建筑光環(huán)境測(cè)量

建筑光環(huán)境測(cè)量第1頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1光的基本性質(zhì)：波粒二象性；可見光(λ=380~780nm)的性質(zhì)；光環(huán)境(LuminousEnviorn-ment,LE)光的物理量度參數(shù):V(λ)，，E，I，L光環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：適當(dāng)?shù)恼斩?；舒適的亮度比；宜人的光色；無眩光干擾常用的光環(huán)境測(cè)量方法及其儀器(照度計(jì)、亮度計(jì)，LightMeter)的工作機(jī)理、使用學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容(Keys)第2頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2

7.1光的性質(zhì)

光由光源(自身可以發(fā)光的物體，如太陽(yáng)、恒星、燈、燃燒的物質(zhì)等，有天然和人造之分)發(fā)出，可分為自然光和人工光；(建筑)光環(huán)境，Luminous(Lighting)Enviornment，LE:

自然光和人工光在建筑環(huán)境中的綜合作用效果；建筑光學(xué)：研究自然光和人工光在建筑中的合理應(yīng)用，滿足人們工作、生活、審美、保護(hù)視力等需求的應(yīng)用學(xué)科。與建筑聲學(xué)一樣，屬于建筑物理學(xué)的基本組成部分；舒適的光環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：1.合適的光照度及其分布；2.合適的光亮度及其分布；3.光色宜人，無眩光干擾；4.自然光的合理利用(節(jié)能)。光的波粒二象性：光在介質(zhì)(媒質(zhì))中以直線形式(稱為光線)傳播，光是粒子又稱為光子，其速度為30×106m/s;光也以電磁波形式，λ=0~+∞nm，向空間傳播(或輻射)光能量。所以，光既具有質(zhì)量也具有能量，Elight=mC2。第3頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3*光子的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)~電磁波的一部分較短的波長(zhǎng)為主較長(zhǎng)波長(zhǎng)為主電磁波波譜圖

可見光：λ=380~780nm，人眼對(duì)波長(zhǎng)不同的可見光，產(chǎn)生不同的顏色感覺。如λ=700nm，光呈現(xiàn)紅色；

單色光：包含單一波長(zhǎng)的光線，呈現(xiàn)該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的一種顏色。復(fù)合光：包含多個(gè)波長(zhǎng)的光線，呈現(xiàn)復(fù)合顏色，如陽(yáng)光。

光源：可以發(fā)射光線的物體。可分為:1.自然光源(如太陽(yáng)、恒星)和人工光源(如各種燈具)；2.單色光光源和復(fù)合光(或多色光)光源。如只發(fā)射波長(zhǎng)為583nm的黃色光的鈉燈；可發(fā)射多個(gè)波長(zhǎng)的復(fù)合光的白熾燈，依照λ=380~780nm，可將復(fù)合光分解為紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅的七鐘單色光。第4頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4

7.2光的物理量度參數(shù)

輻射度量：它是純客觀的物理量，不考慮人的視覺效果；光度量：綜合考慮人的視覺效果的生物物理量；輻射度量與光度量之間有著密切的聯(lián)系，前者是后者的基礎(chǔ)，后者可以由前者導(dǎo)出。常用的光度量參數(shù)：有光譜光效率、光通量，照度，發(fā)光強(qiáng)度和亮度。

第5頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一5

1.光譜光效率，V(λ)

V(λ)是描述人們對(duì)不同波長(zhǎng)的光，所具有不同的視覺效果的參數(shù)。它是波長(zhǎng)的函數(shù)，其最大值為1，發(fā)生在人們具有最大視覺效果的波長(zhǎng)處，λ*

。偏離該波長(zhǎng)λ*時(shí)，即，λ>

λ*或者λ<

λ*，V(λ)<1。(V(λ)-λ接近正態(tài)分布)由于每個(gè)人的視覺效果會(huì)因人而異，即感知相同的光，各人的光譜光效率V(λ)值會(huì)不同，導(dǎo)致了光度量方面的困難。所以，必須建立一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際照明委員會(huì)CIE，根據(jù)各國(guó)對(duì)光的研究和測(cè)試結(jié)果，提出了CIE光度標(biāo)準(zhǔn)觀察者的光譜光效率，也稱為標(biāo)準(zhǔn)眼睛的光譜光效率。此外，由于人的視覺效果還與環(huán)境背景的明亮程度有關(guān)。因此，CIE給出了兩種光譜光效率：V(λ)

bright

–λ

和V’(λ)dark-λ

。第6頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一6

第1種是在明亮條件下獲得的，稱為明視覺光譜光效率，它表明在555nm波長(zhǎng)處(黃綠色)視覺效果最高，即最明亮。并且，明亮程度分別向波長(zhǎng)短的紫光和波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅光方向遞減。

第2種是在昏暗條件下獲得的，稱為暗視覺光譜光效率，它表明最高視覺效果發(fā)生在507nm波長(zhǎng)處(藍(lán)綠光)。

Note:光譜光效率V(λ)-λ也可以由表格形式給出，見表7-1。在照明工程中主要應(yīng)用明視覺光譜光效率，通常在未明確說明的情況下，均指明視覺條件。

CIE光度標(biāo)準(zhǔn)觀察者的光譜光效率實(shí)線-明視覺；虛線-暗視覺

第7頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一7

2.光通量，LuminousFlux，

光通量：在單位時(shí)間內(nèi)，光源以電磁輻射的形式，向外所輻射的光能量多少，也稱光輻射功率或光輻射通量，單位:流明(lumen，lm)，NotW。一般而言，光源的輻射通量中可被人眼感覺為光的能量(波長(zhǎng)380~780nm)稱為光通量。Note：1lm=1cd·1sr，即：對(duì)于發(fā)光強(qiáng)度為1cd的均勻點(diǎn)光源而言，其在1sr立體角內(nèi)所發(fā)出的光通量多少。

Visual第8頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一83.照度，Luminance，E

定義：光源照射在受照面單位面積上的光通量數(shù)值，即受照面上所接受的光通量的面密度。表示受照面被光照射程度的強(qiáng)弱。單位：勒克斯(Lux,lx)，相當(dāng)于1lm的光通量均勻分布在1m2的受照面上。

性質(zhì)：可疊加性。即，幾個(gè)光源同時(shí)照射在同一個(gè)受照面時(shí)，該受照面的實(shí)際照度為單個(gè)光源分別存在時(shí)，形成照度的代數(shù)和。勒克斯是一個(gè)較小的照度單位。照度的英制單位是英尺燭光，F(xiàn)oot-Candle,fc，即：lm的光通量均勻照射在1ft2的受照面上，1fc=1lm/ft2=10.76lx。第9頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一9不同情況下的照度

第10頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一104.發(fā)光強(qiáng)度，LuminousIntensity，I

對(duì)于點(diǎn)光源而言，其在某一方向的發(fā)光強(qiáng)度I定義為該光源在此方向上的單位立體角內(nèi)，所發(fā)出的光通量的大小。

單位：坎德拉(candela,cd)，1cd=1lm/sr特點(diǎn)：I

與距離r

無關(guān)，反映了光源在特定方向上的光通量的空間密度大小。Example:1只40W的白熾燈泡可以發(fā)射出350lm的光通量，則其平均發(fā)光強(qiáng)度

思考：對(duì)于點(diǎn)光源而言，當(dāng)它照射某個(gè)受照面，所產(chǎn)生的照度E

與其在該受照面所在方向上的發(fā)光強(qiáng)度I

是什么關(guān)系？第11頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一11

*光源的發(fā)光強(qiáng)度與受照面的照度關(guān)系已知點(diǎn)光源的發(fā)光強(qiáng)度I，以及其與受照面的垂直距離r，即可求得垂直于二者連線的受照面的照度：

E＝I/r2

(=900)若點(diǎn)光源與受照面距離為r

，夾角為，則實(shí)際受照面的照度：En=Esin=Isin/r2(00<<900)

IE第12頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一12

光源所發(fā)射的光通量相同，其對(duì)應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度卻不同第13頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一13

5.亮度，Lightness,LL：表征發(fā)光物體表面明亮程度的物理量，其與發(fā)光體在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)度和投影面積相關(guān)。單位：尼特,nt1nt=1cd/m2;熙提(stilb,sb)，1sb=1cd/cm2=104nt*物理亮度：發(fā)光體沿視線方向上的單位面積上所發(fā)出的發(fā)光強(qiáng)度I；*主觀亮度：基于物理亮度，還考慮環(huán)境背景亮度的作用因素。人的視網(wǎng)膜只可承受16sb以下的亮度！第14頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一14*亮度和照度的關(guān)系，照了不一定亮！照度相同吸光材料，亮度低反光材料，亮度高第15頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一15

7.3光環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)?shù)恼斩人?/p>

CIE照度標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)的照度標(biāo)準(zhǔn)照度均勻度空間照度舒適的亮度比

宜人的光色，良好的顯色性無眩光干擾同學(xué)課后自學(xué)第16頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一16

1.適當(dāng)?shù)恼斩人酵ㄟ^研究、分析，當(dāng)照度值存在一個(gè)合理區(qū)間，人們感到滿意。當(dāng)E超越該區(qū)間后，就會(huì)超過眼睛的適應(yīng)范圍，人眼會(huì)感覺很不適。第17頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一17我國(guó)10歲四年級(jí)小學(xué)生視疲勞與照度的關(guān)系我國(guó)成年人視疲勞和勞動(dòng)生產(chǎn)率與照度的關(guān)系第18頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一18國(guó)外資料記錄;白熾燈下視疲勞和勞動(dòng)生產(chǎn)率與照度的關(guān)系國(guó)外資料記錄：熒光燈下視疲勞和勞動(dòng)生產(chǎn)率與照度的關(guān)系第19頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一19(1)國(guó)際照明委員會(huì)CIE對(duì)不同作業(yè)和活動(dòng)推薦的照度作業(yè)或活動(dòng)類型照度范圍(lx)室外入口區(qū)域20~30~50短暫停留交通區(qū)50~75~100衣帽間、門廳100~150~200講堂、粗加工200~300~500辦公室、控制室300~500~750縫紉、繪圖、檢驗(yàn)室 500~750~1000辨色、精密加工和裝配750~1000~1500手工雕刻、精細(xì)檢驗(yàn) 1000~1500~2000手術(shù)室、微電子裝配 >2000

通過分析，隨著工作的復(fù)雜性和重要性的提升，所需要的照度值也同步增加。第20頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一20(2)我國(guó)的照度標(biāo)準(zhǔn)

視覺作業(yè)分類照度分級(jí)(lx)照明方式視覺作業(yè)分類照度分級(jí)(lx)照明方式特殊視覺作業(yè)的照明2000優(yōu)先采用一般照明與局部照明共用的混合照明，也可采用一般照明。0.5推薦采用一般照明1500301000207501550010一般視覺作業(yè)的照明300優(yōu)先采用一般照明，然后考慮采用一般照明與局部照明共用的混合照明52001501007550第21頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一21

(3)照度均勻度

照度分布應(yīng)該滿足一定的均勻性。視場(chǎng)中各點(diǎn)照度相差懸殊時(shí)，瞳孔就經(jīng)常改變大小以適應(yīng)環(huán)境，引起視覺疲勞。一般認(rèn)為空間內(nèi)的照度的最大值

Emax、最小值Emin與平均值Eaverage的相差不超過1/6是可以接受的。照度均勻度計(jì)算：照度均勻度＝工作面的最低照度/工作面最高照度

對(duì)于人工照明，照度均勻度需大于1/3；對(duì)于自然采光，照度均勻度需大于1/10。第22頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一22

(4)空間照度

對(duì)于大多數(shù)公共建筑、休息區(qū)以及生活居室等而言，其照明效果往往基于目視人臉，用人的容貌是否清晰、自然來評(píng)價(jià)。在這些場(chǎng)所，適當(dāng)?shù)拇怪闭彰鞅人矫娴恼斩雀鼮橹匾＝陙硪烟岢鰞蓚€(gè)表示空間照明水平的物理指標(biāo)：

平均球面照度Esphere,ave與平均柱面照度Ecylinder,ave

。實(shí)踐證明后者有更大的實(shí)用性。第23頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一23

2.舒適的亮度比

對(duì)于人眼而言，其觀測(cè)物體所獲得的視像。視像的舒適程度取決于視像的中心亮度LC與構(gòu)成周圍視野的適應(yīng)亮度LA的差值多少，即⊿L=LC-

LA

。⊿L值適當(dāng)，則人眼感覺舒適；若⊿L過大，就會(huì)加重眼睛瞬時(shí)適應(yīng)負(fù)擔(dān)，或產(chǎn)生眩光，降低視覺功效；房間主要表面的平均亮度Laverage。其分布均勻與否直接影響人對(duì)室內(nèi)空間的形象感受；因此，無論從可見度還是從舒適感的角度來說，室內(nèi)主要表面有合理的亮度均勻分布都是完全必要的，它是對(duì)工作面照度的重要補(bǔ)充；*對(duì)于實(shí)際中的工作房間，作業(yè)近鄰環(huán)境的亮度應(yīng)當(dāng)盡可能低于作業(yè)本身亮度，但最好不低于作業(yè)亮度的1/3；而周圍環(huán)境視野(包括頂棚、墻、窗戶等)的平均亮度，應(yīng)盡可能不低于作業(yè)本身亮度的1/10。燈和白天的窗戶亮度，則應(yīng)控制在作業(yè)作業(yè)本身亮度的40倍以內(nèi)。第24頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一24

3.宜人的光色，良好的顯色性

光源的顏色選擇取決于光環(huán)境所要形成的氣氛。例如，照度水平低的“暖”色燈光(低色溫)，能在室內(nèi)創(chuàng)造親切輕松的氣氛；而對(duì)于希望緊張、活躍、精神振奮地進(jìn)行工作的房間，宜于采用照度水平高的“冷”色燈光(高色溫)。從建筑的功能，或從真實(shí)顯示裝修色彩的藝術(shù)效果來說，光源的良好顯色性具有重要作用。如印染車間、彩色制版印刷、美術(shù)品陳列等要求精確辨色；顧客在商店選擇商品、醫(yī)生察看病人的氣色，也都需要真實(shí)的顯色。第25頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一25

4.避免眩光干擾

當(dāng)視野內(nèi)出現(xiàn)高亮度的光時(shí)，使眼睛不能完全發(fā)揮機(jī)能，這種現(xiàn)象稱為眩光。在眩光下，瞳孔會(huì)縮小，以提高視野的適應(yīng)亮度，也就降低了眼睛的視覺敏感度。視力降低眩光：如白天眼睛正視太陽(yáng)，太陽(yáng)光直射工作面、夜間眼睛正視迎面而來的汽車燈光。不舒適眩光：一個(gè)很大的高亮度光源在接近視線的高度上，雖不會(huì)降低視力，但會(huì)引起視覺上的不舒適。如看陽(yáng)光下的積雪等。第26頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一26*眩光產(chǎn)生的原因不恰當(dāng)?shù)淖匀徊晒饪冢缓侠淼墓饬炼?，不恰?dāng)?shù)膹?qiáng)光方向，都會(huì)在室內(nèi)造成眩光現(xiàn)象;可能產(chǎn)生眩光的地方玻璃辦公桌面局部照明的展板不恰當(dāng)?shù)墓ぷ髅嬲彰鼽S種人眼睛的黑色素較白種人的多，對(duì)眩光的忍受力比白種人強(qiáng)。白種人比黃種人的耐暗程度強(qiáng)。第27頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一27第28頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一28

7.4光環(huán)境測(cè)量常用的儀器

照度計(jì)

線性度光譜的靈敏度余弦修正亮度計(jì)室內(nèi)光環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

第29頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一29

1.照度計(jì)照度計(jì)的基本組成環(huán)節(jié)：硒光電池，微電流計(jì)。其中：硒光電池是把光信號(hào)(或者光能)直接轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(或者電能)的光電元件。

1-金屬底板；2-硒層；3-分界面；4-金屬薄膜；5-集電環(huán)測(cè)量機(jī)理：基于光生伏特(光電)效應(yīng)(Photovoltaiceffect

)。

當(dāng)入射光線照射到光電池表面時(shí)，其到達(dá)硒半導(dǎo)體層和金屬薄膜的分界面上，產(chǎn)生光電效應(yīng)(光子“撞擊”出電子)，光電動(dòng)勢(shì)的大小與光電池受光表面的照度有一定的比例關(guān)系，即U∝E。將光電動(dòng)勢(shì)U

接入測(cè)量電路，就會(huì)有光電流i通過，則光電流i的大小就反映了E的大小。第30頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一30照度計(jì)的分類：

1.按光電轉(zhuǎn)換器件，主要有硒、硅光電池和

光電管照度計(jì)；

2.按照度值的顯示方式，指示針指示和數(shù)字顯示。無論何種照度計(jì)，均由光電探頭，測(cè)量電路以及顯示儀表等組成。第31頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一31

為了使照度測(cè)量更趨精確，使用照度計(jì)有以下要求：線性度

照度計(jì)的響應(yīng)是探測(cè)器光電流(或電壓)的輸出值與入射光通量之比，在理想情況下，輸出與輸入線性相關(guān)。在測(cè)量范圍內(nèi)，照度計(jì)的讀數(shù)要與投射到光電池的受光面上的光通量成正比。

光譜的靈敏度

光電池的相對(duì)光譜靈敏度與V(λ)曲線的比較由前述可知，光的計(jì)量是以“平均人眼”共有的光譜光(視覺)效率V(λ)特性為基礎(chǔ)的。因此，用于物理測(cè)光的光電池也必須具有與一致的光譜靈敏度。但是，常用光電池的相對(duì)光譜靈敏度與V(λ)曲線都有相當(dāng)大的偏差，這就造成了在測(cè)量光譜能量分布不同的光源的照度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的誤差。第32頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一32

所以，使用照度計(jì)時(shí)，都要給光電池匹配一個(gè)合適的顏色玻璃濾光器，構(gòu)成顏色校正光電池，使得它的光譜靈敏度與CIE

V(λ)曲線的相符程度趨近一致，提升照度測(cè)量的精度。余弦修正

當(dāng)光源由傾斜方向照射到光電池表面時(shí)，光電流i輸出應(yīng)當(dāng)符合余弦法則，即:這時(shí)的照度應(yīng)等于光線垂直入射時(shí)的法線照度與入射角余弦的乘積。由于光電池表面的鏡面反射作用，在入射角較大時(shí)，會(huì)從光電池表面反射掉一部分光線，致使光電流i小于上面所說的正確數(shù)值。為了修正這一誤差，通常在光電池上外加一個(gè)均勻漫透射材料的余弦校正器，這種光電池組合稱為余弦校正光電池。EEn第33頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一33

2.亮度計(jì)

遮筒式亮度計(jì)

構(gòu)造：圓筒的內(nèi)壁是無光澤的黑色飾面(以避免發(fā)射光)；筒內(nèi)還設(shè)有若干光闌以遮蔽雜散反射光。在圓筒的左端有一個(gè)圓形的窗口，面積是A；右端設(shè)有光電池C。(D=l)

測(cè)量機(jī)理：光亮度為L(zhǎng)的光源，產(chǎn)生的被測(cè)光通過圓形窗口，進(jìn)入測(cè)量室，光電池受到照射。若窗口的亮度為L(zhǎng)，則窗口的光強(qiáng)I為L(zhǎng)×A，從而在光電池上產(chǎn)生的照度E為：適合測(cè)量發(fā)光面積較大，亮度較高的光源目標(biāo)；若窗口和光源的距離不大，窗口亮度就等于光源被測(cè)部分(θ角所含面積)的亮度。第34頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一34

透鏡式亮度計(jì)當(dāng)被測(cè)光源目標(biāo)較小或距離較遠(yuǎn)時(shí)采用。通常設(shè)有光學(xué)目視系統(tǒng)，便于測(cè)量人員瞄準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)。

測(cè)量時(shí)，被測(cè)光源所發(fā)射的光輻射由物鏡接受，并成像于帶孔反射板。光輻射在帶孔反射板上分成兩路：一路經(jīng)反射鏡反射，進(jìn)入目視系統(tǒng)；另一路通過小孔、積分鏡，進(jìn)入光電池，將亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為光電流i，顯示出L

的數(shù)值大小。*儀器的視角一般在0.1～2°之間，由光闌調(diào)節(jié)控制。光電池第35頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一35

透鏡式亮度計(jì)遮筒式亮度計(jì)第36頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一36為了使亮度測(cè)量更精確，對(duì)亮度計(jì)有以下要求：光譜響應(yīng)度

在亮度測(cè)量中，儀器的光譜響應(yīng)度分布曲線必須與CIE明視覺光譜光效率曲線V(λ)相一致；對(duì)紅外輻射的響應(yīng)亮度計(jì)測(cè)量的是可見光區(qū)發(fā)光體的光亮度值，它不應(yīng)對(duì)紅外輻射產(chǎn)生響應(yīng)。然而，實(shí)際的亮度計(jì)中所用的某些光電探測(cè)器件(如硅光電二級(jí)管)，它在近紅外區(qū)有較強(qiáng)的響應(yīng)度，會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來誤差，需要修正。對(duì)紫外輻射的響應(yīng)亮度計(jì)除了不能對(duì)紅外輻射產(chǎn)生響應(yīng)以外，也不能對(duì)紫外輻射產(chǎn)生響應(yīng)。而亮度計(jì)所用的光電倍增管或硅二級(jí)管，在紫外區(qū)均有不同程度的響應(yīng)，應(yīng)加以控制或修正。為了獲得精確的測(cè)量結(jié)果，要按照有關(guān)規(guī)定，定期將亮度計(jì)等送去計(jì)量部門進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)。第37頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一37

3.室內(nèi)光環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

(1)概述目的檢測(cè)實(shí)際照明效果是否達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求；分析、比較不同光環(huán)境的實(shí)質(zhì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)總結(jié)；基于檢測(cè)結(jié)果，確定是否需要對(duì)照明設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行改裝和維修。測(cè)量?jī)?nèi)容工作面上各點(diǎn)的照度和采光系數(shù)；室內(nèi)各表面的亮度，如燈具、家具、設(shè)備；室內(nèi)主要表面的反射比，玻璃窗的透射比；燈光和室內(nèi)表面的顏色。第38頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一38

Note:

1.

為了得到正確的測(cè)量數(shù)據(jù)，在測(cè)量以前，必須檢查儀器是否經(jīng)過校準(zhǔn)，確定其誤差范圍。建議采用精度為2級(jí)以上的照度計(jì)和亮度計(jì)，允許的誤差是±8%。

2.

選擇標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量條件：對(duì)于新建的照明設(shè)施，要在開燈100小時(shí)以后，再測(cè)量其照明效果；(因?yàn)樵谶@100小時(shí)內(nèi)，燈具的光通量會(huì)衰減很快，光輸出不夠穩(wěn)定)

開始測(cè)量以前，燈具也要預(yù)開一段時(shí)間，使燈具的光輸出穩(wěn)定，然后在開始測(cè)量，這樣測(cè)試結(jié)果具有代表性；

通常，白熾燈需要5分鐘；熒光燈需要15分鐘；HID燈需要30分鐘。

測(cè)量時(shí)，還需要監(jiān)視并記錄照明電源的電壓變化情況。

第39頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一39

3.

說明測(cè)量結(jié)果的實(shí)測(cè)調(diào)查報(bào)告中，既要列出詳實(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)，也要將測(cè)量時(shí)的各項(xiàng)實(shí)際情況記錄下來。測(cè)量和記錄的內(nèi)容如下：

1.記錄燈管、燈具(包括鎮(zhèn)流器)的類型、功率和數(shù)量；

2.記錄燈管和燈具的使用齡期；

3.在房間的平、剖面圖，需注明燈具或窗戶的位置；

4.測(cè)量所使用的電源電壓、頻率；

5.測(cè)量室內(nèi)主要表面的顏色和反射比；

6.測(cè)量天氣狀況和窗玻璃的透射比；

7.記錄最近一次維修、擦洗照明設(shè)備的日期；燈和燈具的損壞與污染狀況；

8.記錄所使用的測(cè)量?jī)x器的型號(hào)和編號(hào)；

9.記錄測(cè)定日期、起止時(shí)間、測(cè)定人、紀(jì)錄人。第40頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一40

(2)室內(nèi)照度的測(cè)量

*(所使用的)照度計(jì)精度

又稱為精確度。有一級(jí)精度和二級(jí)精度。一級(jí)精度允許的誤差為±4%，二級(jí)精度允許的誤差是±8%；*使用照度計(jì)測(cè)量所引起的讀數(shù)誤差在使用數(shù)字式照度計(jì)進(jìn)行照度測(cè)量時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)字不停變化的情況，且變化幅度可達(dá)1.6%～2.0%，讓操作人員無法準(zhǔn)確讀取測(cè)量數(shù)據(jù)；處理方法：選擇內(nèi)設(shè)電子補(bǔ)償線路的照度計(jì)；或者向廠家技術(shù)咨詢，要求提供外設(shè)的電子補(bǔ)償線路，用于補(bǔ)償照度計(jì)的響應(yīng)值。第41頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一41

室內(nèi)照度測(cè)量

在進(jìn)行工作的房間內(nèi)，應(yīng)該在每個(gè)工作地點(diǎn)，例如：書桌上、工作臺(tái)上進(jìn)行多個(gè)點(diǎn)的照度測(cè)量，然后加以平均；對(duì)于沒有確定工作地點(diǎn)的空房間或非工作房間，若是一般照明，通常選0.8m高的水平面作為照度測(cè)量面。將測(cè)量區(qū)域劃分成面積大小相等的若干個(gè)方格，測(cè)量每個(gè)方格中心的照度，則平均照度等于各點(diǎn)照度的算術(shù)平均值。即：小房間每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為1m；大房間可取2～4m；走道、樓梯等狹長(zhǎng)的交通地段，沿長(zhǎng)度方向中心線布置多個(gè)測(cè)點(diǎn)，間距1～2m；測(cè)量平面為地平面或地面以上150mm的水平面。第42頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一42測(cè)點(diǎn)數(shù)目越多，得到的平均照度值越精確；不過也要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力。若Eav的允許測(cè)量誤差為10%，可以用根據(jù)室形指數(shù)，選擇最少測(cè)點(diǎn)的辦法來減少工作量。

室形指數(shù)與測(cè)點(diǎn)數(shù)的關(guān)系

室形指數(shù)Kr最少測(cè)點(diǎn)數(shù)小于141-292-3163和3以上25式中：L、W為房間的長(zhǎng)和寬，hr為燈具至測(cè)量平面的高度。若室內(nèi)的燈具數(shù)與表給出的測(cè)點(diǎn)數(shù)恰好相等，必須增加測(cè)點(diǎn)。第43頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一43室內(nèi)亮度測(cè)量光環(huán)境的亮度測(cè)量應(yīng)該是在實(shí)際工作條件下進(jìn)行的。選一個(gè)工作地點(diǎn)作為測(cè)量位置，從這個(gè)位置測(cè)量各表面的亮度，將得到數(shù)據(jù)直接標(biāo)注在從同一個(gè)位置、同一個(gè)角度拍攝的室內(nèi)照片上或以測(cè)量位置為觀測(cè)點(diǎn)的透視圖上

光環(huán)境亮度測(cè)量數(shù)據(jù)的表示方法第44頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一44亮度計(jì)的放置高度，以觀察者的眼睛高度為準(zhǔn)，通常站立時(shí)為1.5m，坐下時(shí)為1.2m。需要測(cè)量亮度的表面是人眼經(jīng)常注視，并且對(duì)室內(nèi)亮度分布圖式和人的視覺影響大的表面。這些表面主要是：視覺作業(yè)對(duì)象；貼臨作業(yè)的背景，如桌面；視野內(nèi)的環(huán)境：從不同角度看頂棚、墻面、地面；觀察者面對(duì)的垂直面，例如在眼睛高度的墻面；從不同角度看燈具；中午和夜間的窗戶。測(cè)量窗子的亮度時(shí)，應(yīng)對(duì)透射過窗子看到的天空和室外景物分別進(jìn)行測(cè)量，估算出他們所占的相應(yīng)的面積。第45頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一45采光系數(shù)(En/Ew)的測(cè)量

測(cè)量采光系數(shù)需要兩個(gè)照度計(jì)，一個(gè)測(cè)量室內(nèi)照度，另一個(gè)測(cè)量室外照度。測(cè)量需注意的事項(xiàng)：

1.最好是在一天中，室外照度相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間-上午十時(shí)至下午二時(shí)之間進(jìn)行測(cè)量，以減少因室內(nèi)外兩個(gè)讀數(shù)時(shí)差所造成的采光系數(shù)的測(cè)量誤差；

2.若使用采光系數(shù)計(jì)進(jìn)行測(cè)量，則可消除這一誤差。這種儀器有兩個(gè)光電池接入，一個(gè)放在室內(nèi)測(cè)點(diǎn)位置，另一個(gè)放在室外，儀器內(nèi)裝有除法器，可以隨時(shí)計(jì)算兩個(gè)光電池產(chǎn)生的光電流比值，直接顯示出采光系數(shù)；

3.采光系數(shù)的測(cè)量最好是在全陰天進(jìn)行，測(cè)室外照度的光電池應(yīng)該平放在周圍無遮攔的空曠地段或屋頂上，離開遮攔物的距離至少有光電池平面以上遮擋物高度的6倍遠(yuǎn)。第46頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一464.如果要在晴天時(shí)測(cè)量采光系數(shù)，必須用一個(gè)無光澤的黑色圓板或圓球，遮住照射到室外和室內(nèi)光電池上的日光。它距離光電池約500mm，直徑以形成的日影剛好遮住光電池受光面為宜。在測(cè)量過程中，要及時(shí)移動(dòng)遮光器的位置，避免有任何日光直射到光電池上；5.采光系數(shù)測(cè)量的測(cè)點(diǎn)，通常在建筑物典型剖面和0.8m高的水平工作面的交線上選定，間距一般是2m～4m。小房間間距取0.5m～1.0m。典型剖面是指房間中部通過窗中心和通過窗間墻的剖面，也可以選擇其他有代表性的剖面。測(cè)量室外的照度時(shí)，周圍遮擋物高度的限制

第47頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一47反射比與投射比的測(cè)量

某表面的亮度，取決于落于其上的光通量與該表面所能反射光線的能力；其反射的光的多少與分布形式則取決于該材料表面的性質(zhì)，以反射光與入射光的比值來表示，這個(gè)比值稱為該材料表面的反射比或反射率(Reflectanceorreflectionfactor)。*完美的黑色表面的反射比為0，亦即無論多少光落于其上皆無亮度產(chǎn)生而全被吸收(反射率0%，吸收率100%)；反之，完美白色表面的反射比為1(反射率100%，吸收率0%)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)光時(shí)，若沒有便攜式的反射比儀和透射比儀，可以用照度計(jì)和亮度計(jì)來測(cè)量不同表面的反射比和窗玻璃透射比。方法如下：第48頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一48(1)選擇一塊適當(dāng)?shù)臏y(cè)量表面(不受直射光影響的漫反射面)，將光電池緊貼在被測(cè)表面的一點(diǎn)上，受光面朝外，測(cè)出入射表面照度Ei

(Incidentlight)。然后，將光電池翻轉(zhuǎn)180°,面向被測(cè)點(diǎn)，與被測(cè)面保持平行地漸漸移開。這時(shí)，照度計(jì)讀數(shù)逐漸上升。當(dāng)光電池離開被測(cè)面相當(dāng)距離(約400mm，感光部分朝該表面且確定無陰影遮擋)時(shí)，照度趨于穩(wěn)定(再遠(yuǎn)則照度開始下降)，記下這時(shí)其所反射的照度(Reflectedlight)。反射照度與表面照度之比即為該材料表面的反射比ρ，即：(2)照度計(jì)的光電池面向被測(cè)表面上一點(diǎn)，距離保持400mm左右，測(cè)得照度Er

，將已知反射比ρ0的樣卡一張(均勻漫反射材料，面積>300×300mm)蓋在被測(cè)點(diǎn)上，測(cè)得照度為E0

，則：第49頁(yè)，共56頁(yè)，2023年，2月20日，星期一49(3)方法步驟同2，但用亮度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。(4)選擇天空擴(kuò)散光照射的窗戶