构思光环境的基本方案

关于照明设计（节选）一、基本方案构思阶段·认识理解建筑方案、功能、性质·调查研究类似的案例·构思光环境的基本方案·确立照明的初步方式二、初步设计阶段·空间、功能的划分·光的布局、区域的界定·确定照明控制方法·照明器具的初步设计·采用照明手法及形式三、深化设计阶段·选择灯具．确定光源、灯具布置及安装方法·确定光的强度。辉度、照度等·电路设计——绘制施工图四、施工阶段·灯具的最终确定·现场灯光的确认和调整·光强度的测定、调整光通量luminousflux?流明(LUMEN)IM光源每秒钟所发出能量的总和，简单的说为发光量光强luminousintensityI坎德拉(CANDELA)cd发光强度，在某一特定立体角内所发射光的量．照度illuminanceE勒克斯(LUX)lx单位面积内所入射光的量，即光通量除以面积（m2）亮度luminaceL坎／米２cd/m2某方向反射光的强度．照度和亮度分别为入射和反射光之强度．平均寿命h（小时）指一批灯泡点灯至一半数量损坏不亮的小时数．经济寿命h（小时）同时考虑灯泡之损坏和光束输出衰减的情况下，其综合光通量输出减至一特定比例的小时数，此比例在室外光源为７０%，室内光源为８０%．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。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。根据MaxPlanck的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Blackbodylocus）显示黑体由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称色温，以绝对温K（Kelvin，或称开氏温度）为单位（K=℃+273.15）。因此，黑体加热至呈红色时温度约527℃即800K，其他温度影响光色变化。光色越偏蓝，色温越高；偏红则色温越低。一天当中画光的光色亦随时间变化：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。仅冯色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何关于照明设计（节选）不同光源环境的相关色温度光源色温北方晴空8000-8500k阴天6500-7500k夏日正午阳光5500k金属卤化物灯4000-4600k下午日光4000k冷色营光灯4000-5000k高压汞灯3450-3750k暖色营光灯2500-3000k卤素灯3000k钨丝灯2700k高压钠灯1950-2250k蜡烛光2000k光源色温不同，光色也不同，色温在3300K以下有稳重的气氛，温暖的感觉；色温在3000--5000K为中间色温，有爽快的感觉；色温在5000K以上有冷的感觉。不同光源的不同光色组成最佳环境，如表：色温光色气氛效果5000K清凉(带蓝的白色)冷的气氛3300-5000K中间(白)爽快的气氛3300K温暖(带红的白色)稳重的气氛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。最后……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（白炽灯或画光）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，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差(colorshift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。演色指数系数(Kaufman)仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。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(Ra)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。显色指数与显色性的关系当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的colorshift.色差程度越大，光源对该色的显色性越差。演色指数系数（Kaufman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源。此系统以8种彩度中等的标准色样来检验，关于照明设计（节选）比较在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离（Deviation）程度，以测量该光源的显色指数，取平均偏差值Ra20-100，以100为最高，平均色差越大，Rr值越低。低于20的光源通常不适于一般用途。指数（Ra）等级显色性一般应用90-1001A优良需要色彩精确对比的场所80-891B需要色彩正确判断的场所60-792普通需要中等显色性的场所40-593对显色性的要求较低，色差较小的场所20-394较差对显色性无具体要求的场所220V白炽灯泡瓦数与流明的换算10W——65lm15W——101lm25W——198lm40W——340lm60W——540lm100W——1050lm150W——1845lm200W——2660lm300W——4350lm500W——7700lm1000W——17000lm日光灯管的换算15W＝490lm－560lm20W＝700lm－800lm30W＝1160lm－1400lm40W＝1700lm－1920lm一.光与电磁波：光是一种电磁波，速度为：30×10000km/s波长为780～380nm（纳米）。1纳米=10的-9次方米二.光谱与颜色：光谱：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫红外线波长：620～780nm。紫外线的波长：380～420nm。如下图：波长780～620～590～560～490～450～420～380nm太阳光：波长是780～380nm，纯白色。白炽灯：波长为780～400nm，缺少紫光，故合成后光色略偏红黄。荧光灯：波长为750～310nm，缺少红光，故合成后略带青色或呈青白色。三.灯具的主要作用：1.固定和保护灯；2.控制和分配灯光，突现所需的光分布；3.装饰与美化环境；四.照明灯具的光特性：照明灯具的光特性主要用三项技术数据来说明，即：1.发光强度的空间分布；2.灯具效率；3.亮度分布或灯具遮光角；关于照明设计（节选）五.发光强度的空间分布任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间光分布。取同灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过灯具中心的下垂线的平面为C90平面。至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称灯具的空间配光。为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明（lm）的假想光源来提供光强分布数据。因此，实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000之比。照明灯具的光强分布是利用灯具的反光罩、透光棱镜、格栅或散光罩控制灯光实现的。反射罩是灯具的基本控光部件，它的反射比越高，规则反射越强,控光能力越显著。阳极氧化或抛光氧化铝、不锈钢板是常用的镜面发射材料。按照规则反射定律对铝反射罩的几何形状、尺寸进行周密设计，安装时注意光源精确定位，便能获得各种需要的光分布。格栅主要起遮蔽光源，减少直接眩光的作用。透过格栅的光分布一般比较狭窄。六.照度与空间发光强度分布照明灯具的布置和照度计算是照明设计的重要组成部份，直接影响照明设计质量。点光源照度计算：E=F=IQ·CoSQ=IQ·CoS2Q2ΔSD2h2式中：E：照度ΔS：受光面积F：光通量IQ:发光强度公式表明：点光源所产生照度和它到受照面的距离的平方成反比，和入射角的余弦成正比，和反光强度成正比。当光源尺寸小于它到受照面距离的1/10时即视为点光源。七.灯具概算图灯具概算图表达了单位面积使用灯具数量的关系。通常灯具概算图给出同一灯具几种不同的悬挂高度，当工作面照度要求为100Ix时，某种平面面积所需灯具的数量，作为选择灯具的依据。假如要求正确工作面的照度不是100Ix时，则实际所需灯具数量为概算图上给出数量乘以实际照度与100Ix之比。八.名词解释：1.光通量：单位时间光源向空间发出的、使人产生光感觉的能量。设光源在t秒内总共辐射出的光能是W，我们就把辐射出来的光能W与辐射所经过的时间t之比称为光通量。光通量是衡量光源发光多少的一个指标。以F表示，单位为光瓦。光瓦单位太大，常用流明（lm）作为实用单位，它们的关系是1光瓦=683流明（lm）。1lm=1cd·sr例：普通40W荧光灯的光通量为2200流明（100小时）国产白炽灯每消耗1W电能所产生的光通量约为12.5lm（4tlm）2.发光强度：是光通量的空间密度，即单位立体角的光通量，也就是衡量光源发光强弱程度的量。单位为坎德拉（cd）。一支蜡烛的发光强度约为1cd。国产100W普通白炽灯的发光强度约为100cd。3.光照度（简称照度）：是受光表面上光通量的面密度，即单位面积的光通量。故照度是表示受光表面被照亮程度的一个量。以E表示，单位为勒克斯（Lx）。例：自然光的照度大约如下：100000Lx晴天的阳光直射下关于照明设计（节选）10000Lx晴天时背阴处20Lx晴天时室内角落0.2Lx月夜100～200Lx一般办公室要求的照度一般学习的照度应不少于75Lx在40W普通灯泡正下方1m处的照度约为30Lx40W荧光灯正下方1.3m处的照度约为90Lx4.光亮度（简称亮度）：单元表面在某一方向上的光强密度，它等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比。即被视物体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的亮度。亮度往往是表示某个方向上的亮度。以B表示，单位：坎德拉每平方米，符号：cd/㎡。或尼特（nt）、熙提（sb）。1nt尼特=1cd/㎡，1sb熙提=10000nt尼特。用公式表示如下：B=IQΔS·CoSQ40W荧光灯的表面照度为7000cd/㎡白炽灯的灯丝亮度约为400×104太阳亮度约为20×108cd/㎡一般阴天天空亮度平均值为2000cd/㎡5.光效：光源的发光效率，就是光源所发生的光通量和它所消耗的电功率之比，简称光效。单位：流明/瓦，符号：lm/W一般白炽灯泡的光效约为7～20lm/W直管形荧光灯的光效约为30～60lm/W,所以使用荧光灯比使用白炽灯更能节约能源。九.光色与失真光色是衡量光源质量的一个重要指标。含：1.色表：人眼直接观察发生的光线所看到的颜色。2.显色性：光线照射到物体表面上所产生的客观效果。3.显色指数：灯光下所显示的颜色与阳光下的颜色相比较之数值。4.色温：是表示炽热发光物体具有的颜色。十.科学合理的照明1.亮度对比当周围亮度与中心亮度相等时，或周围稍暗时，视力最好。2.眩光在视环境内，若有亮度极高的物体或强烈的亮度。分直射眩光和反射