欧司朗照明设计.docx
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欧司朗照明设计
获得最佳的照明
我们从周围环境中获取的信息，其中有80%是通过眼睛得到的。
平均来说，中欧国家的人们有90%的时间都呆在室内。
很多情况下，天然光不能够满足照明需求，需要靠人造光源来补充；在有些情况下，甚至完全靠人造光源来提供照明。
因此，人造光源起着非常重要的作用。
毫无疑问地，其最主要的功能是让人们看清楚周围的环境，保障人们的安全。
此外，正确地使用光源（例如在工作场所），能够减少疲劳、集中注意力。
在一些情况下，光对情绪上的影响是非常重要的。
举例来说，光可以用来营造或舒适、或休闲、或可信赖的氛围。
合适的照明能够帮助人们缓解疲劳、恢复健康。
光还可以用来创造出活跃的氛围，激发人们的意识、提高决策能力。
综述
人造光源使我们不再依赖于自然界的天然光，不受季节、位置的限制。
它促进了文化和技术的进步，并且延长了生产的时间。
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理想的照明设计
好的照明设计需要考虑空间的特性、照明的目的、建筑的特征以及建筑设计师的理念等等，而且要把光看作是一种额外的材料、一种设计的要素。
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智能控制器
对于建筑内的控制系统的要求变得越来越复杂。
总线系统能够控制暖气、空调、百叶窗、时间继电器、门禁系统以及照相和摄影机械等，当然也能控制照明。
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展望
从一开始，光就始终伴随着人类。
光源的开发与人类在文化、科学及经济方面获得的成果有着密切的关联。
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标准及安装指令
灯具不仅要美观，不仅要能提供良好的照明，还必须是安全的。
只要遵从各种规定和标准，就能确保产品的安全性。
欧司朗的灯具符合所有相关的国内、国际规定，因此保证安全。
安全级别
灯具不仅要美观，不仅要能提供良好的照明，还必须是安全的。
只要遵从各种规定和标准，就能确保产品的安全性。
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保护类型
防尘、防固体异物、防水保护---灯具都有特定的防尘防潮等级
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防燃
在工作过程中，灯具会产生热量，所以不同的灯具要安装在相应的材料上，以避免过热燃烧。
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Installationindomesticbathrooms
就防水保护而言，灯具必须符合上述的保护类型。
防止人体碰触、防固体异物的指数至少达到IP2x。
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商业贸易场所的额定照度
根据德国DIN5035第2部分规定的推荐照度值
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安装指令
产品上的CE标志表明该产品有关欧洲指令规定的主要要求，例如低压指令规定73/23/EWG或EMV指令89/336/EWG等。
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安全认证
带有VDE认证标志的产品确保了：
∙用电安全性
∙机械安全性
∙热安全性
∙符合标准
∙生产过程受VDE的监督
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产品安全性
欧司朗始终关注产品的质量以及消费者的健康与安全。
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照明设计原理
在给定照度的基础上确定所需的灯具数量，是照明设计最重要的方面之一。
为了确定灯具数（n），室利用系数法是一个足够准确但又相对简单的方式：
室利用系数法
1.照明系统的状况
计划因子考虑到的是光通量衰减和灯具污染的影响。
计划因子=1.25
2.额定照度E
遵从DIN5035第二部分中的相应规定，取决于行为活动的类型。
3.室空间系数k
室空间系数k考虑了房间的形状：
a=室宽
b=室长
H=室高
h=H-0.85m
4.光通量
从光源产品目录中得到，取决于灯具所使用光源。
5.灯具效率
LB
从灯具的产品目录中得到，取决于所选择的灯具。
6.室利用系数
R
根据分类（例如，A40.2），从被选灯具的LiTG表格中得到。
室内光分布的影响由相应表格中的数值表示。
表1所示的是在不同的天花板、墙面和工作面（或地面）反射系数组合情况下，室利用系数R占室空间系数（k）的百分比。
基本原则：
反射系数
房间表面的反射特性是用天花板、墙壁以及工作面（或地面）的反射系数来衡量的。
可以参考反射系数表来确定当前各表面的反射系数。
提示
绝大多数的欧司朗灯具都可以附带EULUMDAT格式的照明设计信息。
许多照明设计程序都可以读取EULUMDAT数据，包括DIALUX（版本2.0及以上）、RELUX®、SPECTRAL®LUMAGIC以及RADEMACHERBELWIN等。
室利用系数
天花板灯具配置
反射系数
p
天花顶
0.8
0.8
0.8
0.5
0.5
0.8
0.8
0.5
0.5
0.3
墙体
0.8
0.5
0.3
0.5
0.3
0.8
0.3
0.5
0.3
0.3
表面
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
室空间系数
k
室利用系数%
0.6
73
46
37
44
36
66
36
42
35
35
0.8
82
57
47
54
46
74
45
51
44
44
1.0
91
66
56
62
54
80
53
59
52
51
1.25
98
75
65
70
62
85
61
66
60
59
1.5
103
82
73
76
69
89
67
72
66
65
2.0
109
91
82
84
78
94
75
78
73
72
2.5
114
98
90
90
84
97
81
83
79
77
3.0
117
103
96
95
90
99
86
87
83
82
4.0
120
109
103
100
95
101
91
91
88
86
5.0
122
113
107
103
98
103
93
93
91
89
表1：
该表显示了各种不同的室空间系数和反射系数（通常假设是理想色散条件）组合下的室利用系数。
采用n个效率为
LB的灯具，并且安装特定光通量的光源，可以在面积为axb的房间内获得所需的照度
。
举例：
采用欧司朗DULUXCARRÉEL/D2x24W灯具来实现一间会议室的照明，灯具采用的光源为DULUXL24W紧凑型荧光灯。
房间尺寸
a=15.00m
b=8.00m
H=3.40m
h=2.55m
光的品质要求
会议室：
光色ww或nw,
显色指数级别2A
照度
E=300Lux
选择的光源
2个DULUXL24W,
光色LUMILUX暖色
（LF31/830）,显色指数级别1B,
每个光源的光通量
=1800流明
灯具效率及光分布
欧司朗DULUXCARRÉEL/D2x24W
光分布A40.2hLB=0.58
反射系数
天花板=0.8
墙壁=0.5
工作面=0.3
室利用系数
从A40.2的LiTG表格得到（表1）
R=0.91
计算:
结果：
24个灯具（n的值要考虑到均匀布灯的问题）
推荐的排列方式：
分为3行，每行8个灯具。
电磁光谱
可见光仅仅是电磁辐射中的一小部分，其亮度和颜色能够被人眼所感知到。
电磁辐射是能量的一种形式，该辐射的光谱表述了它的能量构成。
电磁辐射的全光谱范围很广，涵盖了能量较高的短波X射线辐射以及能量较低的长波无线电波。
辐射与人的感知
我们对光的感知实质上是把光通过棱镜分光的方式分解成各种光谱成分。
我们的大脑为这些光谱中的不同成分分配特定的颜色。
光速是光在真空中的传播速度，近似为每秒300,000千米。
实际上，所有的电磁波都是以这个速度传播的。
地球距离太阳约为1亿5千万千米，光从太阳到达地球大约需要8分钟。
光谱
光就是人眼能够感知到的电磁辐射，其波长范围大约在380nm至780nm。
眼睛
眼睛是一种光学系统，能够在视网膜上产生图像。
它由各种不同的部分组成，包括角膜、水状体、虹膜、晶状体以及玻璃体等，使眼睛能够针对以105系数变化的照明水平简单而快速地做出反应。
眼睛能够感知的最小照度为10-12勒克斯（相当于夜空中黯淡的星光）。
眼睛
眼睛是一种光学系统，能够在视网膜上产生图像。
它由各种不同的部分组成，包括角膜、水状体、虹膜、晶状体以及玻璃体等，使眼睛能够针对以105系数变化的照明水平简单而快速地做出反应。
眼睛能够感知的最小照度为10-12勒克斯（相当于夜空中黯淡的星光）。
光的基础理论
辐射度学参数和光度学参数之间存在着差别。
辐射度学参数是纯粹的技术参数，不涉及光对人类的影响作用。
这些参数可从功率单位瓦特推导得到。
而光度学参数则往往需要考虑到人眼的光谱响应曲线（V（λ）曲线）。
因此，光度学参数与人类的视觉灵敏度有着特殊的联系。
光度学参数是从光通量单位流明推导得到。
光谱响应曲线是由以下关系产生的：
人眼可以看到的辐射位于波长380nm的蓝光至波长780nm的红光区域内。
在波长555nm附近的绿光光谱区域，人眼的灵敏度最高。
而在波长更长或更短的区域内，人眼的灵敏度降低，这就表示在这些波长区域内需要更高的辐射功率才能获得同等的亮度感受。
在可见光区域内，555nm（1nm=10-9m）处的辐射功率与其它波长处的辐射功率之比称为光谱灵敏度V（λ），其构成的曲线就称为V（λ）曲线。
Weshallrestrictourattentionheretothephotometricvalues.
度量参数
公式单位
类型
值
符号
公式
名称
单位：
辐射值
光通量
F
F =I· W
Lumen流明
[lm]
发送方值
发光强度
亮度
I
L
I=F/W
L=I/A
Candela堪
Candelaprosquaremeter
堪/平方米
[cd]
[cd/m2]
接受方值
照度
E
E=F/A
Lux勒克斯
[lux]
光强是指光源在某一特定方向上的光通量，与感光器的尺寸无关。
它可以用一个矢量来表示。
如果我们将光源在某个平面内的所有光强矢量的终端相连接，就可以得到光强分布曲线。
光通量表示的是一个光源在各个方向上发出的辐射功率之和。
该辐射涉及到人眼的灵敏度。
其它所有的光度学参数都是从这个基本参数推出的。
照度是一个纯粹的物理测量参数，是光通量与被照面积的比值，与表面的反射系数无关。
当1流明的光通量均匀地照射到1m2的面积上，则照度就是1勒克斯。
照度与光源和被照表面的距离的平方成反比。
亮度表示的是光源或被照表面的光强，且与观测面积有关。
对于人类来说，只有当辐射进入眼睛后，光才能够被看见。
光源
平均亮度
[cd/m2]
中午的阳光
1,6·109
短弧氙灯
1,5·108 -2,7·109
短弧金属卤化物灯HMI,HTI
5·107 -1·108
金属卤化物灯HQI
5,3·106
透明白炽灯
2·106 -2·107
磨砂白炽灯
5·104 -4·105
低压钠灯
7,5·104
荧光灯/紧凑型荧光灯
1,2·104 -1,4·104
亮白云
1·104
烛光
7.500
晴朗的天空
3.000-5.000
月光
2.500
辉光放电灯
200-600
夜空
10-3
照度的计算比较简单。
而亮度的大小则取决于被照材料的反射特性和反射系数，但这些变量通常是未知的。
因此，照明设计师在设计室内照明系统时，通常以照度来作标准。
品质参数
这些参数定义了光源发出的光的品质。
高品质的光能够同正午时分的自然光一样，真实地呈现物体的颜色。
品质参数
值
符号
单位
色温
TF
[K]
显色指数
Ra
[1]
对光源的评估
黑体能够吸收所有照射到其表面上的辐射。
黑体也是完全辐射体，因此它代表了一种理想的光源。
热辐射体是一种由于固体本身具有高温而发出辐射的光源（例如，钨丝）。
黑体清楚地阐释了一个热辐射体的辐射光谱。
太阳以及所有的白炽灯和卤钨灯发出的光谱，都与黑体的发射光谱非常相似。
因此，将一个光源与天然光相比较，类似于将它与黑体相比较。
白光可以用棱镜来将其分解成各种光谱成分。
相反地，把一个辐射光源的所有光谱成分叠加在一起，就能产生某种颜色（举例来说，日光显示出白色）。
增加黑体的温度，能够产生不同的光谱。
所有这些光谱的光都能在观测者的眼中形成不同的颜色印象。
想象铁匠正在打造一块马蹄铁。
首先，这块铁先变红，然后随着温度上升而变黄，直到最后变成炽热的白色。
每个温度对应了不同的光谱，而每个光谱则依次对应了色三角中位置。
如果把所有的位置都联合起来，就能够得到普朗克曲线。
SpectrumsofthePlanckiancurve
为了确定光源的色温，把该光源的光谱所对应的色三角中的颜色位置与不同温度的黑体的颜色位置进行比较。
如果光源的光谱无法与黑体的进行比较，那么就采用等色温线来确定光谱（假定是放电灯的）对应的最接近的色温。
黑体，如太阳或卤钨灯等，能够准确地呈现物体的颜色，因为它们发射的是连续光谱。
如果一个光源不能发射全光谱中的所有颜色，那么一些物体就无法像在连续谱照射下那样显示出真实的颜色。
光源的显色指数表示的是这个光源偏离理想光源的程度。
在对比测试中，测量了8种测试颜色在待测光源照明下的反射光谱，并与给定参考光源照明情况下的值进行比较。
被测光源的色温应该与参考光源的色温尽可能接近（相关色温）。
测量出来的偏差采用标准的程序来进行评估。
如果两种光源的光谱是相同的，那么显色指数（Ra）就是100。
而这个指数一般都小于100。
黑体的显色指数最高（Ra=100）。
显色指数测试颜色
测试颜色
R1
暗玫瑰色
R5
青绿色
R2
芥末黄
R6
天蓝色
R3
黄绿色
R7
紫罗兰色
R4
浅绿色
R8
淡紫色
附加的测试颜色
R9
红色
R12
蓝色
R10
黄色
R13
肤色
根据德国DIN5035的要求，显色指数按照显色特性和显色组别来进行相应分类
显色特性
显色组
显色指数Ra
相应灯型
非常好
1A
90...100
钨卤灯,
LUMILUX® DELUXE,fluorescentlamps®HQI®/D
1B
80...89
LUMILUX®,
fluorescentlamps® HQI®/NDL,WDLandHCI®/NDL,WDL
好
2A
70...79
标准荧光灯10和25
2B
60...69
标准荧光灯30
一般
3
40...59
HQL
差
4
20...39
高压和低压钠灯
黑体辐射
材料的热辐射特性完全取决于它的温度。
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热辐射
由于原子的热运动影响，所有的材料在温度大于绝对零度时都能够发射电磁辐射。
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经济性
光效h是光源发出的光通量与产生光所需的电能之比，单位为[lm/W]。
灯具效率hLB是照明所得到的光通量与单个或多个光源发出的总光通量的比值，单位为[%]。
对于不同类型的光源，其寿命有不同的定义方式。
一组光源的“平均额定寿命”是指这一组中所有光源的寿命的平均水平。
所以，到达这个时间时，50％的光源将停止工作。
“工作寿命”是指系统光通量达到初始量70％时的小时数，这个时刻光源仍然能够提供一定的光通量。
一般来说，在选择一款光源时，不得不对光的品质和经济效益进行取舍。
现在，可以根据以下四个标准来评定光源：
∙光效
∙寿命
∙色温
∙显色指数
灯
光源
光效[lm/W]
寿命[h]
色温[K]
显色指数Ra
白炽灯
14
1000
2750
100
钨卤灯
20
2000
2850
100
短弧氙灯
15-50
1200
6000
>94
紧凑型荧光灯
87
12000
2700-6000
85
荧光灯
104
12000
2700-6000
85
金属卤化灯HQI
100
9000
3000-6000
85
短弧金属卤化灯
HMI,HTI
80
300-1000
5500
>90
高压钠灯
130
9000
2000
20
低压钠灯
197
10000
1800
-20
假定的555nm黑体
683
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冷光发射体
所有和固体温度无关的光辐射都被称为冷光辐射。
当电子从一个能级运动到另一个能级时，就产生冷光辐射。
所需的能量就是冷光辐射体的各种激发能。
发光
方式
能量
电致发光
电能
气体放电
光致发光
电磁辐射
冷发光材料经过紫外光照转化
生化发光
化学反应能量
燃烧，氧化，酶反应
摩擦发光
机械能
比如,通过机械能量激发晶体的发光效果
热发光
热能
比如,通过热能激发晶体的发光效果
放射发光
放射能
北极光
因此，高压放电灯和低压钠灯都是冷光辐射体，它们的激发能由电流提供。
不同的是，低压汞灯的荧光来自于辐射能（紫外辐射）。
在半导体发光（LED）和塑胶发光（OLED）方面的技术创新早已经投入了实际应用。
在很长一段时间内，LED就只有黄、绿、红三种选择。
但现在已经有了蓝光LED和白光LED等产品。
而且蓝光和白光LED的光效已经可以与热辐射体的光效相比较了。
随着进一步地开发，这些产品的光效还将不断增加。
它们必将会引发照明行业和照明应用的新革命。
光的生成
基本上，利用电产生光的方法有三种：
热辐射、低压放电以及高压放电。
放电灯
在放电灯中，当电流通过密封在放电管内的气体等离子体或金属蒸气等离子体时，就会产生光。
根据填充气体材料的气压大小，放电灯可以分为两种类型：
高气压放电灯和低气压放电灯。
高压放电灯
这类光源中最常见的就是金属卤化物灯。
在高气压（~10bar）下，通过电子激发使气态的填充物质直接发射可见光。
精确控制“稀土元素”的添加剂量，能够影响光的颜色和显色特性。
低压放电灯
低压汞灯和低压钠灯之间存在着差别。
虽然填充气压只有几毫巴，但是低压钠灯与高气压放电灯相类似，能够直接发射可见光，不过主要是波长585nm的可见谱线。
另一方面，在低压汞灯（荧光灯和紧凑型荧光灯）中，电子碰撞造成汞原子发射紫外辐射。
而这些紫外辐射经由放电管内涂覆的荧光粉转化为可见光。
荧光灯的原理。
荧光灯原理
光与人类生理
尽管人眼的结构相对简单，但是它却能够完成许多令人震惊的工作，很多先进的技术设备也难以与其匹敌。
就拿人眼同照相机来进行比较。
视网膜就相当于感光胶片，角膜、前房和晶状体相当于照相机的透镜，虹膜相当于光圈，两者直径的变化都会改变视网膜或胶片上的照度。
然而，照相机和人眼的工作方式是不同的…照相机在感光胶片上产生一个确定的图像，而人眼则是向大脑提供一串连续的信息。
即使人眼聚焦在一个固定不变的图像上，但是每秒钟人眼仍然会传输信息好几次。
通过简化，我们可以认为视觉是人眼作为光学系统和神经系统，与大脑中复杂而强大的“图像处理系统”合成的结果。
视觉是一种先天能力与后天能力的混合体。
举例来说，对于已知画面的辨识比对新画面的辨识更快。
但是，这些信息和图像是怎样处理的、这些图像又是怎样融入到意识中去的，这些问题还没有得到完美的解释。
光和人的知觉
我们从周围环境中获取的信息，其中有80%是通过眼睛得到的。
人眼的信息传输速率是听觉的10倍。
由于两只眼睛之间有一定的距离，因此可以获得三维的立体视觉景象。
当我们聚焦在一个物体上时，我们的两个眼球都朝向这个物体。
该物体在我们的视网膜上形成的图像，与在每个眼睛中形成的图像略有不同，因为两只眼睛看到的景象不相同，而我们的大脑则把所有的信息合成计算，形成一个空间的印象，从而我们能够判断距离。
当我们眺望风景的时候，我们的大脑能够根据各种物体发出的蓝光成分来区分物体的远近距离。
距离较近的物体呈现出强烈的暖色调，而距离较远的物体则呈现出苍白的浅蓝色调。
为了能够看见，人类利用了波长范围在380nm至780nm的这部分电磁辐射。
这段波长范围被称为可见光。
太阳光能大量穿透地球大气层，而且千百年来始终如此。
因此在进化的过程中，我们的眼睛已经适应了太阳光谱的波长范围。
我们能够看到颜色，是因为我们的眼睛中含有锥状细胞，能够把光分割成三个不同的波长范围。
我们将这三个辐射范围分别称为红色、绿色和蓝色，而每个辐射范围都对应了一种类型的锥状感光细胞。
当这些不同类型的锥状细胞被触发时，大脑就能够通过颜色的混合处理来形成完整的颜色光谱。
人类的知觉系统利用了以下的信息：
人类的知觉很大程度上受到被选光源的光色、显色性等特征的影响。
知觉过程
只有进入我们眼睛里的光才是可见的。
照度是由照射在平面上的光源光通量F定义得到的。
照度与光源和表面的距离的平方成反比。
照度是一个纯粹的测量参数，对于知觉没有任何实在的影响。
只有当光照射在一个物体上被反射或散射，然后进入我们的眼睛，我们才能获得所需的信息，从而看到图像。
亮度是我们唯一能够感知到的光度学变量。
它取决于被照物体的表面特性，而这些特性是由反射系数"r"来定义的。
在相同的照度情况下，反射特性不同的两个物体看上去也不相同。
luminancetoDIN5035/2
DIN5035,Part2及相关的工作场所指令中规定了工作场所的最小照度。
然而，遵从这些标准和方针，并不能保证所有情况下都能获得良好的照明效果。
照度
举例
照度[lx]
正在演出的剧院
20,000...120,000
夏日晴朗的白天
60,000...100,000
夏日多云的白天
20,000
冬日多云的白天
3000
光线充足的工作场所
500...750
步行街
5...100
满月的晚上
0.25
弯月的晚上
0.01
LuminousfluxF
单位：
流明[lm]
光通量F[lm]表示的是光源在各个方向上发出的辐射功率之和，需要采用光谱视觉灵敏度V[l]来进行评定计算。
举例来说，一个L36W/21-840PlusEco发出的光通量为3350lm。
Luminousflux
这是材料反射光的特性。
反射有多种不同的类型，如镜面反射、混合反射、完全漫反射以及不规则漫反射等。
室内照明几乎全部使用漫反射。
材料的反射特性用反射系数r来表示。
该系数是材料反射的光通量与接受到的光通量的比值（r=F/F0）。
绝大多数情况下，
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