光照強度

光照強度是一種物理術語，指單位面積上所接受可見光的光通量。簡稱照度，單位勒克斯（Lux或Lx）。用於指示光照的強弱和物體表面積被照明程度的量。

在光度學(photometry)中，“光度”是發光強度在指定方向上的密度，但經常會被誤解為照度。光度的國際單位是每平方米所接受的燭光（中國大陸、港澳稱坎德拉）。

光照強度對生物的光合作用影響很大。可通過照度計來測量。

基本介紹

• 中文名：光照強度
• 外文名：illumination/illuminance
• 簡稱：照度
• 單位：勒克斯lx; 英尺燭光fc
• 測量工具：照度計
• 術語所屬：物理學
• 套用環境：生活；工業；天文領域

定義

光照強度是指單位面積上所接受可見光的能量，簡稱照度，單位勒克斯（Lux或Lx）。為物理術語，用於指示光照的強弱和物體表面積被照明程度的量。

光照強度對植物影響

在光度學(photometry)中，“光度”是發光強度在指定方向上的密度，但經常會被誤解為照度。光度的國際單位是每平方米所接受的燭光（中國大陸、港澳稱坎德拉）。

一個被光線照射的表面上的照度（illumination/illuminance）定義為照射在單位面積上的光通量。

設面元dS上的光通量為dΦ，則此面元上的照度E為：E=dΦ/dS 。

1 lx=1 lm/㎡。被光均勻照射的物體，在1平方米麵積上所得的光通量是1流明時，它的照度是1勒克斯。流明是光通量的單位。

發光強度為1燭光的點光源，在單位立體角（1球面度）內發出的光通量為“1流明”。

光照強度與光合作用強度曲線圖

燭光（Candela），音譯“坎德拉”。燭光的概念最早是英國人發明的，它是發光強度（Luminous intensity）的單位。

當時英國人以一磅的白蠟製造出一尺長的蠟燭所燃放出來的光來定義燭光單位。而如今的定義已有了變化：以一立方厘米的黑色發光體加熱，一直到該發光體將熔為液體時，所發出的光量的1/60就是標準光源，而燭光就是這種標準光源所放射出來的光量單位。

術語

1.自然光照與人工光照

日光照射即為自然光照，燈光照明即為人工光照。

2.光照周期與光照時間

自然界一晝夜 24h為一個光照周期。有光照的時間為明期，無光照的時間為暗期。自然光照時一般以日照時間計光照時間（明期）；人工光照時，燈光照射的時間即為光照時間，為期24h的光照周期為自然光照周期；為期長於或短於24h的稱為非自然光照周期；如在24h內只有一個明期和一個暗期的稱為單期光照；如在24h內出現二個或二個以上的明期或暗期，即為間歇光照。一個光照周期內明期的總和即為光照時間。

3.發光強度

光源在某一方向立體角內透過光通量的大小。單位：坎德拉(candela,cd)。

4.光通量

光源單位時間內所輻射的光能叫光源的光通量，其單位是流明(各點都與1燭光光源相距1英尺的1平方英尺面積上的光量為1流明)。

5.相關定義

照度是物體被照明的程度。也即物體表面所得到的光通量與被照面積之比，單位是勒克斯Ix (1勒克斯是1流明的光通量均勻照射在1平方米麵積上所產生的照度) 或英尺燭光fc(1英尺燭光是1流明的光通量均勻照射在1平方英尺面積上所產生的照度)，1 fc=10.76 lx。

夏季在陽光直接照射下，光照強度可達6萬～10萬lx，沒有太陽的室外0.1萬～1萬lx，夏天明朗的室內100～550lx，夜間滿月下為0.2lx。

白熾燈每瓦大約可發出12.56 lx的光，但數值隨燈泡大小而異，小燈泡能發出較多的流明，大燈泡較少。螢光燈的發光效率是白熾燈的3～4倍，壽命是白熾燈的9倍，但價格較高。一個不加燈罩的白熾燈泡所發出的光線中，約有30%的流明被牆壁、頂棚、設備等吸收；燈泡的質量差與陰暗又要減少許多流明，所以大約只有50%的流明可利用。一般在有燈罩、燈高度為2.0～2.4m(燈泡距離為高度的1.5倍)時，每0.37㎡面積上需1W燈泡、或1㎡面積上需2.7W燈泡可提供10.76 lx。燈泡安裝的高度及有無燈罩對光照強度影響很大。

計算公式

平均照度(Eav) = 光源總光通量(N*Ф)*利用係數(CU)*維護係數(MF) / 區域面積(㎡)

(適用於室內或體育場的照明計算)

利用係數：一般室內取0.4，體育取0.3

維護係數：一般取0.7～0.8

舉例1：

室內照明：4×5米房間，使用3×36W隔柵燈9套，

平均照度=光源總光通量×CU×MF/面積=(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 =1080 Lux

結論：平均照度1000Lux以上。

舉例2：體育館照明：20×40米場地，使用POWRSPOT 1000W金鹵燈60套，

平均照度=光源總光通量×CU×MF/面積=(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40 =1890 Lux

結論：平均水平照度1500 Lux以上。

某辦公室平均照度設計案例：

設計條件：辦公室長18.2米，寬10.8米，頂棚高2.8米，桌面高0.85米，利用係數0.4，維護係數0.8，燈具數量33套，求辦公室內平均照度是多少？

燈具解決方案：燈具採用DiNiT 2X55W 防眩日光燈具，光通量3000Lm，色溫3000K，顯色性Ra90以上。

根據公式可求得：Eav = (33套X 6000Lm X 0.4 X 0.8) ÷(18.2米X 10.8米)

= 110880.00 ÷196.56 ㎡

= 564.10Lux

備註：照明設計必須必須要求準確的利用係數，否則會有很大的偏差，影響利用係數的大小，主要有以下幾個因素：燈具的配光曲線，燈具的光輸出比例，室內的反射率，如天花板、牆壁、工作桌面等，室內指數大小。

標準值

定義

作業面或參考平面上的維持平均照度，規定表面上的平均照度不得低於此數值。它是在照明裝置必須進行維護的時刻，在規定表面上的平均照度，這是為確保工作時視覺安全和視覺功效所需要的照度。

分級

照度標準值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、 200、300、500、750、1000、1500、2000、3000 、5000lx 分級。

lx（勒克斯）為照度單位。

照度標準值分級以在主觀效果上明顯感覺到照度的最小變化，照度差大約為1.5倍，該分級與CIE國際發光照明委員會標準《室內工作場所照明》S008/E--2001的分級大體一致。

照明國家標準數據

中華人民共和國國家標準《建築照明設計標準》GB 50034-2013規定了新建、改建和擴建的居住、公共和工業建築的一般照度標準值。

房間（場所）	參考平面及其高度	照度標準值（lx）
居住建築起居室（一般活動)	0.75m水平面	100
居住建築起居室（書寫閱讀）	0.75m水平面	300宜用混合照明
居住建築餐廳	0.75m餐桌面	150
圖書館一般閱覽室	0.75m水平面	300
辦公建築普通辦公室	0.75m水平面	300
一般超市門市	0.75m水平面	300
醫院候診室、掛號廳	0.75m水平面	200
學校教室	課桌面	300
學校教室黑板	黑板面	500
公用場所普通走廊、流動區域	地面	50
公用場所自動扶梯	地面	50
工業建築機械加工粗加工	0.75m水平面	200
工業建築機械加工一般加工公差≥0.1mm	0.75m水平面	300應另加局部照明
工業建築機械加工精密加工公差<0.1mm	0.75m水平面	500應另加局部照明

符合下列條件之一及以上時，作業面或參考平面的照度，可按照度標準值分級提高一級。

1. 視覺要求高的精細作業場所，眼睛至識別對象的距離大於5 ( X ) nun 時；
2. 連續長時間緊張的視覺作業，對視覺器官有不良影響時；
3. 識別移動對象，要求識別時間短促而辨認困難時；
4. 視覺作業對操作安全有重要影響時；
5. 識別對象亮度對比小於0.3時；
6. 作業精度要求較高，且產生差錯會造成很大損失時；
7. 視覺能力低於正常能力時；
8. 建築等級和功能要求高時。

符合下列條件之一及以上時，作業面或參考平面的照度，可按照度標準值分級降低一級。

1. 進行很短時間的作業時；
2. 作業精度或速度無關緊要時；
3. 建築等級和功能要求較低時。

在一般情況下，設計照度值與照度標準值相比較，可有-10%—+10%的偏差。

相關儀器

照度儀

照度儀是用來測量光線強弱等級的專用設備。在某些特定的環境對光的照度是有嚴格要求的，如用人工對藥品的檢驗就對光的照度有嚴格的要求。

相關原理

用鍺光電池作探頭，由於光的強度不同光電池產生的電流就不同，再把這個電流進行直流放大，再經過數模轉換電路把直流信號變成直截反應光照強弱的數位訊號顯示出來。