照明设计基础知识入门-

【照明设计基础知识】【照明设计基本概念和要求】【室内采光部位与照明方式】【室内照明作用与艺术效果】【灯具造型设计和选择】【照明类型和表现手法】【照明设计基本概念和要求】【照明设计基本概念和要求】一、照度、光色、亮度1、照度光通量人眼对不同波长的电磁波，在不同的辐射量时，有不同的明暗感觉，人眼有这个视觉特性称为视觉度，并以光通量作为基准单位来衡量。光通量的单位为流明（LM），照度光照的某一面上其单位面积内所接收的光通量称为照度，其单位为勒克斯（LX）。2、光色光色主要取决于光源的色温，并影响室内的气氛。色温(K，开尔文)低，感觉温暖；色温高，感觉凉爽。色温＜3300K为暖色，色温＜5300K为中间色，色温＞5300K为冷色。光源的色温应与照度相适应，即随着照度增加，色温也应相应提高。否则，在低色温、高照度下，会使人感到酷热；而在高色温，低照度下，会使人感到阴森的气氛。设计者应联系光、目的物和空间彼此关系，去判断其相互影响。光的强度能影响人对色彩的感觉，如红色的帘幕在强光下更鲜明，而弱光将使蓝色和绿色更突出。设计者应有意识地去利用不同色光的灯具，调整使之创造出所希望的照明效果。如点光源的白炽灯与中间色的高亮度荧光灯相配合。从左到右为3000Kelvin，3500Kelvin，6500Kelvin显色性：光源的光照射在物体上所显示出来的客观效果显色指数：是对光源显色性的评价显色指数（Ra）最大值为100，80以上显色性优良；79-50显色性一般；50以下显色性差。●主要光源的显色指数（Ra）如下表：灯名显色指数（Ra）灯名显色指数灯名显色指数白炽灯500w97白色荧光灯40w70-80高压汞灯400w30-40卤钨灯85-99日光色灯75-94高压钠灯400w20-25氙灯90-943、亮度亮度作为一种主观的评价和感觉，和照度的概念不同，它是表示由被照面的单位面积所反射出来的光通量，也称发光量。亮度与被照面的反射率有关，例如在同样的照度下，白纸看起来比黑纸要亮。4、材料的光学性质光遇到物体后，某些光线被反射，称为反射光；光也能被物体吸收，转化为热能，使物体温度上升，并把热量辐射至室内外，被吸收的光就看不见；还有一些光可以透过物体，称透射光。这三部分光的光通量总和等于入射光通量。当光射到光滑表面的不透明材料上，如镜面和金属镜面，则产生定向反射，其入射角等于反射角，并处于同一平面；如果射到不透明的精糙表面时，则产生漫射光。材料的透明度导致透射光离开物质以不同的方式透射，二、照明的控制1、眩光的控制定义：视野内有亮度极亮的物体或强烈的亮度对比，则可能引起不舒适或造成视觉降低的现象，称为眩光。●产生眩光的主要原因：1、光源的亮度（亮度越高，眩光越显著）2、光源的位置（越接近视线，眩光越显著）3、光源的外观大小与数量4、周围的环境（环境亮度越暗，眼睛的适应亮度很低，眩光就越显著）●控制眩光的方法：1、直接控制光源亮度或采用透光材料减弱眩光2、用灯具保护角控制眩光2、亮度比的控制控制整个室内的合理的亮度比例和照度分配，与灯具布置方式有关。（1）一般灯具布置方式①整体照明：其特点是常采用匀称的镶嵌于天棚上的固定照明，这种形式为照明提供了一个良好的水平面和在工作面上照度均匀一致，在光线经过的空间没有障碍，任何地方光线充足。②局部照明：为了节约能源，在工作需要的地方才设置光源，并且还可以提供开关和灯光减弱装备，使照明水平能适应不同变化的需要。但在暗的房间仅有单独的光源进行工作，容易引起紧张和损害眼睛。③整体与局部混合照明，为了改善上述照明的缺点，将90%-95%的光用于工作照明，5%-10%的光用于环境照明。④成角照明：是采用特别设计的反射罩，使光线射向主要方向的一种办法。这种照明是由于墙表面的照明和对表现装饰材料质感的需要而发展起来的。2、亮度比的控制（2）照明地带分区①天棚地带：常用为一般照明或工作照明，由于天棚所处位置的特殊性，对照明的艺术作用有重要的地位。②周围地带：处于经常的视野范围内，照明应特别需要避免眩光，并希望简化。周围地带的亮度应大于天棚地带，否则将造成视觉的混乱，而妨碍对空间的理解和对方向的识别，并妨碍对有吸引力的趣味中心的识别。③使用地带：使用地带的工作照明是需要的，通常各国颁布有不同工作场所要求的最低照度标准。上述三种地带的照明应保持微妙的平衡，一般认为使用地带的照明与天棚和周围地带照明之比为2-3：1或更少一些，视觉的变化才趋向于最小。（3）室内各部分最大允许亮度比①视力作业与附近工作面之比3：1；②视力作业与周围环境之比10：1；③光源与背景之比20：1；④视野范围内最大亮度比40：1。2、亮度比的控制【室内采光部位与照明方式】一、采光部位与光源类型1、采光部位利用自然采光，不仅可以节约能源，并且在视觉上更为习惯和舒适，在心理上能和自然接近、协调，可以看到室外景色，更能满足精神上的要求，如果按照精确的采光标准，日光完全可以在全年提供足够的室内照明。室内采光效果，主要取决于采光部位和采光口的面积大小和布置形式，一般分为侧光、高侧光和顶光三种形式。侧光可以选择良好的朝向、室外景观，使用维护比较方便，但当房间的进深增加时，采光效率很快降低。因此，常加高窗的高度或采用双向采光或转角采光来弥补这一缺点。北京一个幼儿园设计，内部的顶部设计采用了自然采光的形式，既在日间采集到了光线，又增加了趣味性，是儿童接受并喜爱这个中庭空间。著名建筑师贝聿铭的日本美术馆内部设计，利用建筑的顶和侧面采光，屋顶半透明的结构在阳光的照射下留下有趣的光影，随着日间光线的变化，影子也在变化，空间也随之变化。●进入室内的日光因素由下列三部分组成：（1）直接天光；（2）外部反射光；（3）室内反射光。自然采光一般采取遮阳措施，以避免阳光直射室内所产生的眩光和过热的不适感觉。但阳光对活跃室内气氛，创造空间立体感以及光影的对比效果，起着重要的作用。2、光源类型光源类型可以分为自然光源和人工光源。自然光源主要是日光。被大气层扩散后的太阳能能产生蓝天，或称天光。人工光源人工光源主要有白炽灯、荧光灯、高压放电灯。家庭和一般公共建筑所用的主要人工光源是白炽灯和荧光灯。（1）白炽灯构造是由两金属支架间的一根灯丝，在气体或真空中发热而发光。可在白炽灯光源上增加玻璃罩、漫射罩，以及反射板、透镜和滤光镜等去进一步控制光。白炽灯可用不同的装潢和外罩制成，一些采用晶亮光滑的玻璃，另一些采用喷砂或酸蚀消光，或用硅石粉沫涂在灯泡内壁，使光更柔和。白炽灯的优点：1）光源小、便宜。2）具有种类极多的灯罩形式，并配有轻便灯架、顶棚和墙上的安装用具和隐蔽装置。3）通用性大，彩色品种多。4）具有定向、散射、漫射等多种形式。5）能用于加强物体立体感。6）白炽灯的色光最接近于太阳光色。白炽灯的缺点：1）其暖色和带黄色光，会在一定程度上影响被照射物的显色。2）光通量较低，产生的热为80%，光仅为20%。3）寿命相对地较短。（2）荧光灯这是一种低压放电灯，灯管内是荧光粉涂层，它能把紫外线转变为可见光。形式有直管型、环型、单端—球型、椒型、柱型、H型、U型（U、双U、三U）等功率从4w—125w不等，显色指数白织灯色和暖白色（80），其他低于80。（3）氖管灯（霓红灯）霓红灯多用于商业标志和艺术照明，近年来也用于其他一些建筑。形成霓红灯的色彩变化是由管内的荧粉层和充满管内的各种混合气体，并非所有的管都是氖蒸气，氩和汞也都可用。霓红灯和所有放电灯一样，必须有镇流器能控制的电压。霓红灯是相当费电的，但很耐用。（4）高压放电灯高压放电灯至今一直用于工业和街道照明。小型的在形状上和白炽灯相似，有时稍大一点，内部充满汞蒸气、高压钠或各种蒸气的混合气体，它们能用化学混合物或在管内涂荧光粉涂层，校正色彩到一定程度。高压水银灯冷时趋于蓝色，高压钠灯带黄色，多蒸气混合灯冷时带绿色。高压灯都要求有一个镇流器，这样最经济，因为它们产生很大的光量和发生很小的热，并且比日光灯寿命长50%。二、照明方式照明方式按灯具的散光方式分为：1.间接照明由于将光源遮蔽而产生间接照明，把90%~100%的光射向顶棚、穹顶或其他表面，从这些表面再反射至室内。当间接照明紧靠顶棚，几乎可以造成无阴影，是最理想的整体照明。从顶棚和墙上端反射下来的间接光，会造成天棚升高的错觉。上射照明是间接照明的另一种形式，筒形的上射灯可以用于多种场合，如在房角地上、沙发的两端、沙发底部和植物背后等处。二、照明方式2.半间接照明半间接照明将60%~90%的光向天棚或墙上部照射，把天棚作为主要的反射光源，而将10%~40%的光直接照于工作面。从天棚来的反射光，趋向于软化阴影和改善亮度比，由于光线直接向下，照明装置的亮度和天棚亮度接近相等。具有漫射的半间接照明灯具，对阅读和学习更可取。二、照明方式4.漫射照明这样照明装置，对所有方向的照明几乎都一样，为了控制眩光，漫射装置圈要大，灯的瓦数要低。5.半直接照明在半直接照明灯具装置中，有60%~90%光向下直射到工作面上，而其余10%~40%光则向上照射，由下射照明软化阴影的光的百分比很少。二、照明方式6.宽光束的直接照明具有强烈的明暗对比，并可造成有趣生动的阴影，由于其光线直射于目的物，如不用反射灯泡，要产生强的眩光。鹅颈灯和导轨式照明属于这一类。7.高集光束的下射直接照明因高度集中的光束而形成光焦点，可用于突出光的效果和强调重点的作用，它可提供在墙上或其他垂直面上充足的照度，但应防止过高的亮度比。图中卧室设计是间接照明的形式，光从墙体内的发光槽中射出，经由墙体反射出来，从而变得柔和温馨。漫射性的光源中这种形式的吊灯是代表。这种光源的瓦数要低，从而避免眩光的出现。壁灯属于半间接照明，这种照明形式既给房间提供了需要的光线又在墙体上留下特殊的光影，可以调节墙体的单调。【灯具造型设计和选择】1）、地灯施工时装置于地板下，一般用于提示和增加气氛。如用在楼梯、通道部位等。属于气氛照明和整体照明的补充照明。2）、吸顶灯安装与顶棚的基础照明光源。分为浮凸式和嵌入式，所用白织灯泡有40W、60W、75W、100W和150W等、荧光管灯一般选用30W或40W。3）、吊灯一般安装在距顶棚50mm——1000mm处，装饰性强，通常出现在室内空间的中心位置，也可作为局部照明，如餐桌上方的吊灯。4）、镶嵌灯也称嵌入式灯。安装在室内空间天花顶棚内的灯具，灯口与顶棚面大致相齐。如灯棚或灯檐，均作为基础照明用；在吊顶中装入荧光管灯或白炽灯，可做成隔绝式或漏透式的吊顶。如果将天棚的全部或某些局部整个作为灯具来处理，这种形式称为发光天棚。发光天棚是嵌入式灯具的演化，用透光材料取代该部分天棚的装修材料：如乳白玻璃、磨砂玻璃或光学格栅等。(5)投光射灯：为小型聚光照明灯具，有夹式、固定式和鹅颈式，通常固定在墙面上，可调节方位和投光角度，使用灵活方便，多用于重点照明或局部点缀。(6)分色涂膜镜：一种涂有多层特殊膜面的反射镜，其光源为冷卤素灯泡，具有配光性能好和超小型体积的特点，通常用于重点照明。(7)导轨照明灯具：在顶棚上安装轨道，轨道上再安装若干可移动的反射投光灯的照明灯具，可根据特殊要求移动灯的位置。(8)壁灯：安装于墙壁上的灯具。在高大的空间内，选用壁灯作为补充照明，可以解决光照度不足的问题。同时，壁灯还可以创造出理想的艺术装饰效果。(9)顶棚照明器：是灯具与发光顶棚的有机结合分类：1、发光顶棚：灯具放在顶棚内，灯下覆盖半透明的漫射材料，可结合其它顶棚灯具照明；2、格栅顶棚：用格栅（透明、不透明）代替漫射材料，其保护角可防止眩光3、组合顶棚：顶棚与灯具形成顶棚单元，再排列；4、成套装置顶棚：是将灯具、空调装置、消除噪声装置和防火装置排列而成【室内照明作用与艺术效果】室内照明的作用与艺术效果表现在以下四个方面：一、创造气氛光的亮度和色彩是决定气氛的主要因素。我们知道光的刺激能影响人的情绪，例如：●亮的房间比暗的房间更为刺激，但是这种刺激必须和空间所应具有的气氛相适应。●光线弱的灯和位置布置得较低的灯，使周围造成较暗的阴影，天棚显得较低，使房间似乎更亲切。