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、改善和評價主要內容一、光的物理特性

1、光通量單位時間內通過的光量，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的光通量，單位為坎，cd。4.1光的物理性質及度量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系4.1光的物理性質及度量4.1光的物理性質及度量5、光源的光效系數

光源（燈）消耗1W功率所能產生的光通量，單位為lm/W。燈具類型光效系數范圍燈具類型光效系數范圍白熾燈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光的物理性質及度量二、照度的估算和測量例：某機械生產車間的檢驗室，面積45m2，擬采用直管高顯色熒光燈照明，試根據合理的照度要求，確定熒光燈的瓦數和盞數？2、照度的測量測量的儀器：照度計4.1光的物理性質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。關于測點的布置、測值計算、結果統(tǒng)計等方面的要求，可以參考GB/T5700-1985《室內照明測量方法》。一、明暗視覺

暗適應：人由明亮的環(huán)境轉入暗環(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)境轉入明亮的環(huán)境，最初不能辨認物體，感到刺眼，經過約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，眼球自由轉動的狀態(tài)下可見的范圍.觀察視野：軀干固定，轉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。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、適當的亮度

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

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

10

100

100035～6071.535～4631.436～398.3最后5min眨眼次數增加百分數(%)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，達到提高產品質量的效果。圖8生產率與照度的關系4.3照度對作業(yè)的影響改善照明所產生的效果（日本照明協會）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量與工作環(huán)境的照明條件有關。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，防止事故的產生。圖10事故與室內照度的關系4.3照度對作業(yè)的影響四、照明與情緒五、結論改善工作環(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，以適當的明亮感，利于人體活動的安全。工作面比非工作面的照度要高，以形成適當的差別。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，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。

選擇顯色性指數較好的光源，不宜選用有色光源。顯色性指數表示物體在待測光源下變色和失真的程度，反映了光源所表現物體性質的程度。4.4工作場所照明光源顯色指數Ra光源顯色指數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)生產辦公室360>Ra≥40粗加工工業(yè)工業(yè)生產440>Ra≥20―――粗加工工業(yè)四、眩光及其防控措施1、眩光

當視野內出現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；通過選擇材質和涂色來降低反射系數；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，視野內的亮度差別對視覺工作的影響比較小。表4-6為室內亮度比最大允許值。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;主要是根據勞動生產率及單位產品的成本來選擇照度標準。

表4-7生產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在工作人員的視野內。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、按權重計算項目評分；3、總的光環(huán)境指數S；4、評價結果與質量等級。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室內結構與陳設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項目權值W(n)狀態(tài)編號m狀態(tài)分值P(m)所得票數V(n,m)項目評分S(n)計權后項目評分S(n)W(n)光環(huán)境指數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果，該方法中將光環(huán)質量按光環(huán)指數的范圍分為四個質量等級，其質量等級的劃分及其含義見下表。視覺環(huán)境指數SS=00<S≤1010<S≤50S>50質量等級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、空調機房地面10060泵房地面10060冷凍站地面1