室内照明的照度均匀度用给定工作面上的最低照度与平均照度之比来衡量,通常要求为0.7-0.8。各类房间或场所的照度均匀度应符合照明设标准的规定。
眩光限制:一般照明直射眩光的限制应从光源亮度、光源的表观面积大小、背景亮度以及灯具安装的位置等因素来考虑。反射眩光的限制一般要用使视觉工作对象不处于也不接近于任何照明光源同眼睛形成的镜面反射角内等方法。
光源颜色:选用的光源应与场所的功能需求相适应,应有舒适的色表和良好的显色性。

25.什么是绿色照明?

     20世纪70-80年代,全球面临能源危机,国际上环境保护浪潮兴起,节约能源,保护全球环境即成为人类的共识。1992年6月联合国在斯德哥尔摩召开了第一次人类环境会议,发表了著名的《人类环境宣言》,提出“人类只有一个地球”。1997年国际社会在日本京都签订了以承担减少温室气体排放义务为核心内容的《京都议定书》。1991年1月美国环保局(EPA)首先提出“绿色照明(Green Lights)”和推进“绿色照明计划(Green Lights Program)”的概念,并采用民间合作的方式实施、推广,取得良好成效。这很快得到联合国等国际组织机构的关注和支持,许多发达国家和部分发展中国家也十分重视,积极采取相应的政策和技术措施,推进绿色照明计划的实施和发展。“绿色照明”实质上是全球兴起的节约能源、保护环境之绿色行动的组成部分。
所谓“绿色照明”,不仅仅是指照明节能与环保,比较全面的释义是“绿色照明是节约能源资源,保护环境,有利于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,促进身心健康的照明”。
绿色照明要以人为本,为人们创造舒适、安全、有益身心健康的光环境。照明节能与视力健康不是对立的。应在保证照明质量,满足照明要求和视觉舒适,保护视力健康的前提下,通过采用节能的照明装置,充分利用天然光以及进行精心的照明设计等措施来实现。但是,良好的照明环境,也不能以浪费能源和牺牲大环境为代价,要通过采用先进的照明电器产品和照明技术,以及科学的照明设计与管理,节约照明能源,保护生态环境,实现绿色照明的目标。

26.我们为什么要实施绿色照明?
人口、资源和环境是世界各国普遍关注的重大问题,它对人类经济社会的可持续发展有深远的影响。我国改革开改30年来,经济快速发展,但能源资源短缺、环境污染的矛盾也日益突出。贯彻落实科学发展观,节能减排,建设节约型社会,促进经济又好又快持续发展,已成为全国当前和今后相当长的一个时期确立的发展战略。
绿色照明的宗旨是提高照明质量,节约资源,保护生态环境,以获得显著的经济效益、社会效益和环境效益。实施绿色照明正是建设节约型社会的一项重要措施。
(1)实施绿色照明是节电大计
我国照明用电大体占全国总发电量的13%,目前已达到每年3000多亿KW/h,约为3个三峡电站总发电量,且不断增长。据统计,1996-2005年全国绿色照明工程已累计节电590亿KW/h。按照中国绿色照明工程的实施计划,2001-2010年间将累计节电1033亿KW/h,实现照明节能10%.

       (2)实施绿色照明的环保大计
大家都知道,电是通过发电厂发出的,再通过输电线路长途输送才到达用户。对用户,电被看作一个清洁能源,广泛地应用在人们的生产生活中;而实际上电是一种二次能源,它必须消耗一次能源(煤炭、石油、天然气、水力、核能等)以火力发电、水力发电、核能发电等方式才能获得。在我国,火力发电装机容量约占总装机容量的75%,并且主要是以煤炭为发电原料。用此方式,在发电过程中,会产生大量二氧化硫、氮氧化物及粉尘等污染物,造成我国出现严重的酸雨污染及粉尘污染。通过绿色照明工程,节约照明用电量,就可以相应减少发电过程中污染物的排放量。
采用新型高效光源,还可减少灯管内汞的含量,减少破碎废弃照明产品向环境排放有毒物质,也可以达到环境保护的目的。
实施绿色照明,抑制光污染,可以保护人们的生活环境,保护动植物,保护生态环境。
(3)实施绿色照明是改善照明质量的大计
人类长期在自然光下生活,人眼对自然光的适应性好,自然光条件下的视觉灵敏度高于人工光5%-20%以上。实施绿色照明,充分利用天然光,采用高效优质的照明电器产品,有利于构建舒适、安全的光环境,提高人们的工作和生活的质量。

27.我国何时开始实施绿色照明工程的?效果如何?

     1993年11月我国原国家经贸委开始启动“中国绿色照明计划”,并于1996年正式列入国家计划。此项工程是原国家经贸委会同国家计委、科技部、建设部、国家质量技术监督局等13个部门,在“九五”期间共同组织实施的一项重点节能示范工程。
我国实施绿色照明计划10多年来,得到了社会各界和国际社会的广泛关注和支持,取得了显著成效。10多年来,照明电器产业的产品结构趋于优化,节能型光源的比重持续上升,技术装备水平逐步提高,产品质量不断改善,一批企业获得节能产品认证,出口持续增长。在绿色照明工程的推动下,我国高效照明产品市场需求量日益扩大,销售量大幅度增长,照明节电成效显著。据有关测算,1996-2005年,中国绿色照明计划累计节电590kw/h,相当于减少二氧化碳排放1700万t,减少二氧化硫排放53万t。在实施绿色照明计划中,通过机制创新和工程示范,绿色照明逐步深入人心,为在照明领域进一步贯彻落实科学发展创造了条件。

28.火力发电会向大气排放哪些污染物?
火力发电一般指利用煤炭、石油、天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水使水变成高温高压水蒸气,然后由水蒸气推动发电机发电。在我国火力发电厂以燃煤为主。火力发电具有投资相对较少,烧煤比较便宜,适合现阶段我国国情的特点。但火力发电会造成环境污染,会向大气排放二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等污染物。
有统计资料显示,对环境影响最大的主要是二氧化硫和氮氧化物,大量排放的二氧化硫、氮氧化物造成我国1/3国土出现严重的酸雨污染。2003年,由火电厂排放的二氧化硫、氮氧化物就超过1700万t,每年由此造成的损失超过1100多亿元,严重制约了国家经济和社会可持续发展,并影响人的健康。

29.“1度电”意味着什么?
人们生活中所指的“1度电”,科学的含意是1千瓦时(kw·h)电量(或电能)。它不是功率的单位(瓦特,即W)而是能量单位。

     1kw·h,即1000w×1h举例说,就是一台1KW的电炉工作1h所消耗的电能。一个25W的电灯,表示了电灯的功率是25w,是指电灯的耗电能力,但是不能说明它的耗电量,而它的功率乘以它的工作时间所得的量才是这只电灯在这个时间内的耗电量。不同功率的灯泡,它的耗电量都是与开启时间相关连的。
例如:一个功率为25W的灯泡,开灯40h,或一个功率为40W的灯泡,开灯为25h,其耗电量为:25W×40h=1000kW·h或40W×25h=1000kW·h(均俗称“1度电”)。
知道“kW·h”的概念后,您知道1kW·h大致能干什么吗?
     1)能用吸尘器把您的房间打扫5遍。
     2)能让家用电冰箱运行一天。
     3)能使普通风扇连续运行15h.
           4)能使1匹空调器运行1.5h.
           5)能将8千克的水烧开。
     6)电视机能开10h。
但是我们每使用1kW·h电能都要消耗掉一份人类赖以生存的自然资源。因此,每个人都应自觉选择绿色的生活方式,从节约“1度电”做起,就会积少成多,产生明显的社会、经济和环境效益。

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30.什么是CCC认证?
根据中国入世承诺和体现国民待遇的原则,国家对强制性产品认证使用统一的标志,自2002年5月1日起新的国家强制性认证标志名称为“中国强制性认证”其英文名称为“China Compulsory Certification”,英文缩写为“CCC”,也可简称“3C”认证。如图所示
强制性产品认证制度是各国为保护广大消费者人身安全,保护环境,保护国家安全,依照法律法规实施的一种对产品是否符合国家强制标准、技术法规的合格评定制度。
国家认证监督管理委员会统一负责国家强制性产品认证制度的管理和组织实施工作,对于国家实行强制性认证的产品,由国家公布统一的《目录》,确定统一适用的国家标准、技术规和实施程序,制定统一的标志。
凡列入强制性产品《目录》内的产品,必须经国家指定的认证机构认证合格,取得相关证书并加施认证标志后,方能出厂销售、进口和在经营性活动中使用。
被列入《第一批实施强制性产品认证的产品目录》的照明设备有灯具和镇流器(不包括电压低于36V的照明设备)。

31.一般灯具的常用电压是多少?什么是安全电压?
由于我国低压供配电网的单相电压均为交流50Hz,220V,所以,除需要采用安全电压供电的部分灯具外,一般灯具的常用电压是交流220V.

         安全电压是为防止触电事故而采用特定电源供电的电压系列,这个电压系列上限值在正常和故障情况下,任何两导体间或任一导体与地之间的电压均不超过交流(50Hz)有效值50V。安全电压等级分为50V、42V、36V、24V、12V、6V,通常应根据使用环境、使用方式等因素选用不同的安全电压。
例如,如果在电缆隧道内,照明灯具可选用36V安全电压供电;水下灯应选用不超过12V的安全电压供电。这里特定电源是指由专用的安全电压装置供电,其供电电源的输入电路与输出电路必须实行电路上的隔离,工作在安全电压下的电路,必须与其他电气系统和任何无关的可导电部分实行电气上的隔离。

32.CIE的哪个机构的缩写?
国际照明委员会(Commission Internationale de I' Eclairage )是国际照明工程领域的学术组织,缩写为CIE,源于法语名称的词首字母。CIE是由国际照明工程领域中颜色与视觉研究、光源制造、照明设计、光计量测试、光生物与光化学等分部组成的多学科学术组织,成立于1913年,总部设在奥地利维也纳。国际照明委员会致力于成员国家涉及照明领域的国际间的合作和交流,迄今为止共有来自不同国家和地区的38个成员团体,中国照明学会、香港照明学会均为国际照明委员会的成员。
国际照明委员会成员国及地区包括:阿根廷、奥地利、澳大利亚、比利时、巴西、保加利亚、加拿大、中国、克罗地亚、捷克、丹麦、法国、德国、英国、匈牙利、冰岛、印度、以色列、意大利、日本、荷兰、新西兰、挪威、巴基斯坦、波兰、罗马尼亚、俄罗斯、斯洛伐克、斯洛文尼亚、南非、西班牙、瑞典、瑞士、土耳其、美国和中国香港地区。
国际照明委员会的主要任务是:
     1)为开展照明工程学术研讨提供一个国际性论坛。
     2)制定光和照明领域中的基本规范和计量规范。
     3)为光和照明领域中的国际标准和国家标准的推广提供原则上的指导。
     4)编辑出版光和能源领域中的有关的标准、报告和其他出版物。
     5)与其他涉及光和照明领域的有关国际组织保持联系和进行学术交流。

绿色照明200问---光源篇1

 
 
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