常用电光源性能对比与校园照明应用研究

发布时间：2020-06-15 07:47

【摘要】：火的使用是人类进入文明社会的重要标志,照明的发展历史也是从人类学会利用火作为照明光源开始的,随着科学技术的不断进步,照明从火过渡到电照明时代,并先后经历了四代电光源,其典型产品分别为白炽灯、荧光灯、高压气体灯和白光LED灯。本文详细测试了市场上常用的白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯及LED灯的电学、光学、色度学等重要性能参数,并对其优缺点进行了对比分析,结果表明:白炽灯光谱形状最接近太阳光,因此最适合于照明,但由于其发光效率非常低(11.81m/W),已逐渐退出照明舞台;荧光灯的使用历史悠久,其发光效率较高(58.51m/W),价格适中,是应用最广泛的电光源之一,但由于含有重金属、寿命短、易碎等缺点,使用量也逐年减少;高强度气体放电灯的发光效率高(80.0lm/W),但受限于显色指数低(如高压钠光灯小于30)、启动时间长等固有缺点,其应用范围较窄;LED灯作为照明产品只有不到30年的时间,但其综合指标明显优于前三代照明产品,并且还具有光效高(99.4-1111m/W)、色温从3000K到10000K可调、体积小、寿命长、启动时间短、无频闪、节能环保等优点,因此正以迅猛的速度逐渐替代前三代照明产品,延伸到几乎所有照明领域包括校园照明。由于学生正处于生长发育的重要阶段,校园照明环境用光健康显得尤为重要。与目前校园照明广泛采用的荧光灯相比,LED灯光效更高,分别是白炽灯和荧光灯的8.5和1.7倍,显色指数更高86以上,并且色温可在3000-10000K之间连续可调,能满足不同照明功能需求,因此LED灯势必取代荧光灯成为校园照明的主流产品。但对于校园照明,除了满足照度要求外,还应重点考虑非视觉效应,分区选择不同色温的光源,如教室、图书馆、自习室宜选用色温较高(5000-6000K)的产品,有利于学生集中注意力,长时间学生舒适度也高;宿舍区宜选用低色温(3000-3500K)产品以帮助学生睡眠等,只有这样才能达到安全、舒适、环保的校园照明需求。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM923.34
【图文】：

视锥细胞,视网膜,视杆细胞,视觉感

逡逑人眼球的构成从外到里有：角膜、巩膜和虹膜、睫状体、脉络膜如图１．２＠，这种逡逑人眼光学系统可以把不同远近的物体清晰成像在内层的视网膜感光系统上，从而形成逡逑视觉。逡逑Ｉ逦⑶、卜ｊｊ逡逑图１．２人眼解剖图逡逑人的感光细胞存在于视网膜上，视觉感光有视杆细胞（ｒｏｄｓ）和视锥细胞（ｃｏｎｅｓ）逡逑两种如图１．３，还有感光非视觉细胞（ｉｐ邋ＲＧＣ）间接调控睡眠、司晨节律等。视觉感光细逡逑胞在整个视网膜中的分布的很不均匀，比如在中央凹的中央只有视锥细胞（密度达逡逑１５００００个／邋ｍｍ２），而且往两侧就迅速降至４０００？５０００个／邋ｍｍ２并保持这个密度不变。逡逑光亮条件下，一般几个ｃｄ／ｍ２以上，视锥细胞就可以分辨出物体细节和颜色，称作明逡逑视觉。而视杆细胞在偏离中央凹为６ｍｍ邋（即视角２０度）的区域数量最大，达到１５００００逡逑个／ｍｍ２

光谱光效率,明视觉,暗视觉

逦光线逡逑视网膜细胞层次及其联系模式图逡逑图１．３视杆细胞和视锥细胞图［６］逡逑１．０邋－邋逦逦逡逑＼逦／邋Ｙｉ邋ｉ邋：ｖａ）；逡逑０．８邋－邋－邋邋邋Ａ．邋邋．邋ｊ．邋－．逦逦１邋＇邋逡逑—？？Ｉ－……？…？…－…………－—……逡逑Ｖ＇（Ｘ）逦／逦＼逡逑°－６邋■邋１逡逑＞邋０．４邋－逦：＼—…１逦—＼邋—……——……逡逑０．２——………ｉ邋……－ｆ……逡逑．ｆ…＾＾丨一丨｜……＿……－逡逑０．０逦ｆ逦邋逦邋逦－－逡逑逦，邋｜邋，邋｜邋，邋｜邋，邋｜邋，邋｜邋逡逑３００逦４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（人）逡逑图１．４明视觉与暗视觉的光谱光效率［５］逡逑２．颜色逡逑视锥细胞是人眼区分颜色的感受器。在自然界不同波长的光，物理上具有不同的逡逑波长和能量，这些不同会对人体会产生不一样的作用，就需要人眼能够把它们区分出逡逑来。而颜色视觉（ｃｏｌｏｒ邋ｖｉｓｉｏｎ）就是光作用在视网膜后

【参考文献】