第四章-照明環(huán)境

第四章照明環(huán)境第一節(jié)光的物理性質(zhì)及度量第二節(jié)視覺特性第三節(jié)照明對作業(yè)的影響第四節(jié)照明標準第五節(jié)照明環(huán)境的設計、改善和評價主要內(nèi)容一、光的物理特性

1、光通量單位時間內(nèi)通過的光量，單位為流明（lm）

2、發(fā)光強度光源發(fā)出并包含在給定方向上單位立體角內(nèi)的光通量，單位為坎，cd。4.1光的物理性質(zhì)及度量3、亮度指發(fā)光面在指定方向的發(fā)光強度與發(fā)光面在垂直于所取方向的平面上的投影面積之比，單位（cd/m2）。4.1光的物理性質(zhì)及度量4、照度

照度是被照面單位面積上所接受的光通量，單位為勒克司（lx）。圖1照度、亮度和明度三者之間的關(guān)系4.1光的物理性質(zhì)及度量4.1光的物理性質(zhì)及度量5、光源的光效系數(shù)

光源（燈）消耗1W功率所能產(chǎn)生的光通量，單位為lm/W。燈具類型光效系數(shù)范圍燈具類型光效系數(shù)范圍白熾燈8～12鹵鎢燈15～25熒光燈

50～80汞燈36～60金屬鹵化物燈70～98高壓鈉燈100～1401、照度的估算

4.1光的物理性質(zhì)及度量二、照度的估算和測量例：某機械生產(chǎn)車間的檢驗室，面積45m2，擬采用直管高顯色熒光燈照明，試根據(jù)合理的照度要求，確定熒光燈的瓦數(shù)和盞數(shù)？2、照度的測量測量的儀器：照度計4.1光的物理性質(zhì)及度量一般站立工作的場所取地面上方85cm，座位工作時取40cm高處進行測量。關(guān)于測點的布置、測值計算、結(jié)果統(tǒng)計等方面的要求，可以參考GB/T5700-1985《室內(nèi)照明測量方法》。一、明暗視覺

暗適應：人由明亮的環(huán)境轉(zhuǎn)入暗環(huán)境，使視覺感受性逐步提高的過程稱為暗適應。暗適應過程的時間較長，35～50分鐘。4.2視覺特性

明適應：

人由暗環(huán)境轉(zhuǎn)入明亮的環(huán)境，最初不能辨認物體，感到刺眼，經(jīng)過約1分鐘后，恢復功能，便能看清物體。

頻繁的明暗適應會增加眼睛的疲勞，視力下降，故工作場所的照明力求均勻穩(wěn)定。4.2視覺特性圖2照度不均勻性產(chǎn)生明暗適應

二、視野與視力范圍1、視野人的眼睛觀看正前方物體所能看得見的空間范圍，通常以視角來表示.2、分類靜視野（直接視野）：頭部固定，眼球靜止不動的狀態(tài)下自然可見的范圍.注視野：頭部固定，眼球轉(zhuǎn)動注視某中心點時所見的范圍.動視野(眼動視野）：頭部固定，眼球自由轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下可見的范圍.觀察視野：軀干固定，轉(zhuǎn)動頭部眼球所可見的范圍。4.2視覺特性正常人雙眼的綜合靜視野在垂直方向約為130°；在水平方向約為180°。4.2視覺特性在垂直方向6°和水平方向8°范圍內(nèi)的物體，看得最為清晰，該區(qū)域稱為最優(yōu)視野。圖2雙眼靜視野3人的視覺特性4.2視覺特性圖3人的最佳靜視野4.2視覺特性圖4人的最佳注視野（眼動）和觀察視野

4、色覺視野：不同的顏色對人眼的刺激不同，所以視野也不同。白色的視野最大，黃、藍、紅、綠色的視野依次漸小如圖。在產(chǎn)品顯示器、操縱裝置，標志符號設計都要考慮色覺視野。4.2視覺特性圖5色覺視野1視角物體上兩點間光線投入瞳孔在光心處交叉所形成的夾角。距離相同時，物體的大小與視角成正比；同一物體距離遠近與視角成反比。視角的計算公式：α=2arctgD/2L＝D/LD＝αLD＝αL/3438（以分為單位）DL視角4.2視覺特性在設計中，視角是確定設計對象（儀表，字符）尺寸大小的依據(jù)。三、視力與視度4.2視覺特性2視力

視力（視敏度）：是眼睛分辨物體細節(jié)能力的一個生理尺度，用臨界視角的倒數(shù)來表示，即：視力=1/臨界視角（臨界視角單位分）3視度

視度：視覺感覺清晰的程度。影響視度的因素：1、適當?shù)牧炼?/p>

試驗表明：1/π×10－5cd/m2人眼能感覺到，增加亮度越清晰，疲勞感越少，超過1/π×104cd/m2，靈敏度反而下降。

4.2視覺特性2、物體的尺寸相同距離，物體的尺寸大的視度高。3、物體與背景的亮度對比臨界亮度差：人能辨別對象與背景的最小亮度差。臨界對比：臨界亮度差與背景亮度之比，視力較好的人的臨界對比0.01。4.2視覺特性4.2視覺特性按物體的辨認效果，即辨認的清晰程度和辨認速度，分為以下4個視區(qū)：中心視區(qū)最佳視區(qū)有效視區(qū)最大視區(qū)4視區(qū)視區(qū)

中心視區(qū)最佳視區(qū)有效視區(qū)最大視區(qū)范圍鉛垂方向水平方向

1.5～3°

1.5～3°視水平線下15°上10°，下30°20°30°120°上60°，下70°辨認效果辨認形體最清楚在短時間內(nèi)能辨認形體需集中注意力，才能辨認形體可感到形體存在，但輪廓不清楚4.3照度對作業(yè)的影響圖6在環(huán)境中影響工作者的視覺工效的參數(shù)

一、照度與疲勞4.3照度對作業(yè)的影響照明差容易引起視覺疲勞，如圖圖7視覺疲勞與照度的關(guān)系4.3照度對作業(yè)的影響照度/lx最初及最后5min閱讀眨眼次數(shù)

10

100

100035～6071.535～4631.436～398.3最后5min眨眼次數(shù)增加百分數(shù)(%)表1照度與視覺疲勞二、照明與工作效率4.3照度對作業(yè)的影響改善照明條件不僅可以減少視覺疲勞，而且也可以提高識別速度和主體視覺，從而提高工作效率和準確度，達到提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。圖8生產(chǎn)率與照度的關(guān)系4.3照度對作業(yè)的影響改善照明所產(chǎn)生的效果（日本照明協(xié)會）4.3照度對作業(yè)的影響研究表明：在臨界照度值以下，隨著照度的增加，工作效率迅速提高；在臨界照度值以上，增加照度對工作效率的提高影響很小，或根本無所改善；當照度提高到使人生產(chǎn)眩光時，會降低工作效率。圖9被試人員對各種照度的滿意程度4.3照度對作業(yè)的影響三、照明與事故事故的數(shù)量與工作環(huán)境的照明條件有關(guān)。在適度的照度下，可以增加辨色能力，減少識別物體色彩的錯誤率，增加物體的立體感，擴大視野，防止事故的產(chǎn)生。圖10事故與室內(nèi)照度的關(guān)系4.3照度對作業(yè)的影響四、照明與情緒五、結(jié)論改善工作環(huán)境的照明，可以改善視覺條件，節(jié)省工作時間；提高工作質(zhì)量，減少廢品；保護視力，減輕疲勞，提高工作效率；減少差錯，避免或減少事故，有助于提高工作興趣，改進工作環(huán)境。工作環(huán)境的照明，影響人的情緒，影響人的興奮性和積極性，從而影響人的工作效率。一、環(huán)境照明的工效學總體原則

設計時最大限度的利用自然光，盡量防止眩光，增加照度的穩(wěn)定性和分布的均勻性。照度均勻性，不宜過高或過低，以適當?shù)拿髁粮?，利于人體活動的安全。工作面比非工作面的照度要高，以形成適當?shù)牟顒e。避免直射，眩光。光源具有較好的顯色性，利于保護視覺和人們的心理健康。4.4工作場所照明二、照明的方式

工業(yè)企業(yè)建筑物的照明通常采用自然照明、人工照明和混合照明。4.4工作場所照明圖11企業(yè)照明方式自然照明人工照明天然采光設計，就是利用日光的直射、反射和投射等性質(zhì)，通過各種采光口設計，給人以良好的視覺和舒適的光環(huán)境。圖12～13

人工照明設計就是利用各種人造光源的特性，通過燈具造型設計和分布設計，造成特定的人工光環(huán)境。人工照明按照射范圍分為一般照明（全面照明），局部照明，綜合照明和特殊照明。4.4工作場所照明一般照明（全面照明）：不考慮特殊的局部需要而照亮整個被照面積而設置的照明,如圖15。4.4工作場所照明局部照明：增加某一地方亮度而設置的照明，如圖16。綜合照明：由局部照明與全面照明相結(jié)合的照明，如圖17。特殊照明：如彩色照明、方向照明等照明的配光方式：4.4工作場所照明圖18照明配光方式三、光源的選擇

首先考慮自然光，輔助人工照明。人工照明應選擇接近自然光的人工光源，熒光燈優(yōu)于白熾燈。

選擇顯色性指數(shù)較好的光源，不宜選用有色光源。顯色性指數(shù)表示物體在待測光源下變色和失真的程度，反映了光源所表現(xiàn)物體性質(zhì)的程度。4.4工作場所照明光源顯色指數(shù)Ra光源顯色指數(shù)Ra白色熒光燈66熒光水銀燈44日光色熒光燈77金屬鹵化物燈65暖白色熒光燈59高顯色金屬鹵化物燈92高顯色熒光燈92高壓鈉燈29水銀燈32氙燈9420％51％4.4工作場所照明表光源的顯色性分組及應用范圍顯色性組別顯色指數(shù)范圍應用示例優(yōu)先采用允許采用1ARa≥90顏色匹配醫(yī)療診斷―――1B90>Ra≥80辦公室醫(yī)院印刷、油漆和紡織工業(yè)、精密加工工業(yè)―――280>Ra≥60工業(yè)生產(chǎn)辦公室360>Ra≥40粗加工工業(yè)工業(yè)生產(chǎn)440>Ra≥20―――粗加工工業(yè)四、眩光及其防控措施1、眩光

當視野內(nèi)出現(xiàn)過高的亮度或過大的亮度對比時，人就感覺刺眼，這種光線成為眩光。分為：直射眩光、反射眩光和對比眩光。4.4工作場所照明圖19光源位置的眩光效應3、防控措施

限制光源亮度小于16x104cd/m2，采取合適的配光方式；合理分布光源，將眩光光源布置在微弱眩光區(qū)以外；光線轉(zhuǎn)為散射；通過變換光源或工作面的位置，避免反射眩光；通過選擇材質(zhì)和涂色來降低反射系數(shù)；適當提高環(huán)境亮度，減少亮度對比。4.4工作場所照明2、眩光的視覺效應

使暗適應破壞，工作區(qū)的視覺效率降低，產(chǎn)生視覺不適感和分散注意力，引起視覺疲勞，視力降低，影響工作效率等。4.4工作場所照明

五、照度分布

照度的分布應均勻：場內(nèi)最大、最小照度分別與平均照度之差小于等于平均照度的1/3。

照度的均勻主要是在于燈具的布置解決。邊行燈至場邊的距離應保持在L/2～L/3之間。4.4工作場所照明六、亮度分布

亮度的分布應均勻：視野范圍內(nèi)的觀察對象、工作面和周圍環(huán)境之間最好的亮度比為：5︰2︰1。最大允許亮度比為10：3：1。如果房間照度水平不高，例如不超過150～300lx時，視野內(nèi)的亮度差別對視覺工作的影響比較小。表4-6為室內(nèi)亮度比最大允許值。條件觀察對象與工作面之間（書、桌）

辦公室、學校

工廠3：15：120：1觀察對象與周圍環(huán)境之間光源與背景一般視野內(nèi)各表面之間40：180：110：120：140：1一、國家照度標準4.5照明標準1992年《視覺工效學原則室內(nèi)工作系統(tǒng)照明》GB/T13379-92;2004年12月開始施行《工業(yè)企業(yè)照明設計標準》GB50034-2004;主要是根據(jù)勞動生產(chǎn)率及單位產(chǎn)品的成本來選擇照度標準。

表4-7生產(chǎn)車間工作面與鄰近周圍照度作業(yè)面照度值/lx作業(yè)面鄰近周圍照度值/lx≥750500300（一般情況）≥200500300200與作業(yè)面照度相同4.5照明標準（1）下列條件，照度標準可以提高一級。視覺要求較高的精細作業(yè)場所，眼睛至識別對象距離大于500mm（精密儀表加工、精密制造）。連續(xù)長時間緊張的視覺作業(yè)（主控制室）。識別移動對象，要求識別時間短促而辨認困難。作業(yè)精度要求較高，且產(chǎn)生差錯會造成重大損失時。（2）下列條件，照度標準可以降低一級。進行很短的作業(yè)。作業(yè)精度或無關(guān)緊要。建筑等級和功能要求較低。4.5照明標準二、照明標準值推薦

針對居住建筑、公共場所、工業(yè)建筑、公共建筑都有相關(guān)的照明標準值表4-8標準。一、照明設計

照明設計包括光源設計與布置，利用或防止表面反射，降低眩光的方法，以及選擇執(zhí)行任務所需的照明標準。1、自然光

防止光線直接照射到工作面。工作人員避免面對窗戶，以降低明視比。采用可調(diào)窗戶來降低自然光的亮度。4.6照明環(huán)境的設計、改善和評價2、燈具安排的基本原則燈具不應出現(xiàn)在工作人員的視野內(nèi)。所有的燈具應安置陰影或眩光屏遮裝置，控制亮度200cd/m2。光源至眼睛與所產(chǎn)生的角度應大于30°。熒光燈光管的排列方向宜與視線成直角。使用較多的低功率燈具，代替較少的高功率燈具。避免在設備、操作機床、工作臺、控制盤的表面涂裝反射性的顏色。4.6照明環(huán)境的設計、改善和評價圖21辦公室內(nèi)用具和其它表面的反射率4.6照明環(huán)境的設計、改善和評價二、照明環(huán)境的綜合評價

光環(huán)境指數(shù)綜合評價方法GB/T12454-1990《視覺環(huán)境評價方法》，考慮多項影響人的工作效率和心理舒適的因素，來評價光環(huán)境。1、問卷；2、按權(quán)重計算項目評分；3、總的光環(huán)境指數(shù)S；4、評價結(jié)果與質(zhì)量等級。4.6照明環(huán)境的設計、改善和評價效果顯著！項目編號n評價項目狀態(tài)編號m可能狀態(tài)選擇注釋說明1第一印象1好2一般3不好4很不好2照明水平1滿意2尚可3不合適,令人不舒服4非常不合適,看作業(yè)有困難步驟一問卷表3眩光感覺1毫無感覺2稍有感覺3感覺明顯,令人分心或令人不舒服4感覺嚴重,看作業(yè)有困難4亮度分布

1滿意2尚可3不合適,令人分心或令人不舒服4非常不合適,影響正常工作項目編號n評價項目狀態(tài)編號m可能狀態(tài)選擇注釋說明5光影1滿意2尚可3不合適,令人不舒服4非常不合適,影響正常工作6顏色顯現(xiàn)1滿意2尚可3顯色不自然,令人不舒服4顯色不正確,影響辨色作業(yè)問卷表7光色1滿意2尚可3不合適,令人不舒服4非常不合適,影響正常作業(yè)8表面裝修與色彩1外觀滿意2外觀尚可3外觀不滿意.令人不舒服4外觀非常不滿意,影響正常工作項目編號n評價項目狀態(tài)編號m可能狀態(tài)選擇注釋說明9室內(nèi)結(jié)構(gòu)與陳設1外觀滿意2外觀尚可3外觀不滿意.令人不舒服4外觀非常不滿意,影響正常工作10同室外的視覺聯(lián)系1滿意2尚可3不滿意,令人分心或令人不舒服4非常不滿意,有嚴重干擾感,或有嚴重隔離感問卷表步驟二項目評分及統(tǒng)計項目編號n項目權(quán)值W(n)狀態(tài)編號m狀態(tài)分值P(m)所得票數(shù)V(n,m)項目評分S(n)計權(quán)后項目評分S(n)W(n)光環(huán)境指數(shù)SS(n)W(n)/ΣW(n)11.010210350410021.0102103504100步驟三評價為了便于分析和確定評價結(jié)果，該方法中將光環(huán)質(zhì)量按光環(huán)指數(shù)的范圍分為四個質(zhì)量等級，其質(zhì)量等級的劃分及其含義見下表。視覺環(huán)境指數(shù)SS=00<S≤1010<S≤50S>50質(zhì)量等級1234意義毫無問題稍有問題問題較大問題很大思考題1、工業(yè)企業(yè)建筑物的照明有幾種形式？人工照明按燈光和照射效果是怎樣分類的？如何選擇照明方式？房間或場所參考平面及其高度照度標準值（lx）Ra起居室一般活動0.75m水平面10080書寫、閱讀300臥室一般活動0.75m水平面7580床頭、閱讀150餐廳0.75m水平面15080廚房一般活動0.75m水平面10080操作臺臺面150衛(wèi)生間0.75m水平面10080表4-8居住建筑的標準照度房間或場所參考平面及其高度照度標準值（lx）Ra門廳普通地面10060高檔地面20080走廊、流動區(qū)域普通地面5060高檔地面10080樓梯、平臺普通地面3060高檔地面7580自動扶梯地面15060廁所、盥洗室、浴室普通地面7560高檔地面15080電梯前廳普通地面7560高檔地面15080休息室地面10080儲藏室、倉庫地面10060車庫停車間地面7560檢修間地面20060表4-9公共場所的標準照度房間或場所參考平面及其高度照度標準值(lx)Ra備注1通用房間或場所試驗室一般0.75m水平面30080可另加局部照明精細0.75m水平面50080可另加局部照明檢驗一般0.75m水平面30080可另加局部照明精細，有顏色要求0.75m水平面75080可另加局部照明計量室、測量室0.75m水平面50080可另加局部照明變、配電站配電裝置室0.75m水平面20060變壓器室地面10020電源設備室，發(fā)電機室地面20060控制室一般控制室0.75m水平面30080主控制室0.75m水平面50080表4-10工業(yè)建筑的標準照度電話站、網(wǎng)絡中心0.75m水平面50080計算機站0.75m水平面50080防光幕反射動力站風機房、空調(diào)機房地面10060泵房地面10060冷凍站地面1