（艺术学专业论文）居室光环境设计的必然趋势——绿色照明.pdf

摘要 摘要 膊窜环境照明设汁是现代审内环境设计中重要的设汁内容之一。它与人们的r _ 1 常生 l 怫作息息州关，它l 佝发展过程是人类文明进步过程的 个缩影，它f 存不断地改善 卡美化卉久类的小活牢问和牛存环境。奉交从节约能源、保护环境和以人为本的角度说 明了绿色照明在居室艺术设计中的地位和作用。 本文从绿色照明工程的由来和实施的态势出发，阐述了绿色照明的概念与环境保护 的关系，从不同侧面分析了绿色照明在我国的实施情况以及在国外的发展现状。强调了 日佳环境采用绿色照明光源，既减缓照明行业原材料的过快消耗，保证可持续发展的顺 利进行，m 时拓宽了新型，寄科技绿色照明光源和灯具等的设计领域，提升了人们追求人 忖化与审美的意识利需要，充分美化了人们的生活环境。从采朋绿色照明的生态学角度 和天学角度，论述了采用绿色照明的心理学基础和绿色照明的q i 态学特点，强调采用绿 也照j 进行居住光环境波计既要考虑美学原理，为人营造出。种美而温馨的生活空i n j ， 川州史要考虑小m l ! 问光环境的照明设计的照度要求。强调了居奄环境的绿色照明设计 既要满足不同人群的照度要求，又要避免照度设计不当造成的电能浪费。 关键词：绿色照明；光环境；照度；环保；人性化 a b s t r a e t y h eg r e e ni l l u m i n a t i o nd e s i g no fi n d o o rl i v i n ge n v i r o n m e n ti so n eo ft h ei i l o s ti m p o r t a n t d e s i g n si nt h em o d e r ni n d o o rl i v i n ge n v i r o n m e n t i ti sc l o s e l yr e l a t e dw i t hp e o p l e se v e r y d a y l i f ea n dw o r k a n di t sd e v e l o p m e n ti sam i n i a t u r eo ft h ep r o g r e s so fh u m a nc i v i l i z a t i o n i ti s c o n t i n u o u s l yi m p r o v i n ga n db e a n t i l y i n gp e o p l e sl i v i n gs p a c ea n de n v i r o l m l e n tt h i st h e s i s e x p l a i n st h ep o s i t i o na n df u n c t i o no ft h eg r e e ni l l u m i n a t i o ni ni n d o o rr e s i d e n c ea r t sd e s i g n f r o mt h ea n g l e so fe n e r g ys a v i n g ，e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dh u m a n i z i n g f h i st h e s i sd i s c u s s e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec o n c e p to fg r e e ni l l u m i n a t i o na n d e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nb yi n t r o d u c i n gt h eo r i g i na n dt r e n do ft h eg r e e ni l l u m i n a t i o n p r o j e c t s i ta l s om a k e sa nm a a l y s i so ft h ed e v e l o p m e n to ft h eg r e e ni l l u m i n a t i o np r o j e c t si n c h i n aa n dt h ew o r l d i te m p h a s i z e st h a tt h ea d o p t i o no fg r e e ni l l u m i n a t i o ni ni n d o o rr e s i d e n c e e n v i r o n m e n tc a nn o t o n l yd e c e l e r a t et h er a p i do v e r - c o n s u m p t i o n o fr a wm a t e r i a l so f i l l u m i n a t i o n b u ta l s og u a r a n t e e st h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n t a n da tt h es a m et i m ei t e x p a n d st h ed e s i g na r e a so fn e wh i g ht e c h n o l o g i c a li l l u m i n a t i o na n dl a m p s ，t h u se n h a n c e s p e o p l e sa w a r e n e s sa n dn e e d st op u r s u eh u m m r i z a t i o na n da p p r e c i a t i o no ft h eb e a u t i f u l ，a n di t f u l l yb e a u t i f i e sp e o p l e sl i v i n ge n v i r o n m e n t t h i st h e s i sd i s c u s s e st h ep s y c h o l o g i c a lb a s i sa n d t h ee c o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c so fa d o p t i n gt h eg r e e ni l l u m i n a t i o nf r o mt h ee c o l o g i c a la n d e s t h e t i c a la n g l e s i te m p h a s i z e st h a tt h ea d o p t i o no fg r e e ni l l u m i n a t i o ni nt h er e s i d e n c el i g h t d e s i g ns h o u l dn o to n l yt a k ee s t h e t i c a lp r i n c i p l ei n t oa c c o u n ts oa st oc r e a t eak i n do fb e a u t i f u l a n dc o z yl i v i n ge n v i r o n m e n t ，b u ta l s os h o u l dt a k ei n t oa c c o u n tt h el i g h td e g r e e si nd i f f e r e n t l i g h te n v i r o n m e n ti l l t u n i n a t i o nd e s i g n t h et h e s i sa l s oe m p h a s i z e st h a tt h eg r e e ni l l u m i n a t i o n d e s i g no fi n d o o rr e s i d e n c ee n v i r o n m e n ts h o u l dn o to n l ym e e tt h en e e d si nl i g h td e g r e eo f d i f f e r e n tp e o p l e ，b u ta l s os h o u l da v o i dt h ee l e c t r i cp o w e rw a s t ec a u s e db yi m p r o p e rl i g h t d e g r e ed e s i g n k e yw o r d s ：g r e e ni l l u m i n a t i o n ；l i g h te n v i r o n m e n t ，；l i g h td e g r e e ；e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n h u m a n i t y i i 河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知， 除r 史中特别加以标注和致谢的地方外，沦文 中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也小包含为获得河北大学或其他教 育机构的学位或证书所使用过的材料。_ 我旧r 作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并衷q ij 敏谢。 作者签名：邀掏日期：4 年卫月山 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电，版，允许论文被查阅和借阅。 学校可以公布论文的全部或部分内容可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年门r 解密后适用本授权声明。 2 、不保密财。 ( 请在以上相应方格内扣“”) 作者签名：幽 日期：吐年卫月卫r 导师签名： 筮壁垒f 期：三! 竺年丝月卫f 引言 引言 随着人们居住环境照明的迅速发展及环境保护意识的提高，人们都知道水污染、大 气污染、噪声污染对人类健康的危害，但却很少有人发觉身边的另一个污染源光污 染，j 卜严重损害着人们的健康。近日，有关卫生专家认为：照明设训不合理所形成的视 觉环境不合理是形成近视的主要原因之一。 掘悉，我国高中生近视率达6 0 以e ，居【廿界第二位。虽然我圈每年都有大量资金 和人力用于对付近视，但成效却不大，原因就是没有从改善视觉环境这个根本入手。光 污染除对人视力危害甚大外，还能干扰人大脑中枢神经的功能，使有的人头晕目眩、站 立不稳或头痛、失眠、注意力不集中、食欲下降等。为把居室照明建设发展成为环保、 ：直人的绿色照明事业，要求我们提高夜间生活和活动空问的可视度，减少和防止光污染 。所以应大力提倡科学采光、使用自然光，维护健康，即提倡采用科学的绿色照明 设计。 在现代社会里，居室照明设计不能只局限于提高照明亮度和提高自身的精美度，还 必须考虑满足人们的审美需求以及人们热爱美好景观的心理需求，既要起到美化环境的 作用，为整体居室照明设计增色，又要让人在无意识中调节情绪、陶治情操。要抓住人 们微妙的心理变化，创造一个宜人的生存空阳j ，充分体现出居室绿色照明设计的科学性 和艺术性。 然而，目前在居室光环境设计中，尚没有建立完善的针对居室环境照明设计的体系 与方法，对光环境的研究相对匾乏。这与人们的生活需要和目前全国各地轰轰烈烈展丌 的绿色照明工程极不相符，已造成众多负面问题的出现，如：夜间的居室照明缺乏生动、 个性的形象，缺少温馨浪漫的氛围，电力浪费以及不合理的照明设计造成的资金浪费和 刑人们生活的影响与干扰等。因此，迫切需要尽快建立科学合理的理论与方法体系。面 对这些尚待解决的问题，对居室环境绿色照明的设计研究就成为一个迫切需要探索的课 题。这是有必要对其进行深入研究的现实意义。 随着夜晚居民生活的丰富，人们对夜晚居室照明光环境的要求- b - 日问景观相比产生 r 系列的变化。如：1 活动内容的改变；2 主要活动区域的变化：3 对感知的变化等等 h 。面对这些变化，居室环境照明的设计必须做出相应的考虑与对策。这就要求设计 河北大学文学硕士学位论义 者们在已有居室环境照明的物质形态和文化基础上针对夜晚居室环境照明的需求，针对 夜晚空问组成和对人们行为活动的组织做出相应的调整。 除此之外，居室环境照明设计相对于同间景观的物理条件的变化，也是设计者需要 解决的一个重要问题。在人们所处的城市景观环境之中，人们无法离丌对光线的感知， 囡此设计师们一直在作品中追求对光线的控制及光与居室景观、环境的结合。在社会需 求f 1 益增长和居室环境照明及技术同趋成熟的今天，我们要求设计者们己经不再仅仅是 单纯的迎合自然光，还要利用人工光线对夜间的居室环境照明进行设计，他们必须更加 全面的考虑居室景观同间与晚间全面的特征。人工光源的利用与设计在居室环境照明光 环境设计中是至关重要的设计手段，为设计师提供了更为广阔、更为灵活、可控性更强 的设计手法。 居室环境照明设计艺术是一门综合性的学科，设计者们面临着考虑人们的生活方 式，社会性，心理等诸多方面的相关问题。面对现代人对昼夜两个时段照明环境的全面 要求，让设计者提供一项更理性、科学、人性化的手段；通过对居室光环境系统的分析 研究，塑造舒适、直居、温馨的室内绿色照明环境，使居室绿色照明设计更加完善和人 性化是居室环境设计的重要课题。 、绿色照明的概念与环境保护 一、绿色照明的概念与环境保护 1 什么叫绿色照明 现代的人们都有回归自然、保护环境和资源的强烈意识，而绿色正是人们心目中的 自然象征。因此在九十年代初，国际上由荷兰、瑞士等国率先对能够达到节约电能和资 源、保护环境和生态目的的照明系统，提出了一个形象化的名词，叫做绿色照明。按科 学定义来讲，绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高，寿命长，安全和性能稳 定的照明电器产品，包括电光源、灯用电器附件、灯具、配线器材以及调光控制设备和 控光器件，最终达到高效、舒适、安全、经济、有益环境和改善提高人们工作，学习生 活的条件和质量，以及有益人们身心的健康，并体现现代文明的照明系统。 2 绿色照明与节约能源的关系 在谈这个问题时，我们先算一笔账，我国约有3 0 亿户人家，每家用一个节能灯代 替白炽灯，按每天平均燃点3 小时考虑，每年全国就可节电1 0 0 亿度，这已超过了青海 省李家峡与河南省小浪底二个大型水电站的年发电总能力。进一步深入分析，目前按有 关专家的分析和估计，我国照明用电占全国总发电量1 0 0 0 0 亿度的1 0 b p1 0 0 0 亿度， 它已超过了三峡水力发电站年总发电量的8 4 0 亿度。如果在我国推广绿色照明，在不增 加太多的投资下可节约照明用电2 0 目p2 0 0 亿度。随着国民经济增加，照明用电比例还 会提高，照明节电值也会j 二升。因此，完全可以认为在节约能源问题上，绿色照明大有 町为，而且将是节能措施中效果最为显著的措施之，所以它是必须加以重视的领域。 随着生态思维向照明领域的渗透，使当代照明发生了深刻的变革。绿色照明与生态 观的融合，使普遍联系的、动态的整体观代替了分离的、静止的思维定势，以改变生存 环境为目的的照明将渐渐被那种与环境互融共生的绿色照明思维所代替；传统的经济标 准将让位于综合的效益评价；静态的建筑空间形式结构将走i 柚对具体行为需求的开放。 新型自然光采光材料的不断出现，将从根本上改变传统照明设计的能耗过高现状。 3 绿色照明与保护环境的关系 绿色照明的一个主要功效是节约电能，若按照明节电2 0 0 亿度计算，我国电力生产 中四分之三是燃煤，就可节约1 1 0 0 万吨原煤，它司相应减少7 4 0 万吨c 0 2 、2 0 万吨s 0 2 、 n o 和1f 万吨粉尘的排放量，其中s 0 2 是造成地球卜酸阿的主要原因，而c 0 2 足造成 3 河北大学文学碗1 学位论文 温室效应的主要祸害，地球变暖原因中的5 0 是由c 0 2 所造成的，而大约8 0 的c o ， 是来自石油和煤的燃烧，更不用说发电时产生大量粉尘悬浮物对空气的直接污染。所以， 完全可以认为在环境保护问题上，绿色照明大有可为。 同时，据估计石油和天燃气的可采年数是5 0 年，煤炭可采年数是3 0 0 年，随着生 产发展可采年数还会缩短，若再不采取积极措施，随着能源的过恢消耗，将来能源会成 为制约我们经济发展的瓶颈。因此推。绿色照明，对保护人类生存环境及节约能源具有 举足轻重的作用h j 。 我们目前的任务就是防止由照明所造成的污染。即应该消除在照明器材生产、使用 和四收过程中对人和自然环境造成的直接或间接危害。在居室照明设计中应尽量减少使 用含有汞元素较多的光源并对废弃灯管、包装袋等统一收回妥善处理，同时积极推动 无汞环保型大功率l e d 光源的开发使用【“。通过使用在生产中无有害元素、使用中不 发出有害物质、无辐射的灯具，推动我国人居照明工作发展成为环保、宜人的事业。 4 绿色照明与提高照明质量和工作效率的关系 推进绿色照明的宗旨是提供高效舒适、安全、有益环境和提高人们工作效率与身心 健康的照明设计和灯具，它完全不是六十年代我国家家户户，采用8 瓦小日光灯，甚至采 用蜡烛灯来偏面追求节电的效果h j 。在有关工厂和学校推广绿色照明以后，每年的照 明用电有3 0 一4 0 大幅度下降，而学生的近视眼发生率也跟着下降，工人的劳动效率 也随着上升，这个结论在近代照明心理学和生理学研究中己得到充分证实，因此绿色照 明完全是提高照明质量和工作效率的促进剂，绝不是阻力。 5 绿色照明对于我们的研究意义推广绿色照明工程 我们己经知道什么是绿色照明，那么通过实施使用高效节能电光源、高效照明灯具 和照明控制设备等照明节电高新技术产品来实现绿色照明就是绿色照明工程。它在9 0 年代被国际有识人士提出以后，很快在美国、日本、法国、瑞典、丹麦、瑞士、英国等 i 业发达国家得到响应和重视。1 9 9 3 年我国国家经贸委，就在萨式文件中，把照明节电 提到能源、环境与经济协调发展的战略高度。1 9 9 4 年中国制定了绿色照明工程计划，并 成立了中国绿色照明专家办公室来宣传、指导和组织全国绿色照明工程的实簏。几年来， 绿色照明工程己逐步深入人心，人们从国际发展趋势和我国的实际情况来看，认识到在 我国推进绿色照明工程势在必行，迫不急待。目前在北京、上海、广东、江苏、浙江、 等地已取得了卓有成效的可喜成果。 4 、绿色照明的概念与环境保护 人口、资源、环境，尤其是能源和环境是当前经济活动中全球共同关注的三大问题。 江泽民主席在党的十四届五中全会上指出“要把控制人口，节约资源，保护环境放到重 要位置，使经济建设与资源、环境相协调，实现良性循环。”绿色照明工程的实施丁f 是 爿彻这一精神，它能每年节约2 0 0 亿度电能，对我国减少环境污染，保持生态平衡产生 巨大影响，按1 9 9 5 年我国建设电力投资每千瓦4 0 0 0 元人民币计算，可节省总投资2 4 0 亿元，因此推广绿色照明工程是功在当代，造福子孙利国利民的宏伟大业。 6 绿色照明的发展趋势与方向 人类社会自从爱迪生发明白炽灯进入到电气照明时代，才意味着人类现代文明的真 币_ 丌始。而绿色照明诈是使照明环境更加舒适、人性化、安全、经济，并尽可能少地给 环境带来危害的有效途径。国际上越来越多的国家对绿色照明加以宣传和立法，制定相 关的政策措施和具体实施方案以及步骤。我国政府已从自己国情出发，遵循能源、经济 与环境协调发展的原则，制定了中国绿色照明工程的长远规划和年度计划，主要采取法 律、经济、行政、技术等手段，通过宏观调控，宣传鼓动，教育培训，科学普及，展览 展示，典型示范，规范市场，推广应用，国际合作等方式，立足市场经济，推进中国绿 色照明工程有效顺利的实施怕1 。保护地球环境是我们每个人应尽的义务，只要我们大 家同心协力，突破难关，依托科技，共创未来，就一定能在我国开创一个崭新的“绿色” 光明l 廿界，为子孙后代保留一块净化的绿色大地。 河北大学文学硕士学位论文 二、国外绿色照明的发展现状以及在我国的实施背景 1 国外绿色照明的发展 为了提高光效、降低能耗和改善环境，美国环保署于1 9 9 1 年首先提出了“绿色照 明设计”理念，其具体目标是：推广使用效率高、寿命长、安全和性能稳定的电光源、 照明电器配件以及调光控制器件组成的照明系统，节约照明用电，减少发电对环境的污 染，提高人们的工作效率和生活质量。为此美国先后提出- r 照明改造内容，制订了联邦 节能法规和建筑节能标准等。r 本和欧洲等工、世发达嗣家也相继出台r 各自的绿色照明 规划。根据国际照明委员会( c i e ) t c 7 0 3 技术委员会的报告，推广绿色照明工程以来， 欧美等1 6 个发达国家的照明电耗变化情况如下： ( i ) 甲均照明用l b 占总用电的比例( ) ： 1 9 6 0 年1 30 ， 1 9 7 5 年l3 8 2 0 0 0 年1 1 0 ； ( 2 ) 平均照明能量效率( i m w 流明瓦1 ： 】9 6 0 年2 6 ， 】9 8 0 年4 8 ， 2 0 0 0 年6 5 ： ( 3 ) 入均崩电总量( k w h ) ： 1 9 6 0 年2 0 0 0 ， 2 0 0 0 年1 0 0 0 0 ： ( 4 ) 人均照明用电量( k w h ) ： 1 9 6 0 年2 6 4 ， 2 0 0 0 年1 2 0 0 ： 可以看出，由丁推广“绿色照明计划”，使得平均照明能效有了明显提高，节能效 率显著，生活质量得到很大改善。 2 绿色照明工程在中国的实施背景 “绿色照明”是_ 十世纪九十年代初国际上对节约电能、保护环境照明系统的形象 “绿色照明”是二十世纪九十年代仞国际上对节约电能、保护环境照明系统的形象 二、国外绿色照明没计的发展现状以及在我国的实施背景 性说法。8 0 年代末期，一些发达国家如美国、日本、英国、德国、荷兰等率先开展了t r 绿 色照明”的推j 。工作，即在商用建筑、政府建筑中采用高效节能的光源、灯具、照明电 器附件和光控开关等替换原有的照明系统，使建筑物的照明设计更科学、舒适、安全和 节能，工作取得了显著效果。我国在上世纪9 0 年代初期，照明用电量约占全国发电总 量的1 0 左右，在终端用电中仅次于电机居第二位。照明用电属于峰荷用电，我国照明 电光源又是以传统的低效白炽灯和光效低、材料消耗大、寿命短的自镇流高压汞灯为主， 高效照明器具尤是高压钠灯、金属卤化物灯等应用不多，普及率很低。1 9 9 3 年我国电光 源产量为3 68 亿只，其中普通白炽灯2 2 2 亿个，荧光灯2 5 亿根；向炽灯占全部电光源 j “品的6 0 3 ；普通向炽灯与荧光灯的比例为8 9 ：1 。而同期发展国家如日本的普通白 炽灯与荧光灯的比例为1 2 ：4 【2 。随着经济的发展，人们对居住条件和生活环境的要 求不断提高，对照明产品的需求也逐年增长。面对不断增长的需求，如何引导消费者合 理使用屯能，节约照明用电，削减峰荷，减少新建火电厂的投入，是当今亟待解决的问 题。 另一方面，从全球范围对于能源使用带来的温室效应发展的战略考虑。由于我国电 力生产以火电为主，1 9 9 5 年我国6 m w 及以上火电机组发电用煤炭占总产煤量的3 2 ， 火力发电已成为我国c 0 2 和s 0 2 的最大排放源。所以，节约照明用电，减少燃煤所带来 的温室气体的排放，成为保证经济可持续发展的重要途径。因此，推广“绿色照明“工 程在我国是非常必要的。 基于“绿色照明工程”的重要性，我国于1 9 9 6 年1 0 月由国家经贸委牵头，国家计 委、科技部、建设部、信息产业部、农业部、国家质量技术监督局、国家国内贸易局、 幽家电力总公司、中国科学院、中国节能投资公司等十几个部委和相关机构，共同启动 了“中国绿色照明工程”。“中国绿色照明工程”旨在发展和推广绿色高效照明电器产品， 节约照明用电，减少环境污染，满足人民群众日益增长的对照明质量、照明环境和减少 环境污染的需要，建立一个优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统。照 明的质量和水平已成为人类社会现代化程度的一个重要标志内容之一一，成为人类社会促 进可持续发展的一项重要的措施。 河北人学文学确j ：学位论文 三、居室艺术设计中的光环境研究 人类在长期的进化过程中，形成了特有的视觉特性。因此，在阐述室内照明设计之 前，有必要先简要阐述人类的一般视觉特性。 3 i 视觉特性 1 光的视感觉和视觉偏移规律 在可见光区域，人眼对不同颜色的光的敏感程度不同。通过大量的实验证明，在明 视觉条件下f 高于3 c d r n 2 ( 坎德拉平方米) 的亮度水平 ，人眼对波长为5 5 5 纳米的光最 灵敏。电就是说，波长为5 5 5 纳米处黄光的辐射有最大的效率，称为最大光谱光视效率， 其数值为6 8 3 流明瓦。不同的波长有不同的光谱光视效率。在暗视觉条件下( 适应亮度 低于o 0 5 c c y m 2 ) ，人眼的最大灵敏度在波长为5 2 0 纳米处，其最大值为1 6 9 5 流明瓦【8 。 对不同波长的光，人眼的灵敏度不同，而且人眼所适应的亮度b ( b r i g h t n e s s - - 主观 亮度) 不同时光谱灵敏度也不同。在明视觉到暗视觉过程中，人眼的光谱灵敏度是逐渐 变化的。当适应亮度逐渐由明到暗时，光谱灵敏度曲线逐渐移向短波方向，这种现象称 为视觉偏移规律或普尔金效应。 普尔金效应可以用来解释在明适应条件下亮度相同的两种颜色，当在暗适应条件 下，比较起来红橙色有些发暗，而兰绿色反而有些变亮的现象。 2 绝对光阈与绝对灵敏度 在视觉研究中，把背景亮度b b z o 时眼睛所能识别的临界亮度叫做视觉的绝对光阈。 实验证明，当所识别的目标视角0 增大时，这个临界亮度值就会下降，当视角0 一 5 0 0 时才刁i 再下降。所以通常把视角0 = 5 0 0 时的临界亮度叫做视觉的绝对光阂，或绝对阈限 值，视觉绝对闽限值的倒数叫做视觉的绝对灵敏度。绝对阈限值越小，绝对灵敏度就越 大矧。 临界亮度与光的颜色( 或光谱成分) 也有关系。在相同视角下，对青蓝光的临界亮 度值低，而对红、黄光的临界亮度值就较高。这是因为在暗视觉时，光谱灵敏度向短波 方向偏移的缘故引。 3 临界亮度对比与对比灵敏度 若被观察的物体的亮度为b t ，而其背景亮度为b b ，当它们之间的亮度差b = b b - - 三、居室艺术设计中的光环境研究 & ，是刚刚可见时，称为临界亮度差b 又称亮度差另q 阈值。 若物体与其背景之帕j 的亮度差为b b 。这个物体就能被发现，亮度差越大， 越容易看见。 亮度差b 与背景亮度b b 之比，称为亮度对比度( c o n t r a s t ) ，用c 表示。1 临界亮 度差b “与背景亮度b b 之比，称为临界亮度对比，其倒数称为临界对比灵敏度c 临。 一个物体要被看见“一定要满足：b b 或c c 临界亮度差或临界对比灵敏度 并小是固定不变的，它与一定的观察条件有关，特别是与物体的视角和背景亮度的大小 有关硎。 4 视角与视力 眼睛辨认物体的能力，可用视角e 表示或用视角的倒数( 视力) 来表示。视力由视 角表示成： y a = i 0 ( 4 1 ) 式中；e 临界视角，是眼睛能辨认的最小视力，因人而异。 视角0 与视距s 有关。当视距s 变小时，视角0 增大，在视网膜上被感光的细胞就 增多。因此，离物体越近越容易辨认。视角e 可用下式表示为： o ：1 8 0 x 6 0 l ( 分)( 42 ) 万r 式中：r 观察距离( m m ) 2 l 被观察物体尺寸( m m ) 。 眼睛的最大视力是在视网膜的中央窝处。随物象离丌中央窝的距离越远，视力越急 刷下降 2 7 1 。 5 视野、视场和视觉明暗适应 眼睛注视正前方的某一点时，同时看见的范围称为视野。视野分为单眼视野和双眼 视野。视野的大小除随亮度而变化外，还随颜色、对比、物体的动或静与大小，以及人 种等的不同而变化。 眼睛观察正前方，头部不动而眼睛可以转动时，同时看见的空间范围称为视场。视 场也有单眼视场和双眼视场之分。 视觉适应是指眼睛由一种光刺激到另一种光刺激的适应过程，它是眼睛为适应新环 境连续变化的过程，这种过程所需的时间称为适应时间，适应时间与视场变化前后的状 河北大学文学硕，l 学位论义 况有关，特别是与现场亮度有关。 暗适应是眼睛从明到暗的适应过程。眼睛从明到暗处，开始灵敏度很低，然后逐渐 增加，最后达到稳定和清晰，但要达到完全适应需要3 5 分钟至l 小时。 明适应是眼睛从暗到亮的适应过程，这一过程较短，约有2 3 分钟u 引。 6 眩光 若视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，则可引起彳i 舒适或造成视觉降低的 现象称为眩光。眩光按其评价的方法可分为失能眩光与不舒适眩光。不舒适眩光使人产 生不舒适感或烦恼等心理感觉。不舒适眩光的产生主要与以下4 个因素相关：眩光源的 亮度l 。，眩光源的光强传播立体角。，眩光源离开视线的仰角a 和眩光源所处的背景亮 度l b 。不舒适眩光的程度只能通过主观评价来估计。失能眩光会导致视疲劳增加，工作 效率降低，眩光严重时会造成观察者短暂致盲，此时称为失明眩光【2 7 】。 3 2 室内居住环境的照度标准 表3 - 1 国内外住宅照度标准值( 1 x ) 比较【2 7 国内标准国际照明协会英国日本 类别 ( 1 9 9 1 年) ( 1 9 8 3 年)( 1 9 8 4 年)( 1 9 7 7 年) 5 一般作业2 0 3 0 5 05 03 0 5 0 7 5 房 、 i 写、阅读 15 0 2 0 0 3 0 02 0 0 3 0 01 5 0 ，3 0 0 3 0 0 5 0 0 7 5 0 客 厅 、 床头阅读 7 5 1 0 0 1 5 01 5 0 2 0 01 5 0 客 j j ：7 5 0 1 0 0 0 15 0 0 精细作业 2 0 0 3 0 0 5 0 03 0 0 5 0 03 0 0 2 0 0 0 餐 一般作业 2 0 3 0 5 0 3 0 5 0 7 5 厅 餐桌面 1 0 0 2 0 0 1 5 0 2 0 0 3 0 0 一般照明： 蕊铂3 0 5 0 7 53 0 0 5 0 0 3 0 0 5 0 7 5 1 0 0 f 生向 1 0 15 2 01 0 0 2 0 01 0 0 5 0 7 5 1 0 0 一般照明： 7 5 1 0 0 1 5 0 浴室 洗脸、化妆、刮胡须 2 0 0 3 0 0 5 0 0 楼梯、通道 5 1 0 1 51 5 0 3 0 5 0 7 5 不同的视觉作业需要的照度不同，为了满足各种视觉需求，各个国家均制定或推荐 本国的照度标准值，因此各个国家所提出的照度标准值也有许多差别。 国内外住宅照度标准值比较见表3 1 。从表中可以看出中国的住宅照度标准值偏低。 建设部公布的住宅的十大标准中提出应将照明水平在现有国内标准基础上提高1 - 2 个等 级1 2 7 。 3 3 绿色照明方式的选择 1 绿色照明方式的分类 灯具按其安装部位或使用功能而构成的基本形式称为照明方式。它分为一般照明、 分区一般照明、局部照明和混合照明四种1 1 4 。 ( 1 ) 一般照明 为照亮整个场地而设置，使整个场地水平照度基本均匀的一种照明方式称为般照 明。它不考虑特殊局部需要。下列情况宣采用单独装设一般照明。 受生产技术条件限制，不宜装设局部照明或采用混合照明不科学时。 工作位置密度很大，而对光照方向无特殊要求的场所。 一般照明在工厂的车间、办公室、体育馆、教室等广泛采用。 ( 2 ) 分区一般照明 根据需要为提高特定区域照度的一般照明称为分区一般照明。它根据工作面布置的 实际情况，将灯具集中或分区集中均匀布置在工作区上方，使居室不同被照丽上产生不 同的照度，从而有效地节约电能。当某一区域需要高于一般照明照度时，可采用分区一 般照明。此种照明常以工作对象为重点。按工作区布置灯具。 ( 3 ) 局部照明 为满足某些部位( 仅限于工作面上某个局部) 的特殊需要而设置的照明称为局部照 明。其优点是： 按视觉对象的照度需求，给每个必要的对象进行照明，易于单独地控制。 通过给某一对象特别高的照度，有效地突出对象。 它只限于照亮一个有限的工作区，通常采用从最适宜的方向装设台灯、射灯或反射 型灯，为了防止眼睛适应亮度的过快变化，应同时采用至少为局部照明照度2 0 以上的 般照明。 河北大学文学硕士学位论文 ( 4 ) 混合照明 以上各种方法并用。 2 绿色照明方式的确定 确定绿色照明方式的目的是要在满足照明舒适性的前提下节约能源，居室中必须根 据照明的功能、目的采取合理的照明方式。一般照明结合局部照明方式便可获得良好的 照明光环境。 例如卧室，卧室主要是休息场所，当进行一般的活动( 整理床铺、折迭衣服、交谈) 时，可只打开一般照明，照度为5 0 勒克斯左右。但当坐在梳妆台前化妆时，如只打开 卧室中央的吸顶灯，灯光可能从背后或侧面射来，脸上不能获得应有的照度，显得脸色 晦暗，造成心情不愉快，照度达不到理想要求的，通常的解决方法是提高整个居室的一 般照度，这样势必导致电能的浪费。如果在梳妆台上方设置局部照度( 3 0 0 勒克斯) ，并 控制眩光的角度，不让光线直射入眼，就可以达到很好的照明效果，不用时可以关闭， 灵活、方便，又节约了电能。一般人睡觉前会有床上阅读的习惯，可在床两侧的床头柜 上设置局部照明台灯，或在床的上方设置壁灯，并可单独控制1 引。 总之，在需要高照度的场所，尽量采用一般照明加局部照明的照明方式。尤其住宅 中，是以气氛照明为主的照明，如果都以高照度的标准设黉室内的平均照度，不仅浪费 有限的资源，而且达不到应有的照明要求。 3 4 绿色光源和灯具的选择 1 绿色照明光源的选择 从装饰和美感、艺术性的意义来说，光源的选择十分重要。选择光源时通常可以从 以下几个角度考虑。 ( 1 ) 从光源的发光效率角度选择光源 光源发出的光通量是以流明( i r a ) 来度量的，而每瓦电能所能发出的光通量就是光 源的发光效率，简称光效。 因为普通自炽灯、荧光灯的光效大大低于高效节能电光源( 节能白炽灯、紧凑型荧 光灯、高效直管荧光灯) ，为节约能源，应尽量采用绿色节能电光源，且绿色节能光源 的外形设计也能给人一种美感和艺术享受n 4 | 。 ( 2 ) 从光源的色温角度选择光源n 刚 二、居室艺术设计中的光环境研究 研究表明，高色温的灯光令人紧张和活跃；低色温的灯光则使人放松和舒缓。因此 一般工作照明宜采用高色温光源，而睡觉前的照明宜采用低色温光源。 表3 - 2 光源的颜色外观效果 色温颜色外观效果 5 0 0 0 k冷 3 3 0 0 5 0 0 0 k 中间 3 3 0 0 k 暖 在照明中，不同的光源具有不同的色温，它们引起不同的外观效果。表3 2 给出不 i 刊色温的光源所具有的外观效果u 。在照明设计中，应考虑季节变化选择光源，夏季 j ：采用高色温绿色光源，如t 5 细管荧光灯、l e d 、环形荧光灯等；冬季宜采用低色温 绿色光源，如t 8 中细管荧光灯、小功率高压汞灯、小功率钠灯等。 不同色温不但给人们以不同的外观效果，而且要求的照度也不同。表3 3 给出在不 同照度下，对光的不同颜色外观效果的总印象8 | 。 表3 3 不同照度不同光色的外观总效果 光色外观效果 照度 暖中间冷 5 0 0 舒适 中等 冷 5 0 0 - 1 0 0 0l l l 1 0 0 0 2 0 0 0 球学 譬警 2 0 0 0 3 0 0 0 不自然 刺激舒适 3 0 0 0 从表中可看出：低照度以暖色光( 3 3 0 0 k ) 为最好，随着照度的增加，光源的色 温也应当提高。 表3 3 是c i e ( 国际照明协会) 推荐的照度与色温的关系，该表中的照度值是比较高 的，在照度 一5 0 0 勒克斯时采用暖色光源，澳大利亚推荐3 0 0 勒克斯以下选用暖色光源。 我国，一般办公室和学校教室等场所的照度标准值1 5 0 3 0 0 勒克斯。因此按照习惯我 固宜在照度值低于1 5 0 勒克斯时采用暖色光源n 3 | 。室内照明水平面照度一般在3 0 0 勒 克斯以下，在很多场合下应采用暖色光源。如在门庭、客厅等处采用发粉红色光的紧凑 型节能灯、f 光灯、小功率钠灯照明，以暖色为主，会使环境空间显得热烈，表现出主 人热情好客的气氛，同时也节约了能源。 ( 3 ) 从光源的显色性角度选择光源 1 1 河北大学文学硕l j 学位论文 光源显现被照物体颜色的性能称为显色性，也就是颜色逼真的程度。光源的显色性 是由光源的光谱功率分布所决定的，光谱连续的光源显色性好，物体在陔光源下，所呈 现的颜色就较逼真”。 选择合适的显色性光源对于照明设计十分重要，否则再好的装潢、摆设、艺术品等 也会冈选择不适当的光源而失色。在住宅照明中，常用的光源有白炽灯和带电感镇流器 的荧光灯两种。自炽灯光线明亮，观看物体时基本上没有色差，显色性好，价格低廉， 安装和使用都很简便。缺点是耗电量大，光效较低，使用寿命较短。荧光灯的光线近似 h 光，光线柔和，光效较高，一盏4 0 瓦的荧光灯的亮度相当于1 2 0 瓦的白炽灯的亮度， 使用寿命也比白炽灯高得多。但是荧光灯启动设备和控制线路复杂，显色性差，价格较 高，气温过低时难于点燃，长期在荧光灯下工作容易感到疲倦等等。下表3 - 4 列出在住 宅照明中常用光源白炽灯和荧光灯的适用范围。 表3 4 常用光源的适用范同【1 4 白炽灯的适用范同荧光灯的适用范围 平均点燃时间短的场所( 门厅、洗脸间、厕 所、浴室、厨房等) 平均点燃时间长的场所( 学生课外学习、 要求红色光谱成分多的场所( 客厅、梳妆台、 家务劳动、夜间要求长时间照明的公共走廊 餐厅) 等) 要求局部高照度的场所( 缝纫机台、座椅上 要求高照度的场所( 眵桌照明、现代设施 读报等) 的厨房、多削途居室的一般照明) 需经常开关或凋光的场所( 卧室、娱乐室、 装饰性_ i 明( 条形艟灼、暗槽灯、窗帘盒 楼梯间、床头用灯等) 照明) 穿衣镜照明 装饰照明( 如壁灯) 从绿色照明设计方面考虑，我提倡采用大功率l e d 灯、带电子镇流器的日光灯替代 白炽灯和普通荧光灯，这两种灯的显色性与白炽灯相近，但节能效果远高于自炽灯和普 通荧光灯。 2 灯具的选择 ( 1 ) 灯具 灯具是附件和灯罩的总称。灯罩的作用首先是提高光源所发出的光通量的利用率， 用灯具效率q 表征。灯罩使光源光通量重新分布，并把它分配在需要的范围内，使光源 形成的照度提高，达到绿色照明的目的；其次是保护视觉，避免或减轻光源高亮度的刺 激，避免眩光，达到人性化的要求：灯罩对光源电起着一定的保护作用：灯具本身对房 间而苦，还可以成为一件很好的装饰品和艺术品。 二、居室艺术设计中的光环境研究 灯具有很多种分类方式，其中- , e e 较好的分类方法是根据安装方式分类，可以分为： 暗装灯具、吸顶灯具、悬吊灯具、壁灯具、台灯具等。 暗装灯具。这种灯具暗装在室内顶棚上，适合于低矮顶棚的房间，可以得到光 线的多样性变化。由于j 下常视线看不到光源，因此眩光极小，适合于剥眩光要求严格限 制的场所。这种灯具光线的利用率不高、经济效果较差“。 吸顶灯具。这种灯具安装在室内顶棚上，多数情况下用于一般照明，使整个房 i 、l l t j 感到明亮，适合于低矮空间并且要求空间亮度高的场所。 悬吊灯具。这种灯具是用管子、链子或软线将灯具从顶棚上垂吊下来，灯具的 结构可以灵活多变，可在三维空问内组合灯具。有些灯具可以将开关设在灯具上，使用 和安装都很方便。适用于局部照明或提高照度的分区一般照明。 壁灯具。这种灯具可根据需要安装在墙壁的不同地方，在墙面上可以得到美丽 的光分布艺术效果。设计安装时可以与室内一般照明统一考虑。为了避免眩光，壁灯最 好采用小功率的节能灯或l e d 灯光源，即节能有环保，是绿色光源。 台灯具。台灯可以随时移动，可将光线的重点放在室内的任意地方。在室内一 般照明形成的气氛下，用台灯可以创造一个局部安静的明亮小区，满足照度较高的视觉 要求，光源最好采用小功率的节能灯或l e d 灯光源。 ( 2 ) 灯具的选用 选用灯具，除了考虑照明设计和灯具效率外，还须考虑配光，而且要研究灯具的安 装位置。照明设计是设计一个房间或区域，要根据其行为内容需要的光环境确定所需的 照明方式，而灯具的配光、安装位置是实现相应光环境的要素。不同的灯具配光曲线不 同，应根据光环境的要求选用不同的配光曲线。应以居住功能为主考虑安装位置，可以 有效地利用光源，节约能耗，提高经济性。生活中如果进行实际活动的范围是离开灯具 的安装位置的，为了得到必要的亮度，就必然消耗过多的能源。 在顶棚上安装灯具时，一般其直射下面最亮，在其周围照度逐渐降低，自然会创造 m 中心感。选用灯具时还应注意灯具外观与室内装饰、家具协调，有助于提高整个房间 的美感。 3 5 居室绿色照明设计方法 居室罩对房间的全部面积一般不是均等使用的，传统的照明设计是在房间内用均匀 蝌北大学文学硕。 | 学位论文 的照度进行照明，这样往往显得呆板，容易失掉房间安静的居住功能，不仅如此，用均 匀照度进行照明，还达不到要求的视觉环境，而且浪费能源。绿色照明设计则强调创造 照明的重点，突出中心感，而且照明的中心感应与室内装饰的重点一致，这样才不致失 掉房间的统一性，不破坏居住功能。例如卧室，有时也会在睡觉前躺在床上看书( 这 时的书多带有休