第2章 第一節(jié) 照明基礎(chǔ)知識(shí)

建筑配電與照明第一節(jié)：照明基礎(chǔ)知識(shí)前言隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)谏a(chǎn)、生活和工作實(shí)踐中越來越重視照明；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)能、環(huán)保的綠色照明技術(shù)已成為當(dāng)今發(fā)展的主流。舒適的光線不但能提高人們的工作效率和生活質(zhì)量，而且有利于身心健康。本章主要介紹照明基礎(chǔ)知識(shí)、照明電光源的種類與選擇、照明燈具及其特性、燈具的布置與照度計(jì)算、建筑物內(nèi)外照明設(shè)計(jì)、照明電氣線路等內(nèi)容。1.1光的基本概念光一般指能引起視覺的電磁波，這部分電磁波的波長(zhǎng)范圍約在0.78μm（紅色光）到0.38μm（紫色光）之間?？梢姽庠陔姶挪ㄖ械奈恢萌鐖D所示光具有波粒二象性，它有時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)，有時(shí)表現(xiàn)為粒子（光子），上圖所示電磁波譜圖描述了光的波動(dòng)性。通常波長(zhǎng)0.78μm到1000μm左右的電磁波稱紅外線，波長(zhǎng)在0.38μm以下到0.01μm左右的電磁波稱為紫外線。紅外線和紫外線不能引起人們的視覺，但可以用光學(xué)儀器或攝影來察覺發(fā)出這種光線的物體，所以在光學(xué)概念上，除了可見光外，光也包括紅外線和紫外線。不同波長(zhǎng)的可見光引起人眼不同的顏色感覺。將可見光波長(zhǎng)780-380nm依次展開，可分別呈現(xiàn)紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色，大致劃分如表2-1所示。1666年英國(guó)科學(xué)家牛頓用三棱鏡分解光試驗(yàn)發(fā)光物體的顏色由其所發(fā)光內(nèi)所含波長(zhǎng)而定。單一波長(zhǎng)的光表現(xiàn)為一種顏色，稱為單色光；多種波長(zhǎng)的光組合在一起，在人眼中引起色光復(fù)合而形成復(fù)色光的感覺；全部可見光混合在一起，就形成了日光。通常所說的物體顏色是指物體在太陽(yáng)光照射下所顯示的顏色。

在太陽(yáng)輻射的電磁波中，大于可見光波長(zhǎng)的部分被大氣層中的水蒸氣和二氧化碳強(qiáng)烈吸收，小于可見光波長(zhǎng)的部分被大氣層中的臭氧吸收，到達(dá)地面的太陽(yáng)光，其波長(zhǎng)正好與可見光相同。這說明了人的視覺反應(yīng)是在長(zhǎng)期的人類進(jìn)化過程中對(duì)自然環(huán)境——大氣的透射作用逐漸適應(yīng)的結(jié)果。二、常用光度量無論是建筑照明中的人工照明還是自然采光，常用的度量單位通常是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)作為計(jì)數(shù)單元。而這些標(biāo)準(zhǔn)的制定通常由國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）通過和確定。該組織成立于1913年，100多年來已成為該領(lǐng)域最具權(quán)威的代表，并被ISO承認(rèn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)成員。中國(guó)照明學(xué)會(huì)成立于1987年6月1日，學(xué)會(huì)成立當(dāng)年即以中華人民共和國(guó)照明委員會(huì)的名義加入國(guó)際照明委員會(huì)，成為國(guó)際照明委員會(huì)成員.1、光譜光（視）效率

光譜光（視）效率是指標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者對(duì)不同波長(zhǎng)單色輻射的相對(duì)靈敏度，是用來評(píng)價(jià)人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的靈敏度的一項(xiàng)指標(biāo)。人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的可見光有不同的光感受，這種光感受主要表現(xiàn)在明暗、色彩方面。在明視覺條件下，人眼對(duì)波長(zhǎng)555nm的黃綠色最敏感，其相對(duì)光譜光（視）效率為1。在暗視覺條件下，人眼對(duì)波長(zhǎng)為510nm的綠色光最敏感。2、光通量光源以輻射形式發(fā)射、傳播出去并能使標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者產(chǎn)生光感的能量稱為光通量。即能使人眼有光明感覺的光源輻射的部分能量與時(shí)間的比值，用符號(hào)Φ表示，單位是流明，符號(hào)為L(zhǎng)m。

光通量是光源的一個(gè)基本參數(shù)，是說明光源發(fā)光能力的基本量。例如220V/40W普通白熾燈的光通量為350Lm，而220V/40W熒光燈的光通量大于2000Lm，是白熾燈的幾倍，簡(jiǎn)單說光源光通量越大，人們對(duì)周圍環(huán)境的感覺越亮。3、發(fā)光效率光源的發(fā)光效率通常簡(jiǎn)稱為光效，或光譜光效能，即表示電光源消耗1瓦電所產(chǎn)生的光通量（lm）數(shù)值。例如一般白熾燈的發(fā)光效率約為7.1—17Lm/W,熒光燈的發(fā)光效率約為25—67Lm/W，熒光燈的發(fā)光效率比白熾燈高,發(fā)光效率越高，說明在同樣的亮度下，可以使用功率小的光源，即可以節(jié)約電能。4、發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度表示光通量空間密度,以I表示，單位為坎德拉，符號(hào)位cd。常用于說明光源和燈具發(fā)出的光通量在空間各方向或選定方向上的分布密度。5、照度單位面積上接受到的光量。用符號(hào)“E”表示，單位為勒克司（lx），符號(hào)為lx。勒克斯也是國(guó)際單位制單位，1lm光通量均勻分布在1m面積上所產(chǎn)生的照度為1lx。照度是工程設(shè)計(jì)中的常見量，它說明了被照面或工作面被照射的程度，即單位面積光通量的大小。對(duì)照度的感性認(rèn)識(shí)可參見下表的照度對(duì)比。2照度對(duì)比6、亮度

被視物體在視線方向單位投影面上的發(fā)光強(qiáng)度，稱為該物體表面的亮度，用符號(hào)“L”表示，單位為坎德拉每平方米，也叫尼特，符號(hào)為cd/m。

亮度是表征物體明暗程度的物理量。一個(gè)物體的亮暗程度不能用照度來描述，因?yàn)楸徽瘴矬w表面的照度，不能直接表達(dá)人眼的視覺感覺。只有眼睛視網(wǎng)膜上形成的照度，才能感覺出物體的亮度。2總結(jié)以上介紹了6個(gè)常用的光度單位，它們從不同的側(cè)面表達(dá)了物體的光學(xué)特征。光譜光（視）效率用來評(píng)價(jià)人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的靈敏度，即不同生物對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的靈敏度；針對(duì)光源的光通量表征了發(fā)光體輻射光能的多少，不同的發(fā)光體具有不同的能量；發(fā)光效率也是針對(duì)光源而言的，表示了光源發(fā)光的質(zhì)量和效率，根據(jù)這個(gè)參數(shù)可以判別光源是否節(jié)能；發(fā)光強(qiáng)度還是針對(duì)光源而言的，表明光通量在空間的分布狀況，工程上用配光曲線圖加以描述；照度是針對(duì)被照物而言的，表示被照面接受光通量的面密度，用來鑒定被照面的照明情況；亮度則表示發(fā)光體在視線方向單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度，它表明物體的明亮程度。1.2、光與顏色光是色之母，色是光之女，無光也就是無色1、色彩的種類豐富多樣的顏色可以分成無彩色系和有彩色系兩個(gè)大類：（1）無彩色系無彩色系是指白色、黑色和由白色、黑色調(diào)和形成的各種深淺不同的灰色。無彩色按照一定的變化規(guī)律，可以排成一個(gè)系列，由白色漸變到淺灰、中灰、深灰到黑色，色度學(xué)上稱此為黑白系列。無彩色系只具有明度（2）有彩色系赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫為基本色，相混產(chǎn)生出千千萬萬個(gè)有彩色，通稱為有彩系。其中任何一種色彩都具有三個(gè)基本屬性：色相、明度、純度。2、色彩的基本特性有彩色系的顏色具有三個(gè)基本特性：色相、純度（也稱彩度、飽和度）、明度。在色彩學(xué)上也稱為色彩的三大要素或色彩的三屬性。(1)色相色彩本身的固有顏色，稱之為色相，也稱色調(diào)和色別。每個(gè)顏色被冠有一個(gè)名稱，稱為色相名。色彩三要素（2）純度色彩三要素即使色相一樣，也有濃、淡、明度、色強(qiáng)弱的不同。色的強(qiáng)度叫“純度”。色強(qiáng)的叫“高純度”，色弱的叫“低純度”。低純度中純度高純度赤橙黃綠可見光譜的各種單色光是最純的顏色，為極限純度。一種顏色中摻入黑、白或其他彩色時(shí)，純度就產(chǎn)生變化。摻入的色彩達(dá)到很大比例時(shí)，在眼睛看來，原來的顏色將失去本來的光彩，而變成混合色。當(dāng)然這并不等于說在這種被摻和的顏色里已經(jīng)不存在原來的色素，而是由于大量摻入其他彩色而使得原來的色素被同化，導(dǎo)致人眼無法感覺原色素。有色物體色彩的純度與物體的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。如果物體表面粗糙，其漫反射（反射光不規(guī)則地分布在所有方向上）作用將使色彩的純度降低；如果物體表面光滑，那么，全反射作用將使色彩比較鮮艷。（3）明度色彩三要素

顏色的明亮程度叫明度，這是光的反射率不同造成的。無彩色里，反射光最多的是白色，明度高；吸收光最多的是黑色，明度低。有彩系中，反射光最多的是黃色，吸收光最多的是藍(lán)紫色。色彩的明度變化往往會(huì)影響到純度，如紅色加入黑色以后明度降低了，同時(shí)純度也降低了；如果紅色加白色則明度提高了，純度卻降低了。無彩色明度白最高9.5亮灰高8.5淡灰高7.5淺灰較高6.5中灰中度5.5灰較低4.5暗灰低3.5深灰低2.5黑最低1.0有彩色明度8.07.07.06.04.54.54.03.52.5

色調(diào)是指顏色外觀的基本傾向，在明度、純度、色相這三種要素中，某種因素起主導(dǎo)作用，可以稱之為某種色調(diào)。以色相劃分，有紅色調(diào)、藍(lán)色調(diào)等。以純度劃分，有鮮色調(diào)、濁色調(diào)、清色調(diào)等。

色調(diào)色聯(lián)想紅色

紅色是讓人感覺火熱、充滿力量和富有能量的顏色。你是否有過這樣的體驗(yàn)，懷抱火紅的玫瑰歸來或染上紅色的指甲油，心情也會(huì)愉悅起來。淡紅和粉紅有溫柔、可愛的感覺，暗紅給人沉靜、高雅的印象。

聯(lián)想物——熱情、火焰、興奮、歡喜、口紅、能量、生命力、憤怒、瘋狂、激情色聯(lián)想橙色

橙色不如紅色那么強(qiáng)烈，是傳達(dá)活潑、健康感覺的開放性顏色。它使人聯(lián)想到胡蘿卜、橘子、柿子等食物的顏色，帶給人家庭般親切的感覺。因其色彩緩和醒目，故常被用于食品廣告中。橙色稍暗點(diǎn)就接近茶色成為土地的顏色令人感到安慰與放松，另外，還能使人感覺到樹木的氣息，但是要注意，如果配色不得當(dāng)會(huì)失去它的品位。橙色與黑、綠相配較諧調(diào)。聯(lián)想物——活潑、健康、精神、愉快、橘子、柿子、生機(jī)勃勃、豐富、年輕、明朗色聯(lián)想黃色

黃色是洋溢喜悅與輕快，十分明朗的顏色。仿佛春天的花蕾，讓人感覺到由內(nèi)向外蓬勃的生命力它像隱藏了某種傾吐的欲求，又像是遙遙之外希望引人注目的顏色，因此常被用在提醒注意事項(xiàng)的場(chǎng)合。例如，施工現(xiàn)場(chǎng)以黑與黃相搭配，表示提醒注意。聯(lián)想物——輕快、明朗、愉快、月亮可愛、溫柔、輕盈、向日葵、嬌氣色聯(lián)想綠色

綠色使人聯(lián)想到大自然的美麗，是種令人放松、解除疲勞的顏色，宛如新生的嫩芽，象征著生命的和平與安全。綠色對(duì)疲勞的眼睛與身體是最有益處的顏色。室內(nèi)裝飾如果也能利用植物或綠色系的窗簾的話，便可以營(yíng)造一個(gè)舒適的起居空間。聯(lián)想物——春天、森林、公園、鎮(zhèn)靜、安全、生命、和平色聯(lián)想藍(lán)色

藍(lán)色是使人心緒穩(wěn)定的顏色使人聯(lián)想到大海的寂靜，天空的湛藍(lán)以及變幻莫測(cè)、無邊無際的宇宙。而明麗的藍(lán)色又象征著理想、自立和希望。另一方面暗藍(lán)色讓人感覺冷峻，蘊(yùn)涵著一種憂郁之感同時(shí)它又代表誠(chéng)實(shí)、忠誠(chéng)等意，是大多數(shù)人所鐘愛的顏色。聯(lián)想物——理想、誠(chéng)實(shí)、天空、海、宇宙、自立、自制、忍耐、冷靜、廣大、理智色聯(lián)想紫色

紫色因其高貴感被稱為是王侯貴族的顏色。大約從公元前1000年開始，人們就從貝殼中提取染料用于染紫色，但是為了得到1克染料就需要2000個(gè)紫貝殼。不僅原料的取得如此艱難，在技術(shù)方面也存在問題，紫色很難制成，成為一種難以求得的顏色。不論東西方，紫色一直被認(rèn)為是高貴的象征而頗受推崇。淡紫色使女性的形象優(yōu)雅溫柔，而深紫色則讓人感覺華麗性感。聯(lián)想物——神秘、高貴、貴族、勿忘我、貝殼、紫羅蘭色聯(lián)想白色

白色具有明亮、潔白純粹、潔凈、坦誠(chéng)之意。寂靜、潔白的雪景，純白色的婚紗都給人一種一塵不染的感覺。因此在必須樹立潔凈形象的醫(yī)院等地方多使用白色，此外，由于它容易與其它顏色相配，是受女性青睞的顏色之一。聯(lián)想物——清潔、雪、純潔、護(hù)士、珍珠、牛奶色聯(lián)想黑色

黑色是最暗的顏色，總讓人聯(lián)想到一些消極的東西，諸如夜、恐怖、黑暗、不安、罪惡等黑色表達(dá)著一種向周圍的壓抑和桎梏反抗的情緒。但是它受到青年人的喜愛，因其同時(shí)也表現(xiàn)出都市的敏銳與鋒芒，在黑色冷酷的表面下也許還隱藏著熱烈的情感。

聯(lián)想物——夜、孤獨(dú)、烏鴉、死亡、墨、不安、喪服、壓抑、罪惡、瀟灑、都市

色聯(lián)想灰色

白到黑之間的構(gòu)成灰，從淺灰到暗灰有若干種灰色，它給人寧?kù)o、高雅的印象，同時(shí)還給人以樸素、孤寂的感覺。若想成功的使用灰色，配色時(shí)就需要注意它的面積，有關(guān)面積比的問題將在以后加以說明。聯(lián)想物——影子、懷疑、霧靄、不安、炭、水墨畫、冬季的天空、憂郁、沒精神、鉛3、色彩效應(yīng)

色彩效應(yīng)指由于人的生理特點(diǎn)和知覺、聯(lián)想等原因而對(duì)色彩產(chǎn)生的心理反應(yīng)。

（1）冷暖感覺紅色、橙色和黃色產(chǎn)生溫暖的感覺，稱為暖色；青綠、青藍(lán)、青紫顏色產(chǎn)生涼爽的感覺，稱為冷色；黑、白、灰稱為中性色。色彩傳達(dá)的感覺冷與暖讓人感覺暖的顏色

讓人感覺溫暖的顏色叫暖色。赤、橙、黃色系列都屬于暖色，因其刺激性較強(qiáng)也稱為興奮色。同時(shí)能讓人感覺到力量與溫暖，它們是熱鬧、鮮艷、愉快的顏色，也容易讓人感覺膨脹。紅色隨著鮮艷度的增加所傳達(dá)的情感會(huì)愈加火熱，而明朗的黃色、橙色則令人感到親切。讓人感覺冷的顏色

藍(lán)綠、藍(lán)等讓人感覺冷的顏色叫冷色。同時(shí)，這些顏色還是使人心緒穩(wěn)定的鎮(zhèn)定色。令人感到沉穩(wěn)、冷峻和寒冷。藍(lán)綠、藍(lán)、藍(lán)紫等顏色使人聯(lián)想到海底、湖、魚類、是演繹涼爽感覺的顏色。

物體通過表面色彩可以給人們或溫暖或寒冷或涼爽的感覺。（感官）色彩傳達(dá)的感覺冷與暖（2）脹縮感覺明度高的暖色給人以向外散射和膨脹的感覺；明度低的冷色給人以向內(nèi)緊縮的感覺。面積相同的色塊，黃色看起來膨脹感最大，其他依次為橙、綠、紅、藍(lán)、紫色。（3）動(dòng)靜感覺暖色給人以動(dòng)和興奮的感覺，冷色給人以沉靜的感覺。彩度越高，該特性越明顯，彩度越低，該特性減弱。（4）前進(jìn)、后退感前進(jìn)、后退感除與波長(zhǎng)有關(guān)，還與色彩對(duì)比的知覺度有關(guān)。對(duì)比度強(qiáng)的色彩具有前進(jìn)感，對(duì)比度弱的色彩具有后退感；膨脹的色彩具有前進(jìn)感，收縮的色彩具有后退感；明快的色彩具有前進(jìn)感，曖昧的色彩具有后退感；高純度之色具有前進(jìn)感，低純度之色具有后退感。前進(jìn)后退（5）輕重感覺色彩的重量感主要取決于明度。明度高的顏色給人以輕飄的感覺，稱輕色；明度低的顏色給人以沉重的感覺，稱重色。明度相同，彩度高的顯輕，彩度低的顯重。（6）軟硬感覺偏白，明度高的顏色給人以柔軟的感覺；偏黑，彩度高的顏色給人以堅(jiān)硬的感覺。色彩傳達(dá)的感覺輕與重感覺沉重的顏色顏色越暗越會(huì)感覺沉重，同時(shí)也會(huì)感覺硬。暗色除了感覺厚重、頑固外，還具有高級(jí)感。黑色的旅行箱、保險(xiǎn)箱、火車頭等都是充滿沉重感的東西。色彩傳達(dá)的感覺輕與重感覺輕快的顏色

淺淡明朗的顏色，不論暖色還是冷色，看起來都會(huì)感覺很輕、很溫柔很安靜。淡粉、淡藍(lán)、淡紫色是典型例子。對(duì)于要搬運(yùn)的貨品，如果使用有輕快感的顏色做包裝，那么搬運(yùn)起來的勞累程度會(huì)大不一樣。（7）色彩華麗與樸素—般認(rèn)為，如果是單色，飽和度高，則色彩艷麗。飽和度低，給人素雅的感覺。除了飽和度，亮度也有一定的關(guān)系。不論什么顏色，亮度高時(shí)即使飽和度低也給人艷麗的感覺。高飽和度、高亮度的色彩顯得艷麗。

色彩傳達(dá)的感覺強(qiáng)與弱讓人感覺強(qiáng)烈的顏色

色彩鮮艷的原色紅、黃、綠、藍(lán)等，都是令人感覺到強(qiáng)烈個(gè)性的顏色。在表達(dá)強(qiáng)烈的感情或希望引人注目的時(shí)候，這些色彩常被使用。色彩傳達(dá)的感覺強(qiáng)與弱讓人感覺弱的顏色

當(dāng)顏色的純度降低時(shí)，感覺就會(huì)平淡一些。傳達(dá)一種成熟、安穩(wěn)的情感，一般是些溫和的淺色調(diào)的顏色。色彩組合表達(dá)心情亮色明亮搭配使整個(gè)人活潑起來暗色情緒低沉的配色溫柔用淡色調(diào)來表現(xiàn)，好像一大片飄著花香的花悲傷冷色系的淡色和灰色冷用發(fā)藍(lán)的色調(diào)表現(xiàn)“冷”，如冰冷的湖面花強(qiáng)烈對(duì)比的色彩，但如果不考慮面積分配會(huì)使配色難看平淡與花的感覺相反用彩度弱、發(fā)暗的顏色來組合涼全部色彩為冷色調(diào)的藍(lán)綠色系，但不要太強(qiáng)烈穩(wěn)不艷的藍(lán)色組合美味用紅、橙、綠造成對(duì)比，想象一下裝滿水果的盤子苦不新鮮、發(fā)暗的濁色，看起來味道不好，會(huì)使你食欲全無色彩組合表達(dá)