光设计理念.doc

Illuminating Education Illuminating Engineering Societyof North America北美照明工程师学会照明教学课程第一章： 照明的艺术与科学Sandra M. Stashik. PE.:照明真的可以创造空间。 你也可以说，照明能制造空间并使它看起来很美。 但是如果没有照明， 你就再也看不到什么了。 所以，照明使我们有能力创造真正意义上的空间和环境。 Gary R. Steffy: 照明远不止是确定多少灯具可以发出多少尺蜡光，又失去了多少的光。真正的难题在于建成一个照明的系统不达意，使其能够让人们在设计的内外环境中正常工作。Frank A. Horentinc: 如果你真的想要了解照明，你必须从对身边的事物观察开始，你去看日落和日出，看一下正午的太阳，看看它们对外面的物体有什么影响。你所作的照明设计工作就是要把一些对于视觉信息处理至关重要的因素抽出来，再放到电灯里去。旁白：照明使我们能看清我们的环境是什么样， 它能使我们感觉好与不好、它能让我们感受到惊奇、兴奋等。 我们不能触摸到光，而且对于其很大的一部分， 我们都看不见，我们能看到的是光产生的效果，而这是非常神奇的。这就是我们从历史的、生物的和心理的角度来看的光与照明。我们要通过照明来使我们的环境看起来越漂亮越好。每一个照明专家都不相同的。每个专家对每一个工程项目都会带来其独特的照明理念，经验和照明技术。William Lam:在作照明设计的时候，也许我追求的最重要的目标就是最大化地使光线单一，就如同是将噪音最小化一样。所以我总是将你想要的具有积极特性的信息收集起来， 以满足你积极的生理需要。我有很多被照明破坏的例子。也许把彩色光带到不同的-更容易些。很清楚，如果你有一个会议室， 你关心的是能否听清与你会见的人说的话， 你不想听见零碎、杂乱的声音， 在视觉世界里也是一样。我不想我一些不感兴趣的因素把我的设计毁掉。Jules G. Horton, PE我要明白这个空间是用来作什么用的, 人们要在这个环境中体验一种什么样感觉，那么我就会用我的照明设计来让他达到目的，帮他们对这种体验发挥到极致。Howard M. Brandston你必须观察你所服务的人，他们的文化背景、他们的兴趣、他们的经历，然后以你自己的理解，进行照明系统的设计，满足他们的各种需要。从历史的角度来看照明Pamela K. Schemenaur当我们回顾照明的历史的时候，最重要的就是我们所称作的人的因素：能见度、视觉感知能力、光是怎样从心理方面影响我们的、我们是怎样看、怎样想、怎样感觉，我们在环境中对光是怎样反应的。它是以几种很简单的东西开始的，一束火焰、一个壁炉、 光与影子，在那个年代， 这些简单的东西激发人们的灵感，创建了天主教建筑、科学技术及其艺术表现。Viggo B, Rainbusch如果我们回到从前看建筑师们是怎样利用光的， 在文艺复兴时代，他们是怎样将光引进建筑物里去的？ 是通过窗户？或是透过天窗？他们是怎样运用的？这将对我们有所帮助，它将激发我们的想象和能力，去研究他们所采用的技术，去明白怎样让清晨的霞光通过穹庐形的屋顶正好洒落在相同的立柱之中心位置？在文艺复兴时代，制造光源的方针是怎样的。Robert T. Prouse我想在照明的历史上，人们对于空间照明设计的反应是可能是多种多样的，如果你是一个多年经验的设计师就知道，在六十年代，你可能想到的最基本的东西就是墙壁和屋顶的光线要均匀一致，以表现古典、国际性的建筑风格， 这种照明设计对于那种建筑来说是适当的。但如果那是唯一的可以节省空间的办法， 我们将这比作只有一只锒头，另一个的办法就是一只钉子。 如果我们不是照过去的几乎一个世纪里，日光照明和电灯照明都是充分照明那样， 采取另一种办法，也许就是最适当的， 这样， 你就知道、你就明白了，另一种考虑或许是更适当些，它可以给我们营造更大的空间。Pamela K. Schemenaur爱迪生的电灯确实将人类带进了一个前所未有的光明世界， 它使很多人类的活动成为了可能，人们在夜晚可以读书， 可以上街买东西等， 这些在以前都是闻所未闻的。爱迪生的发明给了我们电灯的最原始的印象。那时的电灯每瓦只能发出几流明的光，于是就发明了日光灯， 它更便宜，效率更高，在六十代照明发展的一个里程碑就是日光灯具的设计，事实上， 当时灯具会把整个天花板布满，照明空间的亮度可以达到100 至200 尺蜡光。 当然，在那个时代，能源是相当丰富的。1973年的能源危机， 即石油禁运，永远地改变了照明，也永远改变照明设计。现在我们开始考虑我们要在哪儿安上一个灯，在哪儿我们要放多少光，这让我们以完全不同的方式来考虑照明设计问题。现代世界要求照明更注意空间感， 更有效率，这让设计师要同时考虑到舒适度、统计数据，减少对能源的掘取对于环境是何等的重要。Babara Erwine现在建筑设计方面有一个新发展的方向，那就是更具有社会责任感，不要掘取过多的自然资源， 为人们建设更多的健康的环境。这要有两个方面的努力。 一方面， 设计师在处理设计偏好方面要注意， 另一方面，使用者在决定需要什么样的家居的时候也是很重要的。从生物学的角度来看照明R照明设计分为三个部分： 一是产生光的部分即日光或灯具， 二是，光的传播路线， 三就是我们，我们的光接收器，我们的视觉，我说的不仅是眼珠，我指的是处理光的信息的整个视觉系统，包括成像和反映，我想这对于理解整个照明设计来说，这一部分的是有用的。有人说眼睛就象是照相机，它能控制光， 能将光聚焦，能成像，事实上， 眼睛只是高度精细的视觉系统处理过程的一个开始。眼睛是视觉系统的第一部分，它能将光反射或折射到焦点上，并将图象转换成电信号输入大脑，基本的功能性工作不在眼睛里完成， 但是它能处理信息，并将其传入大脑的后部，事实上这是大脑向外的延伸，我们已经发现，眼睛所作的工作远不止是将光反射或折射而已， 而是进行大量的计算。所以我们设计的信息收集不仅是反射或折射光， 聚焦是相机的功能。要想让眼睛帮我们收集信息，需要具备一些基本的视觉条件。Joseph有四个方面的外部因素决定人们看见景物。我说的外部因素就是照明设计师在设计是必须要考虑控制的因素。那就是，大小，对比度，时间和亮度。有了这些因素，设计师就可以设计出一套照明系统，使人们的视觉系统能很好地调节，发挥眼睛正常的功能。大小就是指视觉范围的大小，类型，就是眼睛所看到的大小， 比如，十二个孔的书面比8孔的书面大，所以， 他就更容易看清了。对比度就是主要就是所观察的东西的黑与白色或亮色的背景。背景越白，东西越黑， 对比度越高，就越容易看清楚。时间通常情况下不被认为是影响视觉的因素。 例外的情况如在工业生产的组装线上，产品在线上运动相当快，所以景物变化也很大，这样，时间也就成为了影响因素之一。亮度是照明设计师要特别注意掌控的一个方面，因为其它的设计师有可能会改变某个空间的亮度来克服其它因素的效果不良。颜色在视觉体验中起着至关重要的作用，它让人在凭视觉判断物体尺寸大小的时候出现偏差，影响人们作出重大的决定。如果你想要了解颜色，首先要接受颜色是一种心理体验。一个物体是没有颜色的，但它能够反射光的某一部分，而把另一部分吸收掉。“波长”一词技术性可能较强。颜色是一种- ，是对电磁波辐射的感知，电磁波的辐射活动时刻发生在物品的表面，在环境里。要看到颜色，你需要三件东西，第一、一个光源， 它能产生与那种颜色有关的波长，接着， 你需要一个能够反射和传输与这一颜色相关的波长，最后， 你必须要有一个接收器：眼睛和大脑，来将这一特别的波长转换成颜色。如果光源的光谱构成发生变化，物体的颜色也跟着变化。一个人们很熟悉的，很实际的例子就是，人穿着蓝色的夹克衫。在室外阳光下，蓝色光传很丰富，所以， 他看起来是蓝色的， 在室内，在茶桌前，绿色灯光很弱，所以夹克衫看起来就是纯黑色的了。为了取得最佳的视觉效果，你必须考虑到以下几方面，就是 耀光、眼睛的老花、对明暗的适应性调节。对于眼睛对光线明暗的适应性调节， 我们有一些生活的经验， 比如说， 我们从室内走到黑暗的外边， 我们可能要花几分钟的时间才能将外边的景物看得清晰，如果，从较暗的环境突然到一个很亮的环境里，眼睛有可能会感到短暂的刺痛。这对于设计照明系统很重要。从这一角度来看， 我们必须作一些必要的考虑。一个区域跟另一个区域的对比需要有很好地限制。亮度是能见度的主要表现。但它往往没能很好的控制，炫光的问题可能就出现了。我们不是被动的接收者。 事实上我们总是尽力的看到尽可能多的东西。可能因为照明状况很差， 相对而言，我们的视觉感受能力受到了限制。最好的一个例子就是，在公路上驾驶，当对汽车的头灯迎面而来的时候， 我们就很难收集到信息（看清前面的景象），因为光线是平行的，处于这种情形之下不太舒服，因为我们收集信息的能力受到了限制。当我们变老时，发现我们要调节眼晴去看清景物越来越困难。我们都在变老，所以谈论有关眼睛老化的问题就很容明明白。一个很明显的变化就是， 人们总是要将东西尽可能地靠近才能将其看清楚。所以我们能看清四英寸大小的东西的距离，年纪大了以后，就需要40英寸大小的东西才能看到。当我们变老时， 我们处理信息的能力下降得相当之厉害。在20岁以后信息的传输系数是每15年要下降2，光的亮度是过去的2倍，所以20岁以后，每过15年，视力下降一半。 从心理学的角度来看照明心理因素与照明的关系不能忽略，设计师在作设计时必须考虑到不同人的观点、态度、行为、情绪。对我来说，很多案例说照明对于人生活的影响是相当的强有力的。 而人们不太意识得到。有很多例子，比如， 让人在光线特强烈刺眼的环境中工作， 他总是躁动不安，抱怨强壁的颜色、抱怨太热等，有很多因素，但实际上，真正的原因是因为光线太强，那才是袭挠我们的元凶。把灯去掉，就解决问题了。有人可能会争议说，照明对人心理影响是不明显。宾细华尼亚大学的光学教授约翰弗雷恩作了十年的实验，某些不同的照明条件可以培养人不同的情绪，比如，喜悦、沮丧、亲切、紧张。约翰弗雷恩的工作重要，它只是让我们明白怎样为具体的工作作照明设计， 比如，是把灯头朝上， 让光聚焦到天花板上，怎样来改变整个的工作环境， 我们称作整体照明环境。这对于让用户满意的观念来讲不非常重要的。人们对于某项工作照明的反应实际上是对整体照明环境的反映。有一些工作环境，使人感觉象是在洞穴中工作一样， 尤其是，在有很多电脑工作的地方，其照明有时就趋向于洞穴式照明， 当然， 这样的工作气氛是很沉闷的， 我们再回来，重新改装照明，就可以把的的精神提起来。一旦照明设计师明白了不同的照明方式， 不同的照明强度对于不同的对象会产生不同的效果和反应。第二步就是有几种反应类型。这一领域最新的研究结果表明， 人在视觉刺激下，有四种不同的反应。一是视觉清晰l 水平面上更高的亮度l 房间的中心亮度提高；l 墙壁的亮度l 色温更低的连续光谱这跟被照物体表面的光洁度有关，另一方面是其空旷度，这不要是看物体跟其所在的房间的比较关系，看它是不是空旷， 还是拥挤。l 统一的照明l 统一的墙上照明第三就是轻松度，这与空旷较类似，就是看是让人轻松还是紧张，这是每一个具体的环境给人的一种视觉感受。l 不一致的照明l 不一致的墙上照明l 光源是暧色调第四点就是其隐私，你可以设计起来给人一种新切的感觉，也可以是公开的、开放的格调， 这就要求在光的亮度和强度处理方式上作相应的处理。l 不一致的照明l 使用者所在区域要低亮度；l 使用者周围的区域要高l 墙壁照明照明不仅可以给物体提供一种表达方式， 还可以成为一种行为的表达方式。比方说，摇滚表演，很激烈的快速成的动作，除了有音乐与之相配合以外，照明也是最强烈的，是灯光所在的焦点。你可以通过加强已选定照明重点的亮度或是加强照明重点与周围区域亮度的变化来观察它对人行为变化的影响。制造照明重点可以影响我们在这一空间里的情绪，意愿和价值取向，这在剧院，在商场已经运用了很多年，以此来吸引人的注意。你把光打在商品上，你把光打在艺术品上，你在餐馆里把光打在餐具上， 打在食品上。换句话说，你想要把人的注意集中到哪儿，就在哪儿作定点照明。有了科技知识，你可以取得更多的卓越的照明，你还要有艺术的眼光。问题是，怎样使科学与人文艺术相容。现有两种照明文化，一是照明和数量和质量， 一是科技、工程学上的照明和艺术照明。我找不道什么原因使这两种方式对立，这认为这两种方式能够结合在一起会要好得多。但要结合在一起，一方面，要科学家、工程师了解艺术，并在设计中融入一些艺术的成分，而艺术家也要深刻了解科技知识， 比如，光的质量和数量之类的。能将科技的与艺术的设计成分很好地组合要一起是每个照明设计人员的目标，那也就是照明设计的神奇所在。第二章 照明的基本要素Kerry就象你对照明的理解一样， 你走进一个空间，朝四周看一看，就象照明工程师一样， 实际上我们就是这样的。于是你就有点好奇了，光源是什么？灯具又怎样？为什么要安在那儿？如将它这样移动一下效果会怎样，或是朝另一个方向移动又怎样？你就在这个地方呆一会， 就会得出结论来，什么是照明工程师最为关心的地方，若不这样会有什么效果，抑或会产生什么危险，就象我们日常工作的那样，所有的因素，以及一切都有可能发生的事都要要考虑进去。如果你真要理解照明， 仅仅好奇是远远不够的。你还要对照明的基本要素熟悉。这一章就要探讨照明工程的基本要素， 这就是：计算、光学控制、基本电源和日光。计算你要想当一个全能的照明设计师， 也就是一个照明项目的主要设计人员， 你必须既要有左脑，又要有右脑，也就是既要懂艺术， 又要懂科技，你要有能力进行照明工程的计算， 尤其是一些复杂的空间。设计靠的不是经险， 而是对空间的感觉。计算是一种对亮度值的确保，使我能从两种途径来实现目标，若没有计算，一些东西被混淆。我觉得对于从事照明工作的人员来讲， 作一些基本照明计算是非常重要的，特别是亮度， 它分两种类型，一是点亮度，你可以搞清楚某一点， 比如在桌面上的照度，二是整个空间的平均亮度， 比如说在教室里，你可以搞清楚整个房间平均照度是多大。亮度是用来度量落在某个平面上的光的强弱。亮度的高低是用“尺烛光”来表示的。它指的是：每一平方英尺上的光量；或是LUX，每一平方米上的亮度。照明工程师学会建议可以使用的亮度范围很广，比如说通往休息室过道的低亮度照明，到一些如工业中的检验等有特殊要求的高亮度照明。照明工程师学会建议使用的亮度范围很有帮助， 但它只是一个指导性方针。照明工程师学会的亮度等级表我是经常用的，它反映了一个折衷的问题， 我们是看不到亮度的，我们看到的是光照出来的效果。没有具体条件的附加信息，仅讲亮度有时候可能具有很大的欺骗性。 我造出50尺烛光，但你可能什么也看不见，因为我用玻璃表面将光进行了特殊的反射；我用54尺烛光可以让你到五光十色，因为我用棱镜将光分离成有色光。照明帮助我们进行工作，在我们的生活中，光起的作用就更大了， 这就依靠亮度（照度）。照度是离开物体表面的光量。尺烛光与LUX， 也就是亮度，对于任何照明设计，可以说是我们手上的任务来说都很重要。我们说，但是，更为重要的是让人愿意到那里去参观我们干出不来的作品，这些都是由光的亮度来促成的。对吧？ 照度或者说是光的亮度。有多少光从物体的表面反射出来，有多少光从窗户透进来， 有多少光是从天上照下来的，有多少是从敞开的空间透进的。那才是问题的主要所在。计算亮度可是照度是一项很精细、要求苛刻的任务。 但是照明工程的电脑程序可以使工作容易好多。你可以在10分钟内进行比较12个不同灯具制造厂家的产品，并确定向他们定货，但如果用手算，你可能需要4个半小时，这是一个节约时间的好工具。这个软件还可以让设计师将设计的作品向不同的方向转动。有几个照明设计软件提供了几个不同的方式。但是如果所提供的方式手段越多越好，这样对于工作就更容易。一谈到照明的计算， 人们习惯上指 “点到点的计算”，那就是，如果你需要的话，从这点到那一点， 每个点上光线的强度有多大。 另一种不同的计算是所谓控制图形，也就是配光曲线。我所用的程序除了会把报告（表）显示在屏幕上外， 还会显示最大值、最小值和平均数。 它还可以显示“光线路径”， 这对于直接照明和间接照明就很重要，还有就是透视图，这样我们对所设计的空间有一个全面的掌握，看这房间到底给人什么样的感觉。有些人真的很依赖这些软件来完成他们的工作。有一个警告，电脑软件对工作帮助很大， 但你仍然需要掌握照明的理论和实践。用电脑来进行计算看起来很容易， 但你在信息的出与入的时候一定要当心。如果你不懂得你输入电脑的信息是什么， 或者看不懂显示的结果，那你就要出错了。我们必须完全清楚我们用的什么软件，XXXX 在什么情况下能为我们的项目服务。光学控制光是怎么从光源处传播开来的，通过发光体，进入空间里， 最后到达物体的表面，进入环境里边， 这些都是照明工程师要考虑的，这是光学问题。所以照明设计师常常要努力地研究光在某一空间里是怎样活动的。光学控制是光受物质影响后的方向特性。这种控制可以有很多方式。我们来谈谈反射与折射。反射很重要， 尤其是在设计将反光杯置于灯泡后面的这种投射灯，光即被反射后从灯具中发出去。反射主要是用来传输光，也有用来改变光的方向的。折射发生在光从一种物质中进入另一钟密度不同的物质中时， 光的传播路线发生了变化。比如光从玻璃或是塑料中穿过，如果有一个三棱镜或者不规则的形状在其中，它不仅会影响光出来的光的分布情况，还会改变其传播方向，这种材料可以用来改变光的方向， 使光看起来更加舒服，让光束会聚一点点，使物体白化，使灯具的光亮程度增加等，反射器在此起了很大的作用。反射当光到达某种特定的物质上， 它或许被传播出去， 或者被发散掉， 或者就是被改变方向。比如， 你在选取灯具的时候，这对于你理解为什么表面光亮的物质在出光方面与表面不太光滑的或表面已被涂成白色的物质的所不同。我们一般都有认为表面光滑的材料向平面发光方面是最为有效的。这往往是真实的情况，有些时候表面涂白的物体在送光方面更为有效，尽管没有光滑表面控制得更为有效。所有的这些材料都会影响灯具发出光束的传播，作为照明设计师，对材料的选定一定要妥当。还有，有时候要求灯具发出来的光照范围要符合预先确定标准，在这里， 光照的范围是很重要的。光照面积有多大， 这往往是一个最基本的问题。因为面积越大， 控制的难度就更难，就需要更大的灯具，控制也就更难了。所以说点光源是理想的，尤其是传播较远的情况。但是点光源太亮了，它需要一些散射和特别的处理，使其成为一种有效的照明方式。另一与光学控制有关的方面是物质与环境的相互作用。在环境中，一个镜子一样平滑的表面， 一个是很模糊的表面，它会产生什么样的影响，它出现在这个空间的任何地点上会有什么样的结果，采取什么样的措施来防止产生不良的影响，提高光照效率。基本的电光源照明确实是一门时尚和科学技术相结合的工程。这两个方面的变化也许不如灯具发展得快， 事实上是光源科技的发展推动了灯具的发展，越来越新的灯具被生产出来固定光源。近几年，几种传统的光源，即白炽灯、日光灯和HID，都取得了巨大的革新，努力地推动灯泡变得更加精致， 效率更高，且日光灯的HID让人看起来更觉舒服。今天的发展趋势是考虑灯泡的发光率， 即是效率的问题，你既可以获得如此高的光使用效率，又不会失去漂亮的色彩和长久的使用寿命。每一个灯发出来的光颜色特性或者说是色温都各不相同，其范围从蜡烛的2000 开尔文到日光灯的4100开尔文不等，白炽灯的色温居于二者之间，为2700-3100开尔文。白炽灯是一个很简单的设备，将一只会发光发热的电热丝密封在一个玻璃罩子里，将其导通电流，电热丝发热至白炽状态，就发出光来了。一般来说白炽灯有它的一些缺点， 比如说， 使用寿命短，能源效率低、另一方面，白炽受欢迎的当然就是其颜色，低亮度，它的可得性，在形状、大小，功率方面都可与其它灯不相上下，还有就是它的灵活性， 它可以用在要任何地方，散光照明可以， 点照明也可以，也可以作闪烁的装饰彩灯。卤素灯卤素灯是白炽灯的一个变种。 从根本上说，它与白炽灯的差别在于一点，就是卤素灯里充满了卤素气体。卤素灯的主要好处包括其颜色，它比普通的白炽灯要稍白一点。它比普通白炽灯效率要高些。还有一点就是卤素灯的使用寿命更长， 比如说， 卤素灯的使用寿命可能是3500小时，几乎是普通白炽灯的4倍。低功率的卤素灯也还是属于白炽灯类的，最为盛行的是PAR灯的MEAR灯，低功率的卤素灯是光照大小预先确定的， 对特殊区域或对象进行定点照明是高能效的。这些灯需用一个变压器。要制光的另一个办法就是将电流通过管子里的密闭蒸气或气体，这些气体就能让放电灯工作。最为通用的放电灯的就是低压水银弧灯，其通用的名称就是日光灯。其使用寿命处于100002000小时之间。我偏爱的光源还是日光灯，日光灯特别的有效，它很容易起动，如果有适合的XX，有适合的镇流器，有适合的控制器，它很容易处理，它还有潜力进行高流明的输出和低流明的输出，其颜色稳定。日光灯是不会运去的，它是很好的解决方案。精致型的日光灯有巨大的潜力取代目前效率较低但更加普及的白炽灯。精致型的日光灯有日光灯的高效率，长寿命，其精巧的外型跟白炽灯差不多。所以今天我们就要运用精致型的日光灯和其它能源效率高，使用寿命长的光源，而不是白炽灯，来作地灯、壁灯，装饰灯和室外灯。另一种广泛运用的低压放电灯是冷阴极电灯，或霓虹灯。霓虹灯的优点在于能够作成长长的、不连贯的一条照明线。其灯泡使用寿命额定值是25，000小时。其缺点就是它需要一个噪声大、高功率的变压器。电光源家族另一个成员是高亮度放电灯，即HID。高电流通过高压气体而发光。HID 电光源是主要是金属受热发出来的光与钠，我们已看到其显色性，以及其稳定性，也就是长时间以后，它能正常地显示颜色。HID灯以前曾经是使用起来非常难， 因为它要求功率要高，有色偏现象， 灯泡也很大，使用起来很不方便而安装的空间也比较小。现在， HID 灯泡变小， 颜色也稳定了，功率范围也广，从35到50瓦或更高的功率的都有。现在人们将HID灯用于室内，对颜色要求较严的地方，比如说零售店铺等地。这些高压的钠灯以前往往是用于以社会治安为目的的照明，和室外要表现很好的颜色的场所，近年来的改进使人们在室内也可以使用了。高压钠灯的使用寿命很长，可达25，000小时，它可以用在低气温的地区。高压钠灯从某些方面来看也比以前更好用了。高压钠灯在显色性方面就比以前好多了， 有时你可能要牺牲能源效率，但在零售摊档、店铺这些地方确实很有用处。所有的放电灯都要求有一个镇流器。镇流器有两个功能， 一是开启电灯， 另一个就是使灯泡保持在已设定的限制变化范围内进行工作，即处于正常工作状态，比如说温度状况，环境状况，功率状况等。不应感到惊奇的是，镇流器的发展趋势是其能源效率。今天高能效的镇流器是双放大电子镇流器。电子镇流器在10年以前还是前沿的发展技术，今天，已成为了主流，并成为了一个商业标准。除了节能以外，它还让人感觉起来舒服些，一是它减少了日光灯的闪烁情况，还有就是减少了其嗡鸣声。 有的情况下， 镇流器还要起动日光灯，它使其让人感到更舒服，减少了不良的状态，这就是精致型日光灯的特性。自然光线现在来讲对某一空间的照明。有些什么自然光线进入到这个空间里来，它们是怎样通过天花板进入到空间，是怎样把房间照亮，让我们能感觉到外面的事物。即使是站在建筑的中心， 也能感受到外边的景物。如果选取一块透明的玻璃， 事实上，我们就可以看到蓝天，看到阳光直接穿过玻璃进入到房间里来。在那样的环境里生活是一种很好的感觉。没有人愿意住在一个没有透明的窗户可以看到外边景物的房间里。每个人都想要通过窗户朝外边看。天气、四季的变化给人的感受觉，社会治安状况给人的感觉，是一种很美好的体验。有了自然光线，颜色的饱合度和方向的变化是平稳的，这种变化可以满足人的生理和心理的需要。这还仅仅是开始。自然光也是取之不尽， 用之不绝的转化为光的巨大的能源。在地球的外部空间，存在的自然光线的量为1000 尺烛光，远远超出内部空间的需要。 问题是要怎样把自然光引入你的内部空间，让人感到舒服。在以自然光源进行照明设计的时候，有一个办法可以采用，就是你要把整座建筑当作灯具，那么你的光源就在建筑物的外边，就是日光与天空的散光，接下来你就可以考虑建筑物的开口部位， 即是门窗和天窗。 事实上建筑物的所有的表面都在改变着光线，并将光线反射进窗户，照到物体上。自然光有两个组成原素， 一个是日光， 另一个就是天上的散光。日光就是由太阳直接照射出来的光束； 天空的散光就是空气中的微粒对阳光的散射活动。 照明设计人员必须清楚地意识到自然光直射与散射所产生的不同效果。我们在谈到自然光线的时候必须弄清在空间里有什么事情发生， 我们要在空间里作什么事。如果将是一个要求有创造性、戏剧性的空间，就要在里边作很多的对比，有很多高照度的地方，甚至于要加一些炫光。如果是一个工作的空间，在这里， 人们每天要呆上8至10个小时，运用同样的照明方式完全不适当，我们应当多采用一些散光，或是可以很好控制的光源，让人产生自然光线的感觉和景色的感觉。所以，把自然界光线引进工作环境中来，我们处于其中，就不会被工作压跨。有很多种方式可以用来控制自然光线， 其中之一就是运用竖立的玻璃。如果你采用水平玻璃，就务必要有一点倾斜搁置，可以认为是水平放置，这种情形是很难进行控制的。 但是你若是在建筑的南面和北面装上竖立的玻璃，再加一些遮光器和投光器作光的补偿，把高度透明的材料用在最高最空旷的房间里，阳光深度渗透，让炫光降至最低限度，均匀渗透。为了保证进入空间内的光通量是适当的，你必须对自然光进行计算。自然光的计算与电光源的计算不同，你必须全面了解你所在周围的情况，也就是去认识你所在的建筑，或是你要规划的建筑。发现的什么物体会遮光，或紧挨着的楼房或其它基建项目会挡着你的日光。一个设计人员了解了太阳和天空的情况， 和自然光进入空间的状况，就可以制定将自然光与电光源系统整合起来的规划。 灯具的布局和电光源的控制是基本工作。对电光源的控制是至关重要的，这是因为， 如果你有规划自然光线进来的，控制器可以弱化或关掉电光源，若自然光真能进入到某一空间， 那电光源就只能算是的一个补充光源，进行定点照明，或用来平衡一些亮度而已。所以， 有了控制器，你就可以去掉天花板是的辉光。成功的照明设计总是从基本的要素开始的， 光学控制、计算和光源。一个成功的设计师运用这些基本的要素，就可以进入下一个阶段了，确认有效的整体照明效果。不管你处于一个什么环境中， 比如说在一个建筑物内，你就有机会跟以某种电光源进行的照明的设计对于人的感情的影响相关了。不管你是在店铺买东西，还是去超级市场， 每到一个空间都会给你一个特定的感觉。照明设计师就是停下来，自己采取一些措施，选择什么光源，照明系统设计特征，使人产生这种感觉。如果你要推销什么商品，怎样让顾客产生购买欲望， 从而提高业绩。第三章 设计过程照明设计到底是什么？它不是制造尺烛光， 不是简单地将灯具挂在房间里，它是将物体的表面照亮， 是要将墙壁、天花板、地板、桌子、椅子、艺术品照亮，为人们看清环境。了解照明会对其对象作些什么是照明设计的根本。 运用光有颜色、光的位置， 你可以改变人们看到的结果。 我认为， 照明设计师必须要明白，用户想要看到什么，以怎样的布置方式才能让他们看到想要的。 照明设计是一项创造性的过程，它是为了建造的环境让人感觉有趣、安全且具有创造力而开发照明系统。因受能源成本的高涨、资源的减少的刺激， 以及对保护环境的关心，所以对能源的管理从二十世纪七十年代起就变得重要起来。结果是，新建楼房的建筑、照明、加热和降温等工程项目都要经过仔细的检验。对于已经存在楼房，经重新设计以保证能源利用既是有效，效率又要高的。照明设计过程不是直线进展的，它总是充满了相互检查、不断的重新评估。不过，整个照明设计过程一般可按三个阶段来进行1. 初始阶段： 信息收集和处理阶段，2. 设计思想阶段3. 设计开发阶段没有一个照明工程设计方案是单一且又是正确的。照明设计的唯一的办法就是一个项目接着一个项目地看。一个好的照明设计项目是对每一个客户，从每个项目的开始就作得好，而且你把它作了出来。初始阶段： 信息收集与处理作照明设计的过程和第一步是收集各方面可以收到的、或是从其这参与者那里转借来的信息，因为它越接近实际情况，或越接近客户的理想的就越好。所以， 我们的工作首先就是从与业主和建筑设计师交谈，了解他们的偏好，项目的预算是怎样的，人们会在这个环境里作些什么活动。有了这些信息， 我们就坐下来列出所有知道的参数。另外， 没有用户的参与项目设计的初始阶段就没办法往前推进。照明设计师了解这个空间会由谁来使用，在那个空间里他会有一些什么需要，对于他平说是至关重要的。一旦用户开始推辞，照明会怎样呢？ 很简单，就告诉他过去有关照明的经验，多数是负面的，有时少数是正面的，我们就开始对话，使用者的参与是应该的，而且是为预防潜在的问题的办法。现场考察对于观察者来说就跟安装相似。与客户、使用者、建筑设计师与进行交流，了解他们对于哪些功能喜欢与不喜欢。人们经常根椐项目的大小和复杂程度，由设计师组成的团队开始确定该空间的设计目标。我很喜欢参加这样的会议，有图样设计员，有电气设计员，有建筑和内部设计师，每人都有各自的特长，对问题都有不同的看法。他们带来和不仅是不同人生经历，更重要的是跟大家有很多专业的技术知识的分享， 这是非常有用的，可以帮我们找到对于空间照明最适合的解决方案，并试着弄明白这个空间到底会是用作什么。我们经常都有不同眼光， 对信息有不同的处理办法。这样的经历是越多越好。信息的收集是以后设计的关键，下面的这些例子的事件必须在初始阶段作到。1. 所有者与设计者的偏爱：l 该空间的用途l 建筑材料l 房间表面的颜色l 家俱的风格2. 视觉与知觉的需要包括有：l 将要照明的物体l 人们的心理需要l 使用者的年龄3. 必须考虑的安全因素：l 人身安全l 危险的条件l 故意破坏4. 建筑带来的方面的方便与局限l 内部与外部的特征l 窗户与天窗的位置l 结构因素l 机械性的通风管道l 电气系统5. 光度方面的考虑l 关键的景物l 主要的视野l 远处的环境6. 预算：l 安装l 维护保养l 能源消耗能源管理规定要求照明系统所用的能源是由联邦政府，州或省政府或本地的管理当局通过楼房的管理规范来进行管理的。管理规范和标准是已制定的使这套照明有效率工作需要的最少的能源要求和设计的原则。维护的考虑设计案例分析 #1： 纳西银行我们曾应要求为曼哈顿的一家银行的镇上的分行作照明设计安装，我们去了这家分行并在最近成功的完成了该项目。在参观镇分行时，整个行的区域全都是用白炽灯来照明的，雇员们都感觉呆在这儿很热， 并且不喜欢更换灯泡太频繁。于是， 我们就开始作这家镇分行的照明。 我们选择金属的间接头灯来造成光线比较柔和的，能源效率又高的照明系统，并在工作场所的墙上投上一些白炽灯光，在取款机前安上些直接照射或间接照射的日光灯对之进行定点照明。除了给客户一个印象，这里的小额存取和其它的服务与以前保持一样， 而且还能把客户吸引过来，让他们喜欢到这儿来进行商务活动。设计理念阶段设计的理念就是提出照明解决方案的开始，它由设计师对某一空间有了预期的照明状况的想象来驱动。一个好的办法就是， 就是让设计师闭上他的眼睛，开始想象，将整个空间照明情况在脑袋里形成一幅。这是一幅全景的照明图：水平照明地面，竖直照明墙壁，空间里的所有的物品，其中的任何建筑原素，比如，柱子的特点，细微之处。 设计师想象的东西将会成为项目的一部分，怎样来将它点亮。一些平面是最为重要有照明面，其它的竖直平面，经常地，我们看到人们开始作照明设计时，他们太重视在哪儿放多少尺烛光，整个空间的平均尺烛光是多少了。事实上，我们真的是看到物体的表面上的反光。一个观点就是要去注意竖立的平面，它们或许才是照亮、平衡以及为后面的照明设计工作的最为重要的平面。光照的必须提供适当质量的光来达到其视觉效果，以满足人们心理需要，或彰显建筑没计的特点。设计师总是讲究光线均匀一些， 或者是将白色与阴影的对比明显。照明设计中通用的技法是： 掠射或擦光、洗墙、局部照明、重点照明、采用装饰性灯具。掠射或擦光的光线几乎与墙面或其它平面平行。典型的例子就是,在紧靠竖直墙壁的地方放一点擦光， 让其从天花板上竖直地射下来。因为这么作，我们看墙壁面的时候，表面的变形在光的照射下就形成了阴影。洗墙照明是一种对墙壁或其它的平面的一种均匀照明。正常情况下，均匀照明是指从墙壁上最亮处到最暗处不超过一到三个的V-show, 一到三个的V-show在人眼看起来不均匀的。 作洗墙照明的原因是其在空间里敞开，更大，更亮，更有趣。局部照明是对墙壁上的物品作限定大小的照明，灯具是专门设计来发挥这一特别的功能。重点照明是将一个东西、工业产品或是一件艺术品的某些细节在其环境中显得更为突出。正常情况下， 这需要更高的照度在这件物品之上和建筑物的细节之上。这样就让人觉得更有戏剧性， 理有趣味。装饰性装明一般有两个目的， 一是提供一定水平的照明给整个平面上或是其中的一部分，另一方面， 它的外观让人看了觉得喜欢，更是房屋内部设计的一部分。杂志上的图片，照片或是对其它地方的参观是帮助工程师对所规划的空间的想象的重要工具。一旦设计师对于所设计的项目内心里很快就有了一个认识， 那就是，让它看起来，感觉起来会是个什么样，能够通过光照映射看到杂志图片或相片。现在就要画草图了，也许只是一些大的尺寸，或草图，是以两种不同尺寸（规格）来进行照明的。看物体的表面是怎样反射或吸收光线的。为了保证项目的设计团队的目标受到约束并且实现，设计的理念要以项目的要求为标准一遍又一遍地进行测试。当项目进展到设计理念阶段，你就需要检杳，并保证你的工作在正常地进行。在所规划的空间有没有足够的灯光让使用这个空间的人在里边可以正常地工作。你需要作计算， 在你布置光照之前，你需要知道你所想象的照明方式是否为了体现建筑设计的风格而布置的灯光。如果不是，你就需要引入定点照明，所以你所作的几乎就是XX 照明。设计案例分析#2奥都本大厦我们对奥都本大厦的目标就是运用自然光线和城市的环境，确定的空间大小，营造一个舒服，又对环境友好（环保）的工作场所。我认为，奥都本规划对我们来讲最为重要的是有很多非常高的窗户在楼层的周围。它组成了楼层工作站，并将办公室围起来。所以我们就可能采到最大量的自然光线，与之相配的是，天花板也很高，对于间接照明来说有有利的。在确定光照强度的时候，不需要场景灯光。场景照明或一般照明的亮度目标是桌面照度25至30 尺烛光，大家一定知道，这是IES所建议的标准。这就是我们取得高能源效率设计的办法。我们也有提供了定点照明规划。虽然， 每个工作站有两个定点照明电灯，由用户掌握，这种日光灯配有电子镇流器，所以这一定点照明的桌面照度达70-100尺烛光。设计开发阶段在设计开发阶段，我们要作出整个照明系统的完整的布局图和规格尺寸。但是，并没有用铅笔在图纸上标明哪一点什么时候开始。事实上，图纸要表现先前的初始阶段收集的信息，设计理念和配光模式等，设计师就要考虑运用哪些硬件来达到预定的要求。在设计理念结束，设计开发阶段开始的时候，图纸的决定方案是很容易确定的。于是你就完成你所进行的任务，运用适当的光源对每一个要求的区域配置好光照。照明设计师应当根据建筑风格和预算选取灯具，在此之前， 一定要选好灯泡或光源。选取灯具是选取电灯的次要步骤。电泡确实是整个照明系统的引擎，一旦我们作好了某个标准的什么亮度模式， 可照明模式，或照度模式，或在某个位置安上一个灯，可以帮我们达到某项标准。我们在看灯泡的时候，一定要看一看它外面的保护结构是否将灯泡围住，看其是否有效率，或对炫光的控制， 或对光补偿的控制。与建筑设计师和内部装饰设计师一起就墙壁、地板、天花板和家俱的表面色彩处理进行合作，也是设计开发阶段的工作之一。我们对于表面颜色的影响主要在于要有多深或多浅，多清晰或多模糊。比如， 一介建成筑师在考虑采用一套黑色的家俱，我们就有可能过去劝他们别这样作，因为这样会限制光的反射，降低效率。决定是否提出工作的设计方案是照明设计师的工作。对之进行量的分析，计算和与光学特性测验人员之间的合作也必须要进行，灯泡和表面颜色问题必须解决。在这一方面， 电脑软件可能对你很有用处。为了对所建议的设计方案进行量的分析，设计师必须运用电脑或是手提透视仪。灯具要拼制用板，和/或作模型。我们在行为科学里边常用的另一个词就是模仿，我们在谈论的是一个有要试着去猜， 如果你愿意的话，一个场景或是一个环境看起来会是什么样，比如形式，形状，颜色，和照明等方面的情况。你能得到的最好的赞扬就是客户对您说，这个地方跟当初你对我讲的效果一模一样。在设计开发阶段，与设计组里的其它人员的交谈对于保证照明与建筑的其它方面或是这块地方是否整合得很好是很重要的。现在需要作的就是团队融合、团队协作，怎样让灯泡与其它系统，弹簧的频率 （Spring Kilohertz）、HVAC匹配，boycades 怎样，建筑设计的一些细微之处等怎样，有了这些约束， 它将会怎样工作。设计开发阶段和另外一个任务包括保证照明与所有的隔板和家俱相协调。并要考虑到其维修的情况。设计案例分析#3 官方全明星咖啡馆假设这是一独一无二的，象是-， 就如一支体育队伍，一个食堂，一个小剧院，所有的这些都融合在一起，我想最有可能是运动员会聚的场所。我们的日的可是目标就是营建成一个很有趣、很令人兴奋，有很多漂亮景致的场所。你在任何一个地方都要觉得比上次来更让人兴奋，颜色对比度高，有移动的铭牌，有移动的表演台，不停地串动的运动灯， 还不很多不同的聚焦点，不断地变化，非常有趣，热情高涨。最后，除了以上的设计的三个阶段，照明设计还有一项必不可少的工作就是准备好给电气工程承包商的照明系统作业文件，并安排安装灯具。归结一点， 一个照明设计师要作好完工后的评估。对于我来说， 最为重要的一点就是要作好完工后的评估。我们是怎样作的？所有这些东西上怎样放到一起去的？是不是我们的预测对客户发现的问题有用，可以找到解决办法， 就如我们所设想的那样？在特定的情况下，有的问题没处理好，后找到很好的解决办法，对解决以后遇到的同样问题有益。第四章 照明的能源效率与设计这些日子里， 我愈觉得对环境有责任，作为设计人员对环境的责任比其它人要更重， 因为他的工作是设计一个长期使用的东西。 有人说，现在建设的楼房不计资源，这对我们来说是一件很尴尬的事，我们在作节约能源，选择材料时是小心的，我们作的都是聪明才智明的决策。爱迪生发明的电灯使我们这个世界发生了巨大的进步，但并不是没花钱的。现在， 照明所耗的能量是一栋建筑的20-25%， 是全美国总的能源消费的5%。不幸的是， 这对我们的环境产生了负面影响，导致了污染，酸雨和自然资源的消失。对这些威胁，我们作出的反应是，制定管理规范和标准，对需求方的管理等就是对于照明能源浪费采取的实际行动，并保证了照明系统的能源利用效率。对能源方面的考虑有两点， 一个是规划标准， 另一个是由议会通过的法规。镇流器的节能效率是很好的，你不能随便作一个，因为我们不能保证两件都是高效率的。灯具制作能源管理规范要求你对整座大楼的能源消耗进行计算，这就确认你的设计是否遵循那些限制条件。在1992年10月，美国联邦政府通过了1992能源政策法（EPACT）。这是对1975年以后美国的能源政策和保护措施的备忘录。这个立法鼓励人们保护能源，提高能源使用效率， 并要求所有州在1994年以前达到ASHRAE IESNA 19.1-1989 应用标准。这个标准限制了能源消耗强度的最大值。对于新的商业建筑的照明系统，设立了对镇流器控制的最低要求。1992能源政策法有一些规范标准，比如说某一种灯泡的制造，但我认为EPACT最大的变化是要求联欢所有的州都要有能源管理规范， 这是强制性的。我想有这个世纪末， 所有的州都会有以IESASHRAE 19.1 为基准甚至高于这个标准制定能源管理规范。能源管理规定是非常有效的，近来在农村地区的人们也在注意他们楼房里的能源。因为他们必须保证他们所有接上电网的负载， 比如电灯或其它的什么电器之类的数量， 都要符合管理规定，管理规定里设定了接线负载的最大限度。提高能源效率的另一个办法是鼓励，通过人们自愿参与和要求能源管理项目的方式来达到。一个成效显著的例子就是绿色照明工程，是由美国环保署来管理的。有两个有效办法可以通过市场的转变来改变人们使用照明的方式， 你可以利用管理条例来迫使他们改变，你也可以利用新的信息和好处引导他们作改变。环保署的绿色照明工程的设计简约，采用了高科技，我想这就是其目的所在。它是自愿的，是建立在不断增加的信息基础之上的，通过让人们理解为什么要这么作，有什么好处，帮助他们去作对他们的益的事情。环保署通过绿色照明工程向公司提供了很多项的服务，让他们答应全面检查其照明系统，找出低能效之所在，并转用能源效率高的照明方式。这项工程是重要的， 但是，这只是帮助人们拯救世界的一种方式。没有单一的提高能源效率的手段是能奏效。我不认为一项立法就能解决问题，教育能解决问题，一项新技术能解决问题。我想这不难理解，将所有的这些零散的部分集中在一起，去取得你所想要的。对于社会来讲， 这是至关重要的。很多人使用“能源效率”这个词，我却喜欢用“能源有效性”，它意思是说，照明为了某一空间的特定目的而发挥作用，为了使用这一空间的人们的目的而发挥作用。为了取得“能源有效性“， 得具备三个条件，第一、 要将照明放置在人们使用照明的地方，它是为了某项用途才使用的一个手段，换言之，一般情况下，不要在