第 19 章 採光與照明 19.1 前言 19.2 光的物理特性及測量 19.3 人眼之視覺能力 19.4 影響視覺能力之因素 19.5 工作場所之照明光源 19.6 燈具 19.7 光線引起之傷害 19.8 有關照明及視力保護之法令規定

19.1 前言 人的五官感覺，以視覺最為重要，因此在設計上，需以符合視覺之需求為優先。 採光與照明應著重效率及經濟性。 我們要對照明建立以下的理念，才能提升工作及生活環境： 1 人的五官感覺，以視覺最為重要，因此在設計上，需以符合視覺之需求為優先。 2 採光與照明應著重效率及經濟性。 3 良好的照明可帶給工作者或經營者難以估計的利益效果。

19.2 光的物理特性及測量 19.2.1　光的物理性質 圖19.1　輻射能頻譜及可見光譜

在測光學中，光源所釋放出來的能量稱為「光通量(luminous flux)」或光束，如圖19.2 所示。光通量的單位為 流明lumen 符號lm 圖19.2　點光源之光通量

光強度 光強度(lumious intensity) 之定義為光源每一單位立體角(solid angle) 所放射出來的流明數，因此光強度是用來比較光源之發光能力。光強度的單位為 燭光candela 符號為cd 圖19.3　光強度之比較

單是光源有很大的光強度，也不一定能提供很好的照明，因為還要考慮 的集中度。 光通量 照度 單是光源有很大的光強度，也不一定能提供很好的照明，因為還要考慮　的集中度。 圖19.4　照度之比較

lm/ft2 或foot-candle(簡寫fc，中文稱 呎燭光)。 依定義： 照度的單位有兩種，在美國習用系統(USCS) 中， 面積是以平方英呎來計算， 而在SI系統中，面積是以平方公尺計算，所以其單位為： 照度＝ 通過一單位面積之光通量 USCS 制 lm/ft2 或foot-candle(簡寫fc，中文稱 呎燭光)。 SI 制 lm/m2 或lux(簡寫lx，中文稱米燭光)。

光強度 物體表面 亮度(luminance) 亮度 單是考慮光源的 被照射的照度，還不能作為照明好壞的準則，因為人眼之所以能看到物體的存在，是由於物體把照射在其表面的光束反射到人眼，才能讓人眼知覺到該物體之外形及顏色等。 因此物體表面上每單位面積所反射出來的光通量，稱為 光強度 物體表面 亮度(luminance)

亮度的SI單位為「平方米燭光(candelas per square meter，符號為cd/m2)」。而亮度的USCS 單位為「平方呎流明」，稱為「呎－朗伯(foot-lambert，符號為 fL)」。要計算一物體表面之亮度，可依下列公式由照度求得：

圖19.5　光強度、照度及亮度之關係

19.3 人眼之視覺能力 視野係指人眼觀看眼前景物之範圍。 視野 圖19.7　人眼之視野範圍

所謂視力，係指「視覺敏銳度(visual acuity)」，量測視覺敏銳度最普遍採用之方法為「最小可分度」，如圖19.8 所示。 視力 圖19.8　視力之測量

若以弳度(radian) 計算， 　　，因1 弳度弧度 =　　 = (degree)，且1 弧度 = 60分，因此

明適應期(light adaptation)係指人眼從黑暗進入明亮的環境中，回復正常視覺所需之時間。 暗適應期(dark adaption)係指人眼從明亮進入黑暗的環境中，回復視覺所需之時間。 暗適應

圖19.9 視覺細胞對光之敏感度 圖19.10　暗適應曲線

19.4 影響視覺能力之因素 明暗對比(brightness contrast)，亦即亮度對比(luminance contrast)，係指被觀察的物體所反射之光通量與其背景所反射的光通量之對比。明暗對比可以下式計算： 其中B1、B2 分別為兩個對比區域之亮度，B1 為兩者中之較大者。

由於亮度=　　　　　　，且通常兩個對比區域都是鄰近一起而有相同之照度，所以明暗對比也可以下式計算： 其中1、2分別為兩個對比區域之反射率，1為兩者中之較大者。

眩光(glare)，是由於視野內的光通量超出眼睛所能適應的範圍，而產生刺眼的不舒服感覺。 眩光 依眩光對觀測者的影響，眩光又可分為以下三類： 不適 眩光 失能 眩光 目盲 眩光

圖19.11 直接眩光與反射眩光之比較

圖19.12　眩光源仰角對視覺效率之影響

當物體快速在眼前經過，或是觀察者與被觀察物之間有相對運動時，視覺之辨別能力會隨之降低。 移動 大小 照明水準

19.5 工作場所之照明光源 19.5.1 天然光源 不可有妨礙工作之眩光產生。 照度需均勻。 一天中應無劇烈的照度變化。 19.5.1　天然光源 利用天然光源時，要注意以下幾點： 1 不可有妨礙工作之眩光產生。 2 照度需均勻。 3 一天中應無劇烈的照度變化。 4 利用日光時，不可有熱之侵入。 5 要配合室內之色彩調整亮度分布。

表19.1　天然光源之照度 天然光源 照度 晴天太陽下 100,000 lx 晴天陰影下 10,000 lx 晴天室內靠窗下 100～2000 lx 晴天室內內角 20 lx 晴天月照夜晚 0.0003 lx

採光方法 圖19.13　採光窗安裝位置

影響屋內照度之因素 窗之大小 日光調節裝置 窗玻璃 天花板與牆壁 窗之方位

19.5.2 人工光源 白熱燈絲燈 氣體放電燈 高強度放電燈 鈉氣燈 日光燈或螢光燈

發光效率 圖19.14　各種人工光源之發光效率

波長的光波 日光燈 人工光源之演色性 由於某些人工光源所產生的輻射光能只集中於某些 因此這些人工光源的燈光會帶有顏色。 由於螢光燈的輻射能分布比較均勻，所以螢光燈的燈光比較接近日光，因此也稱為 波長的光波 日光燈

圖19.15　二種氣體放電燈之光譜分布

19.6 燈具 依燈具之配置法而分類 全面照明 全面局部 併用照明 局部照明 局部範圍之 全面照明

依光線之路徑而分類 直接照明 半間接照明 間接照明 全面擴散照明 半直接照明

圖19.16 各種燈具光線分布型態

19.7 光線引起之傷害 可見光線 紅外線 紫外線 弱視、礦工眼球震盪症、網膜炎及日射病等。 白內障、熱射病(中暑) 及濕熱性紅斑等。 結膜炎、角膜炎、雪眼炎、電氣性眼炎及紫外線紅斑等。

19.8 有關照明及視力保護之法令規定 1：1/5 1：1/20 雇主使勞工從事精密作業時， 其工作台面照明與其半徑1公尺以內接鄰地區照明之比率不得低於 與鄰近地區照明之比率不得低於 雇主使勞工事精密作業，應縮短工作時間，於連續 作業2小時，給予作業勞工至少　之休息。 1：1/5 1：1/20 15 分鐘