灯光设计

基本简介 1967年法国第十三届国际计量大会规定了以 坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。灯光设计 名词定义 常用单位 在每平方米11325牛顿的标准大气压下，面积等于1/6平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而灯光设计 毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约242K或1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。并且，烛光、国际烛光、坎德拉 三个概念是有区别的，不宜等同。从数量上看，6 坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于.885国际烛光或.919坎德拉。 发光强度 发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。 光亮度 光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。 立体角 以锥的顶点为心，半径为1的球面被锥面所截得的面积来度量的，度量单位称为“立体弧度”。 平面角 在平面上我们定义一段弧微分S与其矢量半径r的比值为其对应的圆心角，记作：θ=ds/r；所以整个圆周对应的圆心角就是2π。 类立体角 定义立体角为曲面上面积微元ds与其矢量半径的二次方的比值为此面微元对应的立体角。记作：θ=ds/r^2； 灯光设计(18张) 由此可得，闭合曲面的立体角都是4π。 以下是部分光源的亮度值：单位cd/m2 太阳：1.5*1；日光灯：（5—1）*13；月光（满月）：2.5*13；黑白电视机荧光屏：12左右；彩色电视机荧光屏：8左右。 光通量 光源所发出的光能是向所有方向辐射的，对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同，眼睛对各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的辐射能通量相等，在视觉上并不能产生相同的明亮程度，在各色光中，黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。如果用绿色光作水准，令它的光通量等于辐射能通量，则对其它色光来说，激起明亮感觉的本领比绿色光为小，光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明，是英文lumen的音译，简写为lm。绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.35*13cm2面积上辐射出来的光通量为1lm。为表明光强和光通量的关系，发光强度为1坎德拉的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1流明。一只1W的日光灯输出的光通量大约是53流明。 光照度 光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源，常在光源上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，以增加这一被照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。 以下是各种环境照度值：单位lux 黑夜：.1--.2；月夜：.2—.3；阴天室内：5—5；阴天室外：5—5；晴天室内：1—1；夏季中午太阳光下的照度：约为1*9次方；阅读书刊时所需的照度：5—6；家用摄像机标准照度：14。 设计因素 灯光设计中，应选择既满足使用功能和照明质量的要求，又便于安装维护、长期运行费用低的灯具，具体应考虑以下几个方面： （1）、光学特性，如配光、眩光控制； （2）、经济性，如灯具效率、初始投资及长期运行费用等； （3）、特殊的环境条件，如有火灾危险、爆炸危险的环境，有灰尘、潮湿、振动和化学腐蚀的环境； （4）、灯光光线上应与建筑物相协调； （5）、 灯具效率（η）高：η=ΦL/ΦO，取决于反射器形状和材料，出光口大小，漫射罩或格栅形状和材料； （6）、 符合环境条件的IP等级。 配光选择 按室空间比（RCR）选择灯具的配光，以提高利用系数，表5可供参考。 表5 按RCR选择灯具配光 灯光分类 1、室外照明：景观灯 | 道路灯| 草坪灯 | 高杆灯| 庭院灯 | 地埋灯 | 护栏灯| 探照灯 | 广场灯 | 交通灯 | 隧道灯| 泛光灯 2、室内照明：台灯 | 壁灯 | 吸顶灯 | 室内装饰灯| 灯管/灯泡 | 落地灯 | 吊灯| 工矿灯| 天棚灯 3、光 源: 1代：白炽灯(卤素灯/石英灯) ，2代：荧光灯 (杀菌灯、节能灯、无极灯、日光灯) ，3代：HID（汞灯、低压钠灯、高压钠灯、石英金卤灯、陶瓷金卤灯、氙灯、氖灯），4代：LED（二极管、LED系列） 4、舞台灯具：舞台灯 | 电脑灯| 追光灯 | 扫描灯 | 摇头灯 | 柔光灯| 回光灯| 聚光灯 | 激光灯 5、车用灯具：前灯 | 尾灯 | 转向灯 | 氙气灯| 警灯 | 边侧灯 | 刹车灯手 6、电筒：普通手电筒 | 充电手电筒 | 头灯 | 太阳能手电筒| 无电源手电筒 | 提灯、探照灯 | 防水手电筒 | 防爆手电筒 7、其它：灭蚊灯 | 灭蝇灯 | 捕虫灯 灯光术语 光 光是一种电磁波。光：由光源发出的辐射能中的一部分，即能产生视觉的辐射能，常被称作为“可见光”。光的波长：从38nm----78nm ，紫外线的波长：从1nm---38nm，肉眼看不见。红外线的波长：从78nm---1mm，肉眼看不见。 色温 以绝对温度K来表示。是将一标准黑体加热，温度升高至某一程度时，颜色开始由红—浅红-橙黄-白-蓝白-蓝，逐渐变化，利用这种光色变化的特性，某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为该光源的相关色温。 显色指数 显色指数（Ra)是衡量光源显现被照物体真实颜色的能力参数。显色指数（-1）越高的光源对颜色的再现越接近自然原色。 光通量 表示发光体发光的多少，流明（Lm）是光通量的单位。(发光愈多流明数愈大)。 光效 光源所出的光通量与所消耗电功率之比。单位：流明/瓦（Lm/W）。 平均寿命 也称额定寿命，它是指一批灯点亮至一半数量损坏不亮的小时数。 光强 单位立体角内的光通量，单位：cd。 照度 照度是用来说明被照面（工作面）上被照射的程度，通常用其单位面积内所接受的光通量来表示，单位为勒克斯（lx）或流明每平方米（lm/m2）。 亮度 亮度是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发光面在垂直于该方向上的投影面积的比值，称为发光面的表面亮度，单位为坎德拉每平方米（cd/m2）。 发光效率 通常简称为光效，是描述光源的质量和经济的光学量，它反映了光源在消耗单位能量的同时辐射出光通量的多少，单位是流明每瓦（lm/w) 光束角 是指灯具光线的角度灯杯的角度，一般常见的有1°、24°、38° ，公会、共3种。 颜色的显现和照度 光源的显色指数与照度一起决定环境的视觉清晰度。在照度和显色指数之间存在一种平衡关系。从广泛的实验中得到的结果是：用显色指数Ra>9的灯照明办公室，就其外观的满意程度来说，要比用显色指数低的灯（Ra<6）照明的办公室，照度值高25%以上。 光环境 光环境是人们在一定的视觉空间对光的心理感受。一个好的光环境给人产生一种良好的视觉感受，这种良好的视觉感受直接影响人们的身心健康。人们在考虑营造良好的光环境同时，要考虑节能的问题。绿色照明的概念就是如何降低汞的释放量，如何节约人类赖以生存的有限能源。 设计原则 功能 灯光照明设计必须符合功能的要求，根据不同的空间、不同的场合、不同的对象选择不同的照明方式和灯具，并保证恰当的照度和亮度。例如：会议大厅的灯光照明设计应采用垂直式照明，要求亮度分布均匀，避免出现眩光，一般宜选用全面性照明灯具；商店的橱窗和商品陈列，为了吸引顾客，一般采用强光重点照射以强调商品的形象，其亮度比一般照明要高出3～5倍，为了强化商品的立体感、质感和广告效应，常使用方向性强的照明灯具和利用色光来提高商品的艺术感染力。 美观 灯光照明是装饰美化环境和创造艺术气氛的重要手段。为了对室内空间进行装饰，增加空间层次，渲染环境气氛，采用装饰照明，使用装饰灯具十分重要。在现代家居建筑、影剧建筑、商业建筑和娱乐性建筑的环境设计中，灯光照明更成为整体的一部分。灯具不仅起到保证照明的作用，而且十分讲究其造型、材料、色彩、比例、尺度，灯具已成为室内空间的不可缺少的装饰品。灯光设计师通过灯光的明暗、隐现、抑扬、强弱等有节奏的控制，充分发挥灯光的光辉和色彩的作用，采用透射、反射、折射等多种手段，创造温馨柔和、宁静幽雅、怡情浪漫、光辉灿烂、富丽堂皇、欢乐喜庆、节奏明快、神秘莫测、扑朔迷离等艺术情调气氛，为人们的生活环境增添了丰富多彩的情趣。 经济 灯光照明并不一定以多为好，以强取胜，关键是科学合理。灯光照明设计是为了满足人们视觉生理和审美心理的需要，使室内空间最大限度地体现实用价值和欣赏价值，并达到使用功能和审美功能的统一。华而不实的灯饰非但不能锦上添花，反而画蛇添足，同时造成电力消耗，能源浪费和经济上的损失，甚至还会造成光环境污染而有损身体的健康。 安全 灯光照明设计要求绝对的安全可靠。由于照明来自电源，必须采取严格的防触电、防断路等安全措施，以避免意外事故的发生。