光照強(qiáng)度

　　概述：

　　光照強(qiáng)度是指單位面積上所接受可見(jiàn)光的能量，簡(jiǎn)稱照度，單位勒克斯（Lux或Lx）。為物理術(shù)語(yǔ)，用于指示光照的強(qiáng)弱和物體表面積被照明程度的量。

　　一個(gè)被光線照射的表面上的照度（illumination/illuminance）定義為照射在單位面積上的光通量。設(shè)面元dS上的光通量為dΦ，則此面元上的照度E為：E=dΦ/dS。1lx=1lm/㎡。被光均勻照射的物體，在1平方米面積上所得的光通量是1流明時(shí)，它的照度是1勒克斯。流明是光通量的單位。

　　發(fā)光強(qiáng)度為1燭光的點(diǎn)光源，在單位立體角（1球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量為“1流明”。燭光（Candela），音譯“坎德拉”。燭光的概念最早是英國(guó)人發(fā)明的，它是發(fā)光強(qiáng)度（Luminousintensity）的單位。當(dāng)時(shí)英國(guó)人以一磅的白蠟制造出一尺長(zhǎng)的蠟燭所燃放出來(lái)的光來(lái)定義燭光單位。而如今的定義已有了變化：以一立方厘米的黑色發(fā)光體加熱，一直到該發(fā)光體將溶為液體時(shí)，所發(fā)出的光量的1/60就是標(biāo)準(zhǔn)光源，而燭光就是這種標(biāo)準(zhǔn)光源所放射出來(lái)的光量單位。

　　概念：

　　1.自然光照與人工光照

　　日光照射即為自然光照，燈光照明即為人工光照。

　　2.光照周期與光照時(shí)間

　　自然界一晝夜24h為一個(gè)光照周期。有光照的時(shí)間為明期，無(wú)光照的時(shí)間為暗期。自然光照時(shí)一般以日照時(shí)間計(jì)光照時(shí)間（明期）；人工光照時(shí)，燈光照射的時(shí)間即為光照時(shí)間，為期24h的光照周期為自然光照周期；為期長(zhǎng)于或短于24h的稱為非自然光照周期；如在24h內(nèi)只有一個(gè)明期和一個(gè)暗期的稱為單期光照；如在24h內(nèi)出現(xiàn)二個(gè)或二個(gè)以上的明期或暗期，即為間歇光照。一個(gè)光照周期內(nèi)明期的總和即為光照時(shí)間。

　　3.發(fā)光強(qiáng)度

　　光源射出光線的亮度為發(fā)光強(qiáng)度，即光源所具有的光能大小，單位是燭光。

　　4.光通量

　　光源單位時(shí)間內(nèi)所輻射的光能叫光源的光通量，其單位是流明(各點(diǎn)都與1燭光光源相距1英尺的1平方英尺面積上的光量為1流明)。

　　5.相關(guān)定義

　　照度是物體被照明的程度。也即物體表面所得到的光通量與被照面積之比，單位是Ix(l勒克斯是l流明的光通量均勻照射在l平方米面積上所產(chǎn)生的照度)或英尺燭光(1英尺燭光是1流明的光通量均勻照射在1平方英尺面積上所產(chǎn)生的照度)，1英尺燭光=10.76lx。

　　夏季在陽(yáng)光直接照射下，光照強(qiáng)度可達(dá)6萬(wàn)～10萬(wàn)lx，沒(méi)有太陽(yáng)的室外0.1萬(wàn)～1萬(wàn)lx，夏天明朗的室內(nèi)100～550lx，夜間滿月下為0.2lx。

　　白熾燈每瓦大約可發(fā)出12.561x的光，但數(shù)值隨燈泡大小而異，小燈泡能發(fā)出較多的流明，大燈泡較少，熒光燈的發(fā)光效率是白熾燈的3～4倍。壽命是白熾燈的9倍，但價(jià)格較高，但是一個(gè)不加燈罩的白熾燈泡所發(fā)出的光線中，約有30%的流明被墻壁、頂棚、設(shè)備等吸收；燈泡的質(zhì)量差與陰暗又要減少許多流明，所以大約只有50%的流明可利用。一般在有燈罩、燈高度為2.0～2.4m(燈泡距離為高度的1.5倍)時(shí)，每0.37m2面積上需lW燈泡或1m2，面積上需2.7W燈泡可提供10.76lx。燈泡安裝的高度及有無(wú)燈罩對(duì)光照強(qiáng)度影響很大

　　計(jì)算公式

　　平均照度(Eav)=光源總光通量(N*Ф)*利用系數(shù)(CU)*維護(hù)系數(shù)(MF)/區(qū)域面積(m2)

　　(適用于室內(nèi)或體育場(chǎng)的照明計(jì)算)

　　利用系數(shù)：一般室內(nèi)取0.4，體育取0.3

　　維護(hù)系數(shù)：一般取0.7～0.8

　　舉例1：室內(nèi)照明：4×5米房間，使用3×36W隔柵燈9套，

　　平均照度=光源總光通量×CU×MF/面積=(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5=1080Lux

　　結(jié)論：平均照度1000Lux以上。

　　舉例2：體育館照明：20×40米場(chǎng)地，使用POWRSPOT1000W金鹵燈60套，

　　平均照度=光源總光通量×CU×MF/面積=(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40=1890Lux

　　結(jié)論：平均水平照度1500Lux以上。

　　某辦公室平均照度設(shè)計(jì)案例：

　　設(shè)計(jì)條件：辦公室長(zhǎng)18.2米，寬10.8米，頂棚高2.8米，桌面高0.85米，利用系數(shù)0.7，維護(hù)系數(shù)0.8，燈具數(shù)量33套，求辦公室內(nèi)平均照度是多少？

　　燈具解決方案：燈具采用DiNiT2X55W防眩日光燈具，光通量3000Lm，色溫3000K，顯色性Ra90以上。

　　根據(jù)公式可求得：Eav=(33套X6000LmX0.7X0.8)÷(18.2米X10.8米)

　　=110880.00÷196.56m2

　　=564.10Lux

　　備注：照明設(shè)計(jì)必須必須要求準(zhǔn)確的利用系數(shù)，否則會(huì)有很大的偏差，影響利用系數(shù)的大小，主要有以下幾個(gè)因素：燈具的配光曲線，燈具的光輸出比例，室內(nèi)的反射率，如天花板、墻壁、工作桌面等，室內(nèi)指數(shù)大小。

　　標(biāo)準(zhǔn)值

　　定義

　　作業(yè)面或參考平面上的維持平均照度，規(guī)定表面上的平均照度不得低于此數(shù)值。它是在照明裝置必須進(jìn)行維護(hù)的時(shí)刻，在規(guī)定表面上的平均照度，這是為確保工作時(shí)視覺(jué)安全和視覺(jué)功效所需要的照度。

　　分級(jí)

　　照度標(biāo)準(zhǔn)值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分級(jí)。

　　lx（勒克斯）為照度單位。

　　照度標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)以在主觀效果上明顯感覺(jué)到照度的最小變化，照度差大約為1.5倍，該分級(jí)與CIE國(guó)際發(fā)光照明委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)工作場(chǎng)所照明》S008/E--2001的分級(jí)大體一致。

　　相關(guān)數(shù)據(jù)

　　中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)【建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)】GB50034-2004規(guī)定了新建、改建和擴(kuò)建的居住、公共和工業(yè)建筑的一般照度標(biāo)準(zhǔn)值。

　　房間（場(chǎng)所）參考平面及其高度照度標(biāo)準(zhǔn)

　　值（lx）

　　居住建筑起居室（一般活動(dòng))0.75m水平面100

　　居住建筑起居室（書(shū)寫閱讀）0.75m水平面300宜用混合照明

　　居住建筑餐廳0.75m餐桌面150

　　圖書(shū)館一般閱覽室0.75m水平面300

　　辦公建筑普通辦公室0.75m水平面300

　　一般超市營(yíng)業(yè)廳0.75m水平面300

　　醫(yī)院候診室、掛號(hào)廳0.75m水平面200

　　學(xué)校教室課桌面300

　　學(xué)校教室黑板黑板面500

　　公用場(chǎng)所普通走廊、流動(dòng)區(qū)域地面50

　　公用場(chǎng)所自動(dòng)扶梯地面150

　　工業(yè)建筑機(jī)械加工粗加工0.75m水平面200

　　工業(yè)建筑機(jī)械加工一般加工公差≥0.1mm0.75m水平面300應(yīng)另加局部照明

　　工業(yè)建筑機(jī)械加工精密加工公差<0.1mm0.75m水平面500應(yīng)另加局部照明

　　符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面或參考平面的照度，可按照度標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)提高一級(jí)。

　　1視覺(jué)要求高的精細(xì)作業(yè)場(chǎng)所，眼睛至識(shí)別對(duì)象的距離大于5(X)nun時(shí)；

　　2連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間緊張的視覺(jué)作業(yè)，對(duì)視覺(jué)器官有不良影響時(shí)；

　　3識(shí)別移動(dòng)對(duì)象，要求識(shí)別時(shí)間短促而辨認(rèn)困難時(shí)；

　　4視覺(jué)作業(yè)對(duì)操作安全有重要影響時(shí)；

　　5識(shí)別對(duì)象亮度對(duì)比小于0.3時(shí)；

　　6作業(yè)精度要求較高，且產(chǎn)生差錯(cuò)會(huì)造成很大損失時(shí)；

　　7視覺(jué)能力低于正常能力時(shí)；

　　8建筑等級(jí)和功能要求高時(shí)。

　　符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面或參考平面的照度，可按照度標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)降低一級(jí)。

　　1進(jìn)行很短時(shí)間的作業(yè)時(shí)；

　　2作業(yè)精度或速度無(wú)關(guān)緊要時(shí)；

　　3建筑等級(jí)和功能要求較低時(shí)。

　　在一般情況下，設(shè)計(jì)照度值與照度標(biāo)準(zhǔn)值相比較，可有-10%—+10%的偏差。

　　相關(guān)儀器

　　儀器

　　照度儀是用來(lái)測(cè)量光線強(qiáng)弱等級(jí)的專用設(shè)備。在某些特定的環(huán)境對(duì)光的照度是有嚴(yán)格要求的，如用人工對(duì)藥品的檢驗(yàn)就對(duì)光的照度有嚴(yán)格的要求。

　　相關(guān)原理

　　用鍺光電池作探頭，由于光的強(qiáng)度不同光電池產(chǎn)生的電流就不同，再把這個(gè)電流進(jìn)行直流放大，再經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路把直流信號(hào)變成直截反應(yīng)光照強(qiáng)弱的數(shù)字信號(hào)顯示出來(lái)。