照明技术度量单位解析与应用

照明技术度量单位是用于描述灯的特性和进行相关照明装置的计算（表12-2）。

表12-2 照明技术度量单位

光通量。电灯接受电能并把其大部分电能转变成光能发射出。用光通量Φ_v表示所发出的光的量并以流明（lm）为单位进行测量。

光通量是光源在全方向上辐射出的光量的总和。

一个功率P=20W的节能灯（压制荧光灯）的光通量为Φ_v=1200lm，而一个100W的标准白炽灯由于其热损耗高，其光通量仅为1380lm。

光效率η（公式①）。节能灯的η为60lm/W，而白炽灯的η仅为13.8lm/W，节能灯的效率为白炽灯的几倍，所以使用节能灯更经济。

式中 η——光效率；

Φ_v——光源光通量；

P——消耗功率；

E_v——照度；

A——照射面积；

η_B——照明效率；

η_LB——发光体运行效率；

η_R——空间效率。

光效率是所产生的光通量与所消耗的电动率的比。

照度。如图12-3所示，照度指的是单位被照射面积上所接收的光通量，其单位为勒克斯（lx），其大小与被照射面距光源的距离的平方成反比，原因是当距离增加一倍时，被照射的面积为原来面积的4倍（公式②）。

若想看得更清楚，如表12-3所列，则要求的照度就更高。用照度计（L_ux计）测试照度。把探测器放在距地面0.85m高的工作面上。

用最低的照度为工作和空间获得良好的可视条件。

图12-3 照度

表12-3 额定照度的参考值

照明效率。由灯泡发出的光通量一部分用于照明空间或工作场地，而另一部分则是在光线穿过发光体时已被其吸收掉，同样，空间的墙壁也要吸收光。考虑到这部分损失，所以照明效率η_B（公式③）为发光体运行效率η_LB与空间效率η_R的乘积。

设计系数。设备的照度因灯泡的老化和污染而降低。新设备按DIN5035的推荐有较高的照度。当正常老化时，照度为125%的额定照度，此时的设计系数p=1.25。若工作场地的照度下降到80%新状态的照度，则必须维护照明设备。

照明设备的设计系数：

•标准递减照度的：p=1.25

•提高递减照度的：p=1.45

•强递减照度的：p=1.67(www.xing528.com)

光强。光强是发光强度的简称，指的是光源向某一方向辐射的单位面积上的光通量，其符号为I_v，单位为坎德拉（cd）。

光强分布。由光强分布曲线（LVK）（表12-4）和计算例题可以看出光源的光强有不同的反射角。光强分布曲线通常表示的是1000lm光通量时的光强值。由于光强分布曲线是对称的，所以常常只表示出右半部分。

光强分布曲线表示灯和发光体的辐射特性。

计算例题：

确定Φ_v=1000lm，表12-4中所示的直接光线分布及辐射角α=60°时的光强。

解：

由LVK查出，当α=60°时I_v1000=125cd

当Φ_v=500lm时，为其一半的光强，I_v500=62.5cd

光强分布分为以下5种：

1）直接分布。

2）主要直接分布。

3）相同形式分布。

4）主要间接分布。

5）间接分布。

亮度。亮度L_v指的是人眼感受到的发光面或被照面明亮程度的物理量，其值为光强I_v与可视照射面面积A的比（L_v=I_v/A），单位为cd/m²。

太高的亮度会引起目眩。

表12-4 光强分配曲线

荧光灯的亮度比白炽灯的低，其原因是因为其反射表面大。如图12-4所示，荧光灯眩目小。

反射与散射。反射指的是物体表面的反光能力。物体的表面越粗糙，颜色越深，则反射率越小。反射率是以百分数（%）表示。投射到平滑墙面上的光约有80%被反射出去。如图12-5所示，粗糙的表面将投到其上面的光线以不同的方向向外反射，此种反射称为散射。

图12-4 目眩与反射面

图12-5 反射与表面

光的折射。如图12-6所示，若光线以斜方向投射到透明体上，如玻璃，则其中的一部分光线将反射出去，而另一部分光线将穿过透明体，于是光线在射入处和射出处发生折射。当光线穿过厚介质时总要产生折射。在进入玻璃板后，光线的方向近似地与玻璃板垂直。

为了能获得所希望的光线方向，所以在电灯和发光体上经常利用光的反射、散射和折射。

图12-6 反射与光的折射