照明设计基础课程

1、照明设计根底课程自我介绍，以及对课程的简单介绍，认识同学。照明的根本概念在公元 1831 年，法拉第将一个封闭电路中的导线通过电磁场，导线转动有电流流过电 线，法拉第因此了解到电和磁场之间有某种紧密的关连， 他建造了第一座发电机原型， 其中 包括了在磁场中迥转的铜盘， 此发电机产生了电力。 在此之前， 所有的电皆由静电机器和电 池所产生， 而这二者均无法产生巨大力量。但是， 法拉第的发电机终于改变了一切。电产生 后就由爱迪生创造了灯泡，从此就产生照明的概念和设计。照明就是合理运用光线以到达满意视觉效果的一种方法技术。 照明分天然照明和人工照 明，我们讲主要是人工照明。人工照明又分功能照明和装饰

2、照明艺术照明。电气照明是一门综合性科学， 不仅需要利用光学电学技术， 也涉及到建筑装饰生理心理 美学等各方面，直接关系到人们身心健康和工作效率。1 光的概念， 光的本质是电磁波 ,是整个电磁波谱中极小范围的一局部光是能量的一种形态；光是 电磁波辐射到人的眼睛， 经视觉神经转换为光线， 即能被肉眼看见的那部份光谱。 这类射线 的波长范围在360到830nm之间，仅仅是电磁辐射光谱非常小的一部份。温度远远高于50Hz工作时的温度，从而产生更高色温的白色色表和更好的显色性。在中学的物理课中我们可能做过棱镜的试验， 白光通过棱镜后被分解成多种颜色逐渐过渡的 色谱，颜色依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，

3、这就是可见光谱。其中人眼对红、绿、蓝 最为敏感， 人的眼睛就像一个三色接收器的体系， 大多数的颜色可以通过红、绿、 蓝三色按 照不同的比例合成产生。 同样绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种色光。 这是色度学的 最根本原理， 即三基色原理。 三种基色是相互独立的， 任何一种基色都不能有其它两种颜色 合成。 红绿蓝是三基色， 这三种颜色合成的颜色范围最为广泛。 红绿蓝三基色按照不同的比 例相加合成混色称为相加混色。红色 +绿色 =黄色绿色 +蓝色 =青色红色 +蓝色 =品红红色 +绿色 +蓝色 =白色黄色、青色、品红都是由两种及色相混合而成，所以它们又称相加二次色。另外：红色 +青色 =白色绿色

4、 +品红 =白色蓝色 +黄色 =白色所以青色、黄色、品红分别又是红色、蓝色、绿色的补色。由于每个人的眼睛对于 相同的单色的感受有不同， 所以， 如果我们用相同强度的三基色混合时， 假设得到白光的强 度为 100%，这时候人的主观感受是，绿光最亮，红光次之，蓝光最弱。除了相加混色法之外还有相减混色法。在白光照射下，青色颜料能吸收红色而反射青色，黄色颜料吸收蓝色而反射黄色，品红颜料吸收绿色而反射品红。也就是： 白色 -红色 =青色 白色 -绿色 =品红 白色 -蓝色 =黄色另外，如果把青色和黄色两种颜料混合，在白光照射下，由于颜料吸收了红色和蓝 色，而反射了绿色，对于颜料的混合我们表示如下： 颜料

5、黄色+青色=白色-红色-蓝色 =绿色 颜料品红+青色=白色-红色-绿色 =蓝色 颜料黄色+品红=白色-绿色-蓝色 =红色以上的都是相减混色 , 相减混色就是以吸收三基色比例不同而形成不同的颜色的。 所以有把青色、 品红、黄色称为颜料三基色。 颜料三基色的混色在绘画、印刷中得到广泛应 用。在颜料三基色中，红绿蓝三色被称为相减二次色或颜料二次色。在相减二次色中有： 青色 +黄色+品红=白色 - 红色 -蓝色 - 绿色=黑色用以上的相加混色三基色所表示的颜色模式称为RGB莫式,而用相减混色三基色原理所表示的颜色模式称为 CMYK莫式，它们广泛运用于绘画和印刷领域。三基色灯管： 三基色荧光粉比之于传统

6、的卤粉有很大的优点： 它的显色性好、 光衰小、 光效高。但是它的价格昂贵约贵 20 多倍，假设采用细管径后，直管型较大功率的灯管有可 能采用三基色荧光粉。 使用三基色荧光粉的场合，为减少昂贵的三基色荧火粉，其经济效果是很明显的；2、减少包装和储运费用； 3、节能，由于灯管的发光效率与管径有关，管径太粗和太细，发光效率 均会下降， 在某一径管下，其发光效率最大。 为什么对发光效率来说有一个最正确管径， 其解 析如下： 假设管径太粗， 那么灯管内汞的激发原子发出的紫外线会被灯管内的气体自身吸收，因而到达管壁上荧光粉处的紫外光就少了， 故而发出的可见光也就减少了。 假设管径太细， 那么灯 管内的带电

7、粒子电子和正离子很容易跑至管壁上复合中和为中性原子，因而带电粒 子的损失增多， 为维持灯管导电状态， 就需要产生较多的电子和正离子， 这样管压就要增加， 所以灯管的电功率要增加， 也即是灯管的光效率降低了。 根据文献介绍， 从实验结果和理论 计算说明，最正确的管径内径大约在18 22mm范围内，这大致在T5 T8的管径范围内。色 温 ( CT-color temperature )当 光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的色温，用绝对温度 K kelvim 表示。所以白炽灯一类的热辐射光源的都是连续光谱， 用色温的概念完全黑体辐射理论是建立在热辐射根底

8、上的，光谱功率分布与黑体在可见区的光谱功率分布比拟接近， 可以描述这类光源的颜色特性。相关色温 ( CCT-correlated color temperature )当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色接近时，黑体的温度就称为该光源的相关色温，单位为K。由于气体放电光源一般为非连续光谱， 与黑体辐射的连续光谱不能完全吻 合，所以都采用相关色温来近似描述其颜色特性。色温 (或相关色温) 在 3300K 以下的光源， 颜色偏红， 给人一种温暖的感 觉。色温超过 5300K 时，颜色偏兰，给人一种清冷的感觉。通常气温较高的地区，人们多采 用色温高于 4000K 的光源，而气温较低的地

9、区那么多用 4000K 以下的光源。显色指数 ( Ra-color rendering index )太阳光和白炽灯均辐射连续光谱，在可见光的波长(380nm-760nm )范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、兰、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下，显 示出它的真实颜色， 但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下， 颜色就会有不同程度的 失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性。为了对光源的显色性进行定量的评价，引入显色指数的概念。以标准光源为准， 将其显色指数定为 100,其余光源的显色指数均低于 100。显色指数用Ra表示，Ra值越大, 光源的显色性越好。光色与气氛：

10、光源的色温和光色的不同能创造不同气氛。光色比照：在同一空间使用两种光色差大的光源，其比照将会出现层次效果。光色对 比大时，会同时获得亮度层次和光色层次。光源显色指数：表示光源的色彩复原性能，即所谓灯下辨色性能。为了自然真实表现 被照物色彩，光源的显色指数应大于80%以上。 光源显色性能 紧凑型节能荧光灯，是新一代节能光源。 可取代传统的白炽灯实现高质量的节能照明。 节能灯发光效率高， 每瓦能发出 60 流明的光，而普通白炽灯每瓦仅发出 8 流明的光。在相同照明条件下，使用节能灯可比 白炽灯节电 70%80%。 节能灯使用寿命长，可达 5000 小时以上，是普通白炽灯的 56 倍。 节能灯使用了

11、三基色荧光粉，光衰小、光色好， 并有多种色调的规格可供选择，以营造不同 的照明气氛。 节能灯使用电子镇流器，功率因数高，可以降低无功损耗，并可将50 赫兹的电流变为 5 万赫兹的高频电流， 消除了荧光灯的频闪效应， 使得灯光柔和悦目， 保护视力不 受损伤。2 光通量光通量(光束)(luminous flux )光源发射并被人的眼睛接收的能量之和即为光通量。一般情况下， 同类型的灯的功率越高，光通量也越大。例如：一只40W的普通白炽灯的光通量为350-470lm，而一只40W的普通直管形荧光灯的光通量为 2800lm 左右，为白炽灯的 6-8 倍。3 发光强度光源在某一给定方向的单位立体角内发射

12、的光通量称为光源在该方向的发光强度，简 称光强。 单位：坎德拉( cd)4 照度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 (1m),那么照度为1 (1x )。单位：勒克斯(1x )。i勒克斯(ix)相当于被照面上光通量为i流明(im时的照 度。夏季阳光强烈的中午地面照度约 5000 1x，冬天晴天时地面照度约为2000 1x， 晴朗的月夜地面照度约 0.2 1x 。5 亮度光源在某一方向上的亮度是光源在该方向上的单位投影面积、 单位立体角中发射的光 通量。如果我们把每一物体都视为光源的话， 那么亮度就是描述光源光亮的程度， 而照度正 好是把每一物体都作为被照

13、物体， 用一块木板来举例说明， 当一定光束照到木板时我们讲木 板有多少照度， 然后木板将多少光束反射到人眼， 就称为木板的多少亮度， 那么有如下式子： 亮度等于照度乘以反射率。在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。6 光效光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率 (瓦) 的比值， 称为该光源的光效。 单位：流明 / 瓦( lm/W)7 眩 光 ( glare )视野内有亮度极高的物体过强烈的亮度比照，那么可以造成视觉不舒适，称 为眩光。眩光非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。眩光值： 度量处于视觉环境中的照明装置发出的光对人眼引起不舒适感主观

14、反响的 心里参考量8 功率密度值在单位面积上的照明安装功率(包括光源 镇流器 变压器)、2单位为瓦特每平方米( W/m2)9 照明的分类按照明方式分：一、根底照明：环境内全面的、根本的照明。在水平面尤其是垂直面与重点照明 要有适当的比例。选用较均匀的泛光照明灯具。二、重点照明：对主要物品和场所的重点照明，以增强吸引力，引起人们的重 视。其亮度视不同被照物而定，与根底照明亮度比为 3-5 倍。三、装饰照明：对环境装饰，增加空间层次的照明。使用色调、图案统一的系 列灯具以表现有强烈个性的空间艺术。按照明种类分：一、正常照明：即工作和生活场所的满足工作和生活要求根本正常设置的照明。二、应急照明：即正

15、常照明因故障熄灭后， 需要保证正常工作和生活继续的照明为 应急备用照明。三、疏散照明：即正常照明因故障熄灭后， 需要保证人员疏散的通道和场所设置的 照明为疏散照明。四、其他还有警卫照明，值班照明，航空障碍照明，平安照明等。照明光源的选择照明工程中使用的光源按照工作原理分为两大类：1 热辐射光源，指利用电能是物体加热到白炽程度而发光的光源。如白炽灯等。2 气体放电光源，指利用气体或蒸汽放电而发光的光源，图荧光灯，高压钠灯等。 常有照明光源：1 白炽灯2 卤乌灯3 荧光灯4 高压水银荧光灯5 金卤灯6 钠灯照明灯具的选择布置：酒店中客人较喜欢停留的空间是咖啡厅。 室内设计师在对咖啡厅的设计方面一般

16、 突出异国风情，以浪漫温馨、舒适为主。在实现美好光环境的过程中，有许多需 要考虑的细节。 好的咖啡厅环境不但可以吸引入住酒店的客人， 更成为散客商务 小憩的首选处所。本期我就咖啡厅照明设计为题同大家交流。咖啡厅照明设计 咖啡厅，在五星级酒店是必不可少的区域， 且不包括在西餐厅中。虽然客人可以 在西餐厅中喝到咖啡，但在咖啡厅中品味咖啡的醇厚味道，感觉是完全不同的。 在西方，咖啡的地位如同中国的茶，是具有民族血统的饮品，自然，提供一处品 饮处所，是很有必要的。咖啡厅需要轻松、宁静的气氛，其中需要配合调光系统。咖啡厅按照区域可以划 分为三个局部，每个局部需要的明暗程度是不同的。咖啡厅桌，椅摆放区域；

17、室内艺术装饰品摆放区域；效劳通道区域；一，咖啡厅桌、椅摆放区域照明设计由于咖啡厅室内是由各种材料组成的， 如桌面的材料、椅子外表的材料以及地板毯的材料等。在同样照度的条件下，各种材料外表的反射比不同，其亮度也 随之不同；而外表的亮度会影响整体空间的光环境效果。 如果材料外表的反射比 低，照度要相应高一些，如果材料外表反射比拟高，那么反之。同时，需要注意的 是天花、墙面以及桌面、地板间的照度，一定要有区别，否那么视觉就会感觉单调。 桌面的照度，有时不一定要拘泥可调角度射灯的照明形式， 用烛光完全可以到达 照明要求时，我建议使用烛光，还可创造朦胧、静谧的气氛，使环境更具遐想空运用光颜色的变化，也可以到达意想不到的效果。 在国外工作时，我经过一家知 名咖啡厅，注意到它的室内照明设计。其室内空间根本上全部都是白色的，天花、 桌面、座椅、地板。照明设计师采用光色的缓慢变化当然，变化时间较长控制 在半小时左右，变换一种颜色，来衬托整体效果。客人在不知不觉间，体会变 换空间的感觉，整体环境充满了神秘，浪漫的气息。，室内艺术装饰品摆放区域室内设计师会对空间精心挑选适合的艺术装饰品，如雕塑、浮雕、壁毯、水幕等。此时，虽然室内整体光环境较暗，但对于艺术装饰品的照明处理手法一般采用重 点照明 局部生产商已经开始开发专业用途的光源， 如现在市场中就有针对于壁画照明的