光強(qiáng)、色溫的選擇

一、照度

       照度是視覺光環(huán)境的最基本的技術(shù)指標(biāo)，它是指受照物體單位面積上所得到的光通量值，其單位用每平方米面積上受照的流明數(shù)(1m/m2)或勒克斯(Lux)來量度。在高照度下，容易看清物體，分清細(xì)小字體、圖像，分辨能力高，人眼不覺得疲勞;反之，在低照度下，光照不足，看不清細(xì)小的字體，分辨能力低，眼晴易疲勞，受損傷、患近視。各種照明工程設(shè)施中必須有科學(xué)合理的照度標(biāo)準(zhǔn)值，而且要正確地進(jìn)行光照度的分布。

       最近頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)教室照度規(guī)定為300Lux，事實(shí)上白天教室中的照度是日光和照明燈光的綜合效果。夜間教室內(nèi)必須配置完善的照明燈光設(shè)施，各課桌面上照度應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)值。而國際標(biāo)準(zhǔn)為300Lux，一些發(fā)達(dá)國家教室照度標(biāo)準(zhǔn)提高到500Lux在中學(xué)期間，學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)繁重，長時間看書學(xué)習(xí)，做作業(yè)，眼睛極易疲勞，是近視眼高發(fā)期，所以對中學(xué)生教室的照明設(shè)計要引起足夠重視。有些地區(qū)的中小學(xué)校教室的照度嚴(yán)重不足，低于150Lux的最低標(biāo)準(zhǔn)值、有損學(xué)生的身心健康，學(xué)習(xí)效率降低。某些特殊教室(如制圖、繪畫)的照度提高到500-1000Lux，得到清晰的光環(huán)境?？墒悄壳坝行┬陆▽W(xué)校片面追求明亮，或者設(shè)計不合理，照度高達(dá)800-1000Lux，在學(xué)生書本和桌面形成刺眼的反射光，學(xué)生眼睛易疲勞，又浪費(fèi)電力如果有太陽光照射到課桌面上，照度高達(dá)數(shù)千Lux，造成學(xué)生看不清老師在黑板上的書寫，又損傷視力。

     教室照明的電光源輻射出來的光經(jīng)燈具進(jìn)行重新分布，使各課桌面上的照度達(dá)到要求值，由于設(shè)計不合理或燈具質(zhì)量差等原因，各處的照度分布不均勻，差異較大。若觀察者主觀判斷已覺得不滿意，必然會影響視覺效能和舒適程度。照度均勻性是指各處的照度最小值與教室內(nèi)平均照度值之比，一般要求大于80％。人們在不同照度下閱讀或工作，也會造成人眼的疲勞

       人眼的視覺效應(yīng)由多種復(fù)雜因素構(gòu)成，因人而異。年齡不同對燈光亮度的要求不一樣，年齡越大，眼球水晶體的透光性能變差，要求有較高照度。即使同一個人因環(huán)境的差異、情緒的變化，對燈光有不同的要求和反應(yīng)。閱讀燈光最好采用亮度可周的燈具，得到舒適的光照環(huán)境。

二、昡光和閃爍

 (1) 眩光

       昡光是指視野中出現(xiàn)直接刺激眼睛的光，使視覺功能或可見度降低(稱失能眩光)或者引起視覺不舒適的感覺(稱不舒適昡光)。高亮度光源的光直接進(jìn)入視野的叫直接眩光，如太陽光照射到桌面上;光線經(jīng)光澤表面反射后進(jìn)入視野的叫間接眩光，教室內(nèi)會出現(xiàn)不舒適眩光，失能眩光幾乎不會出現(xiàn)

       照明光源的發(fā)光面積射入眼晴中應(yīng)盡量要少，避免直接眩光影響視度。隨著射入眼睛的照度提高會出現(xiàn)光幕現(xiàn)象，看清物體越困難。教室照明大多采用熒光燈管，并配置良好反射的配光燈具，燈具與黑板應(yīng)該成垂直布置，這樣使學(xué)生看到燈具中發(fā)光面積減小。

       整個教室的視向是朝向黑板，黑板的照明也十分重要，要求黑板上不能產(chǎn)生眩光，黑板各處照度分布均勻，學(xué)生能看清黑板。教師講課時不應(yīng)有直接眩光干擾，同時不能有黑板上的反射眩光射入教師眼睛。黑板的照明采用角度反射燈具，正確按置燈具的方向，有足夠的垂直照度，使黑板上產(chǎn)生的平均照度達(dá)到350Lux左右。

       為了降低不舒適眩光，燈具上配有乳白色或帶棱鏡透光型燈罩，顯然課桌上照度均勻柔和，但照度下降25-30％。

 (2) 閃爍性

       炭光燈的放電特性必需利用鎮(zhèn)流器來啟動和穩(wěn)定工作電流傳統(tǒng)的是采用電感鎮(zhèn)流器，通入5Hz交流電后，會產(chǎn)生每秒100次發(fā)光跳動現(xiàn)象，即所謂閃爍。當(dāng)電壓不穩(wěn)定時，閃爍現(xiàn)象格外嚴(yán)重。若長期在閃爍嚴(yán)重的照明光環(huán)境下學(xué)習(xí)看書，眼睛容易疲勞，導(dǎo)致視力變差。如果用20-50KHz的高頻電流下工作，放電發(fā)光十分穩(wěn)定，光輸出強(qiáng)度不會發(fā)生閃動，避免閃爍現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)代都是用高頻工作的電子鎮(zhèn)流器實(shí)現(xiàn)，市場上保護(hù)眼睛的書寫臺就屬此道理;同時經(jīng)大量實(shí)測證明，熒光燈在高頻狀態(tài)下工作的發(fā)光效率比低頻下提高10-15％

三、色溫

       光線進(jìn)入眼睛，就感覺到有光源發(fā)光呈現(xiàn)出來的顏色，不同的發(fā)光體就有不同的光色。光源輻射的顏色與黑體熱輻射光的顏色相同時，此黑體的溫度稱為光源的色溫，單位用絕對溫標(biāo)“K”表示;它是電光源發(fā)光顏色差異的表征值。熒光燈的色溫有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的白熾燈色(RD)。

節(jié)能燈各色溫的國家標(biāo)準(zhǔn)

 

      RR(或RZ、RL、RB、RN、RD)表示光色，也就是色溫，有些用65(或50、40、35、30、27)來表示，RR＝65＝6500K，RZ＝50＝5000K，RL＝40＝4000K。色溫低的，白里透黃，叫暖色調(diào);色溫高的，白里透藍(lán)，叫冷色調(diào)。家中:臥室用RD為好，顯得溫磬;客廳用RR為佳，顯得大氣;餐廳用RL為宜顯得平和。看書，用RD對眼睛保護(hù)有利。

       光源色溫的選擇決定于環(huán)境氣溫、使用場合、光色溫愛好高色溫(≥5000K)的光源屬于冷色調(diào)，其內(nèi)含有較多的藍(lán)色光，使人得到沉著、冷靜的心理感覺，主要用于嚴(yán)肅的場合如生產(chǎn)車間、會議室等。低色溫(≤3000K)的光源屬于暖色調(diào)，含有較多紅色光，給人一種活潑、溫馨、愉快的心理感覺，一般用于幼兒園、家居、賓館照明等。中色溫光介于高低色溫光之間，紅、録、藍(lán)三色成份較豐富，可用于商場、快餐店、超市等。高色溫光對眼晴刺激較大，使人易醒覺，心理感覺亮度較高，眼晴易疲勞。低色溫光較為柔和，讓人一種舒

適感覺，光對眼睛的刺激小，分辨本領(lǐng)稍低，心理感覺較輕松。

       位于熱帶或亞熱帶地區(qū)的氣溫較高，人們喜歡用高色溫的燈，構(gòu)成一個清靜涼爽的環(huán)境;處于寒冷或溫帶地區(qū)的氣溫較低，可以選用低色溫或中色溫?zé)艄猓鰪?qiáng)溫暖氣氛。有時在夏天選用高色溫?zé)艄?，冬天選用低色溫?zé)艄狻?/p>

       在教室內(nèi)受光照的對象是書本和人臉，高色溫的白光照射到書本上，使人有純白的感覺，但是從紙面上反射出來的白光進(jìn)入眼晴易引起疲勞。皮膚顏色不同的人種，往往喜歡不同顏色的光色，白種人喜歡低色溫的光源，如歐洲、北美地區(qū);深色人種卻喜愛白色光，如非洲、東南亞、南美地區(qū)

       國內(nèi)采用的熒光燈照明絕大多數(shù)是6500K的日光色，這是長期形成的習(xí)慣所致。同時人們心理感覺總是認(rèn)為高色溫?zé)艄艿牧炼雀哂诘蜕珳責(zé)艄?，事?shí)上同類炭光燈管的發(fā)光亮度低色溫?zé)舸笥诟呱珳責(zé)?。高色溫光對眼睛的刺激大，心理感到明?低色溫?zé)艄饩€柔和，對眼睛的刺激小，似乎較暗淡。

       就兒童學(xué)習(xí)游戲的環(huán)境盡量用柔和舒適的光線，有益于兒童的視力。切忌用強(qiáng)光或眩光去傷害兒童的視力。就照度而言，學(xué)習(xí)讀書可選用200-500Lux，游戲活動為150-200Lux，一般照明為75-150Lux。光線的色溫應(yīng)選用低色溫為主，創(chuàng)建一種溫柔、活潑、快樂的氣氛。有時照明設(shè)計時將光線照射到墻壁或天花板上，再讓光散射到整個空間。得到柔和漫射的光色環(huán)境。

       就中學(xué)生教室來說，最好用4000K的中色溫?zé)艄鉃橐?，因地理位置是溫帶氣候，皮膚呈淡黃色，光線對眼晴的刺激較小有利于調(diào)動學(xué)習(xí)情感，又照顧到原來習(xí)慣于高色溫光。中學(xué)生的年繪增大，學(xué)習(xí)繁重，作業(yè)多，照度應(yīng)大于300Lux

       兒童不宜在單一光色的環(huán)境中生活，否則造成顏色識別能力差。所以在兒童生活的空間周圍表面和室內(nèi)飾物應(yīng)選用兒童喜愛的顏色。據(jù)國外研究蘭、黃、黃録、橙色有利兒童智商開發(fā)，而在白、黑、棕色不利于智商開發(fā)。當(dāng)然也不能在色彩斑斕、閃爍跳躍的燈光環(huán)境中，否則將影響視力的正常發(fā)育，心情變得急躁易怒，坐立不安。

四、顯色性

       光線照射到有色物體上，其顏色被復(fù)原的能力叫做顯色性太陽光中包含有各種各樣顏色的光，可以把物體上任何顏色再現(xiàn)出來。而照明燈光是由多種不同顏色的光所構(gòu)成，其復(fù)現(xiàn)物體顏色的本領(lǐng)也不相同。為了表征光源復(fù)原顏色的本領(lǐng)用顯色指數(shù)Ra來表示，通常將太陽光作為標(biāo)準(zhǔn):Ra＝100，各類其它光源的Ra值均小于100，Ra值越大，顯色性越好。

       對色彩分辨要求高的有紡織廠、彩色印刷廠、服飾商店以及工藝美術(shù)，歷史文物、家居裝飾、醫(yī)院診斷等都要求有較高顯色指數(shù)Ra＝80-95。顯色性高有利于兒童視覺效能，感到自然舒適，可以提高分辨顏色能力和學(xué)習(xí)效率。近來國外先進(jìn)國家教室照明采用電子鎮(zhèn)流的Ra＝80-85的三基色直管熒光燈，可以明顯改善視覺光色環(huán)境，又能節(jié)省照明電耗。

       同一個有色物體在兩個不同的光源照射下，所顯現(xiàn)的顏色就不一樣，有時可使某些顏色失真。例如:在色溫2000K，Ra＝20的高壓鈉燈的黃白色光下，藍(lán)色物體變成黑色，因其光中無藍(lán)色光;高壓汞燈放電的輻射光譜中缺乏紅光成份，當(dāng)照射到人臉時呈紫色。有時光色會影響生理和心理變化，如幼兒在黃色光的環(huán)境中易引起啼哭;在照明燈光下睡覺，易患近視眼，因?yàn)?歲以下的幼兒眼晴視力處于發(fā)育階段。為了滿足人們的情緒的要求以及使用場合的不同，應(yīng)該正確選擇照明光源的色溫和顯色指數(shù)

五、三基色節(jié)能熒光燈

       當(dāng)前國內(nèi)的教室、辦公室、生產(chǎn)車間等絕大多數(shù)是選用T8型鹵磷酸鈣的直管熒光燈，其管徑為Φ26mm，并與電感鎮(zhèn)流相配用。顯然其發(fā)光效率低，顯色性差，光閃爍明顯等缺點(diǎn);而國際上已開始用電子鎮(zhèn)流器工作的三基色節(jié)能熒光燈來替代，如表中列出了兩種不同熒光粉的T8燈管的特性比較。

 

       表中看到三基色熒光燈明顯優(yōu)于鹵磷酸鈣熒光燈，而且2000小時的光通維持率前者為90％以上，后者為83-87％。有的國家用32W三基色燈管替代36W鹵磷酸鈣燈管，具有相等的光通量則節(jié)省電能11％為了降低成本，近年來又出現(xiàn)用T6(管徑Φ19mm)和T5(管徑16mm)的三基色燈管替代T8燈管，并采用高頻電子鎮(zhèn)流器來工作。在學(xué)校教室照明中，用三基色熒光燈更換鹵粉燈管的是大勢所趨，是改善教室光色環(huán)境的有效措施。

       順便指出，目前市場銷售的護(hù)眼的保健燈，除改進(jìn)燈具結(jié)構(gòu)，采用三基色光燈和電子鎮(zhèn)流器工作以外，還應(yīng)具有調(diào)光功能和選擇較低的光色溫。