第一章-照明设计基础endPPT课件

照明设计基础 什么是光 科学界曾经一直在争论 光 是属于波还是粒子 甚至以古典力学闻名世界的牛顿也讨论过这个问题 物理学此后发展到了量子论 1900年 量子力学 然后爱因斯坦于1904年发表了相対论 对光的定义做出了全新的解释 光既是一种波 同时又是一种粒子 也就是说 一直争论不休的双方都没有错 波 不同波长色光的综合体 粒子 具有能量 光具有能量 光是电磁波的一种 也是能源的一种表现形式 它在真空中的传播速度达到每秒钟30万公里 没有任何物质的速度会超过光 也有人说尚不能绝对的这样说 黑白摄影时 我们通常使用红色或绿色的滤镜 它的原理是用滤镜吸收与它自身颜色不同的光线 并把吸收的光能转换为热能释放出来 使用滤镜时常常感到它在发热就是因为这个道理 无色镜片不吸收色光 不会产热 人对光的认知 对于电磁波 人类的眼睛可以识别的称为可视光 就是平常我们称作的 光 光本身是看不到的 我们只有注视光源和依靠反射物才能够感觉它 有些昆虫使用紫外线识别对象 蝮蛇则通过红外线识别 而狗 牛 猫和马都不能识别色彩 自然界的光有哪些奇异的现象 日晕 它是由于太阳光线通过云层时 受到冰晶的折射或反射而形成的 而这种冰晶结构的云常常是冷暖空气相遇而生成的云层 以后云层增厚 发展成雨层云 所以晕是风雨将临的征兆 彩虹 当一道光束碰到了水滴 会有两种可能 一是光可能直接穿透过去 或者更有趣的是 它可能碰到水滴的前缘 在进入时水滴内部产生弯曲 接着从水滴后端反射回来 再从水滴前端离开 往我们这里折射出来 这就是形成彩虹的光 海市蜃楼 地面上的暖空气与高空中冷空气之间的密度不同 光行经热空气层 密度小 的速度较冷空气层 密度大 快 因此从远处物体发出的光线 经过空气层间的折射和底层的反射后 不是沿直线进入我们的眼睛 可见光 380nm 780nm紫外光 380nm红外光 780nm 光源 宇宙间的物体有的是发光的有的是不发光的我们把发光的物体叫做光源 太阳 电灯 燃烧着的蜡烛等都是光源 光源从产生的角度角度分为 自然光源和人造光源 光也有能量 物理学上指能发出一定波长范围的电磁波 包括可见光与紫外线 红外线和X光线等不可见光 的物体 通常指能发出可见光的发光体 凡物体自身能发光者 称做光源 又称发光体 如太阳 恒星 灯以及燃烧着的物质等都是 但像月亮表面 桌面等依靠它们反射外来光才能使人们看到它们 这样的反射物体不能称为光源 在我们的日常生活中离不开可见光的光源 可见光以及不可见光的光源还被广泛地应用到工农业 医学和国防现代化等方面 光源可以分为三种 第一种是热效应产生的光 太阳光就是很好的例子 此外蜡烛等物品也都一样 此类光随着温度的变化会改变颜色 光源及其类别 第二种是原子发光 荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光 此外霓虹灯的原理也是一样 原子发光具有独自的基本色彩 所以彩色拍摄时我们需要进行相应的补正 第三种是质子同步加速器发光 同时携带有强大的能量 原子炉发的光就是这种 但是我们在日常生活中几乎没有接触到这种光的机会 所以记住前两种就足够了 参考网站 照明行业 中国设计师网照明设计网中国照明设计网 展示光效设计 本书从照明设计的基本知识人手 既详细介绍了广义范畴的展示照明设计的一般方法 又重点介绍了照明设计在商店展示 博物馆展示 会展展示中的应用 参考书籍 照明设计 筑龙网的期刊连接 杂志刊载全球领先的照明新产品 前沿的市场信息 经典的案例剖析 深入的理论分析等 在中国 照明设计 是惟一一本定位高端的专业设计类杂志 是拥有刊号的正式出版物 光学术语 光源发射的可见光量的总和 单位是 流明 Lm 光通量代表光源本身发光的能力 一般情况下 同类型的灯的功率越高 光通量也越大 同一场合光通亮高的光源照度必然是高的 但光通量与照度没有必然的联系 对某一光源而言 在被照面上的照度取决于灯具的形状 尺寸 反光效率 与灯的匹配 还取决于高度 房间墙壁反光率等诸多因子 1 光通量 2 光强I 可见光在某一特定方向角内发射的强度 单位是 坎德拉 cd 表示光源的发光分布规律 I d d 3 照度E 单位被照面上接收到的光通量称为照度 如果每平方米被照面上接收到的光通量为1 lm 则照度为1 lx 照度符号是E 单位 勒克斯 lx 照度计算式为 E F S式中 F 光通量 流明 S 照明面积 平方米 E 照度 勒克斯 夏季阳光强烈的中午地面照度约5000lx 冬天晴天时地面照度约2000lx 晴朗的月夜地面照度约0 2lx 4 光效 发光的能力 发射光与所耗电量的比值 光源将电能转化为可见光的效率 即光源消耗每一瓦电能所发出的光 数值越高表示光源的效率越高 从经济 能效 方面考虑 光效是一个重要的参数 单位 流明 瓦 lm w 常用灯种的发光效率 白炽灯 8 14lm W单端荧光灯 55 80lm W高压钠灯 80 140lm W自镇流荧光灯 50 70lm W金卤灯 60 90lm W卤钨灯 15 20lm W 利用系数CU 灯泡发出而到达工作面上的光的百分数 一般为30 70 0 3 0 7 一般室内取0 4 体育用场用0 3 维护系数MF LLD LDD 一般取0 7 0 8 LLD 光源流明Lm损失LDD 灯具清洁系数 平均照度 公式1 光源光通量 利用系数 维护系数照射区域面积 平均照度 平均照度 单个灯具光通量 灯具数量 N 利用系数 CU 维护系数 K 使用区域面积 长 宽 公式说明 1 单个灯具光通量 指的是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量值 2 利用系数 CU 是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面 所以与照明灯具的设计 安装高度 房间的大小和反射率的不同相关 照明率也随之变化 如常用灯盘在3米左右高的空间使用 其利用系数CU可取0 6 0 75之间 而悬挂灯铝罩 空间高度6 10米时 其利用系数CU取值范围在0 7 0 45 筒灯类灯具在3米左右空间使用 其利用系数CU可取0 4 0 55 而像光带支架类的灯具在4米左右的空间使用时 其利用系数CU可取0 3 0 5 平均照度 3 维护系数 是指伴随着照明灯具的老化 灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加 光源发生光衰 或由于房间灰尘的积累 致使空间反射效率降低 致使照度降低而乘上的系数 一般较清洁的场所 如客厅 卧室 办公室 教室 阅读室 医院 高级品牌专卖店 艺术馆 博物馆等维护系数K取0 8 而一般性的商店 超市 营业厅 影剧院 机械加工车间 车站等场所维护系数K取0 7 而污染指数较大的场所维护系数K则可取到0 6左右 以上数据为经验数值 只能做粗略估算用 如要精确计算具体数值需由公司书面提供 相关参数 在此仅做参考 例1 求平均照度范围室内照明 4 5M的房间 使用3 36W的格栅荧光灯9组 荧光灯光效为40 80Lm W 请计算其平均照度范围 平均照度 单个灯具光通量 灯具数量 N 利用系数 CU 维护系数 K 使用区域面积 长 宽 筒灯类灯具在3米左右空间使用 其利用系数CU可取0 4维护系数K取0 8 平均照度 40 36 3 9 0 4 0 8 4 5 622 1244LX 思考题 大家计算一下 我们现在的教室它的平均照度是多少 符合照明的标准吗 艺b212教室50 40 24 0 4 0 8 24 16 0 6 0 6 111 111 5 色温K 色温 光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时 黑体的温度称为该光源的色温 1K 开尔文 273 15 原子绝对静止状态 符号 K单位 开尔文 K 因为大部分光源所发出的光皆通称为白光 故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度 以量化光源的光色表现 色温 Co1orTemperature 单位 绝对温度 Kelvin K 色温度以绝对温度K来表示 是将一标准黑体 例如铂 加热 温度升高至某一程度时颜色开始由红 橙 黄 绿 蓝 靛 蓝紫 紫 逐渐改变 利用这种光色变化的特性 其光源的光色与黑体的光色相同时 我们将黑体当时的温度称之为该光源的色温度 思考题 根据经验请同学们回答 一天之中太阳色温的变化 光色越偏蓝 色温越高 偏红则色温越低 一天当中日光的光色随时间变化 日出后40分钟光色较黄 色温3 000K 正午阳光雪白 上升至4 800 5 800K 阴天正午时分则约6 500K 日落前光色偏红 色温又降至纸2 200K 其他光源的相关色温度 因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时 对该光源光色表现的评价值 并非一种精确的颜色对比 故具相同色温值的二光源 可能在光色外观上仍有些许差异 仅凭色温无法了解光源对物体的显色能力 暖色光 3300K 一般为2700K 与白炽灯光相近 红光成份较多 给人温暖健康舒适的感觉 适合居住松弛精神的地方 中间色 又称暖白光 冷白色 3300K 5300K 一般为4300K 给人一种安祥的感觉 冷光色 又称日光色 5300K以上 在6400K时接近自然光 明亮的感觉 使人精神集中 不同光源环境的相关色温度 不同光源的不同光色组成最佳环境 如表 1 色温与亮度 高色温光源照射下 如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛 低色温光源照射下 亮度过高会给人们有一种闷热感觉 2 光色的对比 在同一空间使用两种光色差很大的光源 其对比将会出现层次效果 光色对比大时 在获得亮度层次的同时 又可获得光色的层次 6 显色性 Ra 物体颜色逼真的程度 也就是光源所放射的光之中所含各色光的比例与自然光接近的程度 光源对物体的显色能力称为显色性 是通过与同色温的参考或基准光源 白炽灯 下物体外观颜色的比较 光所发射的光谱内容决定光源的光色 光色可由许多 少数 甚至仅仅两个单色的光波组成 对各个颜色的显色性亦大不相同 光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质 显色分两种 忠实显色 能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数高的光源 其数值接近100 显色性最好 效果显色 要鲜明地强调特定色彩 表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果 采用低色温光源照射 能使红色更加鲜艳 采用中等色温光源照射 使蓝色具有清凉感 采用高色温光源照射 使物体有冷的感觉 显色性差 Ra 65 显色性好 Ra 70 显色指数与显色性的关系白炽灯的显色指数定义为100 视为理想的基准光源 当光源光谱中缺乏基准光源的光波时 会使颜色产生明显的色差 色差程度越大 光源对该色的显色性越差 显色指数为定义光源显色性评价的普遍方法 低于20的光源通常不适于一般用途 显色性 Ra 光效 显色指数 平均寿命对比图 7 眩光 视野内有亮度极高的物体或过强烈的亮度对比 则可以造成视觉不舒适 称为眩光 眩光从造成的影响可分为失能性眩光和不舒适性眩光 眩光是影响质量的重要因素 从眩光的来源可分为直接眩光 反射眩光和光幕眩光 直接眩光是来自光源或窗外的光线 反射眩光多来自工作桌面 光滑反射面等的反射光 光幕眩光是来自显示屏 玻璃窗 由轻度光滑之作业物品所产生的反射眩光 虽然损失视觉效果 但不易察觉 特称为光幕眩光 减轻直接眩光的方法 1 降低照明灯具的亮度 2 缩小不适亮度之面积 3 调整灯具的安装位置 4 加大房间的整体亮度 5 少用通明的落地窗或玻璃幕墙 6 窗外加装遮阳板 7 工作台与窗户保持适当的角度 8 减少天花板亮度的变化 减少反射眩光的方法 1 降低相关物件的反射率 2 调整光源或工作站的位置 使反射光不进入人眼 3 工作桌面不使用玻璃垫 对灯具的配置设计应特别注意 通常作业面接受来自光源的光线 凡其入射角低于40度者 其反射线就会进入人眼成为反射眩光 利用方向性较强的点光源 照射金属 宝石 瓷器 玻璃等物体时 其光泽或晶莹剔透的质感便可以充分地被表露出来 从而提高这类物体的价值感 这就是放射光用于商业照明的重要实例 照明灯具 平均寿命 指一批灯泡点灯之百分之五十的数量损坏不亮时的小时数 经济寿命 在同时考虑灯泡的损坏