2019最新灯光与照明设计之物理

第一章 总论
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。
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。
）





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、
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
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
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
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
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
第一章 总论
2.2 照明设计的分类范畴
分类方式
室
照
内 环
明
境 照
的
明
场
所
室 外
环
境
照
明
主要内容 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 街道、广场照明
建筑立面照明 景观照明
车站、码头照明
第一章 总论
2.2 照明设计的分类范畴
分类方式
主要内容 一般照明
灯光与照明设计
主讲：马前进
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
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
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
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 灯
东晋青瓷牛形灯
北齐瓷
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。
的环境，但是过一会就可பைடு நூலகம்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。
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
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
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
第一章 总论
2.2 照明设计的分类范畴
分类方式
白瓷蟠龙灯
白瓷灯
新材质:铜、铁、锡、银、玉、石、木、玻璃等。
石灯（路灯）
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。
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
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
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
为照亮场所设施的均匀照度
照
局部照明 重点照明
明
混合照明
特定视觉工作所需，为某个局部而设置 提高限定区域或目标照度，使其比周围区域更亮
一般照明+局部照明
的
混光照明
同一场所，由两种以上不同光源形成
方
应急照明 疏散照明
在正常照明的电源失效而启动 应急的一部分，确保疏散通道被有效的辨认和使用的照
式
明。如：“安全出口”“安全门”“避难层”
主要内容
功
照
能 满足不同场所活动所需的基本光照环境
照
明
明 是以视觉作业为主导的照明
的
目
的
照明的艺术性，起到室内装饰的作用。
装 室内：1、运用灯具造型作为室内装饰的元素
饰
2、对艺术装饰品照明
照 室外：1、建筑立面照明
明
2、庭院景观照明
第一章 总论 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
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。
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