第四章照明環(huán)境第一節(jié)光的物理性質(zhì)及度量第二節(jié)視覺(jué)特性第三節(jié)照明對(duì)作業(yè)的影響第四節(jié)照明標(biāo)準(zhǔn)第五節(jié)照明環(huán)境的設(shè)計(jì)、改善和評(píng)價(jià)主要內(nèi)容一、光的物理特性

1、光通量單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的光量，單位為流明（lm）

2、發(fā)光強(qiáng)度光源發(fā)出并包含在給定方向上單位立體角內(nèi)的光通量，單位為坎，cd。4.1光的物理性質(zhì)及度量3、亮度指發(fā)光面在指定方向的發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光面在垂直于所取方向的平面上的投影面積之比，單位（cd/m2）。4.1光的物理性質(zhì)及度量4、照度

照度是被照面單位面積上所接受的光通量，單位為勒克司（lx）。圖1照度、亮度和明度三者之間的關(guān)系4.1光的物理性質(zhì)及度量4.1光的物理性質(zhì)及度量5、光源的光效系數(shù)

光源（燈）消耗1W功率所能產(chǎn)生的光通量，單位為lm/W。燈具類型光效系數(shù)范圍燈具類型光效系數(shù)范圍白熾燈8～12鹵鎢燈15～25熒光燈

50～80汞燈36～60金屬鹵化物燈70～98高壓鈉燈100～1401、照度的估算

4.1光的物理性質(zhì)及度量二、照度的估算和測(cè)量例：某機(jī)械生產(chǎn)車(chē)間的檢驗(yàn)室，面積45m2，擬采用直管高顯色熒光燈照明，試根據(jù)合理的照度要求，確定熒光燈的瓦數(shù)和盞數(shù)？2、照度的測(cè)量測(cè)量的儀器：照度計(jì)4.1光的物理性質(zhì)及度量一般站立工作的場(chǎng)所取地面上方85cm，座位工作時(shí)取40cm高處進(jìn)行測(cè)量。關(guān)于測(cè)點(diǎn)的布置、測(cè)值計(jì)算、結(jié)果統(tǒng)計(jì)等方面的要求，可以參考GB/T5700-1985《室內(nèi)照明測(cè)量方法》。一、明暗視覺(jué)

暗適應(yīng)：人由明亮的環(huán)境轉(zhuǎn)入暗環(huán)境，使視覺(jué)感受性逐步提高的過(guò)程稱為暗適應(yīng)。暗適應(yīng)過(guò)程的時(shí)間較長(zhǎng)，35～50分鐘。4.2視覺(jué)特性

明適應(yīng)：

人由暗環(huán)境轉(zhuǎn)入明亮的環(huán)境，最初不能辨認(rèn)物體，感到刺眼，經(jīng)過(guò)約1分鐘后，恢復(fù)功能，便能看清物體。

頻繁的明暗適應(yīng)會(huì)增加眼睛的疲勞，視力下降，故工作場(chǎng)所的照明力求均勻穩(wěn)定。4.2視覺(jué)特性圖2照度不均勻性產(chǎn)生明暗適應(yīng)

二、視野與視力范圍1、視野人的眼睛觀看正前方物體所能看得見(jiàn)的空間范圍，通常以視角來(lái)表示.2、分類靜視野（直接視野）：頭部固定，眼球靜止不動(dòng)的狀態(tài)下自然可見(jiàn)的范圍.注視野：頭部固定，眼球轉(zhuǎn)動(dòng)注視某中心點(diǎn)時(shí)所見(jiàn)的范圍.動(dòng)視野(眼動(dòng)視野）：頭部固定，眼球自由轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下可見(jiàn)的范圍.觀察視野：軀干固定，轉(zhuǎn)動(dòng)頭部眼球所可見(jiàn)的范圍。4.2視覺(jué)特性正常人雙眼的綜合靜視野在垂直方向約為130°；在水平方向約為180°。4.2視覺(jué)特性在垂直方向6°和水平方向8°范圍內(nèi)的物體，看得最為清晰，該區(qū)域稱為最優(yōu)視野。圖2雙眼靜視野3人的視覺(jué)特性4.2視覺(jué)特性圖3人的最佳靜視野4.2視覺(jué)特性圖4人的最佳注視野（眼動(dòng)）和觀察視野

4、色覺(jué)視野：不同的顏色對(duì)人眼的刺激不同，所以視野也不同。白色的視野最大，黃、藍(lán)、紅、綠色的視野依次漸小如圖。在產(chǎn)品顯示器、操縱裝置，標(biāo)志符號(hào)設(shè)計(jì)都要考慮色覺(jué)視野。4.2視覺(jué)特性圖5色覺(jué)視野1視角物體上兩點(diǎn)間光線投入瞳孔在光心處交叉所形成的夾角。距離相同時(shí)，物體的大小與視角成正比；同一物體距離遠(yuǎn)近與視角成反比。視角的計(jì)算公式：α=2arctgD/2L＝D/LD＝αLD＝αL/3438（以分為單位）DL視角4.2視覺(jué)特性在設(shè)計(jì)中，視角是確定設(shè)計(jì)對(duì)象（儀表，字符）尺寸大小的依據(jù)。三、視力與視度4.2視覺(jué)特性2視力

視力（視敏度）：是眼睛分辨物體細(xì)節(jié)能力的一個(gè)生理尺度，用臨界視角的倒數(shù)來(lái)表示，即：視力=1/臨界視角（臨界視角單位分）3視度

視度：視覺(jué)感覺(jué)清晰的程度。影響視度的因素：1、適當(dāng)?shù)牧炼?/p>

試驗(yàn)表明：1/π×10－5cd/m2人眼能感覺(jué)到，增加亮度越清晰，疲勞感越少，超過(guò)1/π×104cd/m2，靈敏度反而下降。

4.2視覺(jué)特性2、物體的尺寸相同距離，物體的尺寸大的視度高。3、物體與背景的亮度對(duì)比臨界亮度差：人能辨別對(duì)象與背景的最小亮度差。臨界對(duì)比：臨界亮度差與背景亮度之比，視力較好的人的臨界對(duì)比0.01。4.2視覺(jué)特性4.2視覺(jué)特性按物體的辨認(rèn)效果，即辨認(rèn)的清晰程度和辨認(rèn)速度，分為以下4個(gè)視區(qū)：中心視區(qū)最佳視區(qū)有效視區(qū)最大視區(qū)4視區(qū)視區(qū)

中心視區(qū)最佳視區(qū)有效視區(qū)最大視區(qū)范圍鉛垂方向水平方向

1.5～3°

1.5～3°視水平線下15°上10°，下30°20°30°120°上60°，下70°辨認(rèn)效果辨認(rèn)形體最清楚在短時(shí)間內(nèi)能辨認(rèn)形體需集中注意力，才能辨認(rèn)形體可感到形體存在，但輪廓不清楚4.3照度對(duì)作業(yè)的影響圖6在環(huán)境中影響工作者的視覺(jué)工效的參數(shù)

一、照度與疲勞4.3照度對(duì)作業(yè)的影響照明差容易引起視覺(jué)疲勞，如圖圖7視覺(jué)疲勞與照度的關(guān)系4.3照度對(duì)作業(yè)的影響照度/lx最初及最后5min閱讀眨眼次數(shù)

10

100

100035～6071.535～4631.436～398.3最后5min眨眼次數(shù)增加百分?jǐn)?shù)(%)表1照度與視覺(jué)疲勞二、照明與工作效率4.3照度對(duì)作業(yè)的影響改善照明條件不僅可以減少視覺(jué)疲勞，而且也可以提高識(shí)別速度和主體視覺(jué)，從而提高工作效率和準(zhǔn)確度，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。圖8生產(chǎn)率與照度的關(guān)系4.3照度對(duì)作業(yè)的影響改善照明所產(chǎn)生的效果（日本照明協(xié)會(huì)）4.3照度對(duì)作業(yè)的影響研究表明：在臨界照度值以下，隨著照度的增加，工作效率迅速提高；在臨界照度值以上，增加照度對(duì)工作效率的提高影響很小，或根本無(wú)所改善；當(dāng)照度提高到使人生產(chǎn)眩光時(shí)，會(huì)降低工作效率。圖9被試人員對(duì)各種照度的滿意程度4.3照度對(duì)作業(yè)的影響三、照明與事故事故的數(shù)量與工作環(huán)境的照明條件有關(guān)。在適度的照度下，可以增加辨色能力，減少識(shí)別物體色彩的錯(cuò)誤率，增加物體的立體感，擴(kuò)大視野，防止事故的產(chǎn)生。圖10事故與室內(nèi)照度的關(guān)系4.3照度對(duì)作業(yè)的影響四、照明與情緒五、結(jié)論改善工作環(huán)境的照明，可以改善視覺(jué)條件，節(jié)省工作時(shí)間；提高工作質(zhì)量，減少?gòu)U品；保護(hù)視力，減輕疲勞，提高工作效率；減少差錯(cuò)，避免或減少事故，有助于提高工作興趣，改進(jìn)工作環(huán)境。工作環(huán)境的照明，影響人的情緒，影響人的興奮性和積極性，從而影響人的工作效率。一、環(huán)境照明的工效學(xué)總體原則

設(shè)計(jì)時(shí)最大限度的利用自然光，盡量防止眩光，增加照度的穩(wěn)定性和分布的均勻性。照度均勻性，不宜過(guò)高或過(guò)低，以適當(dāng)?shù)拿髁粮校谌梭w活動(dòng)的安全。工作面比非工作面的照度要高，以形成適當(dāng)?shù)牟顒e。避免直射，眩光。光源具有較好的顯色性，利于保護(hù)視覺(jué)和人們的心理健康。4.4工作場(chǎng)所照明二、照明的方式

工業(yè)企業(yè)建筑物的照明通常采用自然照明、人工照明和混合照明。4.4工作場(chǎng)所照明圖11企業(yè)照明方式自然照明人工照明天然采光設(shè)計(jì)，就是利用日光的直射、反射和投射等性質(zhì)，通過(guò)各種采光口設(shè)計(jì)，給人以良好的視覺(jué)和舒適的光環(huán)境。圖12～13

人工照明設(shè)計(jì)就是利用各種人造光源的特性，通過(guò)燈具造型設(shè)計(jì)和分布設(shè)計(jì)，造成特定的人工光環(huán)境。人工照明按照射范圍分為一般照明（全面照明），局部照明，綜合照明和特殊照明。4.4工作場(chǎng)所照明一般照明（全面照明）：不考慮特殊的局部需要而照亮整個(gè)被照面積而設(shè)置的照明,如圖15。4.4工作場(chǎng)所照明局部照明：增加某一地方亮度而設(shè)置的照明，如圖16。綜合照明：由局部照明與全面照明相結(jié)合的照明，如圖17。特殊照明：如彩色照明、方向照明等照明的配光方式：4.4工作場(chǎng)所照明圖18照明配光方式三、光源的選擇

首先考慮自然光，輔助人工照明。人工照明應(yīng)選擇接近自然光的人工光源，熒光燈優(yōu)于白熾燈。

選擇顯色性指數(shù)較好的光源，不宜選用有色光源。顯色性指數(shù)表示物體在待測(cè)光源下變色和失真的程度，反映了光源所表現(xiàn)物體性質(zhì)的程度。4.4工作場(chǎng)所照明光源顯色指數(shù)Ra光源顯色指數(shù)Ra白色熒光燈66熒光水銀燈44日光色熒光燈77金屬鹵化物燈65暖白色熒光燈59高顯色金屬鹵化物燈92高顯色熒光燈92高壓鈉燈29水銀燈32氙燈9420％51％4.4工作場(chǎng)所照明表光源的顯色性分組及應(yīng)用范圍顯色性組別顯色指數(shù)范圍應(yīng)用示例優(yōu)先采用允許采用1ARa≥90顏色匹配醫(yī)療診斷―――1B90>Ra≥80辦公室醫(yī)院印刷、油漆和紡織工業(yè)、精密加工工業(yè)―――280>Ra≥60工業(yè)生產(chǎn)辦公室360>Ra≥40粗加工工業(yè)工業(yè)生產(chǎn)440>Ra≥20―――粗加工工業(yè)四、眩光及其防控措施1、眩光

當(dāng)視野內(nèi)出現(xiàn)過(guò)高的亮度或過(guò)大的亮度對(duì)比時(shí)，人就感覺(jué)刺眼，這種光線成為眩光。分為：直射眩光、反射眩光和對(duì)比眩光。4.4工作場(chǎng)所照明圖19光源位置的眩光效應(yīng)3、防控措施

限制光源亮度小于16x104cd/m2，采取合適的配光方式；合理分布光源，將眩光光源布置在微弱眩光區(qū)以外；光線轉(zhuǎn)為散射；通過(guò)變換光源或工作面的位置，避免反射眩光；通過(guò)選擇材質(zhì)和涂色來(lái)降低反射系數(shù)；適當(dāng)提高環(huán)境亮度，減少亮度對(duì)比。4.4工作場(chǎng)所照明2、眩光的視覺(jué)效應(yīng)

使暗適應(yīng)破壞，工作區(qū)的視覺(jué)效率降低，產(chǎn)生視覺(jué)不適感和分散注意力，引起視覺(jué)疲勞，視力降低，影響工作效率等。4.4工作場(chǎng)所照明

五、照度分布

照度的分布應(yīng)均勻：場(chǎng)內(nèi)最大、最小照度分別與平均照度之差小于等于平均照度的1/3。

照度的均勻主要是在于燈具的布置解決。邊行燈至場(chǎng)邊的距離應(yīng)保持在L/2～L/3之間。4.4工作場(chǎng)所照明六、亮度分布

亮度的分布應(yīng)均勻：視野范圍內(nèi)的觀察對(duì)象、工作面和周?chē)h(huán)境之間最好的亮度比為：5︰2︰1。最大允許亮度比為10：3：1。如果房間照度水平不高，例如不超過(guò)150～300lx時(shí)，視野內(nèi)的亮度差別對(duì)視覺(jué)工作的影響比較小。表4-6為室內(nèi)亮度比最大允許值。條件觀察對(duì)象與工作面之間（書(shū)、桌）

辦公室、學(xué)校

工廠3：15：120：1觀察對(duì)象與周?chē)h(huán)境之間光源與背景一般視野內(nèi)各表面之間40：180：110：120：140：1一、國(guó)家照度標(biāo)準(zhǔn)4.5照明標(biāo)準(zhǔn)1992年《視覺(jué)工效學(xué)原則室內(nèi)工作系統(tǒng)照明》GB/T13379-92;2004年12月開(kāi)始施行《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2004;主要是根據(jù)勞動(dòng)生產(chǎn)率及單位產(chǎn)品的成本來(lái)選擇照度標(biāo)準(zhǔn)。

表4-7生產(chǎn)車(chē)間工作面與鄰近周?chē)斩茸鳂I(yè)面照度值/lx作業(yè)面鄰近周?chē)斩戎?lx≥750500300（一般情況）≥200500300200與作業(yè)面照度相同4.5照明標(biāo)準(zhǔn)（1）下列條件，照度標(biāo)準(zhǔn)可以提高一級(jí)。視覺(jué)要求較高的精細(xì)作業(yè)場(chǎng)所，眼睛至識(shí)別對(duì)象距離大于500mm（精密儀表加工、精密制造）。連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間緊張的視覺(jué)作業(yè)（主控制室）。識(shí)別移動(dòng)對(duì)象，要求識(shí)別時(shí)間短促而辨認(rèn)困難。作業(yè)精度要求較高，且產(chǎn)生差錯(cuò)會(huì)造成重大損失時(shí)。（2）下列條件，照度標(biāo)準(zhǔn)可以降低一級(jí)。進(jìn)行很短的作業(yè)。作業(yè)精度或無(wú)關(guān)緊要。建筑等級(jí)和功能要求較低。4.5照明標(biāo)準(zhǔn)二、照明標(biāo)準(zhǔn)值推薦

針對(duì)居住建筑、公共場(chǎng)所、工業(yè)建筑、公共建筑都有相關(guān)的照明標(biāo)準(zhǔn)值表4-8標(biāo)準(zhǔn)。一、照明設(shè)計(jì)

照明設(shè)計(jì)包括光源設(shè)計(jì)與布置，利用或防止表面反射，降低眩光的方法，以及選擇執(zhí)行任務(wù)所需的照明標(biāo)準(zhǔn)。1、自然光

防止光線直接照射到工作面。工作人員避免面對(duì)窗戶，以降低明視比。采用可調(diào)窗戶來(lái)降低自然光的亮度。4.6照明環(huán)境的設(shè)計(jì)、改善和評(píng)價(jià)2、燈具安排的基本原則燈具不應(yīng)出現(xiàn)在工作人員的視野內(nèi)。所有的燈具應(yīng)安置陰影或眩光屏遮裝置，控制亮度200cd/m2。光源至眼睛與所產(chǎn)生的角度應(yīng)大于30°。熒光燈光管的排列方向宜與視線成直角。使用較多的低功率燈具，代替較少的高功率燈具。避免在設(shè)備、操作機(jī)床、工作臺(tái)、控制盤(pán)的表面涂裝反射性的顏色。4.6照明環(huán)境的設(shè)計(jì)、改善和評(píng)價(jià)圖21辦公室內(nèi)用具和其它表面的反射率4.6照明環(huán)境的設(shè)計(jì)、改善和評(píng)價(jià)二、照明環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

光環(huán)境指數(shù)綜合評(píng)價(jià)方法GB/T12454-1990《視覺(jué)環(huán)境評(píng)價(jià)方法》，考慮多項(xiàng)影響人的工作效率和心理舒適的因素，來(lái)評(píng)價(jià)光環(huán)境。1、問(wèn)卷；2、按權(quán)重計(jì)算項(xiàng)目評(píng)分；3、總的光環(huán)境指數(shù)S；4、評(píng)價(jià)結(jié)果與質(zhì)量等級(jí)。4.6照明環(huán)境的設(shè)計(jì)、改善和評(píng)價(jià)效果顯著！項(xiàng)目編號(hào)n評(píng)價(jià)項(xiàng)目狀態(tài)編號(hào)m可能狀態(tài)選擇注釋說(shuō)明1第一印象1好2一般3不好4很不好2照明水平1滿意2尚可3不合適,令人不舒服4非常不合適,看作業(yè)有困難步驟一問(wèn)卷表3眩光感覺(jué)1毫無(wú)感覺(jué)2稍有感覺(jué)3感覺(jué)明顯,令人分心或令人不舒服4感覺(jué)嚴(yán)重,看作業(yè)有困難4亮度分布

1滿意2尚可3不合適,令人分心或令人不舒服4非常不合適,影響正常工作項(xiàng)目編號(hào)n評(píng)價(jià)項(xiàng)目狀態(tài)編號(hào)m可能狀態(tài)選擇注釋說(shuō)明5光影1滿意2尚可3不合適,令人不舒服4非常不合適,影響正常工作6顏色顯現(xiàn)1滿意2尚可3顯色不自然,令人不舒服4顯色不正確,影響辨色作業(yè)問(wèn)卷表7光色1滿意2尚可3不合適,令人不舒服4非常不合適,影響正常作業(yè)8表面裝修與色彩1外觀滿意2外觀尚可3外觀不滿意.令人不舒服4外觀非常不滿意,影響正常工作項(xiàng)目編號(hào)n評(píng)價(jià)項(xiàng)目狀態(tài)編號(hào)m可能狀態(tài)選擇注釋說(shuō)明9室內(nèi)結(jié)構(gòu)與陳設(shè)1外觀滿意2外觀尚可3外觀不滿意.令人不舒服4外觀非常不滿意,影響正常工作10同室外的視覺(jué)聯(lián)系1滿意2尚可3不滿意,令人分心或令人不舒服4非常不滿意,有嚴(yán)重干擾感,或有嚴(yán)重隔離感問(wèn)卷表步驟二項(xiàng)目評(píng)分及統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目編號(hào)n項(xiàng)目權(quán)值W(n)狀態(tài)編號(hào)m狀態(tài)分值P(m)所得票數(shù)V(n,m)項(xiàng)目評(píng)分S(n)計(jì)權(quán)后項(xiàng)目評(píng)分S(n)W(n)光環(huán)境指數(shù)SS(n)W(n)/ΣW(n)11.010210350410021.0102103504100步驟三評(píng)價(jià)為了便于分析和確定評(píng)價(jià)結(jié)果，該方法中將光環(huán)質(zhì)量按光環(huán)指數(shù)的范圍分為四個(gè)質(zhì)量等級(jí)，其質(zhì)量等級(jí)的劃分及其含義見(jiàn)下表。視覺(jué)環(huán)境指數(shù)SS=00<S≤1010<S≤50S>50質(zhì)量等級(jí)1234意義毫無(wú)問(wèn)題稍有問(wèn)題問(wèn)題較大問(wèn)題很大思考題1、工業(yè)企業(yè)建筑物的照明有幾種形式？人工照明按燈光和照射效果是怎樣分類的？如何選擇照明方式？房間或場(chǎng)所參考平面及其高度照度標(biāo)準(zhǔn)值（lx）Ra起居室一般活動(dòng)0.75m水平面10080書(shū)寫(xiě)、閱讀300臥室一般活動(dòng)0.75m水平面7580床頭、閱讀150餐廳0.75m水平面15080廚房一般活動(dòng)0.75m水平面10080操作臺(tái)臺(tái)面150衛(wèi)生間0.75m水平面10080表4-8居住建筑的標(biāo)準(zhǔn)照度房間或場(chǎng)所參考平面及其高度照度標(biāo)準(zhǔn)值（lx）Ra門(mén)廳普通地面10060高檔地面20080走廊、流動(dòng)區(qū)域普通地面5060高檔地面10080樓梯、平臺(tái)普通地面3060高檔地面7580自動(dòng)扶梯地面15060廁所、盥洗室、浴室普通地面7560高檔地面15080電梯前廳普通地面7560高檔地面15080休息室地面10080儲(chǔ)藏室、倉(cāng)庫(kù)地面10060車(chē)庫(kù)停車(chē)間地面7560檢修間地面20060表4-9公共場(chǎng)所的標(biāo)準(zhǔn)照度房間或場(chǎng)所參考平面及其高度照度標(biāo)準(zhǔn)值(lx)Ra備注1通用房間或場(chǎng)所試驗(yàn)室一般0.75m水平面30080可另加局部照明精細(xì)0.75m水平面50080可另加局部照明檢驗(yàn)一般0.75m水平面30080可另加局部照明精細(xì)，有顏色要求0.75m水平面75080可另加局部照明計(jì)量室、測(cè)量室0.75m水平面50080可另加局部照明變、配電站配電裝置室0.75m水平面20060變壓器室地面10020電源設(shè)備室，發(fā)電機(jī)室地面20060控制室一般控制室0.75m水平面30080主控制室0.75m水平面50080表4-10工業(yè)建筑的標(biāo)準(zhǔn)照度電話站、網(wǎng)絡(luò)中心0.75m水平面50080計(jì)算機(jī)站0.75m水平面50080防光幕反射動(dòng)力站風(fēng)機(jī)房、空調(diào)機(jī)房地面10060泵房地面10060冷凍站地面1