光照強度是一種物理術語,指單位面積上所接受可見光的光通量。簡稱照度,單位勒克斯(Lux或Lx)。用于指示光照的強弱和物體表面積被照明程度的量。
在光度學(photometry)中,“光度”是發(fā)光強度在方向上的密度,但經(jīng)常會被誤解為照度。光度的單位是每平方米所接受的燭光(中國大陸、港澳稱坎德拉)。
光照強度對生物的光合作用影響很大。可通過照度計來測量。
光照強度是指單位面積上所接受可見光的能量,簡稱照度[1] ,單位勒克斯(Lux或Lx)。為物理術語,用于指示光照的強弱和物體表面積被照明程度的量。
在光度學(photometry)中,“光度”是發(fā)光強度在方向上的密度,但經(jīng)常會被誤解為照度。光度的單位是每平方米所接受的燭光(中國大陸、港澳稱坎德拉)。
一個被光線照射的表面上的照度(illumination/illuminance)定義為照射在單位面積上的光通量。
術語
1.自然光照與人工光照
日光照射即為自然光照,燈光照明即為人工光照。
2.光照周期與光照時間
自然界一晝夜 24h為一個光照周期。有光照的時間為明期,無光照的時間為暗期。自然光照時一般以日照時間計光照時間(明期);人工光照時,燈光照射的時間即為光照時間,為期24h的光照周期為自然光照周期;為期長于或短于24h的稱為非自然光照周期;如在24h內(nèi)只有一個明期和一個暗期的稱為單期光照;如在24h內(nèi)出現(xiàn)二個或二個以上的明期或暗期,即為間歇光照。一個光照周期內(nèi)明期的總和即為光照時間。
3.發(fā)光強度
光源在某一方向立體角內(nèi)透過光通量的大小。單位:坎德拉(candela,cd)。
4.光通量
光源單位時間內(nèi)所輻射的光能叫光源的光通量,其單位是流明(各點都與1燭光光源相距1英尺的1平方英尺面積上的光量為1流明)。
5.相關定義
照度是物體被照明的程度。也即物體表面所得到的光通量與被照面積之比,單位是勒克斯Ix (1勒克斯是1流明的光通量均勻照射在1平方米面積上所產(chǎn)生的照度) 或英尺燭光fc(1英尺燭光是1流明的光通量均勻照射在1平方英尺面積上所產(chǎn)生的照度),1 fc=10.76 lx。
夏季在陽光直接照射下,可達6萬~10萬lx,沒有太陽的室外0.1萬~1萬lx,夏天明朗的室內(nèi)100~550lx,夜間滿月下為0.2lx。
白熾燈每瓦大約可發(fā)出12.56 lx的光,但數(shù)值隨燈泡大小而異,小燈泡能發(fā)出較多的流明,大燈泡較少。熒光燈的發(fā)光效率是白熾燈的3~4倍,壽命是白熾燈的9倍,但價格較高。一個不加燈罩的白熾燈泡所發(fā)出的光線中,約有30%的流明被墻壁、頂棚、設備等吸收;燈泡的質(zhì)量差與陰暗又要減少許多流明,所以大約只有50%的流明可利用。一般在有燈罩、燈為2.0~2.4m(燈泡距離為的1.5倍)時,每0.37㎡面積上需1W燈泡、或1㎡面積上需2.7W燈泡可提供10.76 lx。燈泡安裝的及有無燈罩對影響很大。
計算公式
平均照度(Eav) = 光源總光通量(N*Ф)*利用系數(shù)(CU)*維護系數(shù)(MF) / 區(qū)域面積(㎡)
(適用于室內(nèi)或體育場的照明計算)
利用系數(shù):一般室內(nèi)取0.4,體育取0.3
維護系數(shù):一般取0.7~0.8
舉例1:
室內(nèi)照明:4×5米房間,使用3×36W隔柵燈9套,
平均照度=光源總光通量×CU×MF/面積=(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 =1080 Lux
結(jié)論:平均照度1000Lux以上。
舉例2:體育館照明:20×40米場地,使用POWRSPOT 1000W金鹵燈60套,
平均照度=光源總光通量×CU×MF/面積=(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40 =1890 Lux
結(jié)論:平均水平照度1500 Lux以上。
某辦公室平均照度設計案例:
設計條件:辦公室長18.2米,寬10.8米,頂棚高2.8米,桌面高0.85米,利用系數(shù)0.4,維護系數(shù)0.8,燈具數(shù)量33套,求辦公室內(nèi)平均照度是多少?
燈具解決方案:燈具采用DiNiT 2X55W 防眩日光燈具,光通量3000Lm,色溫3000K,顯色性Ra90以上。
根據(jù)公式可求得:Eav = (33套X 6000Lm X 0.4 X 0.8) ÷(18.2米X 10.8米)
= 110880.00 ÷196.56 ㎡
= 564.10Lux
備注:
照明設計必須必須要求準確的利用系數(shù),否則會有很大的偏差,影響利用系數(shù)的大小,主要有以下幾個因素:燈具的配光曲線,燈具的光輸出比例,室內(nèi)的反射率,如天花板、墻壁、工作桌面等,室內(nèi)指數(shù)大小。
標準值
定義
作業(yè)面或參考平面上的維持平均照度,規(guī)定表面上的平均照度不得低于此數(shù)值。它是在照明裝置必須進行維護的時刻,在規(guī)定表面上的平均照度,這是為確保工作時視覺和視覺功效所需要的照度。
分級
照度標準值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、 200、300、500、750、1000、1500、2000、3000 、5000lx 分級。
lx(勒克斯)為照度單位。
照度標準值分級以在主觀效果上明顯感覺到照度的小變化,照度差大約為1.5倍,該分級與CIE發(fā)光照明委員會標準《室內(nèi)工作場所照明》S008/E--2001的分級大體一致。
照明標準數(shù)據(jù)
中華人民共和國標準《建筑照明設計標準》GB 50034-2013規(guī)定了新建、改建和擴建的居住、公共和工業(yè)建筑的一般照度標準值。
房間(場所) | 參考平面及其 | 照度標準值(lx) |
居住建筑起居室(一般活動) | 0.75m水平面 | 100 |
居住建筑起居室(書寫閱讀) | 0.75m水平面 | 300宜用混合照明 |
居住建筑餐廳 | 0.75m餐桌面 | 150 |
圖書館一般閱覽室 | 0.75m水平面 | 300 |
辦公建筑普通辦公室 | 0.75m水平面 | 300 |
一般市營業(yè)廳 | 0.75m水平面 | 300 |
醫(yī)院候診室、掛號廳 | 0.75m水平面 | 200 |
學校教室 | 課桌面 | 300 |
學校教室黑板 | 黑板面 | 500 |
公用場所普通走廊、流動區(qū)域 | 地面 | 50 |
公用場所自動扶梯 | 地面 | 50 |
工業(yè)建筑機械加工粗加工 | 0.75m水平面 | 200 |
工業(yè)建筑機械加工一般加工公差≥0.1mm | 0.75m水平面 | 300應另加局部照明 |
工業(yè)建筑機械加工精密加工公差<0.1mm | 0.75m水平面 | 500應另加局部照明 |
1、符合下列條件之一及以上時,作業(yè)面或參考平面的照度,可按照度標準值分級提高一級。
視覺要求高的精細作業(yè)場所,眼睛至識別對象的距離大于5 ( X ) nun 時;
連續(xù)長時間緊張的視覺作業(yè),對視覺器官有不良影響時;
識別移動對象,要求識別時間短促而辨認困難時;
視覺作業(yè)對操作有重要影響時;
識別對象亮度對比小于0.3時;作業(yè)精度要求較高,且產(chǎn)生差錯會造成很大損失時;
視覺能力低于正常能力時;
建筑等級和功能要求高時。
2、符合下列條件之一及以上時,作業(yè)面或參考平面的照度,可按照度標準值分級降低一級。
進行很短時間的作業(yè)時;
作業(yè)精度或速度無關緊要時;
建筑等級和功能要求較低時。
在一般情況下,設計照度值與照度標準值相比較,可有-10%—+10%的偏差。
照度儀
照度儀是用來測量光線強弱等級的設備。在某些特定的環(huán)境對光的照度是有嚴格要求的,如用人工對藥品的檢驗就對光的照度有嚴格的要求。
相關原理
用鍺光電池作探頭,由于光的強度不同光電池產(chǎn)生的電流就不同,再把這個電流進行直流放大,再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路把直流信號變成直截反應光照強弱的數(shù)字信號顯示出來。
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