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高 效 照 明 原 则 培 训 参 考 手 册 2009 年 12 月 第 一 版

意 见 征 询 - 2010 年 3 月 31 日 截 止 征 询 利 益 相 关 者 对 此 版 本 参 考 手 册 的 意 见 如 果 您 有 任 何 意 见 或 建 议, 请 致 邮 : 环 境 水 资 源 遗 产 及 艺 术 部 Ren Webb; 邮 箱 地 址 :ren.webb@environment.gov.au. 意 见 征 询 截 止 日 期 为 2010 年 3 月 31 日 鸣 谢 此 首 版 根 据 国 家 能 效 框 架 ( 澳 大 利 亚 ) 于 2009 年 9 月 由 Trevor Stork FIES (Aust&NZ) 和 Moira Mathers 编 写, Beletich Associates 负 责 项 目 管 理 笔 者 诚 挚 感 谢 以 下 信 息 来 源 : Osram - 产 品 培 训 课 程 Philips 飞 利 浦 照 明 学 会 自 然 光 照 (Steve Coyne) 照 明 创 新 中 心 昆 士 兰 理 工 大 学 皇 家 墨 尔 本 理 工 大 学 澳 洲 防 辐 射 及 核 安 全 局 环 境 水 资 源 遗 产 及 艺 术 部 页 码 2

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目 录 意 见 征 询 - 2010 年 3 月 31 日 截 止... 2 鸣 谢... 2 目 录... 4 1 引 言... 6 1.1 照 明 的 作 用... 6 1.2 使 用 照 明 的 原 因... 7 1.3 适 用 性... 7 1.4 能 效 的 定 义... 7 1.5 照 明 设 计 的 定 义... 8 1.6 可 持 续 性 及 能 效 的 重 要 性... 8 2 光 与 光 度 测 定 的 基 本 原 理... 8 2.1 光 的 性 质... 9 2.2 光 度 测 定 介 绍... 13 2.3 反 射 透 射 和 折 射... 26 2.4 颜 色... 30 3 灯 具 选 择... 37 3.1 白 炽 灯... 39 3.2 卤 钨 灯... 50 3.3 荧 光 灯... 69 3.4 紧 凑 型 荧 光 灯... 86 3.5 高 强 度 放 电 灯... 91 3.6 LED... 113 3.7 传 统 控 制 装 置 的 应 用... 122 3.8 电 子 控 制 装 置... 122 4 照 明 设 计... 133 页 码 4

4.1 照 明 设 计 流 程... 134 4.2 标 准 准 则 和 规 章... 141 4.3 澳 大 利 亚 照 明 标 准 及 其 相 关 性... 144 4.4 建 筑 效 率... 145 4.5 日 光 的 利 用... 145 5 销 售 效 率 和 替 代 技 术... 146 5.1 需 考 虑 的 问 题... 146 5.2 了 解 标 签 和 包 装 内 容... 149 5.3 节 能 计 算... 154 6 可 持 续 性... 157 6.1 电 力... 157 6.2 材 料... 158 7 健 康 考 虑 和 照 明... 159 7.1 闪 变... 160 7.2 紫 外 线 辐 射... 162 7.3 汞... 164 7.4 电 磁 兼 容 性... 166 8 误 区 和 技 巧... 167 9 案 例 研 究... 169 9.1 办 公 室 照 明... 169 9.2 工 厂 照 明... 171 9.3 住 宅 起 居 室... 173 9.4 室 外 安 全 照 明... 173 9.5 来 自 维 多 利 亚 可 持 续 发 展 署 的 案 例 研 究... 175 参 考 目 录... 184 附 录 1: 标 准... 185 页 码 5

1 引 言 本 培 训 材 料 有 三 重 目 的 第 一 重 目 的 是, 在 可 持 续 发 展 的 背 景 下, 为 照 明 及 关 联 产 业 劳 动 力 提 供 有 关 光 及 照 明 的 重 要 原 则 的 概 览, 包 括 了 解 基 本 设 计 理 念 和 当 今 使 用 的 照 明 技 术 第 二 重 目 的 是, 帮 助 用 户 了 解 能 效 的 重 要 性, 以 及 在 整 体 能 耗 范 围 内 选 用 某 个 产 品 的 意 义 其 目 的 还 在 于 指 定 推 荐 设 计 安 装 不 同 的 照 明 系 统 时 帮 助 用 户 进 行 选 择 随 着 卤 素 筒 灯 系 统 的 普 及, 住 宅 区 内 照 明 能 耗 急 剧 增 加 相 较 于 日 益 增 多 的 紧 凑 型 日 光 灯 (CFL), 卤 素 筒 灯 系 统 的 效 率 非 常 低 下 这 便 是 有 关 不 断 完 善 的 照 明 设 计 知 识 可 能 产 生 更 有 效 设 备 的 示 例 若 要 成 为 合 格 的 照 明 设 计 师, 必 须 深 刻 了 解 照 明 设 计 过 程 中 的 相 关 知 识 这 些 知 识 是 通 过 广 泛 的 详 细 的 培 训 而 获 得 的, 涵 盖 种 类 繁 多 的 照 明 设 计 应 用, 例 如, 室 内 照 明 ( 分 化 为 商 业 零 售 工 业 及 住 宅 ) 泛 光 灯 紧 急 出 口 照 明 室 外 照 明 道 路 照 明 公 共 照 明 建 筑 立 面 照 明 及 剧 院 照 明 本 文 并 未 论 及 详 细 的 设 计 方 法 本 节 介 绍 光 与 照 明 的 基 本 概 念, 并 探 讨 照 明 系 统 的 关 键 要 求 及 需 要 满 足 的 相 应 标 准 其 也 阐 述 了 我 们 所 说 的 可 持 续 性 能 效 的 意 义 以 及 良 好 的 照 明 设 计 是 如 何 有 助 于 提 高 可 持 续 性 及 能 效 的 1.1 照 明 的 作 用 我 们 需 要 光 来 看 清 我 们 周 围 的 世 界 光 是 一 种 自 然 现 象, 对 我 们 的 生 存 至 关 重 要 各 种 各 样 电 光 源 的 出 现 意 味 着 我 们 越 来 越 少 地 依 赖 太 阳 光 月 光 星 光 及 可 燃 物 料 的 光 芒 我 们 周 围 的 光 的 质 量 数 量 和 强 度 极 大 地 影 响 着 我 们 对 周 围 环 境 的 视 觉 欣 赏 对 我 们 而 言, 了 解 光 颜 色 所 见 事 物 与 看 待 事 物 的 方 式 之 间 的 关 系 是 非 常 重 要 的 如 果 我 们 的 建 筑 物 内 无 人 居 住 或 无 人 进 入, 人 工 照 明 则 是 不 必 要 的 照 明 设 施 的 唯 一 目 的 就 是 使 人 们 能 够 充 分 执 行 物 理 及 视 觉 任 务, 而 执 行 这 些 任 务 的 有 效 性 与 环 境 照 明 的 质 量 及 数 量 密 切 相 关 在 理 想 世 界 里, 设 计 照 明 设 备 时 应 主 要 考 虑 居 住 人 的 舒 适 度 照 明 设 备 的 任 务 效 率 能 效 及 审 美 价 值 则 是 次 要 考 虑 因 素 然 而, 随 着 气 候 变 化 能 源 价 格 变 动 等 问 题 不 断 产 生, 对 社 会 造 成 许 多 严 重 的 影 响, 于 是 能 效 因 素 变 得 日 益 重 要 照 明 的 主 要 目 的 是 为 设 备 提 供 正 确 的 照 明 方 案, 从 而 获 得 最 优 质 的 产 品 或 者 图 像, 同 时 满 足 节 能 的 需 求 照 明 系 统 的 质 量 是 至 关 重 要 的, 其 中 输 出 质 量 员 工 士 气 以 及 对 工 作 条 件 的 感 受 均 与 所 安 装 的 照 明 系 统 直 接 相 关 页 码 6

请 牢 记, 最 重 要 的 事 情 是 照 明 是 基 于 50% 的 事 实 和 50% 的 心 理 场 地 居 住 者 或 者 潜 在 客 户 的 需 求 是 至 关 重 要 的 许 多 不 满 情 绪 均 源 于 对 不 良 照 明 系 统 的 感 受 1.2 使 用 照 明 的 原 因 人 工 照 明 是 我 们 日 常 生 活 的 重 要 部 分 使 用 人 工 照 明 可 以 达 到 如 下 目 的 : 帮 助 我 们 找 到 周 围 的 道 路, 提 高 能 见 度 提 供 一 个 更 安 全 的 环 境 增 加 一 天 中 的 可 用 时 间 有 助 于 执 行 视 觉 任 务, 提 高 生 产 效 率 展 示 物 品 及 / 或 控 制 他 们 呈 现 的 方 式, 增 加 销 售 额 吸 引 注 意 力 改 善 员 工 的 工 作 条 件 也 可 能 使 用 照 明 来 减 少 疲 劳 集 中 注 意 力 或 者 提 高 决 策 意 识 此 外, 照 明 能 够 创 造 舒 适 放 松 或 信 任 的 氛 围, 或 者 有 助 于 人 们 从 疾 病 或 疲 劳 中 恢 复 1.3 适 用 性 重 要 的 是, 任 何 照 明 系 统 都 应 具 有 适 用 性 : 它 应 该 提 供 一 定 数 量 和 质 量 的 的 光, 以 便 适 用 于 其 所 使 用 的 环 境 ; 其 应 能 够 使 任 务 得 以 切 实 有 效 地 执 行 ; 此 外, 还 应 该 使 人 感 觉 舒 适 并 提 供 较 高 的 满 意 度 相 应 的 目 标 便 是 达 成 上 述 要 求, 同 时 通 过 良 好 的 设 计 和 产 品 的 最 优 选 择 实 现 成 本 和 能 耗 的 良 好 平 衡 1.4 能 效 的 定 义 能 效 的 定 义 是, 在 不 影 响 照 明 质 量 的 情 况 下 优 化 能 耗 它 是 在 合 理 确 定 所 需 照 明 等 级 并 正 确 整 合 和 认 识 照 明 环 境 或 空 间 之 后, 对 相 应 灯 具 光 源 及 控 制 系 统 做 出 的 精 心 设 计 与 选 择 在 使 用 高 效 设 备 的 情 况 下, 也 很 容 易 产 生 低 效 的 照 明 装 置 一 般 而 言, 低 效 家 用 照 明 系 统 的 最 常 见 原 因 是, 在 房 中 某 些 部 分 ( 如 厨 房 内 的 早 餐 区 ) 过 多 使 用 低 压 卤 钨 筒 灯, 而 产 生 极 高 照 明 等 级 通 过 在 厨 房 产 生 较 高 照 明 等 级 ( 超 过 1000 lux), 相 比 之 下 房 间 中 的 其 他 位 置 看 起 页 码 7

来 会 比 较 暗 淡 通 常, 我 们 设 法 提 高 房 内 其 他 位 置 的 照 明 等 级 以 便 与 厨 房 相 匹 配, 而 非 首 先 降 低 厨 房 内 的 照 明 等 级 这 种 情 况 在 办 公 室 工 业, 特 别 是 零 售 业 中 也 非 常 普 遍 1.5 照 明 设 计 的 定 义 照 明 设 计 通 常 被 错 误 地 认 为 仅 仅 是 为 某 个 系 统 选 择 照 明 设 备 尽 管 选 择 最 具 成 本 效 益 和 最 节 能 的 产 品 很 重 要, 然 而 它 们 只 是 实 现 设 计 的 工 具 真 正 的 照 明 设 计 包 括 评 估 和 满 足 空 间 使 用 者 的 需 求, 并 平 衡 照 明 系 统 的 功 能 与 美 学 效 果 照 明 既 是 一 门 艺 术 又 是 一 门 科 学 这 意 味 着 照 明 设 计 既 没 有 硬 性 的 规 定, 也 没 有 解 决 照 明 问 题 的 理 想 或 最 佳 方 案 通 常, 照 明 设 计 师 面 临 一 系 列 互 相 矛 盾 的 要 求, 需 要 在 找 到 令 人 满 意 的 折 衷 方 案 前 必 须 确 定 相 应 的 优 先 顺 序 经 验 精 心 策 划 评 估 及 分 析 是 必 不 可 少 的 本 文 可 以 使 读 者 适 当 了 解 基 本 的 照 明 概 念, 使 其 能 够 进 行 另 外 一 个 方 案 中 提 供 的 照 明 设 计 课 程, 该 课 程 涵 盖 了 许 多 规 定 的 设 计 要 求 1.6 可 持 续 性 及 能 效 的 重 要 性 有 关 可 持 续 性 的 定 义 很 多, 然 而 最 直 接 的 一 种 可 能 出 自 布 伦 特 兰 报 告 我 们 共 同 的 未 来 其 中 陈 述 了 这 样 的 内 容 : 可 持 续 发 展 是 既 满 足 当 代 人 的 需 求, 又 不 对 后 代 人 满 足 其 需 求 的 能 力 构 成 危 害 的 发 展 其 是 关 于 如 何 理 智 并 高 效 地 使 用 当 今 可 用 的 资 源 能 源 即 为 一 种 此 类 资 源, 而 能 效 则 是 可 持 续 性 的 重 要 组 成 部 分 与 此 相 关 的 是 环 境 效 益, 其 与 使 用 较 少 的 能 源, 主 要 是 减 少 温 室 气 体 的 生 成 有 关, 其 中 温 室 气 体 是 引 起 气 候 变 化 的 主 要 因 素 照 明 在 居 住 能 源 使 用 中 占 5% 到 15%, 而 在 商 用 建 筑 能 源 使 用 中 则 高 达 30%, 并 在 持 续 增 加 在 某 些 类 型 行 业 中, 如 零 售 业, 照 明 占 能 源 使 用 的 比 例 可 能 高 达 80% 这 是 由 于 长 时 间 营 业 的 原 因, 同 时 也 是 因 为 需 要 保 持 事 物 处 于 明 亮 状 态 并 使 其 从 竞 争 中 脱 颖 而 出 因 此, 在 此 背 景 下, 通 过 合 理 决 策 而 借 助 适 当 的 照 明 设 计 来 减 少 用 电 量 ( 包 括 使 用 自 然 光 和 设 计 技 术 来 减 少 所 需 人 工 照 明 量 ), 并 选 择 节 能 灯 具 和 有 效 的 控 制 系 统, 可 以 实 现 更 高 的 可 持 续 性 相 较 于 工 作 能 耗, 生 产 工 艺 及 灯 具 制 造 材 料 的 选 择 对 可 持 续 性 也 存 在 相 对 较 小 的 影 响 2 光 与 光 度 测 定 的 基 本 原 理 页 码 8

本 节 描 述 光 的 性 质 人 眼 感 光 方 式 以 及 光 测 量 方 法 2.1 光 的 性 质 光 是 众 多 电 磁 辐 射 能 量 形 式 中 的 一 种, 其 中 电 磁 辐 射 还 包 括 热 能 无 线 电 波 和 X 射 线 电 磁 辐 射 以 波 形 方 式 从 其 源 头 向 外 传 播, 如 同 池 塘 的 涟 漪 电 磁 波 在 空 间 的 传 播 速 度 大 约 为 30 万 km/s 这 通 常 称 为 光 速, 但 其 与 所 有 电 磁 波 的 速 度 相 同 2.1.1 速 度 频 率 和 波 长 电 磁 波 振 动 的 速 率 被 称 为 频 率 ( 以 赫 兹 (Hz) 为 单 位 进 行 度 量 ) 不 同 频 率 的 电 磁 波 具 有 不 同 的 效 果, 如 光 热 能 无 线 电 波 及 X 射 线 波 长 是 指 波 在 一 个 完 整 周 期 内 传 播 的 距 离 因 为 电 磁 辐 射 在 空 气 中 的 速 度 总 是 恒 定 的 ( 大 约 30 万 km/s), 所 以 波 长 随 着 频 率 的 增 大 而 减 小 随 着 其 减 小 而 增 大, 如 图 所 示 波 长 较 长 时 间 和 距 离 波 长 较 短 频 率 较 低 波 长 较 长 的 波 和 频 率 较 高 波 长 较 短 的 波 以 相 同 的 波 速 前 进 基 于 这 个 事 实 可 以 推 导 出 以 下 关 系 : 速 度 = 频 率 x 波 长, 因 此 : 频 率 = 速 度 / 波 长, 并 且 波 长 = 速 度 / 频 率 2.1.2 电 磁 辐 射 波 谱 页 码 9

下 表 显 示 了 不 同 频 率 的 电 磁 波 是 如 何 产 生 不 同 效 果 的, 如 无 线 电 波 光 波 及 X 射 线 较 窄 色 带 为 可 见 光 的 表 示 范 围 此 可 见 色 谱 ( 通 常 简 称 为 可 见 光 谱 ) 是 整 个 电 磁 波 谱 的 一 小 部 分 频 率 波 长 无 线 电 波 长 波 中 波 短 波 甚 高 频 - FM 超 高 频 - TV 移 动 电 话 微 波 炉 红 外 线 khz=1000 Hz 可 见 光 谱 MHz=1000000 Hz GHz=1000000000 Hz 紫 外 线 THz=1000000000000 Hz X 射 线 伽 玛 射 线 大 于 等 于 3 10 16 Hz 小 于 等 于 10 nm nm= 十 亿 分 之 一 米 = 一 米 的 十 亿 分 之 一 2.1.3 可 见 光 谱 可 见 光 谱 的 波 长 范 围 为 360 nm 到 780 nm 紫 外 线 红 外 线 阐 明 灯 具 性 能 的 一 种 方 法 即 是, 显 示 其 光 是 如 何 由 可 见 光 谱 中 的 单 色 光 组 成 的 这 是 通 过 光 谱 功 率 分 配 曲 线 (y 轴 = 功 率 (mw/5 nm/1000 lm) ) 来 完 成 的 : 页 码 10

波 长 光 谱 功 率 分 布 图 ( 此 灯 的 主 要 功 率 输 出 在 620 nm) 2.1.4 眼 睛 与 视 野 我 们 需 要 光 才 能 看 见 周 围 的 世 界 光 线 到 达 物 体 时, 一 部 分 被 物 体 吸 收, 一 部 分 被 物 体 反 射 一 部 分 反 射 光 达 到 眼 睛, 使 其 能 够 看 到 物 体 如 图 所 示, 来 自 物 体 的 光 通 过 瞳 孔, 然 后 由 晶 状 体 汇 聚 至 对 光 敏 感 的 视 网 膜 上 晶 状 体 附 着 在 一 组 肌 肉 上, 肌 肉 收 缩 放 松 来 调 整 晶 状 体 的 形 状 正 是 由 于 此 形 状 变 化, 才 能 聚 焦 远 近 的 物 体 视 网 膜 将 光 转 化 为 电 脉 冲 并 通 过 视 神 经 传 送 至 大 脑 其 中, 视 网 膜 由 视 杆 细 胞 和 视 锥 细 胞 两 种 感 光 细 胞 构 成 视 锥 细 胞 负 责 辨 别 颜 色 信 息, 但 需 要 高 亮 度 的 光 才 能 很 好 识 别 视 杆 细 胞 仅 负 责 识 别 黑 色 与 白 色, 但 在 较 低 亮 度 等 级 下 便 能 很 好 地 发 挥 作 用, 这 就 是 我 们 在 夜 晚 时 色 觉 不 好 的 原 因 可 以 看 到, 视 网 膜 上 的 图 像 是 倒 立 的, 但 在 大 脑 视 皮 层 进 行 处 理 时 予 以 更 正 页 码 11

角 膜 瞳 孔 视 网 膜 倒 立 色 素 上 皮 视 杆 细 胞 视 锥 细 胞 外 界 膜 图 像 米 勒 细 胞 水 平 细 胞 双 极 细 胞 无 长 突 细 胞 物 体 虹 膜 晶 状 体 视 神 经 神 经 节 细 胞 神 经 纤 维 层 人 眼 的 简 单 剖 视 图 内 界 膜 2.1.5 眼 睛 的 敏 感 度 眼 睛 的 敏 感 度 在 可 见 光 谱 内 是 不 均 衡 的, 但 随 着 波 长 而 变 化 视 锥 细 胞 在 白 天 及 正 常 日 光 条 件 下 便 可 以 发 挥 作 用, 使 得 我 们 能 够 看 到 具 体 的 颜 色 这 称 为 适 光 或 者 白 天 适 应 性 随 着 亮 度 等 级 的 降 低, 比 如 说 在 灯 火 通 明 的 街 道, 视 锥 细 胞 作 用 降 低 并 得 到 对 光 更 为 敏 感 的 视 杆 细 胞 的 协 助 因 此, 眼 睛 同 时 使 用 视 锥 细 胞 和 视 杆 细 胞 来 观 察 然 而, 因 为 视 杆 细 胞 仅 能 看 到 黑 白 图 像, 所 以 整 体 感 觉 比 较 暗 淡 这 称 为 中 间 视 觉 在 较 低 亮 度 等 级 下, 例 如 在 比 平 均 街 道 照 明 或 者 月 光 更 低 的 亮 度 等 级 下, 视 锥 细 胞 便 不 起 作 用 了 眼 睛 失 去 了 其 所 有 感 知 颜 色 的 能 力, 此 时 视 杆 细 胞 接 替 工 作, 提 供 完 全 的 黑 白 视 觉, 称 为 暗 视 或 者 夜 晚 适 应 性 这 些 不 同 的 适 应 性 很 重 要, 因 为 眼 睛 不 仅 使 用 色 觉 识 别 不 同 波 长 的 光, 它 也 对 一 些 波 长 的 敏 感 度 高 于 其 他 波 长, 并 且 此 敏 感 度 在 明 视 觉 和 暗 视 觉 间 交 替 就 明 视 觉 而 言, 眼 睛 对 555 nm 的 黄 绿 色 光 最 为 敏 感 然 而, 对 于 暗 视 觉 而 言, 尽 管 视 觉 为 黑 色 与 白 色, 但 最 高 敏 感 度 移 至 505 nm 的 蓝 绿 光 中 间 视 觉 高 峰 将 介 于 两 者 之 间 这 便 是 夜 晚 白 光 比 黄 光 感 受 更 为 明 亮 的 原 因 页 码 12

相 对 敏 感 度 蓝 色 绿 色 黄 色 红 色 光 适 应 眼 暗 适 应 眼 眼 睛 的 相 对 光 谱 敏 感 度 随 着 年 龄 增 长, 我 们 调 整 晶 状 体 聚 焦 的 能 力 减 弱, 视 网 膜 变 得 越 发 不 敏 感 结 果 是 我 们 需 要 更 多 的 光 线, 并 且 经 常 需 要 借 助 眼 镜 才 能 看 得 更 清 楚 敏 感 度 眼 睛 敏 感 度 峰 值 约 为 550 nm 2.2 光 度 测 定 介 绍 光 源 以 紫 外 (UV) 光 谱 可 见 光 谱 及 红 外 光 谱 的 形 式 发 出 电 磁 波 所 有 这 些 项 目 的 测 定 被 称 为 辐 射 测 量 学 光 度 学 是 辐 射 测 量 学 的 一 个 特 殊 分 支, 其 中 仅 测 量 可 见 光 用 四 个 术 语 来 对 光 进 行 描 述 : 发 光 强 度 (cd) 光 通 量 (lm) 照 度 (lux) 亮 度 (cd/m 2 ) 页 码 13

此 外, 功 效 这 个 术 语 在 描 述 灯 具 时 是 有 用 的, 其 用 来 计 量 灯 具 将 电 力 转 化 为 可 见 光 的 效 率 功 效 是 以 lm/w 为 单 位 进 行 度 量 当 在 照 明 系 统 中 提 及 能 效 时, 我 们 便 使 用 系 统 功 效, 其 包 括 灯 具 工 作 时 所 涉 及 的 任 何 控 制 系 统 的 损 耗 举 例 而 言, 一 只 工 作 于 损 耗 为 3 W 的 标 准 电 子 镇 流 器 上 的 1 x 28 W T5 荧 光 灯 (25 时 输 出 为 2600 lm 的 三 色 磷 光 灯 ), 其 系 统 功 效 为 : 28 W + 3 W = 31 W, 再 用 2600 lm 除 以 31 W, 结 果 为 83.87 lm/w 2.2.1 发 光 强 度 发 光 强 度 用 来 计 量 光 源 ( 灯 ) 或 照 明 设 备 在 特 定 方 向 上 较 小 圆 锥 角 内 发 出 的 光 通 量 ( 单 位 :lm) 其 度 量 单 位 为 坎 德 拉 (cd) 坎 德 拉 的 符 号 为 符 号 I 所 使 用 的 光 源 强 度 被 称 为 烛 光 强 度 如 果 某 个 光 源 在 所 有 方 向 上 发 出 的 光 通 量 相 同, 则 所 有 方 向 上 的 发 光 强 度 相 同 然 而, 对 于 大 多 数 光 源 而 言, 各 个 方 向 上 发 出 的 光 通 量 是 不 相 同 的 例 如, 聚 光 灯 的 发 光 强 度 因 角 度 而 异 同 样, 照 明 设 备 ( 灯 具 ) 发 出 的 光 通 量 也 因 角 度 而 异 如 果 将 这 些 坎 德 拉 值 在 图 形 上 绘 出, 则 可 以 形 成 照 明 设 备 或 者 反 射 灯 的 极 性 分 布 图, 如 下 所 示 灯 轴 坎 德 拉 角 度 大 多 数 反 射 灯 都 会 有 相 应 的 光 输 出 ( 单 位 : 坎 德 拉 ) 此 值 为 峰 值 强 度, 通 常 是 在 0 度 或 者 如 上 图 所 示 在 垂 直 位 置 上 处 于 灯 具 的 正 下 方 时 会 出 现 该 值 页 码 14

2.2.2 总 光 通 量 坎 德 拉 表 明 给 定 方 向 上 灯 的 亮 度 光 通 量 这 一 术 语 用 以 衡 量 非 定 向 照 明 灯 具 的 可 见 光 输 出 它 是 指 在 任 何 给 定 时 刻 所 有 方 向 上 发 出 的 可 见 光, 而 辐 射 通 量 为 光 源 在 各 个 方 向 上 发 出 的 辐 射 总 量 ( 紫 外 光 可 见 光 及 红 外 光 ) 光 通 量 的 符 号 为 F 或 者 Φ 2.2.2.1 流 明 由 于 眼 睛 对 波 长 的 敏 感 度 不 同, 所 以 使 用 瓦 特 作 为 光 的 量 度 是 不 现 实 的 相 反, 我 们 使 用 流 明 ( 其 作 为 光 能 通 量 强 度 的 量 度 ) 或 者 通 常 所 说 的 光 通 量 在 555 nm 上,1 流 明 的 的 光 通 量 对 应 于 1 瓦 特 的 1/680 的 辐 射 功 率, 但 是 在 400 nm 上, 3.5 W 的 辐 射 功 率 便 相 当 于 1 流 明 瓦 特 与 流 明 之 间 的 关 系 很 重 要, 因 为 通 过 考 虑 各 波 长 的 辐 射 功 率 及 相 应 波 长 的 眼 睛 敏 感 度 ( 如 CIE 所 定 义 的 ), 有 可 能 计 算 出 特 定 灯 将 产 生 的 光 通 量 这 可 以 通 过 数 学 方 式 实 现 或 者 借 助 特 别 校 正 过 的 光 电 管 来 实 现, 其 中 此 类 光 电 管 的 灵 敏 度 与 CIE 标 准 观 测 器 的 灵 敏 度 完 全 相 同 例 如, 实 际 上 低 压 钠 灯 发 出 的 所 有 光 的 波 长 均 为 589 nm 和 589.6 nm 因 为 这 与 眼 睛 的 峰 值 明 视 敏 感 度 非 常 接 近, 所 以 其 在 每 瓦 特 功 率 产 生 的 通 量 数 方 面 是 非 常 有 效 的 因 此, 可 以 制 造 出 每 瓦 特 功 率 产 生 160 lm 的 灯 然 而, 作 为 单 色 光 灯 具, 结 果 通 常 是 不 理 想 的 流 明 (lm) 等 于 1 sr 的 立 体 角 内 1 cd 的 均 匀 点 源 发 出 的 光 通 量 球 面 度 (sr) 为 三 维 立 体 角 的 标 准 单 位 例 如, 一 只 60W GLS 灯 的 总 光 通 量 为 710 lm 这 710 lm 是 从 灯 的 各 个 方 向 上 发 出 的 2.2.2.2 光 通 维 持 率 一 盏 新 灯 的 光 输 出 最 大 随 着 寿 命 的 减 少, 输 出 不 断 降 低 光 通 维 持 率 是 用 以 描 述 光 输 出 如 何 减 少 的 术 语 通 常 以 图 形 的 形 式 展 示 页 码 15

初 始 光 通 量 的 百 分 比 照 明 时 间 ( 以 小 时 计 算 ) 光 通 维 持 率 信 息 对 负 责 建 筑 物 或 其 他 地 方 照 明 等 级 维 持 与 设 计 的 人 员 来 说 非 常 重 要 其 使 得 可 能 在 亮 度 等 级 变 得 过 低 之 前 安 排 更 换 灯 具 这 被 称 为 计 划 内 维 护, 通 常 包 括 反 射 罩 和 散 光 罩 的 清 洁 放 电 灯 ( 荧 光 灯 或 HID) 及 LED 的 光 通 量 衰 减 比 白 炽 灯 或 者 钨 灯 的 光 通 量 衰 减 大 得 多 2.2.3 照 度 光 束 照 射 到 固 体 表 面 时, 这 一 过 程 便 称 为 照 明 我 们 使 用 流 明 作 为 光 通 量 的 量 度, 同 样, 我 们 也 需 要 度 量 照 明 量 或 者 照 度 的 大 小 表 面 某 点 上 的 照 度 E 被 定 义 为 入 射 到 表 面 的 较 小 部 分 上 的 光 通 量 F (lm) 除 以 该 部 分 的 面 积 A (m 2 ) E = F / A 面 积 = A 照 明 和 照 度 在 SI 或 者 国 际 单 位 制 中, 照 度 的 基 本 单 位 为 流 明 / 平 方 米 或 者 勒 克 斯 (lux), 例 如, 若 0.1 平 方 米 大 小 的 面 积 接 收 到 的 光 通 量 为 20 lm, 通 常 用 符 号 E 表 示 的 照 度 则 等 于 20 除 以 0.1, 即 200 lux 页 码 16

尽 管 lux 为 公 制 计 量 单 位, 但 有 时 在 英 制 计 量 单 位 中 称 为 流 明 / 平 方 英 尺, 在 美 制 计 量 单 位 中 也 叫 做 尺 烛 光 由 于 10.76 平 方 英 尺 等 于 1 平 方 米, 所 以 这 些 英 制 单 位 的 一 个 单 位 便 等 于 1076 lux 有 关 照 度 等 级 的 某 些 典 型 示 例 如 下 所 示 状 况 阳 光 明 媚 的 夏 日 阴 云 密 布 的 夏 日 自 然 光 线 下 阴 暗 的 房 间 照 度 等 级 100000 lux 30000-40000 lux 100-150 lux 工 作 亮 度 等 级 一 般 办 公 室 任 务 无 具 体 细 节 的 粗 略 任 务 具 有 中 度 细 节 的 普 通 任 务 具 有 复 杂 细 节 的 艰 巨 任 务 精 细 任 务, 详 细 检 查 照 度 等 级 320 lux 160 lux 320 lux 600 lux 1600 lux 事 实 上, 在 设 计 照 明 方 案 和 预 测 照 度 时, 不 仅 有 必 要 了 解 相 关 灯 具 的 信 息, 还 有 必 要 了 解 使 用 灯 具 的 照 明 设 备 照 明 设 备 的 技 术 规 格 书 展 示 了 使 用 特 殊 灯 具 的 照 明 设 备 的 极 性 分 布 图, 对 确 定 照 明 设 备 的 光 分 布 和 性 能 等 级 都 是 必 不 可 少 的 不 同 国 家 / 地 区 的 法 律 各 不 相 同, 但 是 在 澳 大 利 亚, 诸 如 澳 大 利 亚 建 筑 设 计 规 范 和 职 业 健 康 与 安 全 法 案 等 法 定 文 书 要 求 工 作 场 所 的 照 明 应 充 分 适 宜 通 常 使 用 充 分 性 来 暗 示 在 工 作 任 务 及 人 员 流 动 的 区 域 均 应 有 充 分 的 光 照 量 ( 照 度 ) 立 法 通 常 与 充 分 性 相 关, 其 与 照 明 指 南 中 的 建 议 不 同, 此 类 建 议 是 以 良 好 的 实 践 为 重 点 定 义 - 维 护 照 度 任 何 表 面 上 平 均 照 度 的 最 低 定 义 等 级 其 表 示 进 行 维 护 作 业 ( 例 如 更 换 灯 泡, 清 洁 照 明 设 备 窗 户 采 光 天 窗 室 内 表 面 等 ) 所 需 的 最 低 照 度 页 码 17

澳 大 利 亚 标 准 中 的 方 案 建 议 根 据 所 涉 及 的 任 务 选 择 室 内 维 护 照 度 相 关 区 域 可 以 是 室 内 所 有 区 域 或 者 仅 为 任 务 区 及 其 四 周 区 域 在 后 者 的 情 况 下, 工 作 环 境 周 围 区 域 的 维 护 照 度 应 基 于 该 等 区 域 内 所 进 行 的 任 务 来 确 定, 但 不 应 低 于 最 高 任 务 照 度 的 1/3, 否 则 会 出 现 适 应 性 问 题 如 果 任 务 细 节 异 常 困 难 或 者 易 于 看 清, 或 者 任 务 在 过 长 或 短 暂 的 时 间 内 完 成, 则 应 相 应 提 高 或 降 低 照 度 如 果 担 心 发 生 错 误 会 导 致 非 常 严 重 的 后 果, 则 应 提 高 照 度 佩 戴 护 眼 设 备 的 情 况 下, 或 者 任 务 必 须 在 透 明 屏 幕 上 进 行 的, 任 务 的 对 比 度 可 能 会 降 低 在 此 类 情 况 下, 应 该 增 加 任 务 的 照 度 以 试 图 进 行 补 偿 此 外, 如 果 最 为 繁 重 的 视 觉 任 务 是 由 视 力 较 差 或 者 平 均 年 龄 比 常 人 较 大 ( 比 如 50 多 岁 ) 的 居 住 者 执 行, 则 设 计 师 应 该 提 高 照 度 对 于 涉 及 到 关 键 色 彩 匹 配 的 情 况, 维 护 照 度 不 应 低 于 500 lux 照 度 建 议 方 案 适 用 于 任 务 本 身, 其 可 能 在 形 状 及 位 置 方 面 均 比 较 复 杂 这 可 能 会 在 预 测 及 测 量 方 面 引 起 重 大 困 难 通 常, 假 设 任 务 照 度 会 与 处 于 任 务 相 同 角 度 和 位 置 上 的 平 面 的 照 度 相 同 这 对 于 大 多 数 实 际 用 途 而 言 确 实 不 错, 但 依 然 只 是 一 种 假 设, 其 有 效 性 经 常 会 受 到 质 疑 由 于 任 务 的 精 确 位 置 未 知, 因 此 通 常 采 用 处 于 工 作 站 高 度 的 水 平 面, 这 种 情 况 经 常 发 生 涉 及 垂 直 任 务 的, 但 其 方 位 未 知, 则 可 以 使 用 平 均 垂 直 ( 即 : 柱 状 ) 照 度 除 了 为 待 执 行 的 任 务 提 供 充 足 的 光 线, 居 住 者 也 必 须 感 觉 到 有 充 足 的 光 线 当 提 及 节 能 时, 在 设 计 装 置 过 程 中 所 犯 的 最 常 见 错 误 为 照 明 系 统 中 的 装 置 所 提 供 的 光 过 多, 即, 照 明 度 远 远 高 于 澳 大 利 亚 标 准 中 推 荐 的 照 明 度 2.2.3.1 平 方 反 比 定 律 应 重 视 不 同 目 的 所 需 要 的 照 度, 因 此, 有 必 要 拥 有 计 算 此 光 照 量 的 辅 助 方 法 在 18 世 纪 中 期,J. H. Lambert 确 立 了 最 早 的 照 明 定 律 之 一, 从 而 能 够 计 算 照 度, 其 被 称 为 平 方 反 比 定 律 欲 理 解 这 一 定 律, 可 以 考 虑 来 自 较 小 点 源 的 锥 形 光 束 照 射 在 某 距 离 之 外 的 表 面 上 假 定 此 椎 体 内 的 光 通 量 为 1 lm, 其 照 射 在 1 m 之 外 的 表 面 上, 形 成 1 平 方 米 的 照 亮 面 积 用 此 光 通 量 除 以 面 积, 可 以 得 到 照 度, 其 为 1 lux 页 码 18

光 源 平 方 反 比 定 律 如 果 该 表 面 移 动 至 2 m 处 的 更 远 距 离, 锥 体 内 的 光 通 量 保 持 不 变, 但 是 照 亮 面 积 增 加 至 4 平 方 米 这 将 致 使 照 度 为 ¼ lux 藉 此, 面 积 与 距 光 源 的 距 离 的 平 方 成 正 比, 照 度 与 距 离 的 平 方 成 反 比 如 果 该 表 面 移 动 至 更 远 的 3 m 距 离 处, 此 平 方 反 比 定 律 依 然 成 立 面 积 与 距 离 的 平 方 成 正 比, 因 此 现 在 为 9 平 方 米, 最 终 照 度 将 反 比 例 降 低 至 1/9 lux 所 有 这 一 切 均 包 含 于 平 方 反 比 定 律 中, 其 表 明 照 度 E 等 于 光 源 强 度 I 除 以 距 离 的 平 方 E = I / d 2 迄 今 为 止, 这 些 照 度 计 算 仅 涵 盖 了 光 线 以 垂 直 方 式 照 射 表 面 的 情 况 此 处 的 照 度 等 于 照 射 到 表 面 的 光 通 量 除 以 面 积, 其 可 以 通 过 使 用 平 方 反 比 定 律 得 出 2.2.3.2 余 弦 定 律 如 果 光 线 因 表 面 旋 转 而 以 一 定 的 角 度 照 射 到 表 面 上, 则 照 亮 面 积 会 增 大, 照 度 则 相 应 减 小 初 始 照 亮 面 积 与 新 面 积 的 比 率 等 于 表 面 移 动 角 度 的 余 弦 值 因 此, 照 度 会 根 据 角 度 余 弦 值 这 一 系 数 而 减 小 这 便 是 Lambert 第 二 定 律 的 出 处, 照 度 余 弦 定 律 如 果 某 表 面 的 光 通 量 为 100 lux, 扭 转 角 度 为 60 度, 则 照 度 将 减 小 一 半 或 者 减 小 50 lux, 因 为 60 度 的 余 弦 值 为 0.5 余 弦 定 律 可 以 与 平 方 反 比 定 律 综 合 至 一 个 方 程 式 中 页 码 19

返 回 至 之 前 提 及 的 成 角 聚 光 灯, 如 果 其 距 离 地 面 3 m, 要 照 射 到 3 m 处 的 某 一 点 上, 并 且 其 在 该 方 向 上 的 强 度 为 1000 cd, 则 照 射 点 与 聚 光 灯 的 距 离 可 以 使 用 毕 达 哥 拉 斯 定 理 来 计 算, 结 果 为 4.24 m 灯 光 以 45 度 角 照 射 地 面, 因 此 使 用 平 方 反 比 定 律 及 余 弦 定 律 的 综 合 方 程 式, 我 们 可 以 计 算 出 相 应 照 度 E = I / d 2 Cos A = 1000 / 4.24 2 Cos 45 = 39 lux 这 些 方 程 式 仅 涉 及 一 个 光 源 但 是, 当 存 在 多 个 光 源 时, 可 以 依 次 对 每 个 光 源 使 用 同 样 的 方 法 来 计 算 照 度, 然 后, 将 这 些 照 度 加 在 一 起 即 得 到 总 照 度 这 是 计 算 机 辅 助 照 明 设 计 软 件 的 基 础, 此 类 软 件 计 算 房 间 内 所 有 照 明 设 备 的 照 度, 并 通 过 一 系 列 的 逐 点 计 算 和 相 互 反 射 假 设 将 其 加 在 一 起 平 方 反 比 定 律 和 余 弦 定 律 示 例 在 计 算 照 度 时, 高 压 放 电 灯 源 通 常 符 合 平 方 反 比 定 律, 但 是 荧 光 灯 具 较 大, 需 要 单 独 处 理 对 于 大 多 数 实 际 应 用 而 言, 如 果 照 射 点 位 于 光 源 最 大 尺 寸 的 5 倍 距 离 之 外, 可 以 相 当 精 确 地 使 用 平 方 反 比 定 律 在 600 mm(2 英 尺 ) 荧 光 灯 管 的 情 况 下, 平 方 反 比 定 律 在 3 m (10 英 尺 ) 或 以 上 距 离 处 非 常 准 确 2.2.4 亮 度 亮 度 用 来 计 量 某 个 表 面 发 出 的 光 量 此 表 面 可 小 至 如 一 个 像 素 ( 或 者 LED 表 面 ) 或 者 大 至 如 一 堵 墙 甚 至 是 太 阳 亮 度 是 按 照 发 光 表 面 单 位 面 积 上 的 发 光 强 度 ( 单 位 : 坎 德 拉 ) 来 计 量 的 通 常 以 坎 德 拉 / 平 方 米 (cd/m 2 ) 为 单 位, 符 号 为 L ( 有 时 用 B) 然 而, 明 亮 度 是 定 性 的 ( 其 取 决 于 我 们 人 眼 在 相 应 时 刻 上 的 适 应 性 ), 亮 度 则 为 一 个 绝 对 值 以 下 展 示 了 一 些 有 关 普 通 光 源 亮 度 的 示 例 光 源 亮 度 中 午 时 分 的 日 轮 1600000000 cd/m 2 地 平 线 上 的 日 轮 600,000 cd/m 2 页 码 20

60 W 磨 砂 灯 泡 120,000 cd/m 2 高 输 出 的 T5 冷 白 色 荧 光 灯 26,726 cd/m 2 节 能 型 T5 冷 白 色 荧 光 灯 17,400 cd/m 2 T8 冷 白 色 荧 光 灯 ( 三 色 磷 光 灯 ) 11,000 cd/m 2 普 通 晴 空 8,000 cd/m 2 月 亮 表 面 2,500 cd/m 2 普 通 多 云 天 空 2,000 cd/m 2 简 而 言 之, 亮 度 等 于 到 达 表 面 的 照 度 与 表 面 反 射 率 的 乘 积 眼 睛 看 到 的 是 亮 度 而 非 照 度 因 此, 使 用 同 样 的 照 度, 通 过 改 变 表 面 反 射 率, 表 面 的 亮 度 也 会 相 应 改 变 例 如, 我 们 拥 有 一 个 较 大 物 体 ( 内 部 照 明 标 志, 尺 寸 为 40m x 10m) 和 一 个 较 小 物 体 ( 诸 如 小 泛 光 灯 ) 两 种 情 况 下 垂 直 方 向 上 的 强 度 均 为 5000 cd 10 A=0.1 2 40 Iθ=5000 cd Iθ=5000 cd 300 300 I E = 2 d 5000 = 2 300 = 0.06 lux 小 泛 光 灯 的 面 积 为 0.1 m 2, 强 度 同 样 为 5000 cd 均 是 从 300 m 处 观 察 两 物 体 两 物 体 在 观 察 者 眼 睛 内 产 生 的 照 度 是 相 同 的 ( 平 方 反 比 定 律 ) 页 码 21

但 这 并 未 考 虑 如 下 事 实 : 与 小 泛 光 灯 相 比, 内 部 照 明 标 志 看 起 来 更 大 且 比 较 暗 淡 页 码 22

然 而, 亮 度 L 将 为 建 筑 物 I L = A 5000 = 40 x10 = 12.5 cd / m 2 泛 光 灯 I L = A 5000 = 0.1 2 = 50000cd / m * 亮 度 用 来 计 量 光 源 的 集 中 度 或 者 强 度 密 度 2.2.5 功 效 功 效 一 词 现 在 是 一 个 既 定 的 照 明 术 语, 用 以 描 述 灯 泡 将 电 能 转 化 为 可 见 光 的 效 率 其 计 量 单 位 为 流 明 / 瓦 特, 通 常 写 作 lm/w 例 如, 如 上 文 所 述, 一 只 60W GLS 灯 泡 的 总 光 通 量 为 710 lm 因 此, 功 效 为 710 lm 除 以 60 W, 结 果 约 等 于 12 lm/w 荧 光 灯 的 功 效 包 括 镇 流 器 的 功 率 损 耗 因 此, 一 只 36 W T8 荧 光 灯 产 生 3450 lm 的 光 通 量, 一 只 低 损 耗 铁 磁 性 镇 流 器 的 热 功 率 损 耗 为 5 W 因 此, 功 效 为 3450 / (36 +5) = 84.14 lm/w 在 此 参 考 文 件 的 灯 具 选 择 部 分, 显 示 了 大 多 数 灯 具 的 功 效 图 2.2.6 反 射 灯 反 射 灯 旨 在 无 需 额 外 反 射 器 ( 通 常 置 于 照 明 设 备 内 部 ) 的 情 况 下 使 用 评 估 反 射 灯 的 性 能 时, 我 们 需 要 了 解 其 光 分 布 范 围 这 通 过 以 下 几 个 方 面 进 行 衡 量 : 波 束 角 照 度 等 级 极 性 分 布 ( 特 定 方 向 上 的 坎 德 拉 值 ) 典 型 反 射 灯 : 页 码 23

瓦 特 毫 米 瓦 特 毫 米 PAR 白 炽 灯 MR16( 二 向 色 ) 灯 反 射 型 水 银 蒸 汽 灯 2.2.6.1 波 束 角 半 峰 值 强 度 线 轴 半 峰 值 强 度 线 反 射 灯 发 出 类 似 于 手 电 筒 的 光 束 该 光 束 通 常 存 在 相 应 的 波 束 角 ( 单 位 : 度 ) 这 便 指 明 了 光 束 中 的 光 是 如 何 集 中 或 分 散 的 某 些 类 型 的 灯 在 制 造 时 便 确 定 了 各 种 各 样 的 波 束 角 照 明 设 计 师 利 用 这 一 点 定 制 照 明 方 案 波 束 角 反 射 灯 波 束 角 通 过 了 解 峰 强 度 值, 可 以 首 先 确 定 波 束 角 峰 值 强 度 用 坎 德 拉 表 示, 并 在 灯 前 方 的 一 条 称 为 轴 的 虚 线 上 进 行 测 量, 该 虚 线 通 常 直 接 穿 过 灯 的 中 心 靠 近 轴 的 一 侧 发 光 强 度 逐 渐 减 小 强 度 减 半 位 置 的 线 称 之 为 半 峰 值 强 度 线 同 样 也 针 对 另 一 侧 来 测 量 半 峰 值 强 度 线 两 条 半 峰 值 强 度 线 之 间 的 夹 角 为 波 束 角 2.2.6.2 照 度 等 级 熟 知 的 反 射 灯 波 束 角 图 同 样 也 显 示 照 度 等 级 这 些 等 级 以 光 线 圆 块 的 形 式 展 示, 其 直 径 及 照 度 等 级 引 自 同 一 盏 灯 的 不 同 距 离 ; 这 是 一 种 显 示 低 压 卤 钨 灯 ( 二 向 色 或 者 MR16) 输 出 的 常 见 方 法 页 码 24

灯 波 束 角 与 灯 的 距 离 发 光 强 度 (cd) 与 照 度 (lux) 之 间 存 在 简 单 的 关 系 : 勒 克 斯 = 坎 德 拉 (cd)/ 距 离 的 平 方 (m²) 例 如 : d 表 示 距 离 照 度 和 距 离 峰 值 强 度 为 1800 cd 的 反 射 灯 用 于 从 3 m 距 离 处 为 珠 宝 展 品 照 明 展 品 上 的 照 度 将 为 : 1800 cd / (3 m)² = 1800 / 9 = 300 lux 2.2.6.3 极 性 分 布 极 性 分 布 图 亦 称 为 极 坐 标 曲 线, 是 显 示 发 光 强 度 值 随 灯 的 虚 轴 夹 角 的 增 大 而 变 化 的 图 表 有 时 仅 习 惯 性 地 展 示 一 侧 的 分 布 曲 线, 因 为 几 乎 在 所 有 情 况 下, 另 一 部 分 会 是 准 确 的 镜 像 ( 即 : 极 坐 标 曲 线 关 于 灯 轴 对 称 ) 有 关 极 性 分 布 曲 线 及 强 度 表 的 推 导 过 程 的 示 例 如 下 所 示 图 例 :C0-Solid 强 度 数 据 伽 玛 最 小 均 方 伽 玛 最 小 均 方 页 码 25

2.2.7 测 量 亮 度 等 级 有 三 种 常 用 的 方 法 来 测 量 亮 度 等 级 : 探 测 器 照 度 计 ( 测 光 表 ) 亮 度 计 2.2.7.1 探 测 器 当 今 最 常 用 的 探 测 器 类 型 为 固 态 探 测 器 存 在 包 含 半 导 体 材 料 的 多 种 探 测 器, 其 工 作 范 围 为 紫 外 光 到 可 见 光 谱 到 红 外 光 大 部 分 探 测 器 是 在 光 生 伏 打 模 式 下 工 作, 其 中 会 测 量 短 路 电 流 这 些 探 测 器 存 在 如 下 优 势 : 具 有 远 高 于 10 10 的 线 性 范 围, 不 使 用 滤 波 电 容 器 / 平 均 电 容 器 ( 产 生 一 个 长 期 恒 量 ) 时 反 应 迅 速, 并 且 不 会 明 显 地 受 温 度 影 响 ( 但 在 校 准 温 度 附 近 操 作 时 最 为 准 确, 校 准 温 度 通 常 为 23 o C) 为 测 量 可 见 光, 必 须 使 用 专 门 配 套 的 滤 波 器, 以 便 使 所 测 得 的 可 见 光 与 人 眼 看 到 的 可 见 光 相 同 亦 即, 配 有 滤 波 器 的 探 测 器 具 有 白 昼 视 觉 响 应 2.2.7.2 照 度 计 照 度 计 为 最 常 见 的 测 量 计 其 收 集 足 足 整 个 半 球 上 的 光 线 它 们 可 以 同 时 接 受 来 自 若 干 光 源 的 光 线, 因 此 探 测 器 必 须 具 有 良 好 的 余 弦 响 应 读 数 也 会 受 到 散 射 光 的 影 响 良 好 配 套 的 白 昼 视 觉 滤 波 器 和 良 好 的 余 弦 反 应 散 光 罩 通 常 为 廉 价 光 度 计 与 优 质 光 度 计 之 间 的 区 别 廉 价 的 光 度 计 通 常 不 含 任 何 滤 波 器, 并 且 当 光 源 以 较 大 入 射 角 ( 从 法 线 到 光 度 计 的 夹 角 通 常 大 于 70 o ) 入 射 时, 余 弦 反 应 散 光 罩 的 性 能 很 差 对 于 比 较 型 测 量 而 言, 廉 价 光 度 计 是 可 以 接 受 的, 其 中 光 源 具 有 非 常 相 似 的 光 谱, 或 者, 透 射 材 料 或 反 射 材 料 不 会 改 变 被 比 较 的 光 的 光 谱 光 度 计 需 要 大 约 每 12 个 月 在 光 度 实 验 室 进 行 一 次 校 准, 以 便 保 持 其 读 数 的 准 确 性 重 新 校 准 也 是 必 要 的, 主 要 原 因 在 于 测 量 计 内 部 的 电 子 元 件 会 产 生 漂 移 2.2.7.3 亮 度 计 亮 度 计 与 照 度 计 具 有 同 样 的 元 件, 但 也 需 要 一 个 光 学 系 统 来 查 看 所 关 注 的 物 体, 并 以 与 前 部 带 有 准 直 透 镜 的 望 远 镜 类 似 的 方 式 将 图 像 呈 现 在 探 测 器 上 亮 度 计 可 具 有 合 适 的 光 圈 范 围 以 限 定 测 量 区 域, 其 角 度 可 为 1 o 以 下 到 10 o 更 为 复 杂 ( 且 昂 贵 ) 的 亮 度 计 包 括 有 滤 色 器, 以 便 测 量 物 体 的 颜 色 ( 及 色 温 ) 以 及 亮 度 2.3 反 射 透 射 和 折 射 页 码 26

2.3.1 反 射 在 照 明 设 计 过 程 中, 也 有 必 要 考 虑 照 射 表 面 的 反 射 性 当 光 照 射 在 不 透 光 表 面 时 ( 不 透 光 意 思 是 该 表 面 不 会 透 射 相 应 的 光 ), 一 部 分 光 会 被 吸 收, 一 部 分 会 被 反 射 反 射 的 光 通 量 与 接 收 到 的 光 通 量 的 比 率 称 为 反 射 率 如 果 表 面 的 较 小 部 分 接 收 到 的 光 通 量 为 1000 lm, 而 反 射 的 光 通 量 为 700 lm, 则 反 射 率 为 0.7 或 者, 其 可 以 用 百 分 比 的 形 式 表 达 为 70% 剩 余 的 0.3 或 者 30% 将 被 吸 收 不 同 的 表 面 也 会 以 不 同 的 方 式 反 射 光 例 如, 纸 张 乳 胶 漆 地 毯 等 表 面 会 呈 现 出 所 谓 的 亚 光 或 漫 反 射 亦 即, 从 表 面 反 射 的 光 均 等 地 向 各 个 方 向 散 播 2.3.2 镜 面 反 射 另 一 个 极 端 为 闪 光 金 属 表 面 呈 现 的 镜 像 或 者 镜 面 反 射, 例 如, 铬 银 或 者 纯 铝 最 重 要 的 是 应 意 识 到, 尽 管 镜 面 反 射 在 材 料 表 面 形 成 了 清 晰 的 图 像, 但 实 际 反 射 量 可 能 非 常 少 例 如, 与 抛 光 不 锈 钢 表 面 仅 60% 的 镜 面 反 射 相 比, 白 色 亚 光 喷 漆 表 面 的 反 射 率 为 75% 到 80% 光 泽 涂 料 表 面 木 质 表 面 塑 料 表 面 等 许 多 表 面 均 呈 现 出 这 两 种 反 射 类 型 例 如, 光 泽 涂 料 散 射 了 大 部 分 反 射 光, 但 也 会 在 涂 料 表 面 形 成 镜 面 反 射 在 照 明 设 计 中, 衡 量 并 评 估 室 内 主 要 表 面 的 反 射 率 非 常 重 要, 因 为 它 们 会 反 射 照 射 在 其 表 面 的 任 何 光 并 增 加 空 间 内 的 照 度 存 在 标 有 反 射 率 的 比 色 图 表, 将 其 与 室 内 表 面 进 行 匹 配 会 对 表 面 的 反 射 性 给 予 一 些 指 导 信 息 通 过 对 来 自 光 源 及 照 明 设 备 的 光 线 进 行 控 制, 从 而 利 用 表 面 的 反 射 性 ( 通 常 使 用 国 际 名 称 照 明 设 备 代 替 灯 具 或 者 灯 具 装 置 ) 镜 面 反 射 发 生 于 光 滑 抛 光 表 面, 例 如, 镜 面 玻 璃 或 者 抛 光 铝 制 品 对 于 照 射 在 反 射 器 镜 面 上 的 任 何 光 线, 入 射 角 等 于 反 射 角 页 码 27

光 线 ( 相 等 ) 灯 光 的 入 射 角 光 线 的 反 射 角 抛 物 面 反 射 镜 光 源 产 生 光 束 镜 面 反 射 此 原 则 还 适 用 于 各 种 形 状 的 镜 面 反 射 器 的 各 个 部 分 实 际 的 镜 面 反 射 器 通 常 是 曲 面 的 或 者 是 一 些 列 平 面 光 控 制 的 程 度 取 决 于 和 反 射 器 相 关 的 光 源 大 小 反 射 镜 从 光 源 处 收 集 到 的 光 量 及 反 射 材 料 散 射 光 的 程 度 ( 即 : 非 镜 面 反 射 ) 例 如, 紧 凑 型 低 压 卤 钨 显 示 灯 具 有 完 整 反 射 镜 (MR16 Lamps), 使 用 曲 面 反 射 器 反 射 器 的 整 个 形 状 大 约 为 抛 物 线 状, 以 发 出 平 行 光 束 由 于 灯 具 有 紧 凑 型 灯 丝, 故 可 以 使 用 小 型 反 射 器 来 实 现 精 确 的 光 束 控 制 反 射 器 必 须 为 光 源 尺 寸 的 5 倍 以 提 供 精 确 的 光 束 控 制, 这 是 反 射 器 设 计 的 基 本 原 则 2.3.3 漫 反 射 漫 反 射 发 生 于 亚 光 表 面 并 将 光 均 匀 地 散 射 至 各 个 方 向 因 此, 亚 光 表 面 在 任 何 视 向 上 都 具 有 均 等 亮 度, 事 实 上, 这 就 是 均 匀 漫 射 体 的 定 义 漫 反 射 会 散 射 光 而 不 形 成 光 源 的 清 晰 图 像 大 多 数 照 明 设 备 内 部 使 用 白 色 亚 光 漫 射 漆, 因 为 这 是 减 少 灯 具 内 光 线 吸 收 并 增 加 输 出 的 最 有 效 的 方 法 页 码 28

光 线 反 射 光 线 漫 反 射 2.3.4 混 合 反 射 某 些 表 面 既 具 有 漫 反 射 又 具 有 镜 面 反 射 例 如, 如 果 不 具 有 这 两 种 类 型 的 反 射, 汽 车 车 体 则 看 起 来 会 破 旧 不 堪 在 喷 漆 表 面 中 会 形 成 天 空 的 镜 像, 然 而, 大 部 分 光 线 会 以 不 同 的 方 式 由 颜 料 反 射 而 形 成 汽 车 的 颜 色 2.3.5 透 射 某 些 材 料 具 有 透 射 和 散 射 光 的 能 力 此 原 则 称 为 漫 透 射, 在 乳 色 玻 璃 型 和 乳 色 塑 料 型 漫 射 照 明 设 备 中 会 发 生 这 样 的 情 形 光 线 照 射 在 半 透 明 ( 光 透 射 ) 乳 色 物 料 上, 一 部 分 光 发 生 镜 面 反 射, 一 部 分 光 透 过 物 料 光 发 生 散 射 或 者 被 漫 射, 从 而 将 明 露 灯 的 光 亮 大 面 积 地 传 播 照 明 亮 度 面 积 因 此 增 大, 而 对 于 照 明 设 备 发 出 的 特 定 流 明 量, 单 位 面 积 的 流 明 或 者 单 位 面 积 的 坎 德 拉 减 少, 转 而 使 亮 度 减 小, 即, 照 明 设 备 的 强 光 减 少 穿 过 物 料 后, 从 该 物 料 发 出 的 光 量, 只 占 照 射 在 该 物 料 上 的 光 的 一 小 部 分 或 者 相 应 的 百 分 比, 称 为 透 射 比 光 线 乳 白 玻 璃 型 漫 射 体 镜 面 反 射 的 光 线 漫 透 射 的 光 线 乳 色 塑 料 型 漫 射 体 ( 产 生 漫 射 光 ) 漫 透 射 页 码 29

2.3.6 折 射 光 通 过 一 种 透 明 介 质 进 入 到 另 一 种 不 同 密 度 的 透 明 介 质 中 时, 会 发 生 弯 折, 这 便 叫 做 折 射, 例 如, 从 空 气 到 水 中, 光 会 朝 表 面 垂 直 方 向 弯 折 光 穿 过 密 度 较 大 的 介 质 进 入 密 度 较 小 介 质 中 时 ( 例 如, 从 玻 璃 到 空 气 中 ), 光 会 朝 反 方 向 弯 折 光 通 过 三 角 形 玻 璃 棱 镜 时, 其 会 偏 离 初 始 路 径 玻 璃 棱 镜 或 者 塑 料 棱 镜 均 可 以 用 来 控 制 光 线 棱 镜 广 泛 应 用 于 室 内 照 明 设 备 及 街 道 照 明 灯 具 的 棱 镜 控 制 器 室 内 照 明 设 备 的 棱 镜 附 件 包 括 一 系 列 的 棱 镜, 其 用 于 改 变 光 路, 使 光 从 强 光 区 照 射 至 工 作 区 这 可 以 减 少 令 人 不 舒 服 的 强 光 并 形 成 更 有 效 的 光 分 布, 原 因 在 于 更 多 的 灯 具 光 通 量 直 接 照 射 到 了 工 作 区 尽 管 棱 镜 附 件 是 干 净 的, 但 仍 会 吸 收 一 部 分 光, 不 过 损 耗 远 远 小 于 乳 色 漫 射 体 的 损 耗, 乳 色 漫 射 体 吸 收 高 达 25% 的 灯 具 光 通 量 光 线 棱 镜 ( 透 明 的 塑 料 或 玻 璃 棱 棱 镜 控 制 原 理 ( 控 制 强 光 ) 强 光 区 强 光 减 少 2.4 颜 色 三 种 基 色 为 红 绿 蓝 称 之 为 基 色 是 因 为 视 网 膜 的 感 色 成 分 ( 视 锥 细 胞 ) 对 红 绿 蓝 三 种 颜 色 较 为 敏 感 任 何 其 他 颜 色 均 可 以 从 这 三 种 基 色 组 合 中 获 得 当 大 脑 处 理 来 自 眼 睛 视 网 膜 的 信 号 时, 其 将 眼 睛 接 收 到 的 单 独 光 线 颜 色 进 行 整 理, 并 处 理 为 眼 睛 实 际 看 到 的 颜 色 例 如, 如 果 红 光 及 绿 光 聚 焦 在 视 网 膜 上, 所 看 到 的 则 是 黄 光 如 果 聚 焦 了 蓝 光 及 红 光, 看 到 的 则 是 紫 光 ( 紫 红 色 ) 页 码 30

绿 色 黄 色 青 绿 色 白 色 基 色 其 他 都 来 源 于 红 色 绿 色 和 红 色 品 红 色 蓝 色 蓝 色 注 释 : 红 色 绿 色 蓝 色 是 光 的 三 种 基 色 油 漆 及 油 墨 的 基 色 为 红 色 蓝 色 及 黄 色 2.4.1 颜 色 和 物 体 我 们 之 所 以 能 看 得 到 物 体, 是 因 为 它 们 会 反 射 光 物 体 仅 反 射 它 们 自 身 的 颜 色, 吸 收 落 在 其 上 的 其 他 所 有 颜 色 例 如, 红 色 的 邮 箱 之 所 以 显 示 红 色, 是 因 为 其 吸 收 了 其 他 所 有 颜 色, 而 只 反 射 红 色 光 通 过 物 体 时, 除 了 物 体 自 身 的 颜 色 之 外, 所 有 的 颜 色 均 被 吸 收 了 与 此 相 关 的 一 个 示 例 便 是 蓝 色 灯 当 光 从 灯 丝 穿 过 其 蓝 色 玻 璃 灯 泡 时, 除 蓝 色 之 外 的 所 有 颜 色 均 被 吸 收 了 并 不 像 通 常 认 为 的 那 样, 是 蓝 色 玻 璃 将 光 转 化 为 蓝 色 2.4.2 颜 色 与 灯 具 的 关 系 自 然 阳 光 ( 日 光 ) 包 含 了 可 见 光 谱 中 的 所 有 颜 色 然 而, 并 非 所 有 灯 具 都 是 如 此 灯 具 存 在 两 种 属 性, 用 以 描 述 其 颜 色 性 能 : 1. 色 表 描 述 灯 具 亮 起 时 呈 现 的 颜 色 或 者 其 所 提 供 的 光 的 一 般 氛 围 2. 显 色 性 表 明 光 能 够 使 物 体 呈 现 其 真 正 颜 色 的 程 度 2.4.3 紫 外 线 辐 射 电 磁 辐 射 波 谱 的 可 见 光 范 围 内 紫 色 光 之 外 即 为 紫 外 线 辐 射 这 种 辐 射 在 太 阳 光 下 自 然 发 生 其 对 颜 色 有 影 响, 能 够 使 颜 色 变 淡 将 皮 肤 晒 黑 页 码 31

借 助 各 种 光 源 也 可 以 人 为 地 制 造 少 量 的 紫 外 线 (UV), 其 通 常 是 不 需 要 的 大 多 无 害 的 副 产 品 然 而, 一 些 产 品 旨 在 产 生 UV, 例 如, 用 于 塑 料 固 化 及 某 些 类 型 电 脑 微 型 芯 片 擦 除 的 太 阳 床 管 及 灯 具 2.4.4 红 外 线 辐 射 电 磁 辐 射 可 见 光 谱 内 红 光 之 外 即 为 红 外 线 辐 射 (IR), 其 形 式 为 热 能 如 同 UV 一 样, 红 外 线 辐 射 是 在 太 阳 下 自 然 发 生, 并 且 在 较 大 或 者 较 小 程 度 上 都 是 由 人 造 光 源 产 生 的 除 LED 以 外, 其 他 所 有 灯 具 以 红 外 线 形 式 发 出 的 能 量 比 以 可 见 光 形 式 发 出 的 能 量 多 某 些 灯 具 旨 在 重 新 定 向 其 输 出 的 红 外 成 分, 以 便 使 更 少 的 热 量 传 递 至 用 户 或 者 显 示 器 这 便 是 一 些 灯 具 上 涂 有 二 向 色 涂 层 的 目 的 据 说, 这 些 灯 具 发 出 冷 光 束 或 者 冷 光, 原 因 在 于 二 向 色 涂 层 减 少 了 光 束 中 高 达 66% 的 热 量 ( 此 热 量 减 少 不 应 与 色 温 或 者 色 表 相 混 淆 ) 2.4.5 色 表 / 色 温 色 温 可 以 描 述 灯 具 提 供 的 氛 围, 即, 灯 具 的 光 线 使 房 间 感 觉 温 暖 或 者 凉 爽 的 程 度 照 明 行 业 则 采 用 暖 白 与 冷 白 这 两 个 术 语 来 描 述 此 种 效 应 然 而, 事 实 上, 灯 具 的 色 表 可 能 难 以 判 断 有 时, 特 别 是 荧 光 灯, 其 色 表 可 以 通 过 观 察 灯 具 发 出 的 光 是 呈 现 冷 光 型 还 是 暖 光 型 来 进 行 评 估 其 他 光 源 太 过 明 亮 而 不 能 直 接 观 察 在 此 类 情 况 下, 最 好 通 过 照 亮 某 个 白 色 背 景 的 方 法 对 色 表 进 行 评 估 从 设 计 的 角 度 讲, 还 应 该 注 意, 房 间 的 氛 围 可 能 是 由 装 饰 而 非 是 照 明 引 起 的 因 为 术 语 温 暖 和 凉 爽 与 温 度 有 关, 所 以 对 灯 具 色 表 更 为 技 术 性 的 描 述 则 是 使 用 色 温 一 词 图 4 色 品 图 对 多 组 不 同 的 基 准 刺 激 进 行 了 说 明 ( 绿 色 ) 轨 迹 黑 体 ( 红 色 ) CIE 色 品 图 页 码 32

光 源 的 色 温 为 具 有 同 样 色 表 的 黑 体 辐 射 器 的 温 度 如 果 对 钨 丝 进 行 加 热, 其 会 发 出 红 热 光 钨 丝 越 热, 其 就 会 越 白, 甚 至 达 到 最 热 物 体 呈 现 出 的 青 白 色 表 的 程 度 通 常 的 摄 氏 温 度 ( C) 和 华 氏 温 度 ( F) 温 标 并 不 用 于 色 温 测 量 相 反, 使 用 更 为 科 学 的 绝 对 温 标, 其 计 量 单 位 为 开 尔 文 开 尔 文 并 非 表 示 为 度 或 者 K, 而 仅 表 示 为 K 或 者 开 尔 文 开 尔 文 和 摄 氏 度 的 单 位 大 小 是 相 同 的 水 在 0 o C 时 结 冰, 而 在 100 o C 时 沸 腾 等 效 的 开 尔 文 温 度 为 273.16 K 和 373.16 K 灯 具 ( 或 者 其 发 出 的 光 ) 越 热, 其 色 温 越 低 灯 具 显 得 越 凉 ( 越 蓝 ), 色 温 越 高 这 与 使 用 温 度 计 测 量 的 温 度 相 反 例 如, 典 型 的 GLS 灯 泡 产 生 许 多 红 色 波 长 的 光, 使 其 呈 现 出 温 暖 的 淡 黄 色 表, 但 其 色 温 很 低, 仅 约 2700 K, 然 而 具 有 较 高 色 温 (6500 K) 的 日 光 灯 管, 因 产 生 的 光 大 多 为 蓝 色 波 长, 而 呈 现 出 凉 爽 的 淡 蓝 色 表 色 表 与 色 温 的 一 般 分 类 : 色 温 色 表 <3300 K 温 暖 3300 5300 K 中 等 程 度 >5300 K 凉 爽 2.4.6 显 色 性 光 源 能 够 使 物 体 显 示 其 真 正 颜 色 的 程 度 称 为 显 色 性, 其 由 光 源 的 光 谱 功 率 分 布 或 者 光 谱 决 定 其 仅 能 反 射 落 在 表 面 上 的 这 些 颜 色 例 如, 人 们 在 买 衣 服 时 会 本 能 地 将 其 拿 至 窗 户 附 近, 因 为 他 们 知 道 这 样 会 使 衣 服 显 示 其 真 正 的 颜 色 而 不 会 失 真 换 句 话 说, 日 光 具 有 最 佳 的 显 色 能 力 灯 具 正 确 显 示 颜 色 的 能 力 各 不 相 同 例 如, 白 炽 灯 发 出 光 谱 内 的 所 有 颜 色 因 此, 它 们 将 会 使 几 乎 所 有 颜 色 正 确 显 色 另 一 方 面, 低 压 (SOX) 钠 灯 发 出 的 近 乎 所 有 光 均 在 光 谱 的 黄 色 / 橙 色 部 分, 因 此 仅 会 使 黄 色 / 橙 色 正 确 显 色 SOX 灯 光 使 其 他 颜 色 显 得 暗 淡 毫 无 生 机 由 于 功 效 较 高, 低 压 钠 灯 通 常 被 选 用 于 不 需 要 良 好 显 色 性 的 任 务, 如 安 全 道 路 及 隧 道 照 明 2.4.6.1 CRI 或 Ra 量 表 灯 具 的 显 色 能 力 是 使 用 显 色 指 数 (CRI) 或 者 Ra 量 表 ( 发 音 为 ar-ray) 进 行 测 量 该 量 表 量 程 为 0 到 100, 其 中 较 小 值 表 示 显 色 性 差, 较 大 值 表 示 显 色 性 良 好 值 为 100 时 表 明 和 同 色 温 的 黑 体 辐 射 器 一 样 好 为 了 更 易 于 比 较 光 源 的 显 色 质 量, 澳 大 利 亚 标 准 ( 基 于 CIE 国 际 标 准 ) 将 灯 具 的 显 色 指 数 (CRI 或 Ra) 进 行 分 组, 如 下 所 示 : 页 码 33

组 别 CRI 或 者 Ra 值 显 色 性 典 型 应 用 1A 90-100 优 秀 美 术 馆 医 疗 检 查 调 色 1B 80-89 很 好 家 庭 酒 店 办 公 室 学 校 2A 70-79 良 好 企 业 办 公 室 学 校 2B 60-69 一 般 企 业 办 公 室 学 校 3 40-59 可 以 接 受 企 业 体 育 馆 4 20-39 欠 佳 交 通 照 明 不 同 灯 泡 的 典 型 CRI 或 Ra 数 字 如 下 : 白 炽 灯 100 卤 钨 灯 100 日 光 灯 ( 卤 素 荧 光 灯 ) 60+ 荧 光 灯 ( 三 基 色 ) 80+ 紧 凑 型 荧 光 灯 (CFL) 80+ 专 用 荧 光 灯 ( 加 强 型 CRI) 90+ 标 准 石 英 金 属 卤 灯 65 陶 瓷 金 属 卤 灯 80+ 标 准 水 银 蒸 气 灯 45 高 压 钠 灯 25 白 色 高 压 钠 灯 60 低 压 钠 灯 15 发 光 二 极 管 (LED) 75+ 页 码 34

2.4.6.2 光 谱 功 率 分 布 灯 具 的 显 色 性 ( 及 由 此 引 起 的 CRI 或 Ra 等 级 ) 直 接 受 其 光 谱 输 出 的 影 响 习 惯 将 此 以 图 片 形 式 表 示 功 率 功 率 波 长 波 长 白 炽 灯 荧 光 灯 此 图 表 的 两 个 轴 代 表 功 率 和 波 长 波 长 通 常 以 nm( 十 亿 分 之 一 米 ) 为 单 位 来 表 示 功 率 轴 称 为 辐 射 功 率, 以 瓦 特 (W) 或 者 毫 瓦 (mw) 为 单 位 在 此 图 表 中, 功 率 用 以 测 量 每 5 nm 刻 度 内 1000 lm 的 光 输 出, 即 :mw/5 nm/1000 lm 图 表 上 的 最 终 曲 线 称 为 光 谱 功 率 分 布 曲 线, 其 展 示 了 功 率 在 可 见 光 谱 上 的 分 布 情 况 2.4.6.3 连 续 光 谱 和 谱 线 发 射 从 图 中 可 以 看 出, 白 炽 灯 发 出 所 有 波 长 的 辐 射, 从 一 个 波 长 到 下 一 波 长 的 曲 线 很 平 滑 此 输 出 类 型 称 为 连 续 光 谱 相 反, 放 电 灯 ( 例 如, 荧 光 灯 ) 目 的 仅 在 于 释 放 特 定 波 长 的 能 量, 进 而 导 致 图 峰 不 规 律 这 称 为 谱 线 发 射 放 电 灯 的 显 色 能 力 由 能 量 发 射 的 特 定 波 长 决 定 2.4.6.4 显 色 性 白 炽 灯 灯 具 依 靠 白 炽 化 的 过 程 使 钨 丝 发 光 ( 白 炽 化 是 物 质 或 者 物 体 由 于 加 热 到 较 高 温 度 而 发 射 可 见 光 的 过 程 ) 在 2700 K 色 温 时, 灯 丝 以 平 滑 连 续 可 见 光 谱 的 形 式 发 射 光, 产 生 的 CRI 或 Ra 值 为 99, 几 乎 和 真 正 黑 体 的 CRI 或 者 Ra 值 一 样 好 页 码 35

2.4.6.5 显 色 性 荧 光 灯 未 开 启 的 荧 光 灯, 其 白 色 外 表 是 由 于 灯 管 内 的 磷 光 粉 涂 层 而 造 成 的 在 开 启 时, 该 涂 层 产 生 了 大 部 分 光 并 影 响 灯 的 颜 色 性 能 基 本 的 荧 光 灯 有 时 又 称 为 卤 素 荧 光 灯 它 们 使 用 卤 磷 酸 盐 化 学 族 中 的 单 一 磷 光 体 这 些 灯 并 不 具 有 良 好 的 显 色 能 力, 由 于 其 效 率 低 下, 目 前 还 尚 未 在 澳 大 利 亚 使 用 具 有 较 好 显 色 性 的 荧 光 灯 使 用 另 外 三 种 磷 光 体, 这 些 灯 管 因 此 被 称 为 三 基 色 荧 光 灯 管 另 外 三 种 中 的 每 一 种 磷 光 体 均 产 生 一 种 光 谱 基 色 ( 红 色 绿 色 蓝 色 ) 基 色 混 合 在 一 起 产 生 了 白 色 光, 其 与 卤 磷 酸 盐 磷 光 体 结 合 在 一 起, 在 光 谱 输 出 时 改 善 了 颜 色 平 衡 结 果, 所 产 生 的 光 线 质 量 高 于 仅 涂 有 一 种 卤 磷 酸 盐 的 灯 管 2.4.6.6 显 色 性 放 电 灯 高 压 汞 灯 汞 灯 由 于 汞 原 子 受 放 电 激 发 而 产 生 光 发 出 的 光 为 淡 蓝 色 / 绿 色 冷 光, 该 光 在 红 光 中 显 得 很 淡 这 使 得 汞 灯 的 显 色 性 值 相 对 较 低 然 而, 某 些 汞 灯 具 有 金 黄 色 滤 光 膜, 使 其 能 够 与 普 通 电 灯 泡 发 出 类 似 颜 色 的 光 金 属 卤 灯 (HCI 和 HQI) 这 些 灯 实 质 上 是 高 压 汞 灯, 汞 中 添 加 有 其 他 化 学 物 质 以 改 善 光 谱 输 出 的 平 衡 HCI 灯 同 时 采 用 了 陶 瓷 工 艺 和 HQI 特 征 的 石 英 工 艺 加 入 化 学 物 质 使 得 颜 色 性 能 非 常 好 低 压 钠 灯 (SOX) 这 些 灯 使 用 钠 产 生 其 特 有 的 橙 色 光, 波 长 为 589nm, 接 近 视 觉 响 应 的 峰 值 这 些 灯 能 够 达 到 任 何 光 源 的 最 高 功 效 ( 达 到 约 200lm/W), 但 因 为 它 们 是 单 色 光, 因 而 又 具 有 灯 具 的 最 差 显 色 性 高 压 钠 灯 这 些 灯 使 用 汞 钠 及 氙 气 ( 一 种 气 体 ) 来 产 生 光 由 于 汞 呈 蓝 绿 色, 因 此 可 以 比 SOX 灯 产 生 更 好 的 光 谱 颜 色 平 衡 它 们 在 Ra25 附 近 产 生 金 色 光 页 码 36

3 灯 具 选 择 本 节 论 述 可 用 的 各 式 各 样 的 灯 具 其 工 作 原 理 优 缺 点, 特 别 是 其 功 效 及 其 对 可 持 续 发 展 的 作 用 下 图 对 主 要 灯 具 类 型 进 行 了 总 结 灯 白 炽 灯 发 光 二 极 管 气 体 放 电 灯 钨 白 炽 灯 水 银 灯 金 属 卤 化 物 灯 (HID) 钠 灯 (HID) 卤 钨 灯 低 压 灯 高 压 灯 低 压 灯 (SOX) 荧 光 灯 CFL ( 紧 凑 型 荧 光 灯 ) 高 压 灯 (SON) 该 图 还 突 出 了 被 照 明 行 业 称 为 高 强 度 放 电 (HID) 灯 的 灯 具 类 型 此 等 灯 具 存 在 共 同 的 特 点, 即, 两 个 电 极 间 的 特 定 金 属 原 子 在 惰 性 气 体 的 作 用 下, 受 放 电 激 发 而 产 生 光 注 意 : 灯 具 选 择 与 能 效 灯 具 类 型 选 择 尽 管 只 是 设 计 链 中 的 一 个 环 节, 却 对 能 效 产 生 极 大 影 响 使 用 高 效 灯 具 也 可 能 会 设 计 出 效 率 非 常 低 下 的 照 明 系 统 如 下 图 所 示, 气 体 放 电 灯 比 白 炽 灯 更 为 高 效 除 强 光 等 特 殊 效 果 需 要 外, 一 般 不 鼓 励 将 白 炽 灯 用 于 普 通 照 明 低 压 卤 素 反 射 灯 ( 二 向 色 灯 ) 近 年 来 非 常 受 欢 迎, 它 们 比 钨 丝 白 炽 灯 稍 微 节 能 一 些 然 而, 从 设 计 的 角 度 看, 其 高 度 定 向 光 输 出 使 其 很 少 地 被 选 用 普 通 照 明, 而 意 味 着 需 要 大 量 用 于 露 天 场 所 的 照 明 LED 是 一 项 新 兴 技 术, 而 且 常 声 称 具 有 高 效 率 然 而, 最 近 的 实 践 表 明,LED 具 有 一 个 效 率 范 围, 因 此 出 于 任 何 照 明 目 的 选 择 LED 时 应 格 外 小 心 页 码 37

灯 具 这 个 名 称 是 通 用 术 语, 其 表 示 通 过 热 发 射 或 者 放 电 辐 射 而 产 生 光 的 设 备 光 可 以 从 电 中 以 许 多 方 式 产 生, 以 下 是 照 明 工 程 中 最 为 重 要 的 方 式 i. 白 炽 化 或 者 热 释 光 是 以 热 的 形 式 产 生 光 白 炽 灯 是 以 如 下 方 式 发 光 ; 使 用 电 力 来 升 高 灯 丝 的 温 度 直 至 达 到 白 炽 化 ii. 放 电 是 电 流 通 过 气 体 或 者 蒸 汽 时 产 生 光 在 采 用 此 原 理 的 灯 具 中, 气 体 原 子 在 电 流 通 过 时 受 到 震 荡 或 激 发, 此 激 发 产 生 了 可 见 光 辐 射 紫 外 线 及 红 外 线 能 量 iii. 磷 光 和 荧 光 是 将 通 常 由 放 电 发 出 的 不 可 见 紫 外 线 能 量 转 化 为 可 见 光 的 过 程 称 为 磷 光 体 的 物 质 可 以 使 紫 外 线 能 量 转 变 为 可 见 光 灯 具 的 效 能 ( 也 称 作 功 效 ) 是 以 流 明 / 瓦 特 为 单 位 进 行 计 量 的 下 表 展 示 了 标 准 灯 具 的 典 型 功 效, 包 括 标 准 控 制 装 置 损 耗 这 样 就 能 够 对 灯 具 的 相 对 效 能 进 行 比 较 例 如, 一 只 100 W 的 白 炽 灯 与 一 只 20 W 的 荧 光 灯 大 约 产 生 同 样 的 光 通 量 类 似 地, 一 只 250 W 金 属 卤 化 物 灯 与 一 只 400 W 汞 蒸 气 灯 大 约 产 生 同 样 的 光 通 量 功 Efficacy 效 I/W l/w --- ( (Inc. 包 括 standard 标 准 控 gear 制 装 losses) 置 损 耗 ) COMPARISON OF LIGHT SOURCES 光 源 比 较 (Lumens per watt or Energy efficiency) ( 流 明 / 瓦 特 或 能 效 ) Low Pressure Sodium(SOX) 160 180 140 135 High Pressure Sodium (SON) 高 压 钠 灯 (SON) Plot Figures Indicate Lamp Wattage 曲 线 图 表 明 灯 的 功 率 1000 120 90 400 250 55 Metal Halide (MBI) 150 金 属 卤 化 物 灯 100 1000 36 58 100 1500(MBI) 30 35 80 70 400 2000 18 18 70 100 150 250 175 Mercury Vapor (HQL) 60 85 Fluorescent 125 荧 光 灯 高 压 汞 灯 (HQL) 50 50 700 1000 35 400 250 40 125 80 50 Tungsten Halogen 500 750 1000 1500 2000 卤 钨 灯 20 100 150 200 300 400 200 300 500 1000 白 Incandescent 炽 灯 (GLS) (GLS) 40 100 0 0 1 2 3 5 7 9 14 21 33 48 170 光 输 出 klm --- Light Output klm --- 低 压 钠 灯 (SOX) 总 之, 荧 光 灯 照 明 提 供 最 有 效 的 照 明 系 统, 其 安 装 高 度 高 达 4-5 m 在 此 高 度 以 上, 使 用 带 有 高 强 度 放 电 灯 的 高 顶 棚 照 明 设 备, 以 提 供 理 想 的 一 般 背 景 照 明 结 合 适 用 于 更 精 细 任 务 的 局 部 化 荧 光 灯 照 明, 整 个 照 明 系 统 的 效 率 可 以 更 高 一 般 来 说, 使 用 的 任 务 灯 仅 需 要 单 管 荧 光 灯 应 该 注 意, 不 要 对 特 定 任 务 区 域 过 度 照 明 页 码 38

3.1 白 炽 灯 白 炽 灯 是 最 常 用 类 型 的 照 明 设 备 其 价 格 低 廉, 但 工 作 成 本 较 高 标 准 白 炽 灯 最 适 合 于 很 少 使 用 照 明 或 者 短 时 期 使 用 照 明 的 区 域, 如 洗 衣 店 和 厕 所 然 而, 由 于 其 效 率 低, 白 炽 灯 已 经 在 澳 大 利 亚 市 场 上 逐 步 淘 汰 了 澳 大 利 亚 政 府 正 瞄 准 效 率 水 平 低 于 15 lm/w( 取 决 于 灯 具 的 光 输 出 15 lm/w 为 900 lm 灯 具 的 最 低 功 效 ) 的 所 有 灯 具 传 统 的 梨 形 白 炽 灯 (GLS) 效 率 最 低, 浪 费 约 95% 的 使 用 能 源, 主 要 以 热 量 的 形 式 它 们 已 经 被 淘 汰 了 尽 管 已 被 淘 汰, 但 因 为 其 在 市 场 上 的 现 时 流 行 性, 并 且 为 知 晓 市 场 上 其 他 技 术 提 供 了 良 好 基 础, 所 以 描 述 白 炽 灯 的 构 造 及 工 作 原 理 是 颇 有 用 处 的 白 炽 化 技 术 上 称 为 热 释 光, 意 指 通 过 热 来 产 生 光 电 流 进 入 钨 丝 或 者 其 他 导 电 材 料 时, 将 产 生 热 如 果 灯 丝 升 高 至 足 够 高 的 温 度, 不 仅 会 发 热, 而 且 会 发 出 可 见 光 从 本 质 上 讲, 这 种 产 生 光 的 方 法 效 率 低 下, 因 为 产 生 的 热 量 多 于 可 见 光, 而 可 见 光 仅 占 其 输 出 的 约 5% 性 能 概 要 范 围 色 温 25 300 瓦 特 2700 K 寿 命 1000 小 时 CRI 100 功 效 12 lm/w 优 点 即 开 即 亮 即 时 全 光 输 出 无 需 额 外 设 备 初 置 成 本 低 廉 缺 点 工 作 成 本 极 高 低 色 温 灯 具 使 用 寿 命 较 短 最 大 功 率 为 300 W 页 码 39

3.1.1 白 炽 灯 组 件 白 炽 灯 的 主 要 组 件 如 下 所 示 尽 管 所 有 GLS 及 特 殊 白 炽 灯 的 工 作 原 理 是 相 同 的, 但 是 其 中 一 些 组 件 可 能 在 尺 寸 及 形 状 上 有 所 不 同 充 气 或 真 空 支 撑 钼 丝 泵 浦 管 螺 丝 灯 座 玻 璃 灯 泡 钨 丝 导 线 ( 镍 部 分 ) 导 线 ( 杜 美 合 金 部 分 ) 孔 眼 ( 灯 泡 触 点 ) GLS 灯 的 组 合 零 件 中 空 玻 璃 3.1.1.1 玻 璃 灯 泡 页 码 40

灯 具 的 玻 璃 灯 泡 密 封 时, 被 称 为 玻 壳 重 要 的 是 应 将 空 气 完 全 从 玻 壳 中 移 除 这 是 因 为 氧 气 的 存 在 会 使 灯 丝 在 灯 具 刚 打 开 时 烧 掉 ( 氧 化 ) 空 气 是 通 过 泵 浦 管 移 除 的 ( 创 造 一 个 真 空 环 境, 或 者 向 玻 壳 内 填 充 惰 性 气 体 ) 这 些 灯 具 的 典 型 玻 壳 是 熟 知 的 灯 泡 形 状, 用 钠 钙 玻 璃 制 成 现 在, 用 此 形 状 名 称 来 泛 指 电 灯 泡 业 界 首 选 名 称 是 灯 具 这 些 灯 具 的 形 状 便 于 生 产 操 作, 而 且 使 得 灯 泡 耐 损 性 较 强, 特 别 是 考 虑 到 所 使 用 的 玻 璃 仅 约 1 mm 厚 除 了 彩 色 灯 和 烤 漆 灯 外,GLS 灯 具 生 产 中 还 有 三 种 基 本 的 玻 璃 灯 泡 饰 面, 即, 透 明 乳 白 珍 珠 色 透 明 玻 璃 灯 泡 是 完 全 透 明 的, 能 够 看 到 灯 丝 此 类 型 的 灯 泡 会 出 现 刺 目 的 强 光, 但 依 然 很 普 及, 特 别 用 于 传 统 和 装 饰 目 的 ( 例 如, 枝 形 吊 灯 ) 乳 白 灯 泡 的 玻 璃 看 起 来 是 白 色 的 ( 或 者 更 确 切 的 说, 为 蛋 白 石 的 颜 色 ) 这 是 通 过 在 玻 壳 内 表 面 上 沉 积 二 氧 化 硅 或 者 二 氧 化 钛 来 实 现 的 开 启 时, 便 变 为 半 透 明 的, 并 使 光 发 生 漫 射, 因 此 看 上 去 是 从 灯 泡 表 面 发 出 的 光, 使 得 光 更 为 柔 和 该 涂 层 提 供 极 佳 的 光 漫 射, 但 也 造 成 一 些 光 损 失 珠 光 灯 泡 的 玻 璃 上 看 似 有 一 层 较 薄 的 凝 结 物 这 是 通 过 使 用 氢 氟 酸 对 内 表 面 进 行 蚀 刻 实 现 的 3.1.1.2 钨 丝 典 型 的 钨 丝 工 作 温 度 约 为 2400 o C 钨 可 选 用 为 灯 丝 材 料, 原 因 在 于 其 是 为 数 不 多 的 可 用 材 料 中 最 好 的 材 料, 可 以 拉 长 为 细 丝, 保 持 在 极 高 温 度 下 而 不 熔 化, 并 产 生 大 量 的 光 钨 丝 部 分 提 供 了 有 关 灯 丝 盘 绕 ( 单 线 圈 或 者 双 重 线 圈 ) 的 详 细 信 息 在 灯 具 快 速 生 产 过 程 中, 不 可 能 将 空 气 完 全 清 除 ( 因 此, 会 有 氧 气 的 存 在, 其 为 正 常 空 气 的 20-21%) 如 果 未 经 过 检 查, 氧 气 可 能 会 使 灯 丝 由 于 氧 化 而 过 早 损 坏 为 克 服 这 一 点, 在 灯 丝 上 涂 有 红 磷, 其 被 称 为 吸 气 剂 其 作 用 是 吸 收 玻 壳 内 残 留 的 氧 气 吸 气 剂 不 会 损 害 钨 丝, 但 非 常 易 于 与 氧 气 反 应, 在 灯 初 次 开 启 时 立 即 与 氧 气 结 合 由 此 产 生 的 化 合 物 并 不 与 钨 发 生 反 应, 然 而 其 具 有 吸 水 性, 意 味 着 其 吸 收 所 产 生 的 任 何 残 留 水 蒸 气 吸 气 剂 的 引 入 使 得 高 质 量 灯 具 能 够 进 行 大 批 量 生 产 3.1.1.3 支 撑 钼 丝 页 码 41

即 使 弯 成 线 圈, 钨 丝 仍 然 是 一 种 脆 性 材 料, 较 易 折 断, 这 种 状 况 随 着 灯 具 的 使 用 而 不 断 恶 化 支 撑 丝 限 制 钨 丝 的 移 动, 并 防 止 其 在 发 热 时 下 垂 这 为 灯 丝 在 合 理 的 条 件 下 长 久 使 用 提 供 最 可 能 的 机 会, 但 并 不 能 保 护 其 免 于 过 多 振 动 或 机 械 冲 击 大 多 数 灯 泡 具 有 两 根 支 撑 丝, 但 防 震 灯 可 能 具 有 多 达 七 根 支 撑 丝 支 撑 丝 是 由 非 常 薄 但 极 为 结 实 的 钼 丝 制 成 重 要 的 是, 支 撑 丝 很 薄, 以 致 于 不 会 使 处 于 接 触 点 的 灯 丝 降 温 钼 的 熔 点 非 常 高, 能 够 承 受 较 高 灯 丝 温 度 3.1.1.4 导 线 ( 镍 部 分 ) 用 两 根 导 线 将 灯 具 的 触 点 连 接 至 灯 丝 它 们 为 重 要 组 成 部 分, 由 三 种 不 同 的 线 组 成, 下 部 为 包 铜 丝, 中 间 部 分 为 杜 美 丝, 上 部 为 镍 丝 此 刚 性 镍 丝 提 供 了 灯 丝 连 接 的 坚 实 结 构 镍 具 有 延 展 性, 意 味 着 其 易 于 展 平 弯 曲 以 便 将 灯 丝 固 定 就 位 3.1.1.5 导 线 ( 杜 美 合 金 部 分 ) 导 线 的 此 部 分 是 由 涂 有 硼 酸 铜 的 特 殊 镍 铁 丝 制 成, 称 为 杜 美 丝 杜 美 丝 穿 过 玻 璃 灯 管, 其 顶 端 进 行 加 热 直 至 融 化, 然 后 在 导 线 周 围 挤 压 扁 平 而 形 成 玻 璃 金 属 密 封 杜 美 丝 具 有 和 钠 钙 玻 璃 相 似 的 扩 展 速 率 如 果 以 比 玻 璃 更 大 的 速 率 对 该 电 线 进 行 扩 展, 玻 璃 便 会 开 裂 这 样 就 会 使 空 气 进 入 灯 泡 内 其 也 可 以 作 为 灯 具 发 生 故 障 ( 灯 丝 熔 断 ) 情 况 下 的 熔 断 系 统 杜 美 丝 发 生 熔 化, 然 后 电 流 安 全 切 断, 可 以 防 止 在 灯 丝 两 端 之 间 形 成 电 弧, 并 防 止 增 加 电 流 的 危 险 3.1.1.6 螺 丝 灯 座 帽 壳 为 灯 头 的 外 层 结 构 ( 也 叫 做 灯 座 ) 帽 壳 提 供 了 与 灯 座 间 的 安 全 易 于 使 用 的 牢 固 物 理 连 接 螺 口 式 灯 泡 类 型 中 的 灯 头 也 可 以 提 供 一 个 电 触 点 在 灯 头 内 容 页 可 以 找 到 更 多 有 关 不 同 类 型 灯 头 的 详 细 信 息 尽 管 可 以 使 用 铜 或 者 镀 镍 黄 铜, 但 是 大 多 数 灯 头 使 用 铝 制 外 壳 页 码 42

3.1.1.7 中 空 玻 璃 该 灯 座 的 下 半 部 分 的 内 表 面 上 涂 有 称 为 镜 煤 的 黑 色 玻 璃, 其 提 供 了 灯 头 上 活 性 及 中 性 触 点 间 的 必 要 绝 缘 3.1.1.8 孔 眼 ( 灯 泡 触 点 ) 灯 泡 触 点 为 小 型 铜 孔 ( 螺 口 灯 头 的 孔 眼 为 圆 形, 卡 口 灯 头 - BC 的 孔 眼 为 椭 圆 形 ), 中 心 有 个 孔 它 们 被 固 定 在 镜 煤 中 在 BC 灯 中, 导 线 穿 过 各 触 点 中 心 的 孔, 裁 切 平 整 然 后 焊 接 到 位 ES 类 型 灯 具 中, 一 根 导 线 通 过 单 个 触 点 的 孔, 然 后 被 裁 切 并 焊 接 另 一 根 导 线 伸 出 灯 泡 的 一 侧, 位 于 灯 头 和 玻 壳 之 间, 并 被 焊 接 在 帽 壳 上 并 没 有 标 准 要 求 用 焊 锡 覆 盖 孔 眼 因 此, 在 一 些 灯 泡 上 可 以 看 到 部 分 孔 眼 3.1.2 钨 丝 正 如 所 讨 论 过 的 那 样, 专 门 选 择 钨 作 为 生 产 灯 丝 的 材 料, 是 因 为 其 可 以 被 拉 成 非 常 细 的 细 丝, 在 高 温 下 不 会 熔 化, 同 时 发 出 大 量 的 光 灯 泡 的 灯 丝 是 由 一 根 约 1 m 长 约 为 人 的 发 丝 厚 度 的 细 钨 丝 制 成 灯 丝 的 长 度 及 厚 度 决 定 了 其 电 阻, 电 阻 反 过 来 决 定 了 灯 泡 的 功 率 电 源 电 压 也 是 一 个 因 素, 意 味 着 灯 丝 参 数 因 不 同 国 家 的 供 电 电 源 而 异 3.1.2.1 单 螺 旋 灯 丝 为 使 有 效 尺 寸 的 灯 泡 能 够 容 纳 长 约 1 m 的 灯 丝, 将 灯 丝 绕 成 密 集 的 线 圈 结 果 成 为 一 个 直 径 为 1mm 长 度 为 40mm 的 单 线 圈 包 含 这 种 类 型 灯 丝 的 灯 具 为 单 螺 旋 丝 灯 页 码 43

工 作 过 程 中, 螺 旋 灯 丝 比 直 灯 丝 散 热 少 这 是 因 为 线 圈 紧 挨 在 一 起, 有 助 于 彼 此 加 热, 将 热 损 失 降 至 最 低 这 就 意 味 着 维 持 螺 旋 灯 丝 的 温 度 所 需 要 的 能 量 要 比 维 持 直 灯 丝 的 温 度 所 需 的 能 少 得 多 因 此, 在 将 电 能 转 化 为 光 能 时, 螺 旋 灯 丝 更 有 效, 即 : 其 达 到 的 功 效 更 高 单 线 圈 双 重 线 圈 可 以 通 过 对 单 线 圈 的 二 级 螺 旋 来 进 一 步 提 高 功 效 结 果 即 为 双 螺 旋, 以 它 的 名 字 来 称 谓 含 有 双 螺 旋 灯 丝 的 灯 具 因 为 工 作 温 度 非 常 高, 灯 丝 表 面 不 断 蒸 发 此 钨 蒸 汽 在 玻 璃 灯 泡 内 凝 固, 最 终 形 成 了 一 层 黑 色 薄 膜, 该 薄 膜 减 少 了 光 输 出 最 后, 灯 丝 的 某 点 变 薄 以 致 熔 断 真 空 灯 内 部 变 黑 一 直 以 来 都 是 一 个 主 要 缺 点 功 率 较 低 时 其 不 是 问 题, 因 为 灯 丝 在 较 低 温 度 工 作, 因 此 蒸 发 较 慢 真 空 灯 的 主 要 优 点 为, 真 空 由 于 不 会 导 热 因 而 阻 止 了 热 传 导, 因 此 玻 璃 玻 壳 的 温 度 依 然 相 对 较 低 真 空 保 温 瓶 采 用 了 同 一 原 理, 使 其 保 持 所 盛 物 品 在 若 干 小 时 内 处 于 温 热 状 态 较 低 表 面 温 度 ( 低 于 充 气 灯 ) 使 得 真 空 灯 可 用 于 敞 开 的 室 外 这 是 因 为 玻 璃 不 会 变 得 太 热, 以 致 于 在 打 湿 时 由 于 热 冲 击 而 碎 裂 显 然, 需 要 使 用 电 气 安 全 防 水 灯 座 较 低 的 玻 璃 温 度 在 需 要 使 用 较 低 温 度 工 作 灯 的 室 内 也 是 有 用 的, 例 如, 育 儿 室 内 的 睡 眠 灯 3.1.3 充 气 灯 已 经 发 现 若 在 玻 壳 内 填 充 惰 性 气 体 ( 即, 非 反 应 性 ), 灯 丝 的 蒸 发 及 钨 向 玻 璃 灯 泡 内 表 面 的 转 移 均 会 减 少 这 就 意 味 着 灯 丝 可 以 在 较 高 温 度 ( 因 此, 提 供 更 多 的 光 输 出 ) 下 工 作 且 寿 命 相 同 因 此, 充 气 灯 比 真 空 灯 更 有 效 目 前 使 用 的 惰 性 气 体 混 合 物 为 氩 气 和 氮 气 的 组 合 ( 玻 壳 内 不 能 留 有 空 气, 因 为 其 含 有 非 常 具 有 反 应 性 的 氧 气 ) 其 是 通 过 泵 浦 管 引 入 的 有 时 使 用 氪, 但 非 常 昂 贵, 仅 用 于 价 格 比 较 昂 贵 的 产 品, 如 : 长 寿 灯, 或 者 提 供 较 高 功 效 的 灯 具 页 码 44

3.1.3.1 灯 泡 气 体 填 充 压 力 冷 光 灯 : 灯 具 内 填 充 至 正 常 大 气 压 的 80% 当 冷 却 时, 如 果 灯 具 破 裂, 周 围 的 空 气 会 立 即 涌 入, 使 得 玻 璃 碎 片 保 留 在 灯 泡 内 部, 即, 灯 会 发 生 内 爆 热 阴 极 灯 : 在 工 作 过 程 中, 当 变 热 时, 气 体 混 合 物 试 图 膨 胀, 但 是 受 到 玻 璃 玻 壳 阻 挠 而 不 能 膨 胀 因 此, 气 体 压 力 增 至 大 气 压 力 的 120% 如 果 灯 泡 在 这 种 情 况 下 破 裂, 将 会 有 强 烈 的 气 流 向 外 冲 出, 强 迫 玻 璃 向 外 迸 出, 即, 灯 泡 会 发 生 爆 炸 3.1.4 彩 色 灯 及 烤 漆 灯 3.1.4.1 彩 色 灯 彩 色 效 果 是 通 过 两 种 方 式 实 现 的 第 一 种 方 法 是 在 灯 泡 的 玻 璃 玻 壳 外 面 使 用 合 适 的 彩 色 滤 光 片 该 滤 光 片 是 在 上 面 喷 有 一 层 彩 釉, 然 后 烘 干 使 其 形 成 一 层 结 实 的 弹 性 覆 层 该 覆 层 能 够 防 风 雨, 如 同 用 于 室 外 的 大 多 数 彩 色 灯 一 样 理 想 达 到 此 颜 色 效 果 的 另 一 种 方 法 是 在 玻 璃 玻 壳 内 部 涂 上 二 氧 化 硅 或 者 二 氧 化 钛, 并 在 其 中 加 入 微 量 的 适 当 颜 料 3.1.4.2 烤 漆 灯 彩 色 反 射 灯 是 烤 漆 灯 的 示 例 彩 色 烤 漆 应 用 于 玻 壳 的 外 部 因 为 这 些 漆 易 受 天 气 影 响 而 劣 化, 建 议 其 仅 作 内 部 使 用 3.1.5 灯 帽 正 如 之 前 所 述, 灯 帽 ( 或 称 灯 头 ) 为 合 适 的 电 压 电 源 提 供 了 带 电 和 不 带 电 连 接 它 也 为 灯 座 提 供 了 安 全 且 易 用 的 机 械 和 电 力 连 接 大 部 分 白 炽 灯 帽 由 铝 制 成, 但 也 会 使 用 黄 铜 或 镀 镍 黄 铜 白 炽 灯 的 灯 帽 就 本 质 而 言 仅 有 三 种, 即 螺 旋 灯 帽 卡 口 灯 帽 和 单 触 头 灯 帽 3.1.5.1 螺 旋 帽 页 码 45

该 灯 帽 由 托 马 斯 爱 迪 生 (Thomas Edison) 设 计, 是 最 早 的 灯 帽 形 式 它 由 方 向 螺 纹 组 成, 该 螺 纹 能 够 旋 转 至 灯 座 的 互 补 螺 纹 中 该 螺 纹 被 称 为 爱 迪 生 螺 旋 (ES) 爱 迪 生 螺 旋 与 卡 口 灯 帽 不 同,ES 仅 有 一 个 绝 缘 触 头 另 外 一 个 触 头 是 帽 壳 本 身, 其 形 成 了 电 路 的 一 部 分 GLS 和 特 殊 白 炽 灯 的 ES 灯 帽 有 几 种 不 同 的 尺 寸 / 直 径 ES 灯 帽 也 广 泛 用 于 低 电 压 灯, 如 手 电 筒 灯 泡 爱 迪 生 螺 旋 尺 寸 IEC 说 明 近 似 直 径 E14 小 型 爱 迪 生 螺 旋 14 mm E27 爱 迪 生 螺 旋 27 mm E40 大 型 爱 迪 生 螺 旋 40 mm 3.1.5.2 卡 口 灯 帽 卡 口 灯 帽 (BC) 固 定 方 法 得 名 于 将 刺 刀 固 定 到 早 期 步 枪 上 时 所 需 的 推 扭 动 作 圆 柱 形 灯 帽 上 的 两 个 或 三 个 突 出 销 针 ( 约 2 mm 长 ) 与 灯 座 上 的 J 型 槽 啮 合 并 锁 定 灯 座 中 的 弹 簧 承 载 的 指 状 物 ( 电 触 头 ) 会 推 进 触 头, 并 帮 助 将 销 针 固 定 在 灯 座 槽 中 大 多 数 GLS BC 灯 有 两 个 销 针 三 销 针 灯 帽 最 初 设 计 用 于 具 有 非 常 规 电 压 需 求 的 灯, 确 保 其 不 会 插 入 到 两 销 针 灯 座 中 3 销 针 22 mm 的 卡 口 灯 头 2 销 针 22 mm 的 标 准 卡 口 灯 头 卡 口 灯 帽 尺 寸 IEC 说 明 近 似 直 径 页 码 46

B15d 小 型 卡 口 灯 帽 15 mm B22d 卡 口 灯 帽 22 mm B22d-3 3 销 针 卡 口 灯 帽 22 mm 3.1.5.3 单 触 头 单 触 头 (SC) 灯 帽 为 圆 柱 形, 灯 头 处 有 一 个 触 头, 与 ES 灯 帽 类 似 然 而, 与 ES 灯 帽 不 同 的 是,SC 灯 帽 的 外 壳 不 构 成 电 路 的 一 部 分 单 触 头 灯 帽 其 原 因 是 SC 灯 帽 用 于 条 状 灯, 该 灯 两 端 都 有 灯 帽, 每 个 灯 帽 都 连 接 一 个 电 源 终 端 通 常 仅 在 一 端 有 触 头 的 灯 称 为 单 端 灯 两 端 都 有 触 头 的 线 型 灯 ( 如 条 状 灯 ) 称 为 双 端 灯 注 释 : 当 BC 和 ES 灯 泡 插 入 各 自 灯 座 时, 电 触 头 互 碰 或 互 擦, 提 供 良 好 的 电 接 触 但 是,SC 灯 没 有 触 头 互 擦, 因 为 它 们 为 推 入 到 位 式, 或 由 其 灯 座 张 力 支 撑 因 此, 这 种 灯 应 通 过 来 回 旋 转 两 三 次 进 行 固 定 这 样 可 以 确 保 良 好 的 电 接 触, 并 可 帮 助 防 止 电 弧 3.1.6 反 射 灯 使 用 反 光 材 料 ( 如 铝 ) 涂 装 灯 泡 的 某 些 部 分 可 以 使 灯 泡 具 有 定 向 输 出 功 能 反 射 灯 的 设 计 是 一 门 科 学, 其 中 包 括 将 玻 璃 壳 调 整 为 能 按 所 需 方 式 散 发 光 束 的 形 状 3.1.6.1 吹 制 玻 璃 反 射 灯 大 多 数 反 射 灯 的 玻 璃 灯 泡, 都 是 通 过 向 生 成 特 有 发 射 形 状 的 模 具 中 吹 入 钠 钙 玻 璃 制 作 而 成 因 此, 这 种 灯 称 为 吹 制 玻 璃 反 射 灯 这 些 反 射 灯 以 简 短 的 字 母 - 数 字 代 码 来 指 代 其 前 缀 为 R, 数 字 表 示 灯 泡 最 宽 处 的 直 径, 以 毫 米 为 单 位, 如 R95 R80 R63 等 页 码 47

3.1.6.2 PAR 反 射 灯 PAR 反 射 灯 不 是 吹 制 而 成, 而 是 由 两 部 分 模 制 而 成 - 反 射 器 和 遮 光 玻 璃 在 生 产 过 程 中, 通 过 将 这 两 部 分 的 边 缘 加 热 至 熔 融 状 态 使 其 密 合 这 种 灯 称 为 密 封 束 反 射 灯, 或 者 更 常 称 为 PAR 灯 ( 压 缩 玻 璃 铝 制 反 射 灯 ) 用 以 制 造 PAR 灯 的 硼 硅 玻 璃 ( 与 派 莱 克 斯 耐 热 玻 璃 类 似 ) 比 制 造 GLS 灯 泡 的 玻 璃 更 厚 更 重 这 使 得 灯 泡 可 以 承 受 较 高 的 温 度 和 热 冲 击, 因 此 适 合 室 外 使 用 密 封 束 反 射 灯 的 指 代 方 式 与 吹 制 玻 璃 反 射 灯 不 同 其 前 缀 为 PAR, 但 是 数 字 ( 如 PAR38 中 的 38) 表 示 灯 泡 直 径 的 1/8 英 寸 倍, 即,PAR38 灯 泡 的 直 径 为 38 1/8 英 寸 3.1.7 灯 具 性 能 白 炽 光 是 一 种 低 效 的 发 光 方 式 大 部 分 能 量 都 以 热 ( 红 外 线 ) 的 形 式 发 出, 以 光 谱 可 见 部 分 发 出 的 相 对 较 少 GLS 灯 的 典 型 能 量 输 出 - 以 供 应 到 灯 的 总 瓦 特 数 百 分 比 表 示 - 如 下 所 示 : 能 量 类 型 输 出 百 分 比 紫 外 线 0.03% 可 见 光 9.0% 红 外 线 84.0% 传 导 热 和 对 流 热 7.0% 传 导 热 即 从 灯 座 中 流 失 的 热 量 对 流 热 即 流 向 灯 周 围 空 气 的 热 量 3.1.7.1 外 加 电 压 外 加 电 压 影 响 灯 泡 性 能 的 各 个 方 面 有 关 外 加 电 压 的 细 微 更 改 ( 直 到 几 个 百 分 点 ), 以 下 是 一 份 实 用 指 南 : 外 加 电 压 更 改 1% 导 致 : 电 流 更 改 0.5% 瓦 特 数 更 改 1.5% 光 输 出 更 改 4.0% 预 期 寿 命 ( 电 压 升 高, 寿 命 降 低 ) 更 改 14% 页 码 48

以 下 图 表 显 示 了 供 给 电 压 更 改 对 灯 寿 命 及 其 其 他 性 能 方 面 的 巨 大 影 响 电 压 以 百 分 比 的 形 式 在 底 部 (x 轴 ) 显 示 - 100% 为 灯 的 指 定 比 例 灯 泡 寿 命 在 绿 线 上 以 作 为 百 分 比 的 数 字 标 记 显 示 其 他 性 能 方 面 在 暗 红 线 上 以 暗 红 数 字 标 记 显 示 用 百 分 比 表 示 的 寿 命 寿 命 流 明 流 明 / 瓦 特 用 百 分 比 表 示 的 瓦 特 流 明 安 培 和 流 明 / 瓦 特 安 培 瓦 特 安 培 瓦 特 用 百 分 比 表 示 的 瓦 特 流 明 安 培 和 流 明 / 瓦 特 3.1.8 灯 寿 命 寿 命 流 明 / 瓦 特 流 明 百 分 比 表 示 的 伏 特 用 百 分 比 表 示 的 寿 命 国 家 和 国 际 标 准 中 规 定 的 GLS 灯 平 均 寿 命 为 1,000 小 时 这 被 公 认 为 是 灯 寿 命 和 光 输 出 之 间 的 折 衷 物 3.1.9 灯 标 准 GLS 及 相 关 类 型 的 国 家 和 国 际 标 准 如 下 : IEC 64 (EN 60064), 通 用 钨 丝 灯 规 范 ( 批 量 测 试 ) - 该 标 准 涵 盖 了 用 于 检 查 灯 泡 生 产 商 合 规 情 况 的 整 个 产 品 批 次 评 估 其 适 用 于 额 定 寿 命 为 1,000 小 时 电 压 为 100-250 V 功 率 为 25-1500 W 并 装 有 BC 或 ES 灯 帽 的 散 光 灯 和 透 明 灯 IEC 432 (EN 60432), 第 一 部 分 : 室 内 及 类 似 照 明 用 途 钨 丝 灯 的 安 全 性 和 互 换 性 - 适 用 于 额 定 电 压 50 V 到 250 V 功 率 最 高 200 W 的 灯 IEC 432 (EN 60432), 第 二 部 分 安 全 性 和 互 换 性 评 估 方 法 - 这 部 分 说 明 了 第 1 部 分 合 规 性 检 测 的 抽 样 和 检 验 方 法 IEC 61 (EN 60061), 灯 帽 和 灯 座 - 这 部 分 涵 盖 了 灯 帽 和 灯 座, 以 及 一 致 性 检 查 所 需 仪 表 的 详 细 信 息 AS/NZS 4934.2 普 通 照 明 用 白 炽 灯 - 最 低 能 效 性 能 标 准 (MEPS) 要 求 页 码 49

3.2 卤 钨 灯 卤 素 灯 也 是 白 炽 灯 的 一 种 其 价 格 更 昂 贵, 但 寿 命 长 达 10,000 小 时 它 们 可 能 为 240 V 灯, 这 种 灯 通 常 为 管 状, 常 用 于 向 上 照 明 或 室 外 泛 光 照 明 ; 他 们 也 可 能 为 低 电 压 灯 ( 通 常 为 12 V) 它 们 一 般 为 双 销 针 胶 囊 灯, 或 MR16 (50 mm) 双 色 灯, 用 于 向 下 照 明 注 意 : 卤 钨 灯 及 能 源 效 率 卤 钨 灯 比 传 统 的 钨 白 炽 灯 略 微 高 效 但 是 其 效 率 无 法 与 荧 光 灯 抗 衡 除 强 光 照 射 等 特 殊 效 果 外, 一 般 不 鼓 励 将 卤 钨 灯 和 钨 白 炽 灯 用 于 普 通 照 明 将 低 电 压 卤 素 反 射 灯 用 于 普 通 照 明 是 一 种 不 明 智 的 选 择, 因 为 照 亮 露 天 场 所 需 要 大 量 的 灯 在 现 代 家 庭 中, 这 是 一 种 常 见 错 误, 致 使 照 明 效 果 差 强 人 意, 总 体 效 率 低 下 为 改 变 此 现 状, 可 将 30 W 和 35 W IRC 灯 与 电 子 变 压 器 一 起 使 用, 其 最 高 能 够 将 能 源 消 耗 降 低 40% 某 些 卤 素 灯 需 要 特 殊 照 明 装 置 低 电 压 卤 素 灯 比 相 同 瓦 特 数 的 普 通 灯 泡 稍 显 高 效, 但 是 其 使 用 的 变 压 器 会 消 耗 10% 到 30% 的 灯 泡 能 量, 因 此 降 低 了 增 加 的 效 率 卤 素 灯 的 产 生 是 因 为 受 到 提 高 功 效 和 降 低 白 炽 灯 尺 寸 的 驱 使 这 使 灯 壳 内 部 表 面 变 黑 的 情 况 更 加 恶 化, 因 为 钨 会 从 热 灯 丝 中 蒸 发 20 世 纪 50 年 代, 人 们 发 现 在 灯 泡 中 添 加 少 量 卤 素 ( 带 有 特 定 属 性 的 化 学 元 素 组, 其 中 一 种 元 素 具 有 与 金 属 进 行 化 学 结 合 的 明 显 倾 向 ) 可 以 防 止 变 黑 五 卤 族 元 素 为 碘 溴 氯 氟 和 砹 进 行 了 这 种 添 加 的 灯 称 为 卤 钨 灯 这 类 灯 有 时 也 称 为 石 英 卤 素 灯, 因 为 其 灯 壳 通 常 不 是 由 玻 璃 制 成, 而 是 由 石 英 制 成, 石 英 能 够 更 好 地 承 受 这 类 灯 工 作 时 的 高 温 ( 尽 管 某 些 不 会 产 生 太 多 热 量 的 低 瓦 特 数 灯 会 使 用 硬 质 玻 璃 这 种 材 料 更 便 宜, 其 热 性 能 在 钠 玻 璃 和 石 英 之 间 ) 性 能 概 要 范 围 低 电 压 :20 50 W 市 电 电 压 :40 600 W 色 温 2,800 3,200 开 尔 文 页 码 50

寿 命 2,000 5,000 小 时 CRI 100 功 效 10-30 lm/ 瓦 特 优 点 缺 点 即 开 即 亮 操 作 昂 贵 即 时 全 光 输 出 可 能 需 要 变 压 器 灯 光 比 白 炽 灯 更 白 范 围 有 限 寿 命 长 灯 成 本 高 体 积 小 巧, 灯 具 由 设 计 师 设 计 反 射 灯, 不 适 合 普 通 照 明 设 计 比 白 炽 灯 更 经 济 3.2.1 卤 素 循 环 第 1 阶 段 : 热 灯 丝 导 致 所 有 气 体, 包 括 卤 素, 开 始 循 环 这 称 为 对 流 第 2 阶 段 : 钨 原 子 从 灯 丝 蒸 发 通 常 这 是 灯 壳 变 黑 的 原 因 第 3 阶 段 : 钨 原 子 很 容 易 与 卤 素 结 合, 形 成 一 种 化 合 物, 称 为 钨 卤 化 物 ( 同 样 为 蒸 气 ) 第 4 阶 段 : 钨 处 于 与 卤 素 化 学 结 合 状 态, 不 会 沉 积 在 灯 壳 内 相 反, 因 为 对 流, 钨 卤 化 物 蒸 气 会 在 灯 壳 内 循 环 页 码 51

第 5 阶 段 : 钨 卤 化 物 经 过 灯 丝 附 近 时, 强 烈 的 热 会 将 其 分 开, 使 其 还 原 为 钨 和 卤 素 钨 重 新 沉 积 到 灯 丝 的 较 冷 部 分, 卤 素 重 新 开 始 自 由 循 环 周 而 复 始 3.2.1.1 卤 素 使 用 注 解 1. 在 生 产 过 程 中, 会 使 用 抽 气 管 将 空 气 从 灯 壳 冠 部 ( 顶 部 ) 抽 出 随 后, 灯 壳 中 将 注 入 一 种 惰 性 气 体 ( 氩 氪 或 氙 ), 这 种 惰 性 气 体 中 将 添 加 量 少 且 精 确 的 卤 素 ( 通 常 约 为 10 微 克,1 微 克 是 1 克 的 百 万 分 之 一 ) 2. 碘 和 溴 是 灯 泡 生 产 中 使 用 的 两 种 主 要 卤 族 元 素 偶 尔 会 使 用 氯 氟 和 砹 毒 性 极 大, 因 此 绝 不 会 用 于 这 种 应 用 3. 灯 泡 工 作 过 程 中, 高 温 可 以 确 保 卤 素 为 蒸 气 形 式 4. 在 生 产 GLS 灯 泡 时, 不 能 使 用 吸 气 剂 吸 收 残 余 氧 气, 因 为 磷 会 导 致 卤 素 循 环 停 止 作 为 替 代, 生 产 过 程 中 会 在 灯 泡 内 注 入 氢 气, 并 将 灯 丝 点 亮 高 温 会 使 氢 气 与 氧 气 结 合, 形 成 水 蒸 气 然 后, 将 氢 气 和 水 蒸 气 从 准 备 注 入 惰 性 气 体 的 灯 壳 中 抽 出 5. 早 期 的 卤 素 灯 使 用 碘, 虽 然 比 较 成 功, 但 是 碘 会 吸 收 部 分 光 谱 输 出 ( 在 绿 色 波 长 中 ), 使 灯 光 显 示 紫 色 调 当 时, 卤 钨 灯 在 电 影 业 和 电 视 业 中 具 有 巨 大 的 潜 在 市 场 随 着 彩 色 电 视 的 出 现, 显 色 性 变 得 更 加 重 要, 人 们 发 现 溴 具 有 更 好 的 色 彩 性 能 现 在, 几 乎 所 有 的 卤 素 灯 都 会 使 用 溴 3.2.2 灯 结 构 一 般 卤 素 灯 组 件 如 下 所 示 页 码 52

抽 气 点 含 卤 素 的 填 充 气 体 灯 丝 丝 尾 灯 壳 捏 夹 ( 密 封 ) 焊 缝 钼 箔 灯 销 针 3.2.2.1 灯 壳 典 型 卤 素 灯 的 组 合 零 件 石 英 灯 壳 比 GLS 灯 泡 使 用 的 钠 钙 玻 璃 坚 硬 数 倍, 并 且 具 有 更 高 的 熔 点 这 意 味 着 它 能 够 更 接 近 炙 热 的 灯 丝 而 不 会 软 化, 灯 壳 内 部 气 压 可 以 更 高, 使 钨 的 蒸 发 率 降 低 相 对 玻 璃 而 言, 石 英 的 一 大 缺 点 是 会 受 到 油 脂 污 染 存 在 于 人 类 皮 肤 中 的 天 然 油 脂 含 有 微 量 锂 钠 和 钾 如 果 沉 积 到 石 英 上, 这 些 物 质 会 在 受 到 工 作 高 温 时 局 部 改 变 其 原 子 排 列 在 极 少 情 况 下, 污 染 可 能 会 很 严 重, 导 致 石 英 性 能 减 弱, 灯 壳 破 裂 即 使 此 类 情 况 没 有 发 生, 指 印 留 下 的 油 脂 也 会 永 远 在 石 英 上 留 下 痕 迹 如 果 意 外 触 碰 到 石 英 灯 壳, 在 灯 泡 首 次 点 亮 前, 应 使 用 沾 有 甲 基 化 酒 精 的 软 布 将 其 擦 拭 干 净 3.2.2.2 填 充 气 体 卤 钨 灯 壳 内 部 的 环 境 通 常 由 一 种 惰 性 气 体 ( 氩 氪 或 氙 ) 和 少 量 的 一 种 卤 素 ( 通 常 为 溴 ) 组 成 卤 素 的 量 非 常 小 ( 通 常 为 1 克 的 十 万 分 之 一 ) 由 于 灯 丝 高 温, 其 在 灯 泡 使 用 过 程 中 为 蒸 气 形 式 3.2.2.3 抽 气 点 抽 气 点 是 灯 壳 的 密 封 顶 点, 是 生 产 过 程 中 抽 气 管 的 所 在 位 置 抽 气 管 用 于 抽 气 和 充 气 页 码 53

3.2.2.4 灯 丝 卤 素 灯 的 钨 丝 通 常 由 高 级 钨 制 成, 这 种 钨 优 于 GLS 灯 泡 中 所 使 用 的 钨 必 须 使 用 较 高 级 别 的 钨 才 能 防 止 卤 素 灯 工 作 时 产 生 的 高 温 ( 通 常 为 2,700 C) 使 灯 丝 扭 曲 卤 素 灯 使 用 单 一 灯 丝 和 卷 曲 螺 旋 灯 丝, 灯 丝 可 以 是 横 向 或 轴 向 有 关 详 细 信 息, 请 参 阅 钨 丝 页 面 3.2.2.5 丝 尾 GLS 灯 的 导 线 直 达 灯 丝, 与 其 不 同, 卤 素 灯 灯 丝 有 一 根 连 接 至 钼 箔 的 长 尾 3.2.2.6 钼 箔 在 GLS 灯 泡 中, 玻 璃 与 金 属 在 杜 美 丝 周 围 密 封, 其 扩 张 率 与 纳 钙 玻 璃 类 似 石 英 的 扩 张 率 很 低, 没 有 合 适 的 金 属 能 够 与 之 匹 配 这 意 味 着 如 果 使 用 金 属 丝, 其 扩 张 程 度 会 比 石 英 高, 石 英 可 能 爆 裂, 破 坏 密 封 因 此, 使 用 极 薄 的 金 属 箔, 而 不 是 金 属 丝 箔 丝 非 常 薄, 即 使 变 热, 其 扩 张 程 度 也 不 足 以 破 坏 密 封 箔 通 常 由 钼 制 成, 宽 度 为 几 毫 米 (2-5 mm), 长 度 最 大 为 10 mm, 其 两 个 长 边 逐 渐 变 细, 呈 剃 刀 边 缘 状 ( 请 参 阅 3.2.2.8 夹 封 ) 箔 的 宽 度 和 厚 度 取 决 于 其 所 需 要 承 载 的 电 流 选 择 钼 是 因 为 钼 相 对 便 宜, 并 能 够 承 受 石 英 灯 产 出 过 程 中 的 高 温 3.2.2.7 灯 销 针 灯 销 针 通 常 完 全 由 钼 制 成 但 是, 某 些 类 型 的 灯 会 使 用 由 两 种 金 属 制 成 的 销 针, 即 钼 和 镍 该 类 销 针 称 为 接 合 金 属 丝 或 复 合 材 料 销 针 钼 部 会 点 焊 至 钼 箔, 镍 部 从 夹 封 伸 出, 供 连 接 使 用 3.2.2.8 夹 封 石 英 灯 壳 底 部 封 装 了 金 属 组 件 ( 灯 销 针 钼 箔 和 丝 尾 下 部 ) 通 过 对 热 的 半 熔 融 状 态 石 英 进 行 挤 压 / 压 缩, 钼 箔 周 围 将 形 成 气 密 密 封 因 此, 这 种 密 封 称 为 夹 封 或 捏 夹 钼 箔 的 长 边 逐 渐 变 细, 呈 剃 刀 边 缘 状 这 点 非 常 必 要, 这 样 半 熔 融 状 石 英 在 夹 封 过 程 中 将 完 全 密 封 在 箔 片 周 围, 形 成 气 密 密 封 页 码 54

钼 箔 的 扩 张 率 确 实 比 周 围 的 石 英 大, 但 是 因 为 实 际 扩 张 率 十 分 微 小, 所 以 石 英 可 以 承 受, 不 会 爆 裂 夹 封 卤 素 灯 最 敏 感 的 区 域 是 夹 封 灯 不 会 在 灯 销 针 周 围 形 成 完 全 密 封, 允 许 空 气 与 箔 片 上 焊 接 了 销 针 的 部 分 接 触 如 果 焊 接 处 的 温 度 超 过 350 C, 箔 片 将 开 始 氧 化 氧 化 的 逐 步 累 积 将 最 终 污 染 石 英, 使 其 爆 裂 爆 裂 将 延 伸 至 夹 封, 使 空 气 得 以 进 入 灯 壳 这 是 灯 故 障 的 最 常 见 原 因, 通 常 因 用 户 没 有 留 意 夹 封 工 作 温 度 建 议 而 引 起 此 外, 箔 片 氧 化 还 会 导 致 其 与 灯 销 针 断 开 连 接, 引 起 开 路 灯 故 障 3.2.2.9 焊 接 在 夹 封 过 程 创 造 灯 泡 的 气 密 密 封 前, 丝 尾 和 灯 销 针 将 焊 接 至 钼 箔 点 焊 包 括 使 高 电 流 通 过 两 个 相 邻 组 件, 这 两 个 组 件 将 熔 化 并 在 接 触 点 处 熔 合 这 种 焊 接 连 同 组 件 确 保 了 良 好 的 导 电 连 接 3.2.3 灯 头 细 节 卤 素 灯 具 有 多 种 灯 头 和 配 件 检 查 灯 头 和 配 件 是 否 适 合 所 用 灯 具 非 常 重 要 常 见 的 销 针 卤 素 灯 灯 头 : 使 用 G4 灯 头 使 用 GY 6.35 灯 头 使 用 G53 灯 头 使 用 GY 4 灯 头 使 用 GU 4 灯 头 使 用 GU 5 3 灯 头 页 码 55