重点难点：照明环境

第四章 照明环境

重点与难点分析

1.光的物理特性和视觉的生理物理过程。此部分内容虽非重点，但却是学习本章的基础知识，也是考核对象。

光的波动特性认为，光是一种电磁辐射波，其中波长在380nm-780nm 内为可见光，可见光色散能产生7种单色光，包括两种以上的单色光波长的光，称为复合光。

单色光给人眼的剌激呈现单一色彩：复合光给人眼的剌激呈现混合色彩；波长380-780nm 波谱的可见光，给人眼以白光的综合感觉。

发光物体是其辐射光谱成分的差异，而引起不同的色彩视觉，不发光物体的色彩视觉，一方面取决于光源的光谱成分，另一方面取决于被照物体吸收和反射的光谱成分，同时又取决于视觉功能。所以，色彩视觉是生理物理过程。

2.光的基本物理量。它是本章的重点之一。

（1）相对视敏函数。能从两个方面予以定义，其一是指在光的辐射功率相同条件下，任意波长λ光的视敏度)(λK 与黄绿光的视敏度)555(K 之比，即

其二是指主观感觉亮度相同条件下，黄绿光的辐射功率)555(r P 与任意波长光的辐射功率之比，即

（2）光通量是指人眼光感觉对光辐射功率的度量的物理量。

对于单色光：

)()()(λλ=λΦV P w

对于复合光：

（3）发光强度是指光源在单位立体角内发生的光通量，单位为坎德拉(cd) 。

（4）亮度是指发光面在指定方向的发光强度与发光面在垂直于所取方向平)

()

555()(λ=λr r P P V )

555()

()(K K V λ=λλλλ=Φ∫d V P w 780

380)()(

面上的投影之比，单位为坎德拉/米2 (cd/m2)。

（5）照度是指光通量与被照射表面面积之比，单位为勒克司（lx）。

被照表面的照度E与光源的光强I和夹角余弦的乘积成正比，而与光源至被照表面的距离r的平方成反比（照度的平方反比定律）。

3. 照度值与视觉疲劳、作业效率和事故的关系。这是本章的另一个重点。

（1）视力是指人眼能够识别二维扩展细小物体形状的能力。它分为中心视力和周边视力。

中心视力是视网膜中心（央）窝的视力。中心视力是明视觉视力，所以中心视力好亦明视觉好。

周边视力是指视网膜中心窝周围形成的视力，它是暗视觉视力，所以周边视力好暗视觉就好，周边视力还对运动物体形成敏锐的视觉。

在明视觉条件下，感觉到的主观亮度与剌激物体亮度的对数成正比，故物体的亮度愈大，视力愈好，因此，适当提高照度值能显著地提高视力。

（2）视觉疲劳是指作业者长时间反复辨认对象物，因生理和物理方面的原因，导致视觉功能下降，并产生一系列生理自觉症状的现象。

生理自觉症状主要有：眼球干涩、怕光、眼痛、眼球充血、产生眼屎和流泪等。

视觉疲劳是不仅受视野因素影响，还受照度值影响而引起的眼肌疲劳。视觉疲劳可以通过闪光融合值、反应时间或眨眼次数等方法间接测定。

（3）提高照度值可以提高识别速度和立体视觉，从而提高作业效率和准确度，达到增加产量、减少差错、提高产品质量的效果。但是，照度值超过临界水平不仅不能提高作业效率，而且还会使视觉功能下降。

（4）适当的照度值不仅可以增强眼睛的辨色能力，从而减少识别物体色彩的错误率，而且又可以增强物体的轮廓立体视觉，有利于辩识物体的高低、深浅、前后、远近及相对位置，使作业失误率降低；还可以扩大视野，防止错误和工伤事故的发生。

4. 眩光与照度均匀度，这是本章又一个重点。

（1）眩光是指视野内出现亮度过高或对比度过大，感到束眼并导致观察力下降的现象。

（2）照度均匀度是指被照场内最大照度值或最小照度值与平均照度值之差，与平均照度值之比的相对指标。

5. 照明环境的综合评价。

从人机工程学对光环境的要求来看，不仅需要对光环境的各个单项影响因素进行评价，而更需要进行光环境的综合定量评价。目前，对光环境综合评价方法尚未形成统一标准，教材中主要介绍的是光环境指数综合评价法。具体步骤是：

（1）根据光环境中多项影响人的工作效率与心理舒适的因素，进行问卷的设计，具体项目（见教材表4-12）。

（2）进行问卷调查。其评价项目包括光环境中10项影响人的工作效率与心理舒适的因素，其中，每项包括四种可能状态，评价人员经过观察与判断，从每个项目的各种可能状态中选出一种最符合自己观察与感受的状态进行答卷。

（3）对评价项目的各种可能状态，按照它们对人的工作效率与心理舒适影响的严重程度赋予逐级增大的分值，用以计算各个项目评分。对问卷的各个评价项目，根据它们在决定光环境质量上具有的相对重要性赋予相应的权重，用以计算总的光环境指数。各个项目的权重及各种状态的分值（见教材表4-13）。

（4）项目评分及光环境指数计算

1）项目评分计算

第n 个项目的评分按下式计算

∑∑=m

m m n V m n V m P n S )

,(),()()( 式中, )(n S 为第n 个评价项目的评分，0≤S(n)≤l00； ∑m 为对m 个状态求和；

P(m)为第m 个状态的分值；V(n,m)为第n 个评价项目的第m 个状态所得票数。

2）总的光环境指数计算

总的光环境指数计算可用下式

∑∑=n n n W n W n S S )

()()(

式中，S 为光环境指数，0≤S ≤l00；∑n 为对n 个评价项目求和；S(n)为第n 个

评价项目的。

评分；W(n)为第n个评价项目的权重。

（5）评价结果与质量等级。

项目评分和光环境指数的计算结果，分别表示光环境各评价项目特征及总的质量水平（质量等级见教材表4-14）。各项目评分及光环境质量指数越大，表示光环境存在的问题越大，即其质量越差。