照度是照明工程和日常生活中衡量光线强弱的重要指标，直接影响好色先生软件APP的视觉体验和工作效率。本文将系统介绍照度的基本概念、核心计算方法。

照度的定义与基本概念

照度（Illuminance）是指单位面积上所接受可见光的能量，通俗地说就是物体表面被照亮的程度。它的科学定义是：照射在单位面积上的光通量，国际单位是勒克斯（Lux或lx）。1勒克斯相当于1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上所产生的照度。

要理解照度，需要先了解几个相关光学概念：

光通量（Φ）：光源单位时间内发出的可见光总量，单位是流明(lm)。例如，一只40W的白炽灯大约产生500流明的光通量。

发光强度（I）：光源在特定方向的发光能力，单位是坎德拉(cd)，俗称"烛光"。历史上，这个单位确实源自蜡烛的发光强度——标准蜡烛在水平方向上的发光强度约为1坎德拉。

亮度：光源或被照物体表面给人的明暗视觉感受，单位是坎德拉/平方米(cd/m²)。

照度与这些概念的关系可以形象地理解为：光源发出光通量(流明)，这些光在空间中形成发光强度(坎德拉)，最终到达物体表面形成照度(勒克斯)。

照度的计算方法

照度的计算主要有三种方法：基于照度定义的基本计算法、利用系数法以及根据照度定律的计算法。不同的场景需要选用合适的计算方法。

1. 基本计算法

最基本的照度计算公式源自其定义：

E = Φ/A

其中E为照度(lx)，Φ为光通量(lm)，A为被照面积(m²)。例如，1000流明的光通量均匀照射在10平方米的桌面上，桌面照度就是100勒克斯。

这种方法简单直接，但仅适用于理想情况——点光源、均匀照射且不考虑环境反射。现实中光线会因距离、角度和环境反射等因素发生变化，因此需要更复杂的计算方法。

2. 利用系数法

这是工程上最常用的照度计算方法，尤其适合室内照明设计。公式为：

平均照度(Eav) = (光源总光通量 × 利用系数CU × 维护系数MF) / 区域面积

利用系数(CU)：表示到达工作面的光通量比例，取决于灯具效率、房间形状、表面反射率等。一般办公室取0.4，体育馆取0.3。

维护系数(MF)：考虑灯具老化、灰尘积累等因素的光衰系数，通常取0.7-0.8。

实例计算：一个4m×5m的会议室，使用9套3×36W的隔栅灯（每套2500流明）：

Eav = (2500×3×9)×0.4×0.8÷(4×5) = 1080 Lux

3. 照度定律计算法

当考虑点光源和照射距离时，需应用照度两大定律：

第一定律（平方反比定律）：

E = I / r²

表示点光源在某点的照度与其发光强度(I)成正比，与距离(r)的平方成反比。例如，发光强度100坎德拉的灯泡在2米距离产生的照度为25勒克斯(100/2²)。

第二定律（余弦定律）：

E = E₀ × cosθ

当光线倾斜照射时，实际照度与入射角(θ)的余弦成正比。垂直照射时(θ=0°)照度最大，随着角度增大照度递减。

这两个定律常结合使用：E = (I × cosθ)/r²，适用于路灯、射灯等定向照明设计。

照度的标准值与实际应用

不同场所对照度的要求差异很大，国际标准将照度值分为24级（从0.5lx到5000lx），每级相差约1.5倍——这是人眼能感知的最小照度变化。

常见环境照度参考：

夏季阳光直射：60,000-100,000 lx

阴天室外：1,000-10,000 lx

办公室：300-500 lx（国家标准要求）

阅读照明：500-600 lx

满月夜晚：0.2 lx

星光：0.00002-0.0003 lx

我国《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)对不同场所规定了具体照度要求。例如：

普通办公室：300 lx

设计绘图室：500 lx

教室课桌面：300 lx

超市货架：500 lx

停车场地面：75 lx

在特殊情况下，照度标准可调整：

提高一级：视觉作业要求高、长时间紧张工作、识别移动物体等情况

降低一级：短暂作业、精度要求不高、建筑功能要求低等场合

照度测量与影响因素

照度通常用照度计测量，其核心部件是光传感器（如硅光电池），将光信号转换为电信号后显示为勒克斯值。专业测量需注意：

光源稳定时间（白炽灯需燃点15分钟以上）

排除杂散光干扰

选择合适量程和精度（道路测量需0.1lx分辨率）

影响照度的主要因素：

光源特性：功率、发光效率（白炽灯约12.56流明/瓦，LED可达100流明/瓦以上）

距离因素：遵循平方反比定律，距离加倍照度降为1/4

照射角度：斜射时照度随余弦值降低

环境反射：浅色墙面可提高空间整体照度30%以上

灯具设计：灯罩形状、安装高度（推荐2-2.4米）影响光线分布