人因工程學(xué)第4章照明環(huán)境課件

第四章環(huán)境照明第四章環(huán)境照明1電磁輻射(電磁波)非電離輻射：紫外線、可見光、紅外線、激光、射頻輻射電離輻射：x射線，射線可見光：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫(波長縮短)。單色光：只含單一波長成分的光。復(fù)合光：包含兩種或兩種以上波長成分的光。p101,圖6-2白光經(jīng)棱鏡后的色散現(xiàn)象眼睛對物體的色彩感覺是主觀（視覺功能）和客觀（物體屬性與照明條件）的綜合效果。電磁輻射(電磁波)非電離輻射：紫外線、可見光、紅外線、激光、24.1光的物理性質(zhì)及度量6.2.1輻射能量Qe以粒子或電磁波的形式發(fā)射、傳遞或接受的能量，以Qe表示，單位為J。6.2.2輻射通量單位時(shí)間內(nèi)通過某一面積的輻射能量，單位W或erg/s6.2.3輻射照度Ee在某個(gè)面上某點(diǎn)的輻射照度指入射在包含著這個(gè)點(diǎn)的微小面積元上的輻射通量，除以微小面積上的面積。單位：W/m24.1光的物理性質(zhì)及度量6.2.1輻射能量Qe6.2.36.2.4輻射強(qiáng)度Ie輻射源在給定方向的輻射強(qiáng)度指入射在包含這個(gè)點(diǎn)的微小立體角元上的輻射通量，除以這個(gè)微小立體角元。單位：W/球面度6.2.5輻射亮度Le輻射源表面上的某點(diǎn)在給定方向的輻射亮度指包含著這個(gè)點(diǎn)的微小面積在給定方向的輻射強(qiáng)度，除以在這個(gè)方向的垂直平面上直角投影所得出的微小面積元的面積。單位：W/(m2·球面度)6.2.4輻射強(qiáng)度Ie單位：W/球面度6.2.5輻射亮46.2.6相對視敏函數(shù)由來：視敏特性—人眼對不同波長的光具有不同靈敏度，對于輻射功率相同的各色光具有不同的亮度感覺。在相同的輻射功率條件下，人眼感到最亮的光是黃綠光，而感覺最暗的光是紅光和紫光。視敏特征用視敏函數(shù)和相對視敏函數(shù)來描述。衡量方法：在相同亮度感覺條件下測量各個(gè)波長的光的輻射功率,越大，人眼對該波長的光越不敏感，越小，人眼對它越敏感。視敏函數(shù)：相對視敏函數(shù)：)((555)/PP)/K(555)K(max/)()(rrllll===KKV6.2.6相對視敏函數(shù)越小，人眼對它越敏感。視敏函數(shù)：相對5標(biāo)準(zhǔn)相對視敏函數(shù)曲線（圖6.1）。黃昏時(shí)與白天相比，相對視敏函數(shù)V（λ）將向短波光方向移動(dòng)，人眼對綠光感覺最敏感。380460540620700760白天黃昏1.00.80.60.40.2相對視敏函數(shù)圖6.12相對視敏函數(shù)曲線紫綠紅紫黃橙由于當(dāng)主觀感覺亮度相同時(shí)，波長為555nm的黃綠光的輻射功率Pr（555）最小。因此，熒光屏綠色背景對眼睛具有保護(hù)作用。標(biāo)準(zhǔn)相對視敏函數(shù)曲線（圖6.1）。黃昏時(shí)與白67.光通量光通量就是按照人眼光感覺來度量光的輻射功率。當(dāng)λ=555nm時(shí)光感覺最強(qiáng)，V（555）＝1，此時(shí)，Pw（555）=1w，光瓦。其它波長的光由于相對視敏函數(shù)下降，輻射功率為1w所產(chǎn)生的光通量均小于1光瓦。

（2）復(fù)色光光通量：若光源的輻射功率為，其總光通量為其組成的各波長的光通量之和，

(1)單色光光通量：為輻射功率與相對視敏函數(shù)的乘積

單位：光瓦7.光通量當(dāng)λ=555nm時(shí)光感覺最強(qiáng)，V（555）＝17（3）光通量單位國際單位是流明（lumen，簡寫lm）。

定義：絕對黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305×10-3cm2面積上輻射的光通量為1lm。例如：

一個(gè)40w的鎢絲燈泡的光通量為468lm，發(fā)光效率11.7lm／w一個(gè)40w的日光燈的光通量為21001m，發(fā)光效率為52.5lm／w。有的人工光源發(fā)光效率可達(dá)100lm／w。

光瓦與流明的換算關(guān)系：由于波長為555nm的單色光1w輻射功率所產(chǎn)生的光通量恰為680lm，即1光瓦＝680lm或1lm=1/680光瓦

（3）光通量單位例如：光瓦與流明的換算關(guān)系：83.發(fā)光強(qiáng)度例如：點(diǎn)光源，球心對球面的立體角為4π立體弧度

cd，

lm

例如：計(jì)算漫射面（余弦射面）的光通量特性。指光源在單位立體角內(nèi)的光通量，簡稱光強(qiáng)，用I表示，單位為坎德拉（cd）。光強(qiáng)與光通量的關(guān)系為：坎德拉（cd）

立體角：球面積與球半徑平方之比。光強(qiáng)測量：用“光度計(jì)”可以直接測量某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)度。3.發(fā)光強(qiáng)度例如：點(diǎn)光源，球心對球面的立體角為4π立體弧度99.照度

定義：光通量與被照射表面面積之比。

dsr法線Aα如果點(diǎn)光源A發(fā)出的光線與被照表面的法線間成夾角，則照度為上式表明，被照射表面的照度E與光源的光強(qiáng)I成正比，與夾角的余弦成正比，而與光源至表面的距離r的平方成反比（照度的平方反比定律）。

單位：勒克斯（Lux，縮寫為lx）。

lx定義：1m2的面積上均勻照射1lm的光通量，其照度為1lx。照度測量：用照度計(jì)直接測量。9.照度dsr法線Aα如果點(diǎn)光源A發(fā)出的光線10結(jié)論：當(dāng)使用點(diǎn)光源時(shí)，為了增加工作面的照度值，通常將燈放低，并盡可能放在工作面的正上方。另外，也可通過提高光強(qiáng)或光通量來增加照度。

結(jié)論：11圖6.5發(fā)光面的亮度眼睛亮度的意義：表示發(fā)光面的明亮程度。

發(fā)光面是指面光源、反射面、透射面等。10.亮度（1）定義：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投影面積之比。由圖6.5可以得到亮度的表達(dá)式為圖6.5發(fā)光面的亮度眼睛亮度的意義：發(fā)光面是指面光源、12

上式說明：理想漫散射面雖然在各個(gè)方向上的光強(qiáng)和光通量不同，但在不同角度的亮度感覺相同。

例如：電視顯象管的熒光屏就是一個(gè)近似余弦分布的散射面，即使人從不同角度去看電視圖象，其亮度感覺也是相同的。漫射光源的亮度：

亮度單位：國際單位為：坎德拉／平方米（cd/m2），公制單位為：熙提（Stilb，sb）,它們之間的關(guān)系為：1sb=1cd/cm2=104cd/m2上式說明：理想漫散射面雖然在各個(gè)方向上的光強(qiáng)和光通量131.照明與疲勞照明對工作的影響，表現(xiàn)為能否使視覺系統(tǒng)功能得到充分發(fā)揮。三.照明條件對作業(yè)的影響

中心視力：指視網(wǎng)膜中心窩處的視力。周邊視力：視網(wǎng)膜中心窩周圍的視力。（1）視力:從廣義上說，表示人的眼睛識別物體形狀的能力。通常的視力是注視力，包括中心視力、周邊視力。

在正常條件下，工作效率和工作質(zhì)量與照明及其布局是否合理密切相關(guān)，集中反映在照明的數(shù)量和質(zhì)量上。照明的數(shù)量可用照度值表示.照明的質(zhì)量則要通過眩光、光色、光譜分布、陰影、明暗變化等因素來評價(jià)。1.照明與疲勞三.照明條件對作業(yè)的影響中心視力：指視網(wǎng)14（2）眼球活動(dòng)機(jī)能眼球通過六根眼?。▋?nèi)、外、上、下直肌，上、下斜?。┑氖湛s完成運(yùn)動(dòng)（瞳孔轉(zhuǎn)向內(nèi)上方、內(nèi)下方、內(nèi)側(cè)、外側(cè)、外下方和外上方）。通過睫狀肌的收縮與舒張使晶狀體變厚，增加眼睛的折光能力，或使晶狀體變薄，減弱折光能力，來調(diào)節(jié)眼睛看近物和遠(yuǎn)物的能力。

括約肌使瞳孔收縮和開大。瞳孔縮小，減少強(qiáng)光進(jìn)人眼內(nèi)，或使瞳孔開大，增加進(jìn)入眼內(nèi)的弱光。

可以看出：外界光線變化，眼睛會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，易造成視覺疲勞。注意：

（1）明視覺好是指中心視力好，暗視覺好是周邊視力好。（2）暗視覺好：周邊視力觀察力非常敏銳，易發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體。（3）明視覺好：中心視力比周邊視力好，便于物體仔細(xì)觀察。（4）物體的亮度愈大，視力愈好（瞳孔縮小，視網(wǎng)膜上成像清楚）。（2）眼球活動(dòng)機(jī)能注意：15（3）照明對視覺的影響人的眼睛能夠適應(yīng)10-3～105lx的照度范圍。實(shí)驗(yàn)表明：照度自10lx增加到1000lx時(shí)，視力可提高70%。

視力不僅受注視物體亮度的影響，還與周圍亮度有關(guān)，當(dāng)周圍亮度與中心亮度相等，或周圍稍暗時(shí)，視力最好；若周圍比中心亮，則視力會(huì)顯著下降。在照明條件差的情況下，作業(yè)者長時(shí)間反復(fù)辨認(rèn)對象物，使明視覺持續(xù)下降，引起眼睛疲勞（眼球干澀、怕光、眼痛、視力模糊、眼球充血、產(chǎn)生眼屎和流淚等。），嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致作業(yè)者的全身性疲勞（疲倦、食欲不振、神經(jīng)失調(diào)）。（3）照明對視覺的影響人的眼睛能夠適應(yīng)10-3～105lx162.照明與工作效率

通過改善照明條件，可以提高識別速度和立體視覺效果，從而可以降低視覺疲勞，提高工作效率和準(zhǔn)確性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。如圖為一個(gè)精密加工車間的勞動(dòng)生產(chǎn)率隨照度值的增加而提高及視覺疲勞逐漸降低的情況，這種趨勢在1200lx以下時(shí)尤為明顯。

生產(chǎn)率視疲勞生產(chǎn)率增長相對視覺疲勞（102

lx）案例12.照明與工作效率如圖為一個(gè)精密加工車間的勞17日本一家紡織公司，原來用白熾燈照明只有60lx，改為熒光燈照明后，在耗電量相同的情況下，可獲得150lx，結(jié)果產(chǎn)量增加了10%。

案例2徐聯(lián)倉、凌文栓1981年對北京清河毛紡廠質(zhì)量檢驗(yàn)員的工作質(zhì)量與照明條件的關(guān)系的研究表明：人眼長期進(jìn)化的結(jié)果，對日光產(chǎn)生了最佳的適應(yīng)，日光的顯色性最好（日光顯色指數(shù)為100，熒光燈顯色指數(shù)為60～80），因此在日光下最容易發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的斑疵。檢驗(yàn)工作場所的照度值應(yīng)達(dá)到500～800lx，且要求光線的顯色性好。照度值過高或過低、不均勻、顯色性差均會(huì)使檢驗(yàn)人員的視覺功能下降，使眼睛產(chǎn)生不適感覺，降低工作效率，增加漏檢率。改用金屬鹵化物燈（250W，顯色指數(shù)為90～95，漫散射光，工作臺面的照度值為720～1080lx）代替熒光燈（顯色指數(shù)為60～80，工作臺面照度值為230～1040lx）后，檢驗(yàn)工自我感覺良好，工作效率大幅度提高，漏檢率由51％降到20％。案例3日本一家紡織公司，原來用白熾燈照明18

結(jié)論：(1)當(dāng)照度值增加到臨界水平時(shí)，工作效率迅速提高。(2)在臨界水平，工作效率平穩(wěn)，超過這個(gè)水平，增加照度值不能提高工作效率，有時(shí)會(huì)起到消極作用（可能引起眩光）。調(diào)查分析得出：不同年齡組的人從事性質(zhì)不同的工作，對照度值的要求是不同的。從事一般性工作，改善照明條件后，各年齡組的勞動(dòng)生產(chǎn)率提高的幅度均相同。從事要求視覺條件比較高的緊張作業(yè)時(shí)，年齡大的人的工作效率比年輕人更依賴于照明條件。結(jié)論：調(diào)查分析得出：不同年齡組的人從事性質(zhì)不同的工作193.照明與事故事故的數(shù)量與工作環(huán)境的照明條件也有關(guān)系。每天利用人工照明時(shí)數(shù)人工照明時(shí)數(shù)每月事故數(shù)月份圖3.8事故數(shù)量與室內(nèi)照度的關(guān)系英國對事故發(fā)生次數(shù)與照度關(guān)系的進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。在英國，11月、12月、1月的日照時(shí)間短，工作場所的人工照明時(shí)間長。由于人工照明比自然光照明的照度值低，故冬季事故次數(shù)在全年中最高。案例1照明條件好的優(yōu)勢：增強(qiáng)眼睛的辨認(rèn)能力，減少識別物體色彩的錯(cuò)誤率；增強(qiáng)物體的輪廓立體視覺，便于辨認(rèn)物體的相對位置；擴(kuò)大視野，防止錯(cuò)誤和工傷事故的發(fā)生。3.照明與事故每天利用人工照明時(shí)數(shù)人工照明時(shí)數(shù)每月事故數(shù)20據(jù)調(diào)查資料表明，在機(jī)械、造船、鑄造、建筑、紡織等部門，人工照明的事故比自然光照明條件下增加25％，其中由于跌倒引起的事故增加74%。據(jù)美國研究者的統(tǒng)計(jì)，由于企業(yè)照明條件很差，在人身事故諸原因中占5％，在人身事故間接原因中占20％。改善了照明條件后，全廠的事故次數(shù)減少了16.5％?？梢钥闯?，改善照明條件對減少事故具有非常重要的意義。據(jù)調(diào)查資料表明，在機(jī)械、造船、鑄造、建筑、紡織等部門21四.工作場地的照明設(shè)計(jì)

1.照明方式（1）工業(yè)生產(chǎn)中的三種照明方式：自然照明、人工照明和混合照明（自然+人工）。（2）人工照明按燈光照射范圍和效果分為四種方式：a.一般照明：也稱全面照明。根據(jù)充分滿足夜間照明要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

適用：工作地較密集，或者作業(yè)時(shí)工作地不固定的場所。

優(yōu)點(diǎn)：照度較均勻，一次性投資較少，照明設(shè)備型式統(tǒng)一，便于維護(hù)修理.

缺點(diǎn)：耗電量大。四.工作場地的照明設(shè)計(jì)1.照明方式（2）人工照明按燈光22（2）局部照明：為特定工作地而設(shè)置的照明。

優(yōu)點(diǎn)：靠近工作面，使用較少的照明器具便可以獲得較高的照度，耗電量少，明視中心突出。

缺點(diǎn)：易產(chǎn)生眩光和周圍變暗造成比較強(qiáng)烈的亮度對比。（4）特殊照明：用于特殊用途和特殊效果的照明方式，根據(jù)各自的特殊需要選取光源。

例如：攝影、舞臺燈光、建筑夜景燈。（3）綜合照明：由一般照明和局部照明共同組成的照明方式。

優(yōu)點(diǎn)：是一種最經(jīng)濟(jì)的照明方式，不僅工作場所的利用系數(shù)高，而且還能防止產(chǎn)生使人膩煩的陰影、直射眩光和反射眩光。

適用：常用于要求照度值高，工作地分布較稀疏的場所。（2）局部照明：（4）特殊照明：（3）綜合照明：232、光源選擇的基本原則選用何種照明方式，與工作性質(zhì)和工作地布置有關(guān)。它不但影響照明的數(shù)量和質(zhì)量，也關(guān)系到設(shè)計(jì)投資及使用維修費(fèi)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。（2）使所選擇的人工光源盡量接近自然光（日光）、不宜采用有色光源。

例如：熒光燈的發(fā)光效率高，柔和、均勻、熱輻射少。為了消除光的波動(dòng)，盡量采用多管燈具。（1）盡量采用自然光照明自然光明亮柔和，同時(shí)光譜中的紫外線對人體生理機(jī)能還有良好的影響（符合人體生理機(jī)能）。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)最大限度地利用自然光。自然照明是通過建筑物的天窗和側(cè)窗自然采光。2、光源選擇的基本原則（2）使所選擇的人工光源盡量接近自然光24（3）合理選擇直接光源、反射光源和透射光源。1.什么是眩光視野內(nèi)出現(xiàn)亮度極高或?qū)Ρ榷冗^大，且引起刺眼并降低觀察力的光線稱為眩光。2.眩光的類型有三種：直射眩光、反射眩光和對比眩光。直射光源的光線直射在物體上，由于物體反射效果不同，物體向光部分明亮，背光部分較暗，照度分布不均勻，對比度過大。反射光源的光線經(jīng)反射物漫射到被照空間的物體上。透射光源的光線經(jīng)散光的透明材料使光線轉(zhuǎn)為漫射，漫射光線亮度低而且柔和，可減輕陰影和眩光，使照度分布均勻。五、眩光及其防治措施（3）合理選擇直接光源、反射光源和透射光源。1.什么是眩光25（1）直射眩光：由亮度極高的光源直射引起的。例如：汽車燈照射（2）反射眩光：強(qiáng)光經(jīng)反射引起的眩光。

例如：電影院看電影。（3）對比眩光：由物體與背景明暗反差太大造成的眩光。

例如：晚上看路燈，由于背景漆黑，形成很大的亮度對比感到刺眼構(gòu)成眩光，而白天由于背景是自然光，亮度對比小不能構(gòu)成眩光。

（1）直射眩光：（2）反射眩光：（3）對比眩光：263.眩光效應(yīng)的危害（1）破壞視覺的暗適應(yīng)，產(chǎn)生視覺后象，使視覺效率降低。

例如：手電光在眼前晃動(dòng)。司機(jī)駕駛汽車相互會(huì)車時(shí)，不開大車燈(遠(yuǎn)燈)。4.防止和控制眩光的措施（1）限制光源的亮度。<16sb

例如：磨砂燈，增強(qiáng)漫射效果。高速公路中間的隔離帶（圖）。（2）產(chǎn)生視覺不舒適感和分散注意力，造成視覺疲勞。

例如：夜間駕駛汽車。3.眩光效應(yīng)的危害4.防止和控制眩光的措施（2）產(chǎn)生視覺不27（5）減少亮度對比。在可能的條件下，適當(dāng)提高背景照明亮度，減少亮度對比。（2）合理布置光源。

例如：燈的懸掛高度應(yīng)在視線450以上。采用不透明燈傘或燈罩遮擋眩光。（3）燈光轉(zhuǎn)為散射光。例如：燈光經(jīng)燈罩或天花板及墻壁漫射到工作空間。（4）改變光源或工作面的位置。對于反射眩光，通過改變光源與工作面的相對位置，使反射眩光不處于視野內(nèi)；在可能條件下，改變反射物表面的材質(zhì)或涂料，降低反射系數(shù)，避免眩光。60045030014000極強(qiáng)型眩光區(qū)較強(qiáng)型眩光區(qū)強(qiáng)烈眩光區(qū)中等眩光區(qū)微弱眩光區(qū)無眩光區(qū)眼睛圖3-9眩光源位置與眩光效應(yīng)（5）減少亮度對比。（2）合理布置光源。（3）燈光轉(zhuǎn)為散射光28六、亮度分布

使工作場地和周圍環(huán)境存在一定的反差，柔和的陰影將在心理上產(chǎn)生一種立體感。視野內(nèi)的觀察對象、工作面和周圍環(huán)境間的最佳亮度比為5:2:1，最大允許亮度比為10:3:1。燈光富有層次感，會(huì)使工作環(huán)境協(xié)調(diào)、氣氛愉快。這不僅是生理要求，也是心理需要。例如：家庭裝修時(shí)的燈光布置。五、照度均勻度評價(jià)照度分布常采用照度均勻度Au

指標(biāo)，即END六、亮度分布五、照度均勻度END29人因工程學(xué)第4章照明環(huán)境課件30照度計(jì)照度計(jì)31例如：漫射面（或稱余弦射面）光源，其光強(qiáng)按余弦函數(shù)規(guī)律分布，即漫散射面光源在半球空間內(nèi)的總光通量為圖6-2漫射面光源的光強(qiáng)分布球面例如：漫射面（或稱余弦射面）光源，其光強(qiáng)按余弦函32演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！33第四章環(huán)境照明第四章環(huán)境照明34電磁輻射(電磁波)非電離輻射：紫外線、可見光、紅外線、激光、射頻輻射電離輻射：x射線，射線可見光：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫(波長縮短)。單色光：只含單一波長成分的光。復(fù)合光：包含兩種或兩種以上波長成分的光。p101,圖6-2白光經(jīng)棱鏡后的色散現(xiàn)象眼睛對物體的色彩感覺是主觀（視覺功能）和客觀（物體屬性與照明條件）的綜合效果。電磁輻射(電磁波)非電離輻射：紫外線、可見光、紅外線、激光、354.1光的物理性質(zhì)及度量6.2.1輻射能量Qe以粒子或電磁波的形式發(fā)射、傳遞或接受的能量，以Qe表示，單位為J。6.2.2輻射通量單位時(shí)間內(nèi)通過某一面積的輻射能量，單位W或erg/s6.2.3輻射照度Ee在某個(gè)面上某點(diǎn)的輻射照度指入射在包含著這個(gè)點(diǎn)的微小面積元上的輻射通量，除以微小面積上的面積。單位：W/m24.1光的物理性質(zhì)及度量6.2.1輻射能量Qe6.2.366.2.4輻射強(qiáng)度Ie輻射源在給定方向的輻射強(qiáng)度指入射在包含這個(gè)點(diǎn)的微小立體角元上的輻射通量，除以這個(gè)微小立體角元。單位：W/球面度6.2.5輻射亮度Le輻射源表面上的某點(diǎn)在給定方向的輻射亮度指包含著這個(gè)點(diǎn)的微小面積在給定方向的輻射強(qiáng)度，除以在這個(gè)方向的垂直平面上直角投影所得出的微小面積元的面積。單位：W/(m2·球面度)6.2.4輻射強(qiáng)度Ie單位：W/球面度6.2.5輻射亮376.2.6相對視敏函數(shù)由來：視敏特性—人眼對不同波長的光具有不同靈敏度，對于輻射功率相同的各色光具有不同的亮度感覺。在相同的輻射功率條件下，人眼感到最亮的光是黃綠光，而感覺最暗的光是紅光和紫光。視敏特征用視敏函數(shù)和相對視敏函數(shù)來描述。衡量方法：在相同亮度感覺條件下測量各個(gè)波長的光的輻射功率,越大，人眼對該波長的光越不敏感，越小，人眼對它越敏感。視敏函數(shù)：相對視敏函數(shù)：)((555)/PP)/K(555)K(max/)()(rrllll===KKV6.2.6相對視敏函數(shù)越小，人眼對它越敏感。視敏函數(shù)：相對38標(biāo)準(zhǔn)相對視敏函數(shù)曲線（圖6.1）。黃昏時(shí)與白天相比，相對視敏函數(shù)V（λ）將向短波光方向移動(dòng)，人眼對綠光感覺最敏感。380460540620700760白天黃昏1.00.80.60.40.2相對視敏函數(shù)圖6.12相對視敏函數(shù)曲線紫綠紅紫黃橙由于當(dāng)主觀感覺亮度相同時(shí)，波長為555nm的黃綠光的輻射功率Pr（555）最小。因此，熒光屏綠色背景對眼睛具有保護(hù)作用。標(biāo)準(zhǔn)相對視敏函數(shù)曲線（圖6.1）。黃昏時(shí)與白397.光通量光通量就是按照人眼光感覺來度量光的輻射功率。當(dāng)λ=555nm時(shí)光感覺最強(qiáng)，V（555）＝1，此時(shí)，Pw（555）=1w，光瓦。其它波長的光由于相對視敏函數(shù)下降，輻射功率為1w所產(chǎn)生的光通量均小于1光瓦。

（2）復(fù)色光光通量：若光源的輻射功率為，其總光通量為其組成的各波長的光通量之和，

(1)單色光光通量：為輻射功率與相對視敏函數(shù)的乘積

單位：光瓦7.光通量當(dāng)λ=555nm時(shí)光感覺最強(qiáng)，V（555）＝140（3）光通量單位國際單位是流明（lumen，簡寫lm）。

定義：絕對黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305×10-3cm2面積上輻射的光通量為1lm。例如：

一個(gè)40w的鎢絲燈泡的光通量為468lm，發(fā)光效率11.7lm／w一個(gè)40w的日光燈的光通量為21001m，發(fā)光效率為52.5lm／w。有的人工光源發(fā)光效率可達(dá)100lm／w。

光瓦與流明的換算關(guān)系：由于波長為555nm的單色光1w輻射功率所產(chǎn)生的光通量恰為680lm，即1光瓦＝680lm或1lm=1/680光瓦

（3）光通量單位例如：光瓦與流明的換算關(guān)系：413.發(fā)光強(qiáng)度例如：點(diǎn)光源，球心對球面的立體角為4π立體弧度

cd，

lm

例如：計(jì)算漫射面（余弦射面）的光通量特性。指光源在單位立體角內(nèi)的光通量，簡稱光強(qiáng)，用I表示，單位為坎德拉（cd）。光強(qiáng)與光通量的關(guān)系為：坎德拉（cd）

立體角：球面積與球半徑平方之比。光強(qiáng)測量：用“光度計(jì)”可以直接測量某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)度。3.發(fā)光強(qiáng)度例如：點(diǎn)光源，球心對球面的立體角為4π立體弧度429.照度

定義：光通量與被照射表面面積之比。

dsr法線Aα如果點(diǎn)光源A發(fā)出的光線與被照表面的法線間成夾角，則照度為上式表明，被照射表面的照度E與光源的光強(qiáng)I成正比，與夾角的余弦成正比，而與光源至表面的距離r的平方成反比（照度的平方反比定律）。

單位：勒克斯（Lux，縮寫為lx）。

lx定義：1m2的面積上均勻照射1lm的光通量，其照度為1lx。照度測量：用照度計(jì)直接測量。9.照度dsr法線Aα如果點(diǎn)光源A發(fā)出的光線43結(jié)論：當(dāng)使用點(diǎn)光源時(shí)，為了增加工作面的照度值，通常將燈放低，并盡可能放在工作面的正上方。另外，也可通過提高光強(qiáng)或光通量來增加照度。

結(jié)論：44圖6.5發(fā)光面的亮度眼睛亮度的意義：表示發(fā)光面的明亮程度。

發(fā)光面是指面光源、反射面、透射面等。10.亮度（1）定義：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投影面積之比。由圖6.5可以得到亮度的表達(dá)式為圖6.5發(fā)光面的亮度眼睛亮度的意義：發(fā)光面是指面光源、45

上式說明：理想漫散射面雖然在各個(gè)方向上的光強(qiáng)和光通量不同，但在不同角度的亮度感覺相同。

例如：電視顯象管的熒光屏就是一個(gè)近似余弦分布的散射面，即使人從不同角度去看電視圖象，其亮度感覺也是相同的。漫射光源的亮度：

亮度單位：國際單位為：坎德拉／平方米（cd/m2），公制單位為：熙提（Stilb，sb）,它們之間的關(guān)系為：1sb=1cd/cm2=104cd/m2上式說明：理想漫散射面雖然在各個(gè)方向上的光強(qiáng)和光通量461.照明與疲勞照明對工作的影響，表現(xiàn)為能否使視覺系統(tǒng)功能得到充分發(fā)揮。三.照明條件對作業(yè)的影響

中心視力：指視網(wǎng)膜中心窩處的視力。周邊視力：視網(wǎng)膜中心窩周圍的視力。（1）視力:從廣義上說，表示人的眼睛識別物體形狀的能力。通常的視力是注視力，包括中心視力、周邊視力。

在正常條件下，工作效率和工作質(zhì)量與照明及其布局是否合理密切相關(guān)，集中反映在照明的數(shù)量和質(zhì)量上。照明的數(shù)量可用照度值表示.照明的質(zhì)量則要通過眩光、光色、光譜分布、陰影、明暗變化等因素來評價(jià)。1.照明與疲勞三.照明條件對作業(yè)的影響中心視力：指視網(wǎng)47（2）眼球活動(dòng)機(jī)能眼球通過六根眼?。▋?nèi)、外、上、下直肌，上、下斜?。┑氖湛s完成運(yùn)動(dòng)（瞳孔轉(zhuǎn)向內(nèi)上方、內(nèi)下方、內(nèi)側(cè)、外側(cè)、外下方和外上方）。通過睫狀肌的收縮與舒張使晶狀體變厚，增加眼睛的折光能力，或使晶狀體變薄，減弱折光能力，來調(diào)節(jié)眼睛看近物和遠(yuǎn)物的能力。

括約肌使瞳孔收縮和開大。瞳孔縮小，減少強(qiáng)光進(jìn)人眼內(nèi)，或使瞳孔開大，增加進(jìn)入眼內(nèi)的弱光。

可以看出：外界光線變化，眼睛會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，易造成視覺疲勞。注意：

（1）明視覺好是指中心視力好，暗視覺好是周邊視力好。（2）暗視覺好：周邊視力觀察力非常敏銳，易發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體。（3）明視覺好：中心視力比周邊視力好，便于物體仔細(xì)觀察。（4）物體的亮度愈大，視力愈好（瞳孔縮小，視網(wǎng)膜上成像清楚）。（2）眼球活動(dòng)機(jī)能注意：48（3）照明對視覺的影響人的眼睛能夠適應(yīng)10-3～105lx的照度范圍。實(shí)驗(yàn)表明：照度自10lx增加到1000lx時(shí)，視力可提高70%。

視力不僅受注視物體亮度的影響，還與周圍亮度有關(guān)，當(dāng)周圍亮度與中心亮度相等，或周圍稍暗時(shí)，視力最好；若周圍比中心亮，則視力會(huì)顯著下降。在照明條件差的情況下，作業(yè)者長時(shí)間反復(fù)辨認(rèn)對象物，使明視覺持續(xù)下降，引起眼睛疲勞（眼球干澀、怕光、眼痛、視力模糊、眼球充血、產(chǎn)生眼屎和流淚等。），嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致作業(yè)者的全身性疲勞（疲倦、食欲不振、神經(jīng)失調(diào)）。（3）照明對視覺的影響人的眼睛能夠適應(yīng)10-3～105lx492.照明與工作效率

通過改善照明條件，可以提高識別速度和立體視覺效果，從而可以降低視覺疲勞，提高工作效率和準(zhǔn)確性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。如圖為一個(gè)精密加工車間的勞動(dòng)生產(chǎn)率隨照度值的增加而提高及視覺疲勞逐漸降低的情況，這種趨勢在1200lx以下時(shí)尤為明顯。

生產(chǎn)率視疲勞生產(chǎn)率增長相對視覺疲勞（102

lx）案例12.照明與工作效率如圖為一個(gè)精密加工車間的勞50日本一家紡織公司，原來用白熾燈照明只有60lx，改為熒光燈照明后，在耗電量相同的情況下，可獲得150lx，結(jié)果產(chǎn)量增加了10%。

案例2徐聯(lián)倉、凌文栓1981年對北京清河毛紡廠質(zhì)量檢驗(yàn)員的工作質(zhì)量與照明條件的關(guān)系的研究表明：人眼長期進(jìn)化的結(jié)果，對日光產(chǎn)生了最佳的適應(yīng)，日光的顯色性最好（日光顯色指數(shù)為100，熒光燈顯色指數(shù)為60～80），因此在日光下最容易發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的斑疵。檢驗(yàn)工作場所的照度值應(yīng)達(dá)到500～800lx，且要求光線的顯色性好。照度值過高或過低、不均勻、顯色性差均會(huì)使檢驗(yàn)人員的視覺功能下降，使眼睛產(chǎn)生不適感覺，降低工作效率，增加漏檢率。改用金屬鹵化物燈（250W，顯色指數(shù)為90～95，漫散射光，工作臺面的照度值為720～1080lx）代替熒光燈（顯色指數(shù)為60～80，工作臺面照度值為230～1040lx）后，檢驗(yàn)工自我感覺良好，工作效率大幅度提高，漏檢率由51％降到20％。案例3日本一家紡織公司，原來用白熾燈照明51

結(jié)論：(1)當(dāng)照度值增加到臨界水平時(shí)，工作效率迅速提高。(2)在臨界水平，工作效率平穩(wěn)，超過這個(gè)水平，增加照度值不能提高工作效率，有時(shí)會(huì)起到消極作用（可能引起眩光）。調(diào)查分析得出：不同年齡組的人從事性質(zhì)不同的工作，對照度值的要求是不同的。從事一般性工作，改善照明條件后，各年齡組的勞動(dòng)生產(chǎn)率提高的幅度均相同。從事要求視覺條件比較高的緊張作業(yè)時(shí)，年齡大的人的工作效率比年輕人更依賴于照明條件。結(jié)論：調(diào)查分析得出：不同年齡組的人從事性質(zhì)不同的工作523.照明與事故事故的數(shù)量與工作環(huán)境的照明條件也有關(guān)系。每天利用人工照明時(shí)數(shù)人工照明時(shí)數(shù)每月事故數(shù)月份圖3.8事故數(shù)量與室內(nèi)照度的關(guān)系英國對事故發(fā)生次數(shù)與照度關(guān)系的進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。在英國，11月、12月、1月的日照時(shí)間短，工作場所的人工照明時(shí)間長。由于人工照明比自然光照明的照度值低，故冬季事故次數(shù)在全年中最高。案例1照明條件好的優(yōu)勢：增強(qiáng)眼睛的辨認(rèn)能力，減少識別物體色彩的錯(cuò)誤率；增強(qiáng)物體的輪廓立體視覺，便于辨認(rèn)物體的相對位置；擴(kuò)大視野，防止錯(cuò)誤和工傷事故的發(fā)生。3.照明與事故每天利用人工照明時(shí)數(shù)人工照明時(shí)數(shù)每月事故數(shù)53據(jù)調(diào)查資料表明，在機(jī)械、造船、鑄造、建筑、紡織等部門，人工照明的事故比自然光照明條件下增加25％，其中由于跌倒引起的事故增加74%。據(jù)美國研究者的統(tǒng)計(jì)，由于企業(yè)照明條件很差，在人身事故諸原因中占5％，在人身事故間接原因中占20％。改善了照明條件后，全廠的事故次數(shù)減少了16.5％。可以看出，改善照明條件對減少事故具有非常重要的意義。據(jù)調(diào)查資料表明，在機(jī)械、造船、鑄造、建筑、紡織等部門54四.工作場地的照明設(shè)計(jì)

1.照明方式（1）工業(yè)生產(chǎn)中的三種照明方式：自然照明、人工照明和混合照明（自然+人工）。（2）人工照明按燈光照射范圍和效果分為四種方式：a.一般照明：也稱全面照明。根據(jù)充分滿足夜間照明要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

適用：工作地較密集，或者作業(yè)時(shí)工作地不固定的場所。

優(yōu)點(diǎn)：照度較均勻，一次性投資較少，照明設(shè)備型式統(tǒng)一，便于維護(hù)修理.

缺點(diǎn)：耗電量大。四.工作場地的照明設(shè)計(jì)1.照明方式（2）人工照明按燈光55（2）局部照明：為特定工作地而設(shè)置的照明。

優(yōu)點(diǎn)：靠近工作面，使用較少的照明器具便可以獲得較高的照度，耗電量少，明視中心突出。

缺點(diǎn)：易產(chǎn)生眩光和周圍變暗造成比較強(qiáng)烈的亮度對比。（4）特殊照明：用于特殊用途和特殊效果的照明方式，根據(jù)各自的特殊需要選取光源。

例如：攝影、舞臺燈光、建筑夜景燈。（3）綜合照明：由一般照明和局部照明共同組成的照明方式。

優(yōu)點(diǎn)：是一種最經(jīng)濟(jì)的照明方式，不僅工作場所的利用系數(shù)高，而且還能防止產(chǎn)生使人膩煩的陰影、直射眩光和反射眩光。

適用：常用于要求照度值高，工作地分布較稀疏的場所。（2）局部照明：（4）特殊照明：（3）綜合照明：562、光源選擇的基本原則選用何種照明方式，與工作性質(zhì)和工作地布置有關(guān)。它不但影響照明的數(shù)量和質(zhì)量，也關(guān)系到設(shè)計(jì)投資及使用維修費(fèi)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。（2）使所選擇的人工光源盡量接近自然光（日光）、不宜采用有色光源。

例如：熒光燈的發(fā)光效率高，柔和、均勻、熱輻射少。為了消除光的波動(dòng)，盡量采用多管燈具。（1）盡量采用自然光照明自然光明亮柔和，同時(shí)光譜中的紫外線對人體生理機(jī)能還有良好的影響（符合人體生理機(jī)能）。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)最大限度地利用自然光。自然照明是通過建筑物的天窗和側(cè)窗自然采光。2、光源選擇的基本