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采光照明中有哪些光度学基本量？
吴筱北京奥博泰科技有限公司
在采光照明中大 家经常提到亮度、照度和流明等用语，那么它们的准确定义是什么呢？
使用这些基本量要注意哪些常犯的 错误呢？请细读本文，很多内容在书上和网上是没有的，
有些内容在网上的解释也是不准确的，甚至是错 误的。
1光度学中的基本量
1.1
辐射通量
辐射通量是指辐射体在单位时间内 辐射出的总能量，单位是瓦（W），可以简称为“辐
通量”。
实际上，辐射通量就是辐射体的辐 射功率。例如一个功率60W的灯泡，其辐射通量就
是60W。
1.2
光通量
光通量是表示可见光对人眼的视觉刺激程度的量，单位是流明（lm）。
光通量实际上是辐通量的一部分 ，是辐射能中能引起人眼光刺激的那一部分辐通量。公
式表示为
K
m
< br>
e
V



d


式中 ，

e
——辐射通量；
K
m
——最大光视效能，
K
m
683lmW
。
对于灯来说，光通量是其向四周发出的对人眼视觉刺激程 度的总量，是对其发光能力的
描述。
1.3发光效率
光源发出的总光通量与总辐射能通 量之比，单位为流明

瓦（
lm
·
W
-1
），简称光 效。
白炽灯的发光效率约为
14lm
·
W
-1
，石英卤钨灯 的发光效率约为
30lm
·
W
-1
，荧光灯的
发光效率约为
50lm
·
W
-1
。
LED
的发光效率达到
100lm
·
W
-1
以上。
1.4发光强度
发光强度是光 度学中最基本的一个量。发光强度用来描述光源在某一指定方向上发出光
通量能力的大小。用某一方向上 单位立体角内所辐射的光通量的大小表示，单位是坎德拉
（
cd
）。公式表示为
I

式中，
d
是立体角元。
d

d

图1
对于灯来说，其向四周发出的光通量一般不是均匀的，所以不能简单地根据光通量判断

灯的亮暗。例如，手电筒的光通量并不很大，但其在特定方向上具有很强的照明能力。
1.5
光出射度
光出射度表示发光表面单位面积发出的光通量，单位是勒克斯（lx）。发光 体上任意一
点的光出射度表示为
M

式中，
dS
是发光表面 的单位面积。
d
d
S
图2
在发光表面均匀发光的情况下，公式表示 为
M

1.6
光照度

S
光出射度一般用来描述光 源的，也可以描述被照明材料又反射出射的情况。
光照度表示被照明的表面单位面积上所接收的光通量， 单位是勒克斯（lx），简称照度。
被照明表面上任意一点的照度表示为
E

式中，
dS
是受照面的单位面积。
d
d
S
图
3< br>在均匀照明情况下，公式表示为
E


S
当用灯对地面照明时 ，地面每单位面积受到的光通量即该处的照度，与地面黑或白没有
关系。
1.7
光亮度
光亮度表示单位面积上的发光强度，单位为坎德拉每平方米（cdm
2
），简称亮度。 体现
为投影到某一方向的单位面积、单位立体角内的光通量的大小，公式表示为
L
< br>II

d
S
n
dS
cos


式中，
dS
n
是垂直于该方向的投影面积，
dS
是发光面 任意一点周围的微小面积，
I
是
某一方向的发光强度，

是发光面与 发光方向的夹角。
根据发光强度与光通量的关系，可将光亮度公式变形如下
L

I
d


dS
n
dS

cos


d

可见，光亮度表示了发光面上单位投影面积在单位立体角内所发出的 光通量。
图4
我们观察灯时，是否感觉刺眼就是灯的光亮度在起作用。有些灯功率不大、发光面 较小，
但亮度较高。有些灯功率很大、面积也较大，亮度可能会较低，但照明效果可能会很好。亮
度也可以用于对被照面的描述，感觉房间亮堂，实际房间内墙壁、家具等被照后反射的亮度
高，既与被 照面的照度有关，又与被照材料的反射比有关。
2使用光度学基本量时应该注意的问题
2.1< br>“光”和“可见光”的明确意思是什么？
“光”的广义含义是指电磁辐射中的一部分，包括紫外辐 射、可见光辐射和红外辐射。
“光”的狭义含义是指人眼可见的电磁辐射，即“可见光”。所以根据语境 ，光指的就是可
见光。
2.2
“光照度”和“照度”有什么区别？
“照度”一 般即指光照度，也就是可见光照度，但术语里不用可见光照度，严谨的说法
为“光照度”，可简化为“照 度”。
当指紫外辐射、红外辐射等人眼看不见的“照度”时，应采用“辐照度”这一术语，并
且 要说明波段，例如紫外辐照度、近红外辐照度等等。
同样，“光亮度”简称为“亮度”。但“光强度”通 常简称为“光强”，而“光通量”一
般不简化为“通量”。
2.3
要用对场合和量纲< br>光度学中的基本量不是经常使用，不能靠字面意思去想象，一定要理解其物理含义，并
合理使用合 适的基本量和对应量纲。
3用什么参数来科学地描述照明灯具？
大家在描述照明灯具的时候经常 会说这个灯“多少瓦”、“很亮”、“灯光很强”、“是多少
照度的”等等，那么这些说法科学吗？下面 会一一解释。
3.1
照明灯具不能只用功率来衡量
照明灯具都标有额定功率，一般指的 是“消耗功率”。对于早期的白炽灯，用功率来衡
量灯的发光能力没有问题，在发光效率一定的情况下， 功率越大发出的光通量就越大。
如今，照明灯
LED
已经代替白炽灯成为了主流，不同 的灯芯光效不同，不同的灯具结构
也有不同的灯具效率。所以，应该用“光通量”来描述一个灯具的总发 光能力。

3.2光通量都是2000lm的球泡和射灯，为什么照明效果不同？
灯具的照明效果不仅要考虑总光通量，还要考虑这些光通量“照”到了哪个方向。
球泡发出的光“照”向 除了灯尾外的各个方向。射灯则按设计要求集中“照”向了聚光
方向，在特定方向所辐射的光通量很大， 也就是说在聚光方向的光强度较大，所照之处的光
照度就大，照到服装、墙画等展示物品上能产生较高的 亮度，从而起到突出展示重点、渲染
主题的作用。
“光强度”或光强度分布（业内称配光曲线） 是灯具的一个重要指标。
3.3光通量都是2000lm平板灯和球泡，亮度相同吗？
亮度（光 亮度）表示发光面单位面积上的发光强度。
平板灯的发光面积大，球泡的发光面积小，并且都属于漫射照 明。根据亮度的定义，自
然是面积大的平板灯亮度低而球泡的亮度高。
但是把房间照“亮”并不 完全由灯的亮度决定，而是主要取决于灯具的光通量。如果想
得到房间被均匀照“亮”的舒适照明效果， 应采用亮度低、光通量大、光强分布均匀的灯具。
灯的亮度过高会刺眼，所以比较小的灯具一般都要加遮 光结构，防止人眼直射产生眩光。
3.4这个房间很亮，是什么准确含义？
当我们说一个房间很 亮，通常是说房间得到较好的照明，是视野内的环境较亮，而不是
说灯具很亮，但由于效果主要是灯带来 的，所以不严格的说法是这个灯很亮，但并不是说灯
的实际亮度很高。
3.5相同的灯照明同样 面积时，照度和亮度相同吗？
同样的灯照明一定面积，忽略环境条件的影响，不管受照面是白色还是黑色 ，照度都是
相同的，但是被照面的亮度相差很大。照度是单位被照面积得到的光通量，而亮度是和灯发< br>出的光通量多少有关系的，黑色的受照面发出的光通量少，自然亮度就会低。所以灯光照明
效果不 仅要求所照明位置的照度要满足要求，顶棚、墙体、地面和家具等也要有合适的颜色
和反射特性。
3.6为什么不用照度作为灯具参数？
光照度不仅与灯的光通量和受照面的面积有关，还与光通量的入 射角及灯到被照面的距
离等多种因素有关，所以不能简单地用照度来描述灯具特性。
但由于大家 对照度比较熟悉，为了方便大家选择灯具，有的厂家会标出在距离灯多远的
地方产生多大的照度。例如， 台灯在距离桌面0.5m处有300lx的照度，距离地面2.5m的吊
灯在灯下地面上能形成200l x的照度，但这并不完全科学，实际照度还与受照环境的空间大
小、顶棚墙体地面反光等因素有关。3.6怎样完整地描述灯具的特性呢？
灯具合理的描述应该包括消耗功率、总光通量、光强度分布、 色温、显色指数等参数。
消耗功率和总光通量一方面体现了发光能力，但不能表明灯的光效率；光强度分 布是满足照
明光分布效果或照明效率的参数；而色温和显色指数与心理状态和心理舒适度相关的参数，< br>显色指数也是对颜色辨识与正确复现的一个重要参数。对于特殊应用场合，如卧室、医院、
体育场 馆还应对灯具的亮度和眩光提出要求。

最后，灯不能仅仅用瓦数来衡量发光能力，否则效 率低耗电大的灯反而占便宜；房间亮
度低也要看看房间的装饰是否太暗了；“这个灯是多少照度的？”这 句话应该是“这个灯是
多少流明的？”才更科学；合理表述灯的亮度，大部分情况下灯具的亮度低、光通 量大才能
达到舒适的照明效果。
希望本文能帮助您进一步了解照明相关概念，色温与显色指数请 关注后续的建筑光学文
章。
说明：本文为了简练通俗，文中的一些描述做了一定简化，忽略了照 明中的一些次要因
素，请专业人士包含，也欢迎提供修改意见。
来源：建筑光学公众号