什么是照度?——包含单位“勒克斯(lx)”的详细说明

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在日常生活和工作中,我们通常以“明亮”“昏暗”等感性印象来判断周围的光环境。然而实际上,这种明亮程度不仅可以通过感官判断,也可以用数值进行客观表示。

用于表示这一指标的,就是“照度”。

照度是关系到作业环境安全性和作业效率的重要因素,在法律和相关标准中也有明确的规定。

本文将从“照度是什么”的基础概念出发,对其单位“勒克斯(lx)”、与其他光学单位的区别以及测量方法进行通俗易懂的说明。

什么是照度??

照度是表示光照射到某一表面上的数量的指标,用于说明该表面被照亮到了何种程度。

它表示的并不是照明器具本身的亮度,而是桌面、地面、作业面等“实际进行活动或作业的场所的明亮程度”。

我们平时通常凭感觉判断“明亮”或“昏暗”,但“明亮”“昏暗”属于相对评价,因此对于何为恰到好处的亮度,每个人的标准都存在差异。

对明亮程度的感受并不只是由照度决定,还会受到当时的身体状态、周围光线的反射以及周边环境亮度的影响。正是在各种环境因素共同作用下,我们才会判断“明亮”或“昏暗”。

照度的单位“lx(勒克斯)”是什么?

“lx(勒克斯)”是表示照度的单位。

在标记上,有时也会写作“Lux”或“LUX”,但这些都指的是照度单位。
由于在国际单位制(SI)中,正式的单位符号是“lx”,因此本文将统一使用“lx”进行表述。

日本厚生劳动省《劳动安全卫生规则》第604条中记载,根据作业种类的不同,必须确保达到一定以上的照度。※详细内容将在后文说明。

照度不仅仅是表示明亮程度的参考指标,更是由法规规定了最低标准、为了维持安全且适当的作业环境而不可或缺的重要指标。

关于照度的种类及其区别

即使是照度,也存在几种不同的类型。
具有代表性的包括“水平面照度”“法线照度”“垂直面照度”。这三者的区别在于光照射到的表面方向不同。

・水平面照度
表示光照射到如桌面或地面等“水平面”时的照度。主要由来自天花板的上方光(上方照明)所决定。
用于评价作业的便利性、阅读的易读性等日常作业中的实际明亮程度。

・法线照度
指光以垂直方向照射到表面时的照度。
在这种状态下,光以最高效率入射到表面,因此照度达到最大。法线照度常用于作为照度分析中的基准或理论比较。

・垂直面照度
指光照射到如墙面或人物面部等“垂直面”时的照度。主要由来自前方的光决定,与人物或展示物的可视性有关。
常用于评价表情的清晰度、物体的可见性以及空间表现效果等。

水平面照度可理解为来自上方的光,法线照度是相对于光线垂直入射的光,垂直面照度则是来自前方的光。
在实际的照明环境中,根据使用目的对这些照度进行区分和应用是十分重要的。用图示表示时,其关系如下所示。

出处:光学技术基础术语
(照度的计算方法|反平方定律与入射角余弦定律|光学技术基础术语)

顺便一提,佐理克的照度测量采用的是“水平面照度”。

照度与其他光学单位的区别

表示光的单位有多种。
照度(lx:勒克斯)是表示某一表面接收到多少光的单位。
它表示桌面、地面、工作台等实际进行活动或作业的场所被照亮到什么程度。

另一方面,与光相关的单位除了照度之外,还有以下几种。

・光通量(lm:流明)
表示从光源发出的光的“总量”的单位。电灯或 LED 照明包装上标示的亮度,通常就是以流明表示的。

・光强(cd:坎德拉)
表示在特定方向上光的强度的单位。用于表示如手电筒或聚光灯等光源向某一方向发出的光通量大小。

・亮度(cd/㎡:坎德拉每平方米)
表示单位面积上向特定方向发出的光的量的单位。
例如电视屏幕或天空的亮度,是将光源本身或其受光面反射的光,从某一方向进入人眼的量进行数值化的结果,用于表示“进入人眼的光的量”。

如上所述,光的单位有多种,它们各自表示光的不同侧面。根据用途对这些单位进行区分和使用是非常重要的。

此外,在构建照明环境时,另一个不可或缺的要素是“光的色调”。不仅需要关注明亮程度,还需要了解光的颜色特性,才能选择更符合使用目的的照明。详细内容请参阅下文所述的文章。

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照度的测量方法

关于照度的测量方法,JIS C 7612:1985(照度测量方法)这一标准中规定了基本的测量方法。

测量步骤

1.测量前准备
照度通过名为“照度计”的专用测量仪器进行测量。
当光照射到传感器部分(受光部)时,会以数值(lx)显示该位置接收到的光的量。
在测量前,需要进行基本检查,例如确认传感器是否清洁,同时还需确认校准是否处于有效状态。

2.实际进行测量
照度计需要对准测量面保持垂直(若为水平面则保持水平)。即使仅有轻微倾斜,也可能无法获得正确的数值。
在对整个范围的亮度进行评价时,不应只测量单一点,而应在多个位置进行测量。将测量区域划分为网格状(格子状),分别进行测量并计算其平均值。
这种“通过多点测量计算平均照度”的方法,是 JIS 所规定的基本原则。

3.正确测量时的注意事项
为了获得准确的测量结果,需要注意以下几点:

・避免测量者的影子落在传感器上
・不要在照明刚点亮时立即测量,应在稳定后再进行测量
・确认是否有外部光(如太阳光或其他照明光)进入
・明确测量条件

一般来说,照明在刚点亮时与稳定后,其数值可能会有所变化。在进行测量时,应在点亮后保持一段时间,待其稳定后再进行测量,以获得正确的数值。

测量现场

在佐理克的实际业务中,也会使用照度计进行日常工作。
这里简单介绍一下实际的测量场景。

这张照片展示了使用两台人工太阳照明灯进行照度测量的情况。

画面前方的照明设备为本公司的人工太阳照明灯(XC-500),用于向目标表面照射光线。其后方手持的是照度计。

测量时,使其相对于墙面保持水平并成直角。墙面上绘有网格状的线条,按照一定间隔进行测量,通过在多个位置进行照度测量,计算得出平均照度。

实际测得的数值结果为,中心照度为 56700 勒克斯。

如上所述,佐理克在日常业务中通过使用照度计开展相关工作。

照度的重要性

照度是评价空间明亮程度的基本指标,但在实际应用现场中,“多大程度的明亮才是合适的”这一标准尤为重要。

并非越亮越好,过亮或过暗都会对作业效率和安全性产生不良影响。因此,在日本,根据用途和作业内容的不同,“JIS”和《劳动安全卫生法》分别规定了相应的照度标准。

・JIS中的照度标准(推荐照度
作为照明设计指导而被广泛采用的是日本产业标准(JIS)。其中,JIS Z 9110(照明基准总则)根据空间用途和作业难度,给出了“推荐照度”。

例如,下表所示的并非最低值,而是综合考虑舒适性和作业效率所设定的目标值。随着视觉作业越精细,所推荐的照度也越高。

空间用途及作业难度推荐照度
走廊、通道50~200 lx
仓库等粗略作业100~200 lx
一般办公作业300~500 lx
设计、制图等精密作业750~1000 lx
检查、超精密作业1000 lx 以上

・《劳动安全卫生法》中的照度标准(最低标准
另一方面,关于事业场所中的照度,根据《劳动安全卫生法》,《劳动安全卫生规则》第604条中规定了具体标准。

作业面的照度必须满足以下最低标准。
・精密作业:300 lx 以上
・普通作业:150 lx 以上
・粗略作业:70 lx 以上

这是法律上必须遵守的最低标准,如有违反,可能会成为行政指导的对象。

“JIS 是推荐照度”,而“《劳动安全卫生法》是最低标准”,两者存在这样的区别。
JIS 是“为了构建更好照明环境的指导方针”,而《劳动安全卫生法》则是“为确保安全而必须履行的最低义务”。

也就是说,JIS = 以提升舒适性和效率为目标的参考标准。
《劳动安全卫生法》= 为确保安全而必须遵守的最低底线。

照度过低/照度过高时的影响

照度不仅仅是“明亮程度的数值”,而是直接影响作业效率、安全性以及健康状态的环境因素。
下面将说明“照度不足”和“过度照度”所带来的影响。

1.照度不足带来的影响

① 作业效率下降
在照度较低的环境中,对视对象(文字、零部件、台阶等)的对比度识别能力会下降。

国际照明委员会(CIE)指出,视觉作业的准确性与速度会受到照度的影响,作业越精细,对照度的要求就越高。

在照度不足的情况下,容易出现“文字识别速度下降”“微小缺陷的遗漏”“作业时间延长”等问题。

② 跌倒与事故风险上升
根据《劳动安全卫生法》中的《劳动安全卫生规则》第604条所规定的最低照度标准,并不仅仅是出于可视性的考虑,更是从防止劳动事故的角度出发。

照度不足可能会导致“台阶识别不足”“地面障碍物被忽视”“叉车等发生接触事故”等问题。

在日本厚生劳动省的劳动灾害统计中,跌倒事故始终占据较高比例,因此,包括照明在内的作业环境改善,是一项重要的对策内容。

2.过度照度带来的影响

① 眩光(Glare)
眩光是指由于视野内存在强烈的亮度差而产生的不适感或可视性下降的现象。

国际照明委员会(CIE)将其分为“不舒适眩光(Discomfort glare)”和“失能眩光(Disability glare)”。

在照度过高的情况下,可能会打破眼睛的适应平衡,或导致对比度敏感度下降等影响,从而反而出现难以看清的情况。

② 眼疲劳、不适感与压力
在高照度环境中,瞳孔持续收缩以及视网膜持续受到强光刺激,容易产生疲劳感,同时也可能成为心理压力的因素。

照明环境会对作业者的集中力、积极性以及舒适性产生影响。

基于以上原因,需要综合考虑作业内容、空间用途、安全性以及舒适性,选择最合适的照明。

适当的照度对于保障安全和提升效率至关重要,但实际上,“光的颜色”同样会对我们的专注力和放松状态产生重要影响。关于根据不同场景合理使用光源的方式,请参考以下文章。

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“照度”与“个人对明亮程度的感受”的区别是什么?

照度是以“lx”这一数值表示的客观指标。
而对明亮程度的感受,则是因人而异、基于视觉与心理所产生的“明亮”或“昏暗”的主观判断。

照度是表示照射到某一表面的光的量,使用照度计进行测量时,无论是谁测量,得到的数值都是相同的。

然而,对明亮程度的感受是基于个人评价的,其感受并不单纯由照度决定。

在感知明亮程度时,“眼睛的功能与健康状态”“心理状态”“周围的光环境”等多种因素都会产生影响。

・眼睛的功能与健康状态
随着年龄增长,会出现瞳孔缩小以及视网膜感度下降的情况。
因此,老年人往往比年轻人需要更高的照度。在相同的照度条件下,年轻人可能觉得足够明亮,而老年人则可能感觉偏暗。
此外,视力状况以及是否存在眼疲劳等眼部健康状态,也会影响对明亮程度的感受。

・心理状态
心理状态同样会影响对明亮程度的评价。
由于疲劳或压力等身体与心理状态的不同,人们可能会感觉“昏暗”或“刺眼”。此外,“明亮=安心”“昏暗=不安”等情绪联想也会产生影响。

・周围环境状况
明亮程度是通过“与周围环境的对比”来感知的。
・墙面或天花板为深色 → 空间整体更容易被感知为昏暗
・仅目标物较暗 → 难以看清
・阴影较强 → 明暗对比带来不适感

如上所述,即使照度相同,由于反射率、配色以及空间明暗平衡的不同,给人的印象也会发生变化。

照度是重要的评价标准。
但正如上述所示,照度并不一定等同于舒适的明亮程度。

不仅要关注照度,还需要重视“人的感受”。

关于照度的总结

照度是表示“某一场所被光照射到什么程度”的指标。由于可以用数值表示,因此能够不依赖感官,而是以客观方式确认明亮程度。

我们平时会自然地感受到“明亮”或“昏暗”,但这种感受因人而异。身体状况、年龄,以及周围颜色和反射方式的不同,都会使印象发生变化。

不过,仅凭照度数值并不能说明一切。
即使照度相同,由于光的照射方式、扩散方式以及光的性质不同,“看起来的效果”也会有所不同。尤其是在希望正确识别颜色,或进行精细检查的场合,不仅需要足够的亮度,还需要接近自然光的环境。

在这种用途下,具有接近太阳光特性的佐理克株式会社人工太阳照明灯被广泛应用。
它不仅能够提供充足的照度,还可以再现与在太阳光下观察时完全相同的环境。

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