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照明习题解答1docx
第四章照度计算部分习题答案
4-7如图4-21所示，某车间装有8只GC39型深照型灯具，内装400W荧光高压汞灯,灯具的计算高度为10m,光源光通量为200001m,灯具的光强分布如下表，维护系数为0.7。
试求A点的水平面照度。
表4-9
灯具的光强分布
0（。
）051015
202530354045505560657075808590
Z0,a234232232234
23221420219218216914110575352416940
1357
Q、Q』2=4.3m。
』3=4.3叫幻
、\//
4=9.6、、\//%9.6m
、、\//
0=9夕gj///\、、、、a=9.6ni
/成2=4.3m'g3=4.3rif、p
2468
图4-21车间灯具平面布置
解：
按点光源水平照度计算公式计算：
由于Ehl=Eh2=Eh7=Eh8，Eh3=Eh4=Eh5=Eh6，故先计算晶和Eh3,然后求和£\h。
已知：
计算高度A=10m,车间的维护系数山表4-1查得K=0.7
（1）光源1的水平照度Ehi
光源1在水平面的投影点至计算点的距离％=9.6m,而光源1至计算点的距离h
li=-\/h2+di2=V102+9.62=13.86m
-h10
cosOi=—==0.72
h13.86
Oi=43.8°
由表4-9知：
0=40°时，=182cd,。
=45°时，Z45=169cd
直线内插法求得：
3=43.8°时，Zei=/43.8-=172.12cd
则Ehi=竺cos。
1=竺马x0.72=0.65lx
Zi213.862
（2）光源3的水平照度丛3
光源3在水平面的投影点至计算点的距离勿=4.3m,而光源3至计算点的距离12
h=^h2+di2=7102+4.32=10.89m
cosOi=一==0.918
li10.89
02=23.3°
山表4-9知：
〃=20°时，120=232cd,0=25°时，；25=214cd
直线内插法求得:
9=23.3°时，/°2=P23.3。
=220.12cd
Ehi=^-COS^2=
ll1
220.12x0.918=L701x10.892
（3）8盏灯在A点产生的实际照度EAh
4（£'hi+Eh3）（/）K
1000
4x（0.65+1.70）x20000x0.7
iooo
=131.61x
4-8.某精密装配车间长10m,宽5.4m,高3.5m,有吊顶。
采用YG701-3型嵌入式荧光灯具，布置成两条光带，如图4-22所示。
试计算高度为0.8m的水平面上A点的直射照度。
YG701-3型荧光灯具发光强度值如表4-2和4-3所示。
m
2O.
s
旨
6
寸成，
10m
图4-22精密装配车间内灯具平面布置
解：
按方位系数法计算A点的水平照度EAh
山题意知：
精密装配车间采用了非连续布置的12盏YG701-3型嵌入式荧光灯具构成两条光带，灯具布置间距s=0.2m,而计算高度/?
=3.5—0.8=2.7m,光带的一端至计算点A
的投影距离d=1.35m,则垂直角〃
j1n
0—arctg—=arctg—=26.6°
4cos。
4xcos26.6°
———=0.755
由于5<1/4cosS,可将非连续布置灯具组成的光带按连续布置考虑，但在求光强或单位光强时需乘修正系数Co
计算时可先计算一条光带在A点产生的水平照度，然后求和。
（1）确定灯具光强分布类型
将灯具纵向垂直面光强如与10.0的比值I0,JIQ.Q绘制成曲线，与理论纵向平面光强分布曲线（图3-6）进行比较，可近似地认为YG701-3型荧光灯具属于C类灯具。
（2）求方位角a和方位系数八
山图知：
光带长£=10—2X0.6=8.8m,光带一端至计算点A的距离Z
则，方位角a
I=W+/2=a/2.72+1.352=3.02m
L88
a—arctg一=arctg—-—=71°
I3.02
查图4-12得水平方位系数：
a=71°时，Fx=0.66
由表4-2知：
8=25°时，725'=191cd,。
=30°时，I3V=176cd
直线内插法求得：
。
=26.6°时，1«=126.6=186.2cd
则，单位光强广，,0
Io
Ni
6x186.2
If6fi=C~=~7==126.96cd
rN（lr+s）-sV6x（1.3+0.2）-0.2
（4）确定维护系数K
对于精密装配车间,由表4-1查得爪=0.8
（5）一条光带在A点产生的水平照度矿h
若采用T8型36W高效荧光灯，按每支灯管的光通量为33501m计算，则
2“3x3350x0.8x126.96
Eh=cos2OFx=xcos26.6°x0.66=223lx
1000/11000x2.7
若采用T12型40W荧光灯，按每支灯管的光通量为22001m计算，则
r，她‘0,02布3x2200x0.8x126.96,_oA..,
1000x2.7
Eh=cos0Fx=xcos26.6x0.66=146.51x
1000/1-
（6）A点的总水平照度EAh
采用T8型36W高效荧光灯时:
fAh=2E'h=2x223=446lx
采用T12型40W荧光灯时：
Eaii=2E'h=2x146.5=293lx
4-9.有一教室长11.3m,宽6.4m,高3.6m,课桌高度为0.75m,灯具离地高度为3.1m,要求桌面平均照度为1501x,室内顶棚、墙面均为大白粉刷，纵向外墙开窗面积占60%,纵向走廊侧开窗面积为10%,端墙不开窗；若采用YG2-1型灯具（附录4-3）,请确定所需灯具数量，并画出灯具布置平面图。
解：
采用利用系数法计算
由题意知：
顶棚空间高度=3.6—3.1=0.5m
室空间高度（计算高度）Ac=A=3.1-0.75=2.35m
地板空间高度AfC=0.75m
1.求室形指数砌
5农（Z+w）5x2.35x（11.3+6.4）
KCK===2.88
lw11.3x6.4
2.求有效反射比
（1）顶棚有效反射比P”
顶棚、墙面均为大白粉刷，则取其反射比"=0.75
4=0.5X2X（11.3+6.4）+11.3X6.4=90.02m2
4=11.3X6.4=72.32m2
pAo0.75x72.32
Pe===0.69
As-pAs+pAo90.02-0.75x90.02+0.75x72.32
取,3=70%
（2）地板有效反射比P眼
为了简化计算过程，取地板有效反射比〃儿=20%
3.求墙面平均反射比八
整个室空间墙壁的面积:
A=2.35X2X（11.3+6.4）=83.19m2
整个室空间玻璃窗的面积:
&=2.35X11.3X60%+2.35X11.3X10%=18.59m2
墙面平均反射比
p（A-Ag）+pg4g0.75x（83.19-18.59）+0.1x18.59八八P、、===（）.61
”A83.19
取/?
»=60%
4.确定利用系数U
由附录1-3知灯具的利用系数表中没有，,=60%,为了保证照明质量，故按@,=50%查表:
当RCR=2,Pee=70%,@,=60%,Pfv-20%时，〃=0.79
当RCR=3,/J,：
..=70%,@,=60%,0m=2O%时，U=Q.70
用直线内插法求得：
当RCR=2.榻,“3=70%,@,=60%,Pfc=20%时的利用系数U=Q.78
5.确定维护系数K
由表4-1查得教室的维护系数£=0.8
6.求灯具数量N
若采用T8型36W高效荧光灯具，按每支灯管的光通量为33501m计算，则
已郊=300X11.3X6.4to；®盏
（/>UK3350x0.78x0.8
取奸11盏，实际布灯时，考虑到灯具布置的对称性，选用12盏YG2-1型灯具作为教
室的一般照明，选择2盏不对称配光的灯具作为黑板照明，其灯具布置平面图略。
4-11.某大进深办公室,长20m、宽10m、高2.75m,顶棚反射比0.7、墙面反射比0.65、地面反射比0.275,窗总宽19m、高1.7m,采用嵌入顶棚式YG701-3型3管荧光灯具照明，每只灯管额定光通量是22001m,照度应满足国际标准的要求，试用单位容量法求所需的灯数。
解：
用单位容量法计算
办公室面积：
A=20X10=200m2
计算高度：
/?
=2.75—0.75=2m
设计照度：
Eav=300lx
选用的YG701-3嵌入式荧光灯具符合CIE规定的直接型灯具，且sW0.9/z
（1）求室空间系数RCR
5h（l+w）5x2x（20+10）
KCK===1.5
lw20x10
（2）求单位电功率Po
由表4-5知：
RCR=1.67时，Po=0.0424W/m2.lx
RCR=1.43时，Po=O.O41OW/m2.lx
利用直线内插法求:
RCR=1.5时,Po=0.042W/m2.lx
（3）求达到设计照度时的总安装电功率F
P=PoAEav=0.042X200X300=2520W
（4）求灯具数量N
若电光源选用T8型32W高效荧光灯，电子镇流器（忽略镇流器自身损耗），则灯具数量
2520
3x32
=26.25盏
考虑到灯具布置，选取YG701-3型荧光灯具28盏。
1、什么是眩光、不舒适眩光、失能眩光？
如何克服眩光？
答：
由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起人眼的不舒适感觉或者降低观察细部（或目标）的能力，这种视觉现象称为眩光。
不舒适眩光：
产生不舒适感觉，但不一定降低视觉对象的可见度的眩光。
失能眩光：
降低视觉对象的可见度，但不一定产生不舒适感觉的眩光。
克服眩光：
利用眩光作用于视线角度的关系可以减小和消除眩光；增大背景亮度；降低眩光源的面积；降低光源的亮度。
2、为什么人们把紧凑型荧光灯称为节能灯？
答：
目前，紧凑型荧光灯可以分为两大类：
一类灯是和镇流器是一体化的，另一类灯是和镇流器是分离的。
在达到同样光束的前提下，这种灯耗电仅为白炽灯的1/4,而且它的寿命也较长，可达8000~10000小时，故称为“节能灯”。
3、电气照明有什么特点？
对工业生产有什么作用？
答：
电气照明具有灯光稳定、色彩丰富、控制调节方便和安全经济等优点，成为应用最为广泛的一种照明方式。
。
OO
4、什么是照明配电线路的N线和PE线、PEN线？
答：
N线：
中性线，PE线：
保护线，PEN线：
保护中性线。
5、如何进行教室照明设计？
答：
1.建立空间环境、选择材质2.选择灯具3.确立计算平面，开始计算，得出照
度计算报表4.渲染得出效果图
6、照明灯具的选择原则是什么？
答：
基本原则：
（1）按配光曲线选择照明器合适的光特性
（2）按使用环境条件选择照明器符合场地的环境要求
（3）按经济效果选择照明器经济性
7、光的度量有那些主要参数？
它们的物理意义及单位是什么？
答：
1、光通量：
指光源在单位时间内向周围空间辐射能量的大小，单位是流明（Im）。
2、发光强度：
光源在指定方向上单位立体角内发出的光通量，是光通量的立体角密度发光强度，简称光强，表示不同方向光通量的分布情况，单位：
坎德拉（cd）,l=巾/3。
1坎德拉表示在1球面度立体角内，均匀发出1流明的光通量，用公式表示为：
lcd=1lm/sr,是表征光源发光能力的物理量。
3、照度：
被照面单位面积上接受的光通量称为照度。
照度是用来表达被照面上光的强弱的，判别被照物上的照明情况。
单位：
勒克司（Lx）。
1Lx表示在1M2面积上均匀分布1Lm光通量的照度值：
平均照度E=巾/A。
4、亮度：
亮度表示光源单位面积上的发光强度。
单位：
坎德拉/平方米一一cd/m2。
其表征发光面或被照面反射光的发光强弱的物理量。
亮度与被照面的材料特性有关。
8、在开关频繁、需要及时点亮或需调光的场所，宜选用什么灯/在其他的一般工作场所，从节电的角度，宜选用什么？
答：
在开关频繁、需要及时点亮或需调光的场所，宜选用白炽灯和卤鸨灯，在其他的一般工作场所，从节电的角度，宜选用荧光灯。
9、照明配电线路应装荧光灯电路中的起辉器、镇流器和电容器各起什么作用？
答：
起辉器：
延长使用寿命。
电子镇流器：
气体放电灯具有负的伏安特性。
电容器：
消除频闪效应。
10、气体放电灯（包括荧光灯）为什么会出现频闪效应？
有何危害？
如何消除？
答：
频闪效应：
荧光灯工作在交流电源情况下，灯管两端不断改变电压极性，当电流过零时，光通量即为零，由此会产生闪烁感，这种闪烁感是由于荧光粉的余晖作用，人们在灯光下，并没有明显的感觉，只有在灯管老化和近寿终前的情况下才能明显的感觉出来，当荧光灯这种变化的光线用来照明周期性运动的物体时，就会降低视觉的分辩能力，这种现象称为频闪效应。
消除方法：
为了消除这种频闪效应，对于双管或三管灯具，可采用分相供电，而在单相电路中，责才用电容移向的方法；此外，采用电子镇流器的荧光灯，可工作在高频状态下，能明显的消除频闪效应；当然，采用直流供电的荧光灯管，可以做到几乎无频闪效应。
11、照明配电线路应设哪些保护？
各起什么作用？
答：
一、短路保护：
照明配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和电动作用造成危害之前切断短路电流。
二、过负载保护：
照明配电线路过负载保护的目的是，在线路过负载电流所引起导体的温升对其绝缘、接地插头、端子或周围物质造成严重损害之前切断电路。
三、接地故障保护：
照明配电线路应设置接地故障保护，其保护电器应在线路派障时，或危险的接触电压的持续时间内导致人身间接触电身亡、电气火灾以及线路严重损坏之前，能迅速有效地切除故障电路。
四、防触电保护：
12、照明灯具主要由哪几部分构成？
答.灯应为■并休灯青
忑什么商光强，箱度和亮度？
常用单位各是什么？
（同7）
14、什么是灯具的距高比？
距高比与布置方案有什么关系？
答：
灯具距高比：
灯具的间距s和计算高度h（灯具值工作面的距离）的比值。
关系：
在h已定的情况下，s/h值小，照度均匀性好，所需灯具多，经济性差。
s/h值大，则不能保证照度的均匀度。
通常每个灯具都有一个“最大允许距高比”。
15、照明网络为什么要分工作照明和事故照明两种供电方式？
对供电电源有什么要求？
答：
在正常情况下采用的照明为正常照明。
在非正常情况下暂时采用的照明为事故照明（应急照明）。
当照明电源故障停电使正常照明无法工作或该环境中发生火灾时为非正常情况；当照明电源正常供电并且该环境无以上非正常情况发生时为正常情况。
对供电电源的要求：
正常照明需要提供供电电源才能照明，失去电源就失去照明。
正常照明可靠存在，如果正常电源因故障停电后，备用电源应自动（或手动）接入照明回路供电。
事故照明（应急照明）的供电电源至少是两个，特1级应急照明应3个电源。
16、什么叫热辐射光源和气体放电光源？
以白炽灯和荧光灯为例，说明各自的发光原理和性能（同23）
17、什么是灯具的遮光角？
遮光角与灯具悬挂高度有什么关系？
照明是的遮光角是指灯具出光口遮蔽光源发光体使之完全看不见的方位与水平线的夹角。
用a表不。
关系：
。
。
。
好像没关系。
18、什么叫照明光源的利用系数？
他与哪些因素有关？
什么叫减光系数？
又与哪些因素有关？
（同25）
19、什么叫"绿色照明"？
答;“绿色照明”南答义：
实施“绿色照明”旨在通过科学的照明设计，大力发展和推广高效率、长寿命、安全和性能稳定的照明器具，并逐步替代传统的低效照明产品，节约照明用电，建立优质、高效、经济舒适、安全可靠、有益环境、改善生活质量、提高工作效率和保护人们身心健康的照明环境，以满足国民经济各部门和人民群众日益增长的对照明质量、照明环境和减少环境污染的迫切要求。
"绿色照明”的内容：
1.照浦苇能：
节约能源，合理控制照明用电，使用高效的光源和灯具，推广节能灯等；
2.环境保护：
推广新型的光源和照明器，尽量降低汞等有毒物质对环境的影响和破坏，大力回收废、旧灯管。
3.提高照明质量：
以人为本，提高照明质量，有利于生产、工作、学习、生活和保护身心健康。
在节约能源和保护环境的同时，力图照明质量有飞跃的提高。
20、可见光有哪些颜色？
哪种颜色光的波长最长？
哪种颜色光的波长最短？
哪种波长的什么颜色光可引起人眼的最大视觉？
答：
红橙黄绿蓝紫，红光的波长最长，紫光的波长最短，人眼对波长为555nm的黄绿光感受效率最高，对其它波长的光感受效率比较低。
21、什么叫光源的显色指数？
白炽灯与荧光灯相比较，哪一光源的显色性能好？
答：
显色指数：
1、显色指数是物体的心理色符合程度的度量。
2、基本等级：
光源的显色指数愈高，其显色性能愈好。
（用被测光源下物体的颜色与参照光源下物体的颜色相符程度来衡量。
）
白炽灯的显色性能好。
22、什么叫色温度？
什么叫显色性？
什么叫反射比？
反射比与照明有何关系？
答：
某个光源所发射的光的色度与黑体在某一温度下所发出的光的色度完全相同时，则黑体这个温度就称为该光源的色温。
照明光源显现被照物体颜色的性能称为显色性。
反射的能量与入射的能量之比称为该物体的反射比。
（关系找不到）
23、什么叫热辐射光源？
什么叫气体放电光源？
各自的发光原理是怎样的？
卤铛灯的“卤钙循环”是怎么回事？
（1）热辐射光源：
利用电能使物体加热到白炽程度而发光的光源，如白炽灯、卤钙灯；
（2）气体放电光源：
利用电流通过气体（或蒸汽）而发光的光源，主要以原子辐射形式产生光辐射。
如荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等；
（3）原理：
白炽灯是最早出现的光源。
即所谓第一代光源，它是将灯丝加热到白炽的程度，利用热辐射发出可见光。
其特点是便于控光、适于频繁开关、辐射光谱连续、显色性好、价格便宜。
缺点：
因其极大部分辐射为红外线，故光效最低。
由于灯丝的蒸发很快，所以寿命也较短。
白炽灯的色温约为2400~2900Ko
荧光灯是一种预热式低压汞蒸气放电灯。
放电产生的紫外线辐射激发荧光粉而发光。
其特点是荧光灯具有表面亮度低，表面温度低，光效高，寿命长，显色性较好，光通分布均匀等特点。
它被广泛用于进行精细工作、照度要求高或进行长时间紧张视力工作的场所。
荧光灯的额定寿命，是指每开关一次燃点3小时而言。
开关频繁时，使灯丝所涂发射物质很快耗尽，缩短了灯管的使用寿命，因此它不适宜用于开关频繁的场所。
（4）当卤素加进填充气体后，如果灯内达到某种温度和设计条件，鸨与卤素将发生可逆的化学反应。
简单的讲，就是白炽灯灯丝蒸发出来的鸨，其中部分朝着泡壳壁方向扩散。
在灯丝与泡壳之间的一定范围内，其温度条件有利于钙与卤素的结合，生成的卤化分子又会扩散到灯丝上重新分解，使鸨又送回到了灯丝。
至于分解后的卤素则有可以参加下一轮的循环反应，这一过程称为卤钙循环或再生循环。
24、从节能考虑，一般情况下可用什么灯来取代普通白炽灯？
但在哪些场合宜采用白炽灯照明？
在哪些场合宜采用荧光灯或其他高强度气体放电灯？
答：
紧凑型节能灯。
白炽灯应用于需要调光及瞬时启动的场合。
在公共空间商业场合是以采用荧光灯或其他高强度气体放电灯。
25、什么叫照明光源的利用系数？
它与哪些因素有关？
利用系数法用于什么样的照度计算？
什么叫减光系数（维护系数）？
它又与哪些因素有关？
对于每个灯具来说，最后落到工作面上的光通量与光源发出的额定光通量之比称为光源光通量利用系数（简称利用系数）。
利用系数与照明器的光强分布（配光特性）、照明器的效率、照明器的悬挂高度、房间的大小及形状和室内各反射面的反射比等因素有关。
应用于平均照度计算。
维护系数（减光系数）：
照明装置在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。
与使用年限及环境有关。
第一章光和光度量
1光的本质是什么？
人眼可见的波长范围是多少？
（P5）
光是指辐射能的一部分，即能产生视觉的辐射能。
波长范围380—780nm
3什么是光谱光效率曲线？
（P5）
波长为Am及给定任意波长入的两束辐射，在特定光度条件下产生同样亮度的关感觉时，波长为Xm时的辐射通量与波长为X时的辐射通量之比，称为该波长的光谱光效率。
5反射比、透射比、吸收比三者之间的关系P+T+a=1（P10）
6为什么教室顶棚和墙面要用漫反射材料？
（P12）
教室是学习和上课的场所，各个方向的光应均匀，而在漫反射条件下，表面的亮度对各个方向是相同的，反射光的发光强度空间分布是个圆球，可使光线均匀。
7什么是光的折射？
全反射发生在什么情况下？
（P12）
在两种介质内，光速不同，入射角i与折射角Y不等，因而呈现光的折射。
由光密介质向光疏介质且当入射角未达90°,而折射角已达90°时，继续增大入射角时，
光线全回到光密介质，此现象为全反射。
8光的透射有几种状态？
（P14）
1）规则透射2）散透射3）慢透射4）混合透射
9什么是光的偏振、干涉？
（P18）
自然光在被某些材料反射或透射的过程中，这些材料能消除自然光的一部分振动，使反射和透射出来的光线中，在某一方向的振动较强，而在另一方向的振动减弱，这种现象称为光的偏振。
相干光源的光互相合并时，能使屏幕上某些地方两个光波同相位而彼此相加，而在另外一些地方两个光波异相位而互相抵消或减弱，其结果在屏幕上显出明暗相间的条纹，这就是光的干涉。
第二章光和视觉异相位
3什么是暗视觉、明视觉、和中介视觉？
（P23）
在微弱的照度下（视场亮度在10」100石），只有杆状体工作，锥状体不工作，这种视觉状态称为暗视觉。
当亮度达到Wcd/m2以上时，锥状体的工作起着主要作用，这种视觉状态称为明视觉。
当视场亮度在10"—lOcd/m，时，杆状体和锥状体同时起作用，这种视觉状态称为中介视觉。
5明适应和暗适应有何区别?
（P24）
视觉系统适应高于几个坎德拉每平方米亮度的变化过程及终极状态称为明适应。
视觉系统适应低于百分之几坎德拉每平方米的变化过程及终极状态称为暗适应。
明视觉是视网膜中心椎体细胞为主的视觉，而暗视觉则是以边缘的杆体细胞为主，适应就包含这两种细胞工作的转化过程。
暗适应所需过渡时间较长（30min），明适应时间较短（几百秒）o
6什么是后像？
什么是眼睛的临界融合频率？
视觉不会瞬时长生，也不会瞬时消失，特别是在高亮度的闪光时候往往还能感到有一连串的影像，
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