照明设计基础知识

照明设计基础知识

照明是人们对外界视觉感受的前提，室内照明分为天然采光和人工照明两大类。天然采光是通过窗口获取室外光线。

人工照明是指使用器具确保室内的明度。人工照明又分为明视照明和装饰照明。在设计照明中，装饰照明表现一定的装饰内容、空间格调和文化内涵。

学习室内照明设计，必须掌握一些点光源、灯具、照明方式、照度标准、照明质量等相关的知识。

一、光源和灯具的分类及命名

1.光源的分类

室内常用的照明灯具是由白炽灯泡、荧光灯、卤钨灯三种光源以及各样的遮光体组成的。

1）白炽灯是指由通过电流加热达到白炽状态的物体中发出的光源。

2）荧光灯是指由放电产生的紫外线辐射所激发的荧光物质发光的放电灯。

3）卤钨灯是以一定的比率封入碘、溴等卤族元素或其它化合物的充气灯泡。

2.光源型号命名方法

各类电光源的命名，一般由三部分组成：

1）第一部分为汉语拼音首字字母，表示光源特征和名称。

2）第二、三部分一般由数字组成，表示光源的定额工作电压和定额电功率。

3）如型号为：PZ220—40，代表普通照明灯泡，定额工作电压为220V，定额功率40W。如型号为：T—40，代表筒灯，定额电压功率40W。

二、室内照明的基本概念

1、灯具效率

灯具的效率是指在规定条件测得的灯具所发射的光通量值与灯具内的所有光源发出来的常用的光通量的测定值之比值。

白炽灯和日光灯有不同的光效，白炽灯的光效约为10Lm/w，日光灯的光效约为40Lm/w。

2、灯光源的颜色特性

1）等光源的颜色

作为照明光源，除了要求高的发光效率外，还要求它发出的光具有良好的颜色，光源的颜色有两方面的含义；

A、一是指人眼直接观察光源时所看到的颜色，称为光源的色表。

B、二是指光源的照射到物体上所产生的客观效果。

2）光源的显色性

人工光源照射到物体上时能确定物体色的可见度的特性，称为这个光源的显色性。

A）如果各色物体受照射的效果和标准光源（黑体或标准昼光）照射时一样，则认为该光源的显色性好（显色指数高）；

B）反之，如果物体在受照射后颜色失真，则该光源的显色性差（显色指数低）。

C）光源的显色性，取决于光源的光谱能量分布，对有色物体的颜色外貌有显著影响，国际照明委员会（CIE）用一般显色指数Ra作为表示光源显色性能的指标，Ra的理论最大值是100。

D）住宅、旅馆、餐厅等场所常使用显色指标Ra≥90。

3）色温

当黑体加热到某一温度时所发生的光色与给定的光源的颜色相同，这时，黑体的温度就是光源的颜色的温度，简称色温（K表示绝对温度）。

一般情况下，色温值＞5000K的为冷色温。

如荧光灯、白昼光。色温值在3300～5000K为中间色温；色温值＜3300K为暖色温。如白炽灯光源。低色温的光在效低照度下使人感到愉快，而在高照度下则使人感到过于刺激；高色温的光在低照度下使人感到阴沉昏暗，而在高照度下则感到愉快。

3、眩光及控制眩光

1）眩光

人脑把进入眼睛的光刺激转化为整体经验的过程称为视知觉。它是对客观事物的整个形象的反映。在视野内由于光的亮度分布或亮度范围不适当，或在空间上时间亮度对比悬殊，以致引起眼睛不舒适或降低观察能力的现象称为眩光。它是一种视觉条件，不是光线。如果光源、灯具、窗子和其它区域的亮度比室内一般环境的亮度高得多，人们就会感受到眩光。

2）灯具产生眩光的主要因素

A)光源的亮度和大小；

B)光源在视野内的位置、观察者的视线方向；

C)照度水平和房间表面的反射比等诸多因素；

其中光源（灯和窗子）的亮度是最主要的。

3）控制不舒适的眩光

眩光产生不舒适感，（新名词：光污染）严重的还会损害视觉功效，所以工作房间必须避免眩光干扰。避免的办法是降低光源的亮度、移动光源位置和隐蔽光源，当光源处于玄关区之外，即在视平线上45°之外，眩光不严重。

原则上，在工厂、办公楼、学校、医院等照明场合要严格控制眩光。

在舞厅、酒吧、客厅里，则可以用适当的眩光来造成气氛照明。

4、在照度分布于亮度分布的要求

1）照度均匀度

为使工作面照度处于比较均匀的状态，要求做到：

A) 局部工作面的照度值不大于平均值的25 %；

B) 一般照明中的最小照度与平均照度比值规定在0.7以上；

2）光亮度

光在某一方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量、称为光源在

在某一方向的光亮度。一个普通的白炽灯泡和一个磨砂玻璃灯泡，即使它们的发光强度相同，但在视觉上产生的明亮程度是不相同的。

3）亮度对比

在视野内的目标和背景的亮度差与与背景亮度或目标亮度之比称为亮度对比。要创造一个良好的、使人感到舒适的室内照明环境，就需要亮度分布合理和室内各个面的反射比选择适当，照度的分配与之相配合。

一般情况下，由于人的视线不是固定的，经常由此及彼，如果室内亮度分布变化过大，就会就引起视觉器官的疲劳和不快感。

但是，在以气氛照明为主的环境，有时却需要用变化亮度的方法来改变室内单调的气氛。如会议桌照度与周围相差很大，反而会形成“中心感”的效果。

三. 照明方式

照明方式产生的光照和光影效果起到烘托室内环境气氛的作用。现代室内设计的多层次、界面模糊的复合星际以及“未完成设计”的灵活性，都可以通过光环境设计以及对空间的表现加以完善和改变，使创作得到充分的体现。

因此采用何种方式，达到何种照明效果，这与区间功能的要求密切相关。不同特性的照明产生了各种光现象，照明光线之间不同比例的配合，产生了各种照明方式。

如直接照明、半直接照明、全扩散照明、直接—间接照明、半间接照明、间接照明等，它们之间不同比例的照明光线的分配。详见：（照明方式光线比例示意图）在装饰设计中，将直接照明和扩散照明称为一次光源，如舞厅、陈列架、橱窗、住宅的餐厅、卧室和书房等处的照明。局部常用的照明方式是直接照明，而将间接照明和半间接照明称为二次光源。

例如某一家庭在看电视时，所用的光是通过装饰柜中反射出来的光，这既能体现房间装饰柜中高雅的工艺品，给人一种美的享受，也能避免使人们在看电视时有不舒适光的刺激。

四、照度标准

光源在单位时间内通过某一面积的光能，称为该面积的光通量（Φ）。光通量单位为流明（Lm）。

照度（E）是指在每单位面积（A）所通过的光通量（Φ），照度单位为勒克斯,（lx）,面积单位为平方米（㎡）。被光均匀照射的平面照度为：

()()()2m

=

EΦ

/

lx A

lm

概括地说，活动时间愈长，活动性质愈为复杂精细，所需照度愈强。相反，则所需照度可相对减低。而且光源必须设法隐置，眩光必须设法消除，才有利于活动的进行。

国家的照度标准是根据经济和电力发展水平制定和颁布的各种工作面上的照度值。民用建筑照度标准可参见《建筑电气设计技术规程》（JCJ16—83）中的规定，或参考以下各表。