灯光与照明设计上(课件)

课程学时：60学时（三周）教学目的：了解照明设计的目的和意义，了解照明设计与建筑及室内外设计的关系。掌握一般照明设计的基本原则与方法。教学任务：根据不同功能的室、内外空间设计出合理的系统照明和宜人的光环境。课程作业：4+1教学内容第一章：总论第二章：环境艺术照明设计基础第三章：灯具第四章：照明设计的程序、策略与实务第五章：艺术照明的方式与方法第六章：室内环境艺术照明的要求及实例分析第一节：光文化与光环境第二节：照明设计目的与分类范畴第三节：自然采光与人工照明第一章总论第一节光文化与光环境1.1概述从光的角度来分析，我们的地球存在两个世界：白天和黑夜。光→得到舒适的环境→灯具。第一章总论人类发展史中从利用自然火种到人工取火，是人类创造光亮的开始，照亮了人类文明的历程。随着社会生产力的提高，人类有意识地固定火源，辅助设备经过不断改进和演变专用照明器物——灯具第一章总论新石器时代晚期至战国时期：陶制灯具豆形陶灯佣形陶灯第一章总论两汉时期：灯具得到了迅速的发展，以青铜器为主的灯具无论在造型、装饰、工艺和制作上都已十分成熟。这一时期陶质灯具在中下阶级中流行。银首人俑灯十五连枝铜灯西汉长信宫灯第一章总论魏晋南北朝至宋元期间：青铜器就基本消失，陶灯主要是以瓷灯占据主导位置。由于陶瓷灯造价低廉易于普及，开始为民间广为使用。三国青瓷熊灯东晋青瓷牛形灯北齐瓷灯第一章总论唐代出现了唐三彩灯、白瓷灯。由于唐代经济的高度发达，实用兼装饰或纯装饰性质的灯开始大量出现在宫廷和灯节之中，像灯树、灯楼、灯笼、走马灯、松脂灯、孔明灯、风灯等。这些新的灯具或灯俗烘托了那个时代盛世，成为千古流传的佳话。白瓷蟠龙灯白瓷灯石灯（路灯）新材质:铜、铁、锡、银、玉、石、木、玻璃等。第一章总论明清时期是中国古代陶瓷发展最辉煌时期：灯具和烛台的种类和质地更加丰富多彩。富丽的官窑灯具和宫灯的兴起，开辟了灯具的新纪元。既有照明工具，也有供人玩赏的工艺品，灯具的材料也是多样化，陶制的、木质的、竹制的、纸制的、纱制的等，丰富了灯具的形式。第一章总论19世纪后期，煤油传入中国，20世纪初，煤油灯在我国广泛流行，灯具照度受到限制。19世纪晚期，美国人爱迪生发明了灯泡。1905年，用拉制钨丝做灯丝的白炽灯出现了，人类从此跨入电气照明时代。我国的电光源装备水平不断提高。照明设计成为展示空间魅力的舞台。第一章总论第一章总论1.2环境设计与照明设计环境设计是一个系统工程，在设计过程中对空间的功能、色彩、材料、照明、质地等诸多方面的考虑是同时进行的。环节：设计与施工、材料与技术，相互依托。人员：建筑师、结构工程师、室内设计师、环境美化设计师、照明设计师及供暖、给排水、电气工程师照明设计：光环境的营造。需要设计师的精心设计和配合，与其他人员共同协作完成。第一章总论1.3照明设计与光文化光文化是设计文化的一部分。照明是科学，也是艺术。照明与建筑的关系：照明建筑物设计成功的基础之一建筑内部特征以及外部表现依赖照明照明受建筑材料和建筑结构的影响第一章总论第二节照明设计的目的与分类范畴2.1照明设计的目的统计表明：人们每天要在人造光环境中停留相当长的时间，基本要求：为视觉感官接受信息创造一个舒适的光环境目标：根据不同的室内外环境所需要的照度，正确选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布置方案，创造一个合理的高质量的光环境，来满足工作、学习、生活的需要。第一章总论2.2照明设计的分类范畴第一章总论分类方式主要内容照明的场所室内环境照明住宅空间照明商业空间照明办公空间照明展示空间照明宾馆酒店空间照明休闲娱乐空间照明室外环境照明街道、广场照明建筑立面照明景观照明车站、码头照明2.2照明设计的分类范畴障碍照明、值班照明、警卫照明、直接照明、半直接照明、间接照明等。第一章总论分类方式主要内容照明的方式一般照明为照亮场所设施的均匀照度局部照明特定视觉工作所需，为某个局部而设置重点照明提高限定区域或目标照度，使其比周围区域更亮混合照明一般照明+局部照明混光照明同一场所，由两种以上不同光源形成应急照明在正常照明的电源失效而启动疏散照明应急的一部分，确保疏散通道被有效的辨认和使用的照明。如：“安全出口”“安全门”“避难层”安全照明应急的一部分，确保处于潜在危险中的人员安全的照明定向照明从某一特定方向投射到工作面上的目标上第一章总论一般照明第一章总论局部照明第一章总论装饰照明第一章总论重点照明2.2照明设计的分类范畴第一章总论分类方式主要内容照明的目的功能照明满足不同场所活动所需的基本光照环境是以视觉作业为主导的照明装饰照明照明的艺术性，起到室内装饰的作用。室内：1、运用灯具造型作为室内装饰的元素2、对艺术装饰品照明室外：1、建筑立面照明2、庭院景观照明第三节自然采光与人工照明2.1自然采光自然采光：昼光特性：不断的变化中设计核心：窗户，反映建筑与人工光源的关系设计考虑：自然采光+人工光源结合后的照明质量法国巴黎奥赛博物馆第一章总论窗户的重要性：认为最好的窗户是没有窗户：采光、制冷、隔音这些建筑设计因素都变得很好解决。×概念上的偏差，忽略了昼光引入的优点，不利于地球能源的节约。窗户的基本类型：①直窗：窗户的高度大于宽度②窗墙：窗户占据建筑的周边第一章总论③天窗：用于不适宜做周边窗户的建筑。火车站、现代购物中心、办公综合楼、工厂法国巴黎卢浮宫中国浙江美术馆第一章总论2.2人工照明人工照明：自然采光以外的光源选择灯具的决定性因素是灯具的尺寸、造型、材质、寿命、效率、能耗，还有灯具的控制方法，以及灯具的价格。人工照明的发展概况：火（产生的热量而发光）原始油灯（鱼油或其他油）蜡烛、烛台（灯芯插入溶化的油脂中，唯一现在仍在用）电光源）第一章总论人工照明和自然采光的关系：电光源的发展，人工照明在白天和黑夜都扮演重要角色，人工光源已成为主要光源。当今，节约能源，利用太阳能，尽量减少建筑在白天对人工光源的依赖。关系：天然光与人工光相结合设计师通过房屋设计合理利用太阳能，比如结合屋顶、墙壁、窗户等部分进行合理科学设计。建筑采光的新技术不断涌现，导光管、光导纤维、凌镜玻璃、反射镜、热敏材料等第一章总论屋顶采用角度经过精确计算的棱镜玻璃，不仅一年四季的白天获得均匀舒适的天然光，在冬天太阳照射角度较低时，允许热量进入，在夏季太阳角度较高时候，阻止热量进入。第一章总论照明设计的安全性：①照明设施和电路要避免可能的电击；②电器设备要满足防火标准；③在建设中，电气安全要监测到位；④要有合理的紧急照明系统。第一章总论第一节光与视觉、知觉第二节：光与色第三节：光的基本性质第四节：光的度量第五节：眩光的产生和防止第二章环境艺术照明设计基础第一节光与视觉、知觉人的视觉依赖光而存在。光线人的眼睛识别周围物体的形状、色彩、运动特征和状态1.1视觉的基本概念与性质视力：观看能力与识别的质量，即辨别事物细部特征的能力。视野：视觉范围。在正常亮度范围内，随亮度的提高而增大，但是当亮度高，瞳孔缩小，视野变窄。恒常现象：一个物体在照明性质与强度发生变化的情况下，人们对该物体还保持着原有的认知状态。后像：物体对人的视觉神经刺激消除后，在视网膜上仍然残留着原物体的影像。分为正后像和负后像。正后像：积极后像，是与原物体的亮度和色调相同的后像。负后像：消极后像，是与原物体的亮度和色调相反的后像。第二章环境艺术照明设计基础当前比较成熟的色觉理论有托马斯·杨－赫尔姆霍茨三色理论（三原色理论），对其作出的解释是，眼睛注视绿色一段时间后再看背景，由于绿纤维疲劳不再发生反应，而红和蓝纤维仍对白光中的红和蓝起反应，因而产生红、蓝混合色──品红色。视觉与知觉：视觉定义为“眼睛所察觉的”，知觉广义定义为“外界事物带来的心理感受”。视觉疲劳：长时间在恶劣的照明环境下进行工作，容易引起视觉疲劳。分为全身疲劳和眼睛局部疲劳。视觉疲劳的增加随着照度的增加而得以改善，但也有基本范围。照度在500lx以下时，容易出现上述现象；照度在500lx—1000lx范围时，适合连续工作的室内作业场所；照度在1000lx以上时，对改善视功能、缓解视疲劳没有多大好处。第二章环境艺术照明设计基础1.2视觉对光的反应（1）识别阈限视觉系统极其复杂，它有很大的自调能力，但这种能力有一定的限度。即，视觉器官可以在一个较大的强度范围内感受到光的刺激，但是同时也存在一个最低的限度，低于这一限度，就不再引起视觉器官对光的感觉。能引起光觉的最低限度的光量，就称为视觉识别的阈限，又称为亮度阈限。影响视觉的亮度阈限因素：①目标物的大小，目标越小亮度阈限越高（即亮度阀限越高识别物体的能力越大）②目标物发出光的颜色，光的波长越长（红光、黄光）亮度阈限越低③观察时间，目标呈现时间越短亮度阈限越高第二章环境艺术照明设计基础（2）明适应当视觉环境内亮度有较大幅度的变化时，视觉对这种变化的顺应性称为适应。当人从黑暗的环境进入明亮的环境时，最初会感觉到刺眼，而且无法看清周围的环境，但是过一会就可以恢复正常视力，这种适应叫做明适应。明适应需要的时间短，大约一分钟左右。第二章环境艺术照明设计基础（3）暗适应当人从明亮的环境进入黑暗的环境时，最初一段时间什么也看不见，在逐渐适应黑暗后，才能区分周围物体的轮廓，这种视觉阈限下降的过程叫做暗适应。暗适应需要的时间短，大约30-40分钟左右。因此，在实际照明设计中，要考虑到人眼的明适应和暗适应的特征，加强过渡空间和过渡照明的合理安排和设计，才能避免视觉障碍的发生。第二章环境艺术照明设计基础（4）视觉灵敏度灵敏度：分辨物体细节快慢的能力。需要将目标物与背景做比较才可能实现，目标物与背景要有一定的差距，才容易辨认。一种是颜色的差异，一种是亮度的差异第二章环境艺术照明设计基础在工作时，视觉作业和背景之间满意的关系是：视觉作业的亮度是背景的3倍。还与物体颜色的反射系数有关，比如，视觉作业的反光系数低，要保持它与背景的亮度为3:1的关系，还需要增加视觉作业上的光线数量。建筑物的功能决定所需的光线数量。储藏室：20lx锅炉房：100lx教堂的正殿：100-200lx住宅中的起居室：100-300lx学校教学处、办公室、计算机房：300lx精密电气安装：1000lx医院手术台（局部区域）：15000-30000lx第二章环境艺术照明设计基础（5）识别速度是从看到物体到识别出它的外形所需要的时间的倒数，即1/t.秒识别速度和照明的关系：良好的照明条件缩短视觉所需时间提高识别速度提高工作效率识别速度与目标物尺寸、亮度对比的关系：目标物越大识别速度越快亮度对比越大识别速度越快第二章环境艺术照明设计基础第二节光与颜色自然光是颜色的参照物。因为其他形式的光线都或多或少地改变了所看到的颜色。在昼光下看到的颜色被认为真正的颜色。解决这个问题就需要设计师对颜色及其在室内的作用有基本的了解。第二章环境艺术照明设计基础2.1光与色的基本概念色相：红、黄、蓝等的有彩色所具有的属性。彩度：颜色的鲜艳程度。明度：颜色的明亮程度。色表：观察光源本身所得到的颜色印象。色温：用来描述光源的色表，是按绝对黑色来定义的，光源与黑色颜色相同时，该黑体的温度就称为光源的色温，当黑体受到的热力相当于500-550℃时，就会变成暗红色，达到1050-1150℃时，就变成黄色，达到5000℃就会变成白色，达到8000就会变成青绿色。通常用K（卡尔文）表示。只是用来表示颜色的视觉印象。第二章环境艺术照明设计基础显色性：光源显现物体颜色的特性，显色指数CRI表示，CRI最大值为100.值越高，表示光源的显色性越好，物体颜色越逼真。国际照明委员会（CIE）将灯具的显色性分为5组第二章环境艺术照明设计基础类别显色性CRI灯具场所1A准确的色彩匹配90-100专业荧光灯和金卤灯专用与绘画作品检测的光源1B良好的显色性80-89三基色荧光灯、紧凑型荧光灯、白SON灯商业及工业照明等色彩要求比较严格的场所2一般的显色性60-79普通荧光灯某些商业场所3微弱的显色性40-59高压汞灯、钠灯显示性不太重要的地方4差的显色性20-39低压钠灯显