照明知识讲义.docx

1、照明知识讲义 霓虹灯是一种冷阴极辉光放电管，其幅射光谱具有极强的穿透大气的能力，色彩鲜艳绚丽、多姿，发光效率明显优于普通的白炽灯，它的线条结构表现力丰富，可以加工弯制成任何几何形状，满足设计要求，通过电子程序控制，可变幻色彩的图案和文字，受到人们的欢迎。 霓虹灯的亮、美、动特点，是目前任何电光源所不能替代的，在各类新型光源不断涌现和竞争中独领风骚。由于霓虹灯是冷阴极辉光放电，因此一支质量合格的霓虹灯其寿命可达20000-30000小时。 随着我国经济的飞速发展，霓虹灯的品种、规格也已基本系列化，可供各种用途的选择，其质量已逐步向国际水平靠拢，随着我国加入WTO与国际水平的差距将越来越小，在不久

2、的将来必将赶超国际先进水平，但在目前市场竞争的条件下，也确有少数厂商缺乏诚信，在一些用户不懂霓虹灯的性能、质量的情况下，生产、制作低劣产品在市场上低价倾销，影响霓虹灯的声誉。 为了使大用户熟悉霓虹灯，了解霓虹灯，我们在此简要介绍一些霓虹灯的品种、规格以及制作霓虹灯的主要器材，以帮助用户识别“霓虹灯”的优劣。 霓虹灯的主要部件: 1、霓虹灯管： （1）以规格分：有6、7、8、9、10、12、15、18、20m/m等粗细。 （2）以玻璃材质分： 钠玻璃管（或称石灰料玻璃管）这种玻璃管稳定性差，受潮后极易变质、泛碱（风化），牢度差易爆裂。目前在我国使用此种材料的约占80%左右。 铅玻璃管（又称红丹料

3、玻璃管）其热性能、机械性能、电性能、化学稳定性能、真空性能和光学性能优于钠玻璃，其耐候性、使用寿命大大超过钠玻璃，目前国际上通用大都是这种铅玻璃管，我国目前使用量已达20-30%左右，凡是追求质量好的制作厂家，用户都选用铅管制作霓虹灯。铅玻璃又以含铅量多少分为：重铅玻璃、中铅玻璃和轻铅玻璃。 彩色玻璃管，这种玻璃管，在拉制玻璃管时已充入染料，生产出的玻璃管已呈彩色玻璃管。 （3）以霓虹灯管内涂荧光粉材料分： 目前使用的多数霓虹灯管喷涂的是“普通荧光粉”，这种粉价格比较便宜，一般也能满足各种色彩的要求。 “三基色”荧光粉，（也称稀土荧光粉）与普通荧光粉比较，其亮度、色度、鲜度更佳。 （4）喷涂荧

4、光粉的工艺又分水涂和胶涂二种。 水涂即用醇，酮溶济混合荧光粉喷涂在灯管内壁，让其自然干燥。 胶涂即用胶液混合荧光粉喷涂，再用烘箱烘干，其粘度、牢度大大优于水涂粉管。 目前先进国家大都有采用三基色胶涂含铅玻璃管制作霓虹灯，我国目前已有部分厂商使用这种霓虹灯管。 2、霓虹灯变压器 （1）霓虹灯漏磁变压器，（又称电感变压器、铁芯变压器）其特点是：可靠性好，负载灯管亮度高，光色一致，寿命长，缺点是比较笨重，目前国外及上海的户外霓虹灯大多数采用这种变压器。 电感变压器的规格有：3KV、6KV、9KV、12KV、15KV、18KV。 （2）电子变压器（也称高频冷启动管形放电灯（霓虹灯）电子转换器或霓虹灯电

5、源）其优点是：重量轻、制造方便、节约金属材料，目前国内生产电子变压器质量稳定，有一定规模，其中有的企业还批量出口。但有不少单位生产的电子变压器亮度达不到应有亮度，在室外使用就有点相形见拙。 电子变压器又分直流和交流二种，直流电子变压器由于单向导通往往会产生灯管一头亮一头暗的情况。又因电子变压器输出频率会受到负载灯管长度的影响，在同幅霓虹灯中，由于每笔灯管长短不一也会产生灯色不匀等现象。有些生产厂家为了降低成本，不愿采用高质量高品质的电器元件，而且加工工艺简陋，故可靠性差，寿命短。 电子变压器的规格有：40W、60W、80W、100W等规格，也有称4米机、6米机、8米机、10米机、12米机等。

6、要真正生产符合霓虹灯使用要求的电子变压器也是可以做到的，但其价格就会接近电感变压器的价格，为了低价竞销，获取市场份额，一些厂商牺牲霓虹灯的亮度、可靠性、寿命来获得市场利润。 3、程序控制器分： （1）普通式电子程序控制器： （2）渐变式电子程序控制器： 4、霓虹灯高压线分： （1）普通高压线，即塑料高压线，这种高压线价格便宜，但塑料容易老化，室外使用不久塑料就要老化引起拉火等，安全性较差。 （2）硅橡胶绝缘高压线，是目前较理想的霓虹灯连接线，安全性强，可靠性好。 以上介绍的是组成霓虹灯的主要另部件，从上可以知道，霓虹灯与其他商品一样，品种、规格、质量优劣区别很大。 用户在选择霓虹灯制作单位时，

7、也要了解他们的制作实力，加工工艺和售后服务是否到位，凡是较大的霓虹灯工程，都应要制作单位详细报价，进行核实，如有条件，应按行业标准进行验收，不要只看总价便宜，更要看他们提供给用户的是什么样的质量和服务。HID气体放电灯技术简析飞利浦HID气体放电灯技术简析 根据统计，人们驾车发生事故的时间，几乎60%以上是集中在夜间及天候不良的情况中，这都是因为在这些时间的驾车视线通常较差，驾驶人就必须花费较多眼力及体力来聚精会神观看路面，间接造成疲劳及注意力分散，当然驾车发生意外的比例也会跟着水涨船高。 人类对于驾车视线明亮度的追求也是欲求不满，尤其在车辆大灯用久光度衰减的情况下，大多数消费者都会寻求市面上

8、亮度更高的改装灯泡来解决问题。所以，在市面上 所谓的超白光、超强光、超炫光一堆灯泡产品也应运而生。不过，直到最新科技的HID气体放电灯出现，人们对于“亮度”的定义，又有另一番见解了。市面上所谓的车用大灯，目前95%以上都还是使用卤素灯泡，而其发光原理则是藉由其中的钨丝产生光与热。然而受限于钨丝本身的材料熔点，一般原厂的60W卤素灯也顶多产生30003200K的色温度；若是改装灯泡，藉由提高钨丝电阻及瓦数，100W灯泡也最多提升到34003800K 的色温度。 现在越来越多中高级车使用的HID气体放电式灯组，其发光原理与传统的卤素灯就完全不同了。举个简单一点的例子来解释，如果说卤素灯的发光原理像

9、家里的传统灯泡，HID气体放电灯就像日光灯管了。HID气体放电灯的发光原理是利用正负电刺激氙气与稀有金属化学反应发光，所以会发现在HID灯泡的灯管内还有一颗小小的玻璃球，这其中就是灌满了氙气及少许稀有金属，只要用电流去刺激它们进行化学反应，两者就会发出高达4000K色温度的光芒，这不但是传统卤素灯所难以望其项背的光度，4000K其实也是最接近正午日光的色温，最能让人眼感觉舒服的光度。此外，由于氙气分子活动能力会随着使用时间的加长而越趋活泼，因此气体放电灯泡会越用越亮。 就因为HID气体放电灯与传统卤素灯发光原理不同，所以车上的大灯灯泡钨丝用12伏特的电压已能让它发光；要是用在刺激气体放电灯中的

10、氙气发光，那是绝对不够的，所以，真正的HID气体放电灯，就像日光灯组一样必须要有一个变压器，先将车上的12V电压升压到23000V，用在刚开启电源时的瞬间，强烈刺激氙气迅速达到高亮度，接着再将电压转成 8000V，稳定持续供应氙气灯泡发光。 其实市面上早已出现许多款改装气体放电灯组，然而受限于配合灯座形式较少，安定器的品质稳定度不佳，单价也偏高，所以市面上消费者的反应并不热衷。因为如此，向以制造灯具出名的PHILIPS公司推出了一款HID气体放电大灯改装套件，不但安定器的品质稳定，也针对市面上各车型的灯座开发适用产品。这组PHILIPS的改装HID气体放电大灯的特色： 1. 三倍亮度输出：通常

11、在计算亮度的单位称之为“流明度”， PHILIPS的氙气大灯可以输出高达3200Lumen的亮度，而一般卤素灯泡最多也只能产生1000Lumen上下的亮度；HID高出传统卤素灯三倍的亮度效率，对于提升夜间及雾中驾驶视线清晰度有着明显的功效。 2. 较高的色温度：前面提过，氙气大灯可以制造出4000K左右的色温光，而一般人有一种错误观念，认为K值越高就一定比较亮；其实，所谓的色温只是在解释何种温度下所产生的光色，温度越低，色温会偏红，反之则偏蓝，而在4000K左右的光色正好是最白略微开始转蓝的色温，也最接近正午日光的颜色，人眼的接受度及舒适度最高。这样的灯光用在车辆的夜间照明上，可以有效减少驾驶

12、人的视觉疲劳，对于驾车安全性也间接有所助益。 3. 五倍产品寿命：因为卤素灯的发光原理是用钨丝发热所致，而钨丝在长久的高热下，难保不烧断损坏；而氙气灯是利用电流刺激气体发光，基本上不会产生过高温度，所以只要其中的氙气还没用完，它就可以一直正常发光，不易损坏。根据一项研究显示，就算品质再高的卤素灯泡，最多也只能连续使用400小时；而利用气体发光的氙气灯泡，最少都有2500小时的使用寿命。 4. 约1/2的电力消耗：一般车辆原厂的卤素大灯大都需要耗费60W上下的电力，而PHILIPS的这组HID气体放电大灯组在安定器的稳定运作下，平均只需要35W的电力来供应氙气灯泡发光一组PHILIPS的HID气

13、体放电大灯包含了两颗灯泡、两个变压器、以及完整的线组。 实际安装上，只要把HID气体放电灯组内的灯泡取代原来车上卤素灯泡的位置，接着用内附线组接上原车灯泡接头及安定器即可，说穿了，等于就是在原来灯具线组的中间跨接一具安定器，灯泡换成HID的气体放电灯泡，如此而已。 照明技术 一、照明技术的基本概念1， 光和光谱光是物质的一种存在的形式，光源发出的光是一种辐射能。光投射到物质上将其能量传递给物质，物质吸收了光能以后发生各种效应，叫做光的作用，而电气照明则是在夜间或采光不足情况下提供良好视觉条件的手段。光以电磁波的形式传播，可见光的波长在380780微米范围内，波长不同，给人的颜色感觉不同，按波长

14、长长短依次排列，称为光源的光谱。阳光和白炽灯辐射连续光谱，大部分气体放电灯还会辐射很强的线状或带状光谱。2， 能量和发光效率光源在单位时间内，向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量。符号为F，其单位为流明（lm）。每消耗1瓦功率所发出的光通量，称为发光效率，简称光效。这是评价各种光源的一个重要数据。3， 光强度光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，简称光强。其符号为I，单位为坎德拉（cd）。4， 照度物体的照度不仅与它表面上的光通量有关，而且与它本身表面积的大小也有关。单位面积上接收的光通量称为照度，符号为E，单位为勒克斯（lx）。5， 亮度发光体在给

15、定方向单位投影面积上的发光强度称为亮度，符号为L，单位为坎德拉米（cdm）。6， 色温当光源发光的颜色与黑体（能吸收全部光源的物体）加热到某一个温度所发出光的颜色相同（对于气体放电光源为相似）时，称该温度为光源的颜色温度，简称色温，色温是以绝对温度K表示，一般即摄氏温度（C）加上273就等于绝对温度（K）。7， 显色性、显色指数同一颜色的物体在具有不同光谱功率分布的光源照射下，会显出不同的颜色，光源显现被照物体颜色的性能称为显色性。物体在某光源照射下显现颜色与日光照射下显现颜色相符合的程度称为某光源的显色指数。显色指数高，则颜色失真就少，日光显色指数定为100。8， 频闪效应随着电压，电流周期

16、性变化，会使气体放电灯的光通量也发生周期性变化，使人眼有闪烁感觉。尤其被照物体处于转动状态，会使人眼产生错觉，当被照物体转动频率是灯泡闪烁频率成整数倍数时，就感觉不到物体在转动，这种现象称为频闪效应。通常，消除频闪效应的办法是将气体放电灯分相接入电源，如三根荧光灯管分别接在三相电源上，或将单相供电的两根荧光灯管用移相接法。光 通 量：光源每秒种发出的可见光量之和，简单说就是发光量。单位：流明（lm） 照 度：单位面积内入射的光通量，也就是光通量除以面积所得到的值。单位：勒克司（lux）。照度分为水平照度和垂直照度。水平照度为光通量入射水平表面的照度，垂直照度为光通量入射到垂直面的照度。 光强：

17、符号 I，单位 坎德拉 cd，说明 发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量 亮度：符号 L，单位 尼脱 cd/m2，说明 发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量 光效：单位 每瓦流明 Lm/w，说明 电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示 平均寿命：单位 小时，说明 指一批灯泡至百分之五十的数量损坏时的小时数 经济寿命：单位 小时，说明 在同时考虑灯泡的损坏以及光束输出衰减的状况下，其综合光束输出减至一特定的小时数。此比例用于室外的光源为百分之七十，用于室内的光源如日光灯则为百分之八十。 色 温：以绝对温度K来表示，即将一标准黑体加热，温度升高到一定程度时颜色开始

18、由深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。 光源色温不同，光色也不同： 色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的感觉； 色温在3000-6000K为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效果，有爽快的感觉；故称为中性色温。 色温超过6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉， a. 色温与亮度 高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。 b. 光色的对比 在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时

19、，又可获得光色的层次。 采用低色温光源照射，能使红色更鲜艳； 采用中色温光源照射，使蓝色具有清凉感； 采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。 显 色 性：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度；光源的显色性是由显色指数来表明，它表示物体在光下颜色比基准光（太阳光）照明时颜色的偏离，能较全面反映光源的颜色特性。显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色表现较差，我们所见到的颜色偏差也较大。国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100，各类光源的显色指数各不相同，如：高压钠灯显色指数Ra=23，荧光灯管显色指数Ra=6090。 光 效

20、：衡量光源节能的重要指标，就是光源发出的光通量除以光源所消耗的功率。单位：流明/瓦（lm/w）。 显色分两种 忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近100，显色性最好。 效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色法来加强显色效果。 眩 光：视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可以造成视觉不舒适称为眩光。眩光分为失能性眩光和不舒适性眩光，眩光是影响照明质量的重要因素。 电磁干扰：气体放电灯镇流器在使用过程中，会通过辐射，传导等方式对周围电器产生干扰。 电磁噪音：可能使周围电器工作异常甚至失控。 平均寿命：灯50%损坏时的时间。 高度对比：

21、被识别对象和其背景亮度之差与背景亮度之比称为亮度对比，对比影响物体的可见度。对比大的物体容易被观察到，并在视觉上产生近距感和兴奋感。照明灯具名称的中英文对照介绍(表)名 称 英文简写 金卤灯 MH 钠灯 SON 汞灯 HP 陶瓷金卤灯 CDM 超高压汞灯 UHP 金属卤化物灯 MH-BT 欧标高色温金卤灯 MH-T T 彩色金属卤化物灯 CMH 高压钠灯 SON 高压汞灯 HP 高压球汞灯 SPH-HP特殊气体放电灯 S-HID 氙气灯 Xenon 氪灯 Kr 频闪灯 Plus-Xenon 节能灯 CFL 汽车前照明气体放电灯 HP-CAR 电子镇流器 ELE,Ballast 夜景照明的术语与

22、定义（之一）基本概念景观landscape1 一般概念：泛指地域或城市的自然景观和人文景观。2 特定区域概念：专指自然地理区划中的区域景观。3 类型概念：指相互隔离地段，按其外部特征的相似性，归为同一类型的景观，如建筑景44观、园林景观、草原景观、江河景观和森林景观等。自然景观natural landscape只受到人类间接、轻微或偶尔影响，自然面貌未发生明显变化的天然景观，如高山、极地、热带雨林及某些自然保护区等。人文景观，又称文化景观culrure landscape人类活动所造成的景，是自然风光、田野、建筑、村落、厂矿、城市、交通工具和道路以主人物和服饰等构成的人文现象的复合体。夜间景观

23、（简称夜景）landscape in night(nightscape)在夜晚，通过黄道光、月光、星光和灯光重现白天的自然或人文景观。夜间照明nightscape lighting泛指除体育场、工地和室外安全照明外的室外活动空间或景观的夜间景观照明。照明的对象有建筑或构筑物，广场、道路和桥梁，机场、车站和码头，名胜古迹，园林绿地，江河水面，商业街和广告标志以及城市市政设施等的景观照明，其目的就是利用灯光将上述照明对象的景观加以重塑，并有机地组合成一个和谐协调，优美壮观和富有特色的夜景图画，以此来表现一个城市或地区的夜间形象。注：国际照明委员会（CIE）称夜景照明的“夜间室外城市景观装饰照明”（

24、Exterior Lingting for the decoration of the night time urban landscape）。观景点Viewing positing, viewing point具有最佳位置和视角的观景地点。观景距离Viewing distance人们凭视力观景的距离。也称观赏景物所需一定的空间距离，据实验研究表明，人的双目及视野在60度角的圆锥体范围内，视距为景物高度一至三倍观赏时，效果较佳，小于它时有迫促感，大于它时有远离感。近景close view ,human scale靠近观景点所看到的景物，或按人的尺度，人的视野所看到的景物，如建筑立面的局部（细部

25、）景观。中景middle view,streel scale 离观景点较远的位置所看到的景物，或按“街道”的尺度，在较大视野内观赏的景物，如建筑或构筑物的全景。远景 far view, city scale 远离观景点所看到的景物，或按城市的尺度，在大视野内观赏到的景物及它周围的环境。静态观景staric viewing在某一特定观赏点静观各种景物的夜景效果。动态景观 dynamic viewing, mobile view观赏者在运动中近赏、远眺、仰慕、俯瞰，从而获得步移景异地观赏景物的夜景效果。景观意境 landscape artistic人们触景生情、联想到某种深化景界（意）的内涵，把景

26、物印象融入思想感情，形成的一种景观艺术境界。硬质景观 hard landscape相对于软质景观而言，满足复杂的城市生活要求，适应众多人群使用的景观设施，如建筑、街道、道路、桥梁、广场和城市市政景观设施等。可作硬质景观的材料很多，如混凝土、砖石、金属和玻璃等等。在设计硬质景观相应充分发挥材料的肌理和质感特性。软质景观，植被景观 vegetational landscape 相对硬质景观而言，在一定的地区内，覆盖地面的植被及树林形成的景观。绿地、树木和花丛等均属于软质景观的范围。营造景观 creation landscpe of lighting 按庆典活动或特定的主题要求，在人群集中的广场或地

27、点，利用灯光营造出各种寓意和造型的灯饰景观。剪影silhouette 景物在它的背景上形成轮廊清晰的影像夜景效果图nightscape presentation 能真实、准确地表达夜景照明设计方案，并有一定艺术一现力的夜景图。夜景天际线 nightscape skyline (outline) of urban以天空为背景，通过城市的建筑和构筑物，山体、江河水面的夜景灯光表现城市高低起伏韵律，描述整个城市全貌和特征的夜间景观边界线（或称轮廊线）。夜景照明的术语与定义（之二）照明种类节日庆典照明festival lighting利和灯光或灯饰营造欢乐、喜庆和节日气氛的照明。建筑物夜景照明arch

28、itecture (building) nightscape lighting 就是用灯光重塑人工营造的，供人们进行生产、生活或其化活动的房屋或场所的夜间形象。照明对象有房屋建筑，如纪念建筑、陵墓建筑、园林建筑和建筑小品等。照明时，应根据不同建筑的形式、布局和风格充分反映出建筑的性质、结构和材料特征、时代风貌、民族风格和地方特色。注；建筑物夜景照明也称建筑立面照明(lighting of building facade)构筑物夜景照明structrural nightscape lighting用灯光再现构筑物的夜间景观的照明。照明对象有碑、塔、路、桥、隧道、上下水道、运河、水库、矿井、烟囱、

29、水塔、蓄水池、贮气罐等等。鉴于构筑物的特点是为特定目的建造，一般人们不在内部生产或生活的特点，照明时除考虑构筑物功能要求外，还必须注重构筑物形态，以及和周围环境协调的要求。广场夜景照明square nightscape lighting根据不同类型广场的功能要求，通过科学的设计，利和照明设施的优美造型，简洁明快的色彩，合理的布灯，营造出和广场性质以主周围环境统一协调，优美宜人的照明。道路景观照明road landscape lighting在保证道路照明功能的前提下，通过路灯的优美造形，简洁明快的色彩，科学的布灯，营造出功能合理，景观优美的照明。商业街景观street landscape li

30、ghting根据商业街的功能、性质和类别，综合考虑街区的路、店、广告、标志、市政设施（含公共汽车站、书报亭、广场、流水、喷泉、绿地、树木及雕刻小品等）构景元素照明的特征，统一规划，精心设计，形成统一和谐的照明。园林夜景照明gardener nightscape lighting根据园林的性质和特征，对园林的硬质景观（山石、道路、建筑、流水及水面等）和软质景观（绿地、树木及植被等）的照明进行统一规划，精心设计，形成和谐协调的照明。水景照明waterscape lighting为渲染水景的艺术效果，根据水景的类别，对自然水景（江河、瀑布、海滨水面及湖泊等）和人文水景（喷泉、叠水、水库及人工湖面等）

31、设置的照明。公共信息照明public infomation lighting利用灯光（含地标性灯光、广告和标志灯光等）作媒体，为人们提供公共信息的照明。广告照明advertising lighting为照亮各种广告的照明，所用的光源有霓虹灯、荧光灯、高强度气体放电灯及发光二极管。标志照明lighting of sings为照亮用文字、纹样、色彩传递信息而表示的符号或设施的照明。夜景照明的术语与定义（之三）照明规划夜景照明规划planning of nightscape lighting以本城市或地区的建设和发展规划为依据，在认真调研分析该城市或地区的自然和人文景观的构景元素的历史和文化状况及景观的艺术特征的基础上，按夜景照明的规律，对本城市或地区的夜景照明建设作出的规划。夜景照明规划有总体规划和详细规划两个层次。夜景照明总体规划gneral planning of nightscape lighting在本城市或地区的建设和发展总体规划的基础上，从宏观上对该城市或地区的夜景照明建设的定位、目标、特色、水平、建设步骤与政策措施作出的综合性总体规划。（注：近年来，夜景照明概念规划(concept planning of nightscape )逐步为人们所接受和采用。如新加坡