第四章 照明环境

光源的显色性是指由光源所表现的物体性质，采用 “一般显色性指数”作为定量评价指标。显色指数表示 物体在待测光源下“变色”和“失真程度。
△
△一般以日光或接近日光的人工光源作为标准光源，其
显色性最优，将其显色指数Ra用100表示，其余光源 的显色指数均小于100.
（2）直接光与间接光、透射光 直接光以光束的形式直接照在加工的物件 上，故物件向光部分明亮，背光部分黑暗，过 度的对比将产生眩光。只有在照明较高、对比 度较低的情况下才推荐采用直接光。 间接光是光源将其更多的光投射到天花板或 墙上，然后反射到墙上。这个系统要求墙壁和天花 板的颜色要淡。间接光产生分散的光因此没有阴影。 它可使照明度很高而无眩光。
透射光是光线经散光的透明材料使光线转为 漫射。漫射光线可减轻阴影和眩光。
（3）眩光
当视野内出现过高的亮度或过大的亮度对比 时，人们就感到刺眼，影响视觉，这种刺眼的光 线叫眩光。眩光按产生的原因可分为三种：直接 眩光、反射眩光和对比眩光。直接眩光是由明亮 的光源直接照射眼睛引起的，直接眩光与光源位 置有关。反射眩光是光线经过一些光滑物体表面
I L S cos
亮度也可以用每单位面积的发光 面积表示
各种物体表面的亮度
物体 荧光灯（65W）
窗户的表面
亮度（nt） 1000
1000-4000
桌面的白纸
桌面
70-80
40-60
荧光屏的亮边
荧光屏的暗边 屏幕背景
70
4 5-15
4、照度
△照度是被照单位面积上所接受的光通量，用E
表示，单位为勒克思（lx）。 1个勒克思表示在
（6）照度时间上的均匀性
比静态对比更能引起不快的是视力范围内照明 的有节奏的变化。
生理研究已经表明，当1 : 5• 两个亮度水平 的 不停地交换时，人的视力效果下降的程度等价于 把照明强度从1000lx降到30lx。
（Lx）
照度
200-400 100-200 50-100 100-200 50-100 100-300 100 100-200 50-100 30-60
办公室
学校 住宅 旅馆
商店
一楼 二楼以上 地下
200-500 150-300 200-400
四、照明的设计
1、照明方式 照明方式性影响照明质量，且关系到投资及费用支 出。选择何种照明方式，与工作性质及工作点的分 布疏密有关。工作场所人工照明方式一般可分为以 下三种：
美国和德国的部分照明标准 （Lx）
工作种类 简单的装配工作 精确的装配工作 非常精确的装配工 作 简单的车床工作 精细的车床工作 非常精细的车床工 作 技术绘图 书记、办公室工作 德国标准 250 1000 1500 250 500 1000 1000 500 美国标准 320 5400 10800 540 5400 10800 2200 1600
各种环境条件下的照度强度
环境条件 黑夜 月夜 阴天室内 阴天室外 晴天室内 晴天室外 夜晚室内照明 读书所需照明 照度（Lx） 0.01-0.1 0.02-0.2 5-50 50-500 100-1000 2000-100000 50-500 50
（6）反射比
△不同表面吸收色光的程度不同，一个灰暗的表面
1000 36～39 8.3
从中可以看出，看书后眨眼的次数随照度值的增 加而减少，说明视觉疲劳减少。
2、照明与工作效率
良好光环境的作用
生产率、视疲劳与照度的关系
图中为一精密加工车间，随着照度值由370lx逐渐增加，劳 动生产率随之增长，视觉疲劳逐渐下降，这种趋势在 1200lx以下很明显。
3、 照度与事故的关系
双眼静视野
(a) 垂直面内视野
(b) 水平面内视野
双眼静视野
正常人双眼的综合视野在垂直方向约为130°(视水平 线上方60°，下方70°)， 在水平方向约为180°(两眼内侧视野重合约60°，外 侧各90°)，
在垂直方向6°和水平方向8°范围内的物体，映像将 落在视网膜的最敏感部分—黄斑上，而在垂直和水平方 向均为1．5°范围内的物体，映像将落在黄斑中央— 中央凹部分，映像落在黄斑上的物体，看得最为清晰， 因此，该区域称为最优视野。
反射到眼部引起的。对比眩光是物体与背景明暗
相差太大而引起的。
眩光的视觉效应主要是使人的眼睛的 暗适应遭到破坏，产生视觉后像，使工 作区的视觉效率降低，产生视觉不适应 感和分散注意力，引起视疲劳，长期下 去会损坏视力。
直接眩光与光源位 置有关
光源的相对位置对视效的影响
眩光源对视效的影响程度与视线和光源的相对位置有关
1平方米面积上均匀分布1流明光通量的照度值。
△照度用来表明被照面上照明量的大小，在照明系
统设计中，常用照度值规定照明的标准值。以被
照场所光通的面积密度来表示。其计算式为：
E=Φ/S
照度受被照物体与光源的距离及夹角的影响， 它们之间的关系为：
I cos E 2 d
I为发光强度，单位为cd, d表示光源到被照物 体表面距离，单位m，θ表示光线在被照物表面 的入射角。 测定工作场所的照度，可以使用光电池照度计
天然采光标准值
视觉工作分 工作精确度 被识别物体 室内天然光 级 尺寸mm 标准 Lx I D<=0.15 250 特别精细工 作 II 很精细工作 0.15--0.3 150 III
IV
精细工作
一般工作
0.3--1.0
1.0--5.0
100
50
V
粗糙仓库工 作
D>5.0
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房间的照明标准
房间类型 设计室 阅览室 办公室、会议室 医务室 托儿所 食堂 单身宿舍 浴室，厕所 通道，楼梯间 照明标准 （Lx） 100 75 50 50 30 30 30 10 5
d r I d
光强在数值上等于单位立体角内所辐 射的光通量，其单位为坎德拉，简称 坎（cd）。1坎德拉（cd）=流明（lm） /球面度（sr）。
3、亮度
指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于 所取方向的平面上的投影面积之比，亮度的单位为坎[德 拉]每平方米（cd/m2），也称为尼特（nt) .
色觉视野
(a) 垂直面内视野
(b) 水平面内视野
不同颜色对人眼的刺激有所不同，所以视野也不同。图中给出垂 直和水平方向的几种色觉视野范围，白色视野最大，其次为黄、 蓝色，绿色视野最小。
5 、视 度 （视觉感觉清晰的程度）
△适当的亮度 物体要有一定的亮度，才能在视网膜上成像。
△物体的尺寸
物体的视角越大，越能看清楚。 △物体和背景的亮度对比 眼睛能辨别背景上的对象必须具备两条件之一： 1）对象与背景颜色不同。 2）在亮度上有差别。
三、 照明对作业的影响
1、照明与疲劳
看书疲劳和照度 :不同照 度下，看书后眼睛疲劳程 度可以通过眨眼次数的变 化来说明
不同照度下，看书后眼睛疲劳程度可以通过眨眼次数 的变化来说明
照度/lx
最初及最后5min阅读眨眼次 数 最后5min眨眼增多百分数
10 35～60 71.5
100 35～46 31.4
•综合照明。综合照明是指工作面上照度由一般 照明和局部照明共同构成的照明。一般照明与局 部照明对比过强使人感到不舒服，对作业效率有 影响，其比例以1：5为好。综和照明是一种最经 济的照明方式常用于要求照度高，或有一定的投 光方向，或固定工作点分布比较稀疏的场合。
2、光源选择
（1）自然照明与人工照明
•一般照明，也叫全面照明。它是指不考虑特殊 的局部需要，为照亮整个被照面积而设置的照明。 它适用于对光线投射方向没有特殊要求，工作点 较密集，或者作业时工作点不固定的场所，采用 这种照明方式，使作业者的视野亮度一样，视力 条件较好，工作时感到愉快。这种照明方式耗电 较多。
•局部照明。局部照明是指增加某一指定地点的 照度而设置的照明。由于它靠近工作面，可减少 电的消耗，获得高的照明。使用这种方式照明要 注意直接眩光和使周围变暗的影响。
工厂照明的推荐值 （Lx）
工作种类
超精细工作
局部照明
1000-5000
一般照明
50-100
精细工作
300-1000
40-80
100-200
普通工作
100-300
30-60
50-100
粗糙工作
50-100
20-40
办公室，学校等场所照明的推荐值
类型
制图、打字、计算 一般办公室 会议室 、接待室 图书室、制图室、黑 板 普通教室、实验室 学习室、工作室 会客室、卧室、厨房 会客室、谈话室 大厅 走廊、厕所
所吸收的光更多，反射的光更少。有时我们也可以 用反射比来比较不同物体表面的亮度。
△由一表面所反射回来的光通量（即亮度）与照射
到此表面的光通量（即照度）两者之比称为反射比。
二、视觉特性
1、明暗视觉与色彩视觉 眼睛具有明暗视觉和色彩视觉。色彩视觉是明 视觉过程，它产生于锥状细胞的红敏细胞、绿敏细 胞和蓝敏细胞，大脑根据三种光敏细胞的光通量的 比例决定人眼的色彩视觉。
工 作 环 境（照 明 环 境）
一、光的物理性质及度量
主 要 内 容
二、视觉特性 三、照明对作业的影响 四、照明标准 五、照明设计
人通过视觉从外界获得信息，效率与质量同人机
环境照明有直接关系。同时，维持基本的人的视觉 功能也有赖于环境照明，即作业环境中的光环境。 光环境包括自然采光和人工照明。利用自然界的天 然光源，解决作业场所的照明叫天然采光。利用人 工制造的光源来解决作业场所照明的叫人工照明。 自然光线均匀、光质好、照度大、节约资源。因而， 应尽可能利用自然光。
防止和控制出现眩光的措施主要有：
•限制光源亮度。
•合理分布光源。