Applied Illumination Engineering, Third Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

《应用照明工程，第三版》内容概述 前言 《应用照明工程，第三版》是一本全面深入的专业著作，旨在为照明设计师、工程师、建筑师以及相关领域的研究人员提供一个坚实而前沿的知识基础。本书紧密结合行业最新的技术发展、国际标准以及实际工程应用中的挑战，系统地阐述了照明科学的基本原理、设计方法、设备技术以及节能与可持续发展策略。本版相较于前两版进行了大量的更新与补充，特别是在数字照明控制、人因照明（Human-Centric Lighting, HCL）以及智能照明系统集成方面，提供了更为详尽的指导和案例分析。 全书结构严谨，逻辑清晰，从基础理论出发，逐步过渡到复杂的工程实践，力求在理论深度与工程实用性之间取得完美的平衡。它不仅是专业人士案头的必备参考手册，也是高等院校相关专业师生理想的教材。 --- 第一部分：照明科学基础与视觉生理 本部分奠定了理解和应用照明工程所需的基础科学知识，涵盖了光与物质相互作用的物理学原理以及人眼视觉的生物学机制。 第一章：光的基本性质与测量学 本章详细介绍了光的波粒二象性、电磁波谱在可见光范围内的特性。重点阐述了光度学和辐照度学的基本概念，包括发光强度（Candela, cd）、光通量（Lumen, lm）、照度（Lux, lx）、亮度（Luminance, cd/m²）及其相互之间的转换关系。引入了国际单位制（SI）和英制单位的对应关系，并详细讨论了不同光度量单位在实际测量中的应用和局限性。本章还涵盖了光的传播、反射、折射、散射等光学现象在照明系统设计中的重要性。 第二章：人眼视觉与色彩科学 本章深入探讨了人类视觉系统的生理结构和功能，包括视网膜的结构、杆状细胞与锥状细胞的工作机制、光适应与暗适应过程。重点解析了影响视觉性能的关键因素，如最小可辨别角、视觉阈值、对比敏感度函数（CSF）以及对眩光和频闪的生理反应。在色彩科学方面，本章详细介绍了CIE标准色度系统（CIE 1931/1976）、色温（CCT）、显色指数（CRI/Ra）和特定显色指数（R9, R13等）的计算与意义，并讨论了不同光源的频谱特性如何影响人眼对色彩的感知。 第三章：照明质量与环境参数 本章聚焦于评估和控制照明环境质量的参数。除了基本的照度均匀度要求外，本章深入分析了多种非均匀照明指标，如背景亮度对工作效率的影响。眩光控制是本章的重点，详细讲解了统一眩光值（UGR）的计算方法、限制标准以及如何通过灯具配光设计和安装位置来避免不适和致盲性眩光。此外，还讨论了频闪效应（Flicker）对健康和视觉舒适度的影响，并给出了衡量和控制频闪的最新行业指南。 --- 第二部分：光源技术与灯具设计 本部分是工程实践的核心，系统介绍了当前市场上主流的光源技术，并阐述了光在灯具内部的控制与应用。 第四章：传统与新兴光源技术 本章对不同类型光源的物理原理、性能特点、寿命、效率和环境影响进行了比较分析。 白炽灯与卤素灯：作为历史参照，简述其发光原理和局限性。 荧光灯技术：详细讲解低压和高压汞灯的工作机制，包括镇流器的选择和对启动时间、光衰的影响。 高强度气体放电灯（HID）：重点分析金属卤化物灯、高压钠灯和低压钠灯在特殊应用（如体育场馆、道路照明）中的优势与挑战，如光衰、复燃时间。 固态照明（SSL）——LED技术：这是本章的重中之重。深入探讨半导体发光原理、芯片结构、封装技术（SMD, COB等）、驱动电路（恒流源）的必要性。详细分析了LED的光效提升、热管理挑战（热阻抗、结温控制）以及光衰模型。 第五章：LED驱动、热管理与寿命评估 本章专注于SSL系统的关键工程问题。详细讲解了LED驱动电路的拓扑结构（如Buck, Boost, Flyback），功率因数校正（PFC）的重要性以及对电网谐波的影响。热管理部分阐述了从芯片结到散热器再到周围环境的热传导、对流和辐射过程，并介绍了各种散热技术（如散热片设计、热管技术）。寿命评估部分引入了LM-80、TM-21等行业标准，教授如何根据测试数据预测LED系统的L70/B50寿命。 第六章：光分布控制与灯具设计 本章聚焦于如何通过光学元件（反射器、透镜、扩散器）实现对光通量的精确塑形。讲解了配光曲线（极坐标和笛卡尔坐标表示法）的生成与解读。深入分析了各类光学原理在不同应用中的体现，例如全内反射（TIR）透镜在路灯中的应用，以及如何通过微结构透镜阵列来控制光束角和光斑形状。同时，讨论了灯具的效率（光提取效率）、防护等级（IP Rating）和机械强度要求。 --- 第三部分：照明工程设计与应用 本部分将理论知识应用于实际场景，提供了分领域的照明设计流程和标准规范。 第七章：通用照明设计方法论 本章建立了一套系统化的设计流程，从项目需求分析（确定照度、均匀度、UGR限制）开始，到光源和灯具选型，再到布局规划。详细介绍了两种主要设计方法：逐点计算法（适用于复杂或异形空间）和光度学面积法/流明法（适用于均匀照明）。本章还涵盖了对现有照明系统的能效评估与升级改造设计流程。 第八章：室内环境照明设计 本章针对不同功能需求的室内空间提供具体的设计指导。 办公空间设计：侧重于HCL在动态昼夜节律调节中的应用、任务照明与环境照明的结合，以及屏幕工作区域的防眩光处理。 教育与医疗空间：强调对色彩保真度、低频闪和高环境安全性的要求。 零售与展示照明：讨论如何利用重点照明（Accent Lighting）和高显色性光源来增强商品吸引力，包括对特定材料（如金属、织物）的照明策略。 第九章：室外与专业照明设计 本章专注于需要克服更长距离、更大功率和更复杂环境因素的室外照明。 道路与隧道照明：根据道路分类（高速公路、城市道路）和交通流量，讲解了平均照度、最小照度、纵向和横向均匀度指标，以及LED隧道灯的瞬态响应要求。 体育场馆照明：重点讨论满足高清电视转播所需的高帧率、低频闪、高显色性以及均匀的光照水平（垂直面和水平面照度）。 景观与建筑立面照明：涉及洗墙、投光和轮廓照明的技术，以及光污染（溢出光、向上散射光）的控制规范。 --- 第四部分：能效、控制与可持续性 本部分着眼于未来趋势，探讨如何利用先进技术实现照明系统的智能化、高效化和环保化。 第十章：照明系统能效与法规标准 本章系统地介绍了全球主要的照明能效标准（如美国能源之星、欧盟ErP指令、中国节能标准）。详细阐述了光效（lm/W）、系统功率（W）与流明维持率（LLF）在计算年度能耗中的作用。重点讲解了照明功率密度（LPD）的计算，并介绍了如何通过合理的光源和控制策略来实现LPD目标。 第十一章：智能照明控制系统 这是本版更新的核心章节之一。详细解析了现代照明控制的层次结构，从基础的开关控制到复杂的网络化系统。 调光技术：比较了模拟调光（0-10V）和数字调光（DALI, PWM）的优缺点及其在不同灯具上的适用性。 传感器应用：深入讨论了日光感应（Daylight Harvesting）和人员存在感应（Occupancy Sensing）的工作原理及其在节能中的量化效益。 网络化协议：全面介绍当前主流的无线（如Zigbee, Bluetooth Mesh）和有线（如DALI-2）协议在大型建筑中的集成与编程方法。 第十二章：人因照明（HCL）与生物节律系统 本章探讨了照明对人体生理和心理健康的影响。详细介绍了昼夜节律（Circadian Rhythm）的科学基础，以及如何通过动态调节色温和照度来支持人类的自然生理周期。讨论了蓝光对褪黑素分泌的抑制作用，并提供了在工作场所、养老院和学校中设计支持健康节律照明系统的实用指南和剂量学考量。 第十三章：可持续照明与生命周期评估（LCA） 本章关注照明的整个生命周期对环境的影响。除了评估能源消耗外，还探讨了材料选择（如无铅、低汞材料）、可回收性以及废弃物管理。详细介绍了如何使用生命周期评估（LCA）工具，从原材料开采到最终报废，全面量化和对比不同照明方案的环境足迹，以指导工程决策向更可持续的方向发展。 --- 附录 附录 A: 常用照明工程计算公式集。 附录 B: 国际照明术语表（IES/CIE标准定义）。 附录 C: 典型室内外空间推荐照度与均匀度值表（基于最新国际标准）。