2.1 光源特性

光源决定了室内的视觉环境，甚至一定程度上影响了人类的生活方式与节奏。光源分为两大类，一类是来自大自然的光源，它只有一种，就是太阳，称自然光；另一类就是本章主要介绍的人造光源，大部分属于电光源，即各种类型的照明光源。电光源开始于爱迪生18世纪80年代发明的白炽灯泡，之后整个世界的作息时间发生了质的变化，黑夜不再是人们恐惧的对象。电灯照亮了房间的深处，也使建筑在夜晚披上耀眼的外衣。

光源包含了光色特性、电气特性、机械特性、经济特性等，以下是必须要了解和掌握的光源基本特性。

2.1.1 光通量

光通量（Luminous Flux，符号 Φ ）是指单位时间内的光流量，单位为流明（lm）（图2-1）。光的流量是指光源所产生的总的光能。光源所提供的流明量一般直接印刷在灯上。

在照明计算中，光通量 Φ 是用来衡量光源发光能力的基本量。电功率 P 表示光源消耗电能的快慢，单位为瓦特（W）。相同电功率的光源在同一时间内消耗的电能是相等的，但辐射出的光通量往往相差甚远。例如50W白炽灯的光通量在1200lm左右，50W荧光灯大概在2100lm左右。电光源所发出的光通量 Φ 与消耗电功率 P 的比值称为该电光源的发光效率 η （简称“光效”），单位为流明/瓦（lm/W），也就是每瓦电力所发出的量，其数值越高光源的效率越高（图2-2）。根据定义，其公式为：

η=Φ/P

一般发光效率是指光源和照明系统的整体部分，在计算发光效率的同时应该将镇流器（在3.1.1中有具体介绍）的功率消耗考虑进去。

2.1.2 发光强度

光源的发光强度（Luminous intensity，符号 I ）是指光通量在某个指定向上发出的能量，单位为坎德拉（cd），简称光强。根据定义，其公式为：

I _θ =Φ/ω

式中， I 为 θ （角度）方向上的光强，cd； Φ 为光通量，lm； ω 为立体角（单位球面度，符号sr）。一般光源在不同的方向，其测得的光强不一样。光强的强弱表明了发光体在空间发射的汇聚能力，简单来说发光强度就是用来描述光源到底有多亮。光强通常以光强分布曲线（见2.1.3）来表示，图2-3表示了白炽灯从源点引出的各个方向上的发光强度。

2.1.3 光强分布曲线

光强分布曲线也称配光曲线，它是显示光源和照明灯具产生的光输出。光源和灯具在空间的各个的光强都不一样，用数字和极坐标图形来表示光在空间中的相对分布，形成配光曲线，如图2-4、图2-5所示。

2.1.4 照度

照度（Illumination，符号 E ）即光照强度，是指投射在物体表面单位面积上的光通量，单位为勒克斯（Lux，简写lx）。根据定义，其公式为：

E=Φ/A

式中， E 为受照面的照度（lx）； Ф 表示受照面所受的光通量（lm）； A 表示受照面的面积（㎡）。

在米制系统中，照度单位是流明每平方米（lm/㎡，即l勒克斯是l流明的光通量均匀照射在l平方米面积上所产生的照度)，另一种单位称“英尺烛光”（fc）（1英尺烛光是1流明的光通量均匀照射在1平方英尺面积上所产生的照度)，两者的换算关系：1fc=10.76lx。照度是客观存在的物理量，人是无法直接感受的。

2.1.5 亮度

亮度（luminance，符号L）是指发光或受光体单位面积上发出或反射出的光强，单位为坎德拉/平方米（cd/㎡）。它与人的观测方向有关，并且直接影响人的主观感受。物理的反射率越大，被照物体的亮度会越高。图2-6是亮度的定义。

在室内环境当中，由于室内表面的反射特性不同，人们的观察角度不同，所以被照物体表面的亮度就不同，所以亮度还分为物理亮度和视觉亮度。物理亮度也就是用亮度计测得的亮度；视觉亮度是指人的主观亮度，就是人对被照物体表面亮度的视觉感受。视觉亮度主要与亮度分布、亮度对比有关，也就是受到人眼适应亮度的影响，我们通常可以使用亮度计对空间进行测试，评估视觉环境。

2.1.6 光源寿命

光源的寿命是生产厂商给光源的一个性能指标，方便客户挑选。一般光源的寿命分为全寿命、有效寿命及平均寿命。全寿命是指光源从最初开始点燃到不能再启动的时间总和。有效寿命是指光源的总光通量下降到初始值的70%后总共点燃的时间。而平均寿命指的是同一批灯在额定电源电压和实验条件下点燃，并且每启动一次至少点燃10h，至少有50%的灯能继续点燃时的累积点燃小时。气体放电灯一般比白炽灯寿命长，白炽灯标称寿命750h，紧凑型荧光灯标称寿命10000h，但对于气体放电光源的灯来说，过多的开关次数将会影响其平均寿命（图2-7）。

2.1.7 光源的流明衰减与颜色偏移

在光源的寿命周期内，流明的输出会逐渐衰减。它的衰减是由于灯泡壁变黑、荧光粉消耗、灯丝老化等因素造成的灯泡光输出的自然衰减，灯的流明衰减（LLD）效应对气体放电灯尤为明显。如在寿命70%时，一个标准白炽灯仍能输出初始灯流明的90%，而荧光灯可能只能提供初始输出流明的80%。

在不同电压和温度下，一个灯辐射出的颜色可能会极大的偏移。白炽灯当调光时在低压下倾向于减少蓝色调。气体放电灯也会受调光影响，当预热至稳定发光的那几分钟内产生如日出的颜色变化。一般超过寿命时，灯的光色会有极大的变化，金卤灯在寿命终结前贴别容易颜色偏移，当颜色偏移得令人不愉快时，灯的寿命也就结束了。 N6/A3lEOMiV8zHlt3ZeKGhvWHSkQJRAASyGEs93Duiax22IdmzId4TZeNLFj/eMh