光照強度

　　概述：

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

　　一個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，它的照度是1勒克斯。流明是光通量的單位。

　　發(fā)光強度為1燭光的點光源，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人發(fā)明的，它是發(fā)光強度（Luminousintensity）的單位。當(dāng)時英國人以一磅的白蠟制造出一尺長的蠟燭所燃放出來的光來定義燭光單位。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，所發(fā)出的光量的1/60就是標準光源，而燭光就是這種標準光源所放射出來的光量單位。

　　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.光照周期與光照時間

　　自然界一晝夜24h為一個光照周期。有光照的時間為明期，無光照的時間為暗期。自然光照時一般以日照時間計光照時間（明期）；人工光照時，燈光照射的時間即為光照時間，為期24h的光照周期為自然光照周期；為期長于或短于24h的稱為非自然光照周期；如在24h內(nèi)只有一個明期和一個暗期的稱為單期光照；如在24h內(nèi)出現(xiàn)二個或二個以上的明期或暗期，即為間歇光照。一個光照周期內(nèi)明期的總和即為光照時間。

　　3.發(fā)光強度

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

　　4.光通量

　　光源單位時間內(nèi)所輻射的光能叫光源的光通量，其單位是流明(各點都與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。

　　夏季在陽光直接照射下，光照強度可達6萬～10萬lx，沒有太陽的室外0.1萬～1萬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，但價格較高，但是一個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，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燈罩對光照強度影響很大

　　計算公式

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

　　(適用于室內(nèi)或體育場的照明計算)

　　利用系數(shù)：一般室內(nèi)取0.4，體育取0.3

　　維護系數(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)計案例：

　　設(shè)計條件：辦公室長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)計必須必須要求準確的利用系數(shù)，否則會有很大的偏差，影響利用系數(shù)的大小，主要有以下幾個因素：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。

　　標準值

　　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行維護的時刻，在規(guī)定表面上的平均照度，這是為確保工作時視覺安全和視覺功效所需要的照度。

　　分級

　　照度標準值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx分級。

　　lx（勒克斯）為照度單位。

　　照度標準值分級以在主觀效果上明顯感覺到照度的最小變化，照度差大約為1.5倍，該分級與CIE國際發(fā)光照明委員會標準《室內(nèi)工作場所照明》S008/E--2001的分級大體一致。

　　相關(guān)數(shù)據(jù)

　　中華人民共和國國家標準【建筑照明設(shè)計標準】GB50034-2004規(guī)定了新建、改建和擴建的居住、公共和工業(yè)建筑的一般照度標準值。

　　房間（場所）參考平面及其高度照度標準

　　值（lx）

　　居住建筑起居室（一般活動)0.75m水平面100

　　居住建筑起居室（書寫閱讀）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

　　一般超市營業(yè)廳0.75m水平面300

　　醫(yī)院候診室、掛號廳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

　　公用場所普通走廊、流動區(qū)域地面50

　　公用場所自動扶梯地面150

　　工業(yè)建筑機械加工粗加工0.75m水平面200

　　工業(yè)建筑機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，作業(yè)面或參考平面的照度，可按照度標準值分級提高一級。

　　1視覺要求高的精細作業(yè)場所，眼睛至識別對象的距離大于5(X)nun時；

　　2連續(xù)長時間緊張的視覺作業(yè)，對視覺器官有不良影響時；

　　3識別移動對象，要求識別時間短促而辨認困難時；

　　4視覺作業(yè)對操作安全有重要影響時；

　　5識別對象亮度對比小于0.3時；

　　6作業(yè)精度要求較高，且產(chǎn)生差錯會造成很大損失時；

　　7視覺能力低于正常能力時；

　　8建筑等級和功能要求高時。

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

　　1進行很短時間的作業(yè)時；

　　2作業(yè)精度或速度無關(guān)緊要時；

　　3建筑等級和功能要求較低時。

　　在一般情況下，設(shè)計照度值與照度標準值相比較，可有-10%—+10%的偏差。

　　相關(guān)儀器

　　儀器

　　照度儀是用來測量光線強弱等級的專用設(shè)備。在某些特定的環(huán)境對光的照度是有嚴格要求的，如用人工對藥品的檢驗就對光的照度有嚴格的要求。

　　相關(guān)原理

　　用鍺光電池作探頭，由于光的強度不同光電池產(chǎn)生的電流就不同，再把這個電流進行直流放大，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路把直流信號變成直截反應(yīng)光照強弱的數(shù)字信號顯示出來。