— 光强、色温的选择? —

光强、色温的选择?

发布日期:2019-04-01

光强、色温的选择

一、照度

       照度是视觉光环境的最基本的技术指标,它是指受照物体单位面积上所得到的光通量值,其单位用每平方米面积上受照的流明数(1m/m2)或勒克斯(Lux)来量度。在高照度下,容易看清物体,分清细小字体、图像,分辨能力高,人眼不觉得疲劳;反之,在低照度下,光照不足,看不清细小的字体,分辨能力低,眼晴易疲劳,受损伤、患近视。各种照明工程设施中必须有科学合理的照度标准值,而且要正确地进行光照度的分布。

       最近颁布的国家标准教室照度规定为300Lux,事实上白天教室中的照度是日光和照明灯光的综合效果。夜间教室内必须配置完善的照明灯光设施,各课桌面上照度应大于标准值。而国际标准为300Lux,一些发达国家教室照度标准提高到500Lux在中学期间,学生的学习任务繁重,长时间看书学习,做作业,眼睛极易疲劳,是近视眼高发期,所以对中学生教室的照明设计要引起足够重视。有些地区的中小学校教室的照度严重不足,低于150Lux的最低标准值、有损学生的身心健康,学习效率降低。某些特殊教室(如制图、绘画)的照度提高到500-1000Lux,得到清晰的光环境。可是目前有些新建学校片面追求明亮,或者设计不合理,照度高达800-1000Lux,在学生书本和桌面形成刺眼的反射光,学生眼睛易疲劳,又浪费电力如果有太阳光照射到课桌面上,照度高达数千Lux,造成学生看不清老师在黑板上的书写,又损伤视力。

     教室照明的电光源辐射出来的光经灯具进行重新分布,使各课桌面上的照度达到要求值,由于设计不合理或灯具质量差等原因,各处的照度分布不均匀,差异较大。若观察者主观判断已觉得不满意,必然会影响视觉效能和舒适程度。照度均匀性是指各处的照度最小值与教室内平均照度值之比,一般要求大于80%。人们在不同照度下阅读或工作,也会造成人眼的疲劳

       人眼的视觉效应由多种复杂因素构成,因人而异。年龄不同对灯光亮度的要求不一样,年龄越大,眼球水晶体的透光性能变差,要求有较高照度。即使同一个人因环境的差异、情绪的变化,对灯光有不同的要求和反应。阅读灯光最好采用亮度可周的灯具,得到舒适的光照环境。

二、昡光和闪烁

 (1) 眩光

       昡光是指视野中出现直接刺激眼睛的光,使视觉功能或可见度降低(称失能眩光)或者引起视觉不舒适的感觉(称不舒适昡光)。高亮度光源的光直接进入视野的叫直接眩光,如太阳光照射到桌面上;光线经光泽表面反射后进入视野的叫间接眩光,教室内会出现不舒适眩光,失能眩光几乎不会出现

       照明光源的发光面积射入眼晴中应尽量要少,避免直接眩光影响视度。随着射入眼睛的照度提高会出现光幕现象,看清物体越困难。教室照明大多采用荧光灯管,并配置良好反射的配光灯具,灯具与黑板应该成垂直布置,这样使学生看到灯具中发光面积减小。

       整个教室的视向是朝向黑板,黑板的照明也十分重要,要求黑板上不能产生眩光,黑板各处照度分布均匀,学生能看清黑板。教师讲课时不应有直接眩光干扰,同时不能有黑板上的反射眩光射入教师眼睛。黑板的照明采用角度反射灯具,正确按置灯具的方向,有足够的垂直照度,使黑板上产生的平均照度达到350Lux左右。

       为了降低不舒适眩光,灯具上配有乳白色或带棱镜透光型灯罩,显然课桌上照度均匀柔和,但照度下降25-30%。

 (2) 闪烁性

       炭光灯的放电特性必需利用镇流器来启动和稳定工作电流传统的是采用电感镇流器,通入5Hz交流电后,会产生每秒100次发光跳动现象,即所谓闪烁。当电压不稳定时,闪烁现象格外严重。若长期在闪烁严重的照明光环境下学习看书,眼睛容易疲劳,导致视力变差。如果用20-50KHz的高频电流下工作,放电发光十分稳定,光输出强度不会发生闪动,避免闪烁现象的发生。当代都是用高频工作的电子镇流器实现,市场上保护眼睛的书写台就属此道理;同时经大量实测证明,荧光灯在高频状态下工作的发光效率比低频下提高10-15%

三、色温

       光线进入眼睛,就感觉到有光源发光呈现出来的颜色,不同的发光体就有不同的光色。光源辐射的颜色与黑体热辐射光的颜色相同时,此黑体的温度称为光源的色温,单位用绝对温标“K”表示;它是电光源发光颜色差异的表征值。荧光灯的色温有6500K的日光色(R);5000K的中性白色(RZ):4000K的冷白色(RL):3500K的白色(RB);3000K的暖白色(RN);2700K的白炽灯色(RD)。

节能灯各色温的国家标准

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      RR(或RZ、RL、RB、RN、RD)表示光色,也就是色温,有些用65(或50、40、35、30、27)来表示,RR=65=6500K,RZ=50=5000K,RL=40=4000K。色温低的,白里透黄,叫暖色调;色温高的,白里透蓝,叫冷色调。家中:卧室用RD为好,显得温磬;客厅用RR为佳,显得大气;餐厅用RL为宜显得平和。看书,用RD对眼睛保护有利。

       光源色温的选择决定于环境气温、使用场合、光色温爱好高色温(≥5000K)的光源属于冷色调,其内含有较多的蓝色光,使人得到沉着、冷静的心理感觉,主要用于严肃的场合如生产车间、会议室等。低色温(≤3000K)的光源属于暖色调,含有较多红色光,给人一种活泼、温馨、愉快的心理感觉,一般用于幼儿园、家居、宾馆照明等。中色温光介于高低色温光之间,红、録、蓝三色成份较丰富,可用于商场、快餐店、超市等。高色温光对眼晴刺激较大,使人易醒觉,心理感觉亮度较高,眼晴易疲劳。低色温光较为柔和,让人一种舒

适感觉,光对眼睛的刺激小,分辨本领稍低,心理感觉较轻松。

       位于热带或亚热带地区的气温较高,人们喜欢用高色温的灯,构成一个清静凉爽的环境;处于寒冷或温带地区的气温较低,可以选用低色温或中色温灯光,增强温暖气氛。有时在夏天选用高色温灯光,冬天选用低色温灯光。

       在教室内受光照的对象是书本和人脸,高色温的白光照射到书本上,使人有纯白的感觉,但是从纸面上反射出来的白光进入眼晴易引起疲劳。皮肤颜色不同的人种,往往喜欢不同颜色的光色,白种人喜欢低色温的光源,如欧洲、北美地区;深色人种却喜爱白色光,如非洲、东南亚、南美地区

       国内采用的荧光灯照明绝大多数是6500K的日光色,这是长期形成的习惯所致。同时人们心理感觉总是认为高色温灯管的亮度高于低色温灯管,事实上同类炭光灯管的发光亮度低色温灯大于高色温灯。高色温光对眼睛的刺激大,心理感到明亮;低色温灯光线柔和,对眼睛的刺激小,似乎较暗淡。

       就儿童学习游戏的环境尽量用柔和舒适的光线,有益于儿童的视力。切忌用强光或眩光去伤害儿童的视力。就照度而言,学习读书可选用200-500Lux,游戏活动为150-200Lux,一般照明为75-150Lux。光线的色温应选用低色温为主,创建一种温柔、活泼、快乐的气氛。有时照明设计时将光线照射到墙壁或天花板上,再让光散射到整个空间。得到柔和漫射的光色环境。

       就中学生教室来说,最好用4000K的中色温灯光为宜,因地理位置是温带气候,皮肤呈淡黄色,光线对眼晴的刺激较小有利于调动学习情感,又照顾到原来习惯于高色温光。中学生的年绘增大,学习繁重,作业多,照度应大于300Lux

       儿童不宜在单一光色的环境中生活,否则造成颜色识别能力差。所以在儿童生活的空间周围表面和室内饰物应选用儿童喜爱的颜色。据国外研究兰、黄、黄録、橙色有利儿童智商开发,而在白、黑、棕色不利于智商开发。当然也不能在色彩斑斓、闪烁跳跃的灯光环境中,否则将影响视力的正常发育,心情变得急躁易怒,坐立不安。

四、显色性

       光线照射到有色物体上,其颜色被复原的能力叫做显色性太阳光中包含有各种各样颜色的光,可以把物体上任何颜色再现出来。而照明灯光是由多种不同颜色的光所构成,其复现物体颜色的本领也不相同。为了表征光源复原颜色的本领用显色指数Ra来表示,通常将太阳光作为标准:Ra=100,各类其它光源的Ra值均小于100,Ra值越大,显色性越好。

       对色彩分辨要求高的有纺织厂、彩色印刷厂、服饰商店以及工艺美术,历史文物、家居装饰、医院诊断等都要求有较高显色指数Ra=80-95。显色性高有利于儿童视觉效能,感到自然舒适,可以提高分辨颜色能力和学习效率。近来国外先进国家教室照明采用电子镇流的Ra=80-85的三基色直管荧光灯,可以明显改善视觉光色环境,又能节省照明电耗。

       同一个有色物体在两个不同的光源照射下,所显现的颜色就不一样,有时可使某些颜色失真。例如:在色温2000K,Ra=20的高压钠灯的黄白色光下,蓝色物体变成黑色,因其光中无蓝色光;高压汞灯放电的辐射光谱中缺乏红光成份,当照射到人脸时呈紫色。有时光色会影响生理和心理变化,如幼儿在黄色光的环境中易引起啼哭;在照明灯光下睡觉,易患近视眼,因为2岁以下的幼儿眼晴视力处于发育阶段。为了满足人们的情绪的要求以及使用场合的不同,应该正确选择照明光源的色温和显色指数

五、三基色节能荧光灯

       当前国内的教室、办公室、生产车间等绝大多数是选用T8型卤磷酸钙的直管荧光灯,其管径为Φ26mm,并与电感镇流相配用。显然其发光效率低,显色性差,光闪烁明显等缺点;而国际上已开始用电子镇流器工作的三基色节能荧光灯来替代,如表中列出了两种不同荧光粉的T8灯管的特性比较。

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       表中看到三基色荧光灯明显优于卤磷酸钙荧光灯,而且2000小时的光通维持率前者为90%以上,后者为83-87%。有的国家用32W三基色灯管替代36W卤磷酸钙灯管,具有相等的光通量则节省电能11%为了降低成本,近年来又出现用T6(管径Φ19mm)和T5(管径16mm)的三基色灯管替代T8灯管,并采用高频电子镇流器来工作。在学校教室照明中,用三基色荧光灯更换卤粉灯管的是大势所趋,是改善教室光色环境的有效措施。

       顺便指出,目前市场销售的护眼的保健灯,除改进灯具结构,采用三基色光灯和电子镇流器工作以外,还应具有调光功能和选择较低的光色温。

 

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