照明教學課程

 

摘要：照明使我們能看清我們的環(huán)境是什么樣， 它能使我們感覺好與不好、它能讓我們感受到驚奇、興奮等。我們不能觸摸到光，而且對于其很大的一部分，我們都看不見，我們能看到的是光產(chǎn)生的效果，而這是非常神奇的。這就是我們從歷史的、生物的和心理的角度來看的光與照明。我們要通過照明來使我們的環(huán)境看起來越漂亮越好。每一個照明專家都不相同的。每個專家對每一個工程項目都會帶來其獨特的照明理念，經(jīng)驗和照明技術(shù)。
關(guān)鍵詞：照明 教學課程 基本要素 設(shè)計過程

第一章： 照明的藝術(shù)與科學

　　Sandra M. Stashik. PE.:

　　照明真的可以創(chuàng)造空間。 你也可以說，照明能制造空間并使它看起來很美。 但是如果沒有照明，你就再也看不到什么了。 所以，照明使我們有能力創(chuàng)造真正意義上的空間和環(huán)境。

　　Gary R. Steffy:

　　照明遠不止是確定多少燈具可以發(fā)出多少尺蠟光，又失去了多少的光。真正的難題在于建成一個照明的系統(tǒng)，使其能夠讓人們在設(shè)計的內(nèi)外環(huán)境中正常工作。

　　Frank A. Horentinc:

　　如果你真的想要了解照明，你必須從對身邊的事物觀察開始，你去看日落和日出，看一下正午的太陽，看看它們對外面的物體有什么影響。你所作的照明設(shè)計工作就是要把一些對于視覺信息處理至關(guān)重要的因素抽出來，再放到電燈里去。

　　旁白：

　　照明使我們能看清我們的環(huán)境是什么樣， 它能使我們感覺好與不好、它能讓我們感受到驚奇、興奮等。我們不能觸摸到光，而且對于其很大的一部分，我們都看不見，我們能看到的是光產(chǎn)生的效果，而這是非常神奇的。這就是我們從歷史的、生物的和心理的角度來看的光與照明。我們要通過照明來使我們的環(huán)境看起來越漂亮越好。每一個照明專家都不相同的。每個專家對每一個工程項目都會帶來其獨特的照明理念，經(jīng)驗和照明技術(shù)。

　　William Lam:

　　在作照明設(shè)計的時候，也許我追求的最重要的目標就是最大化地使光線單一，就如同是將噪音最小化一樣。所以我總是將你想要的具有積極特性的信息收集起來，以滿足你積極的生理需要。我有很多被照明破壞的例子。也許把彩色光帶到不同的空間----更容易些。很清楚，如果你有一個會議室，你關(guān)心的是能否聽清與你會見的人說的話， 你不想聽見零碎、雜亂的聲音，在視覺世界里也是一樣。我不想我一些不感興趣的因素把我的設(shè)計毀掉。

　　Jules G. Horton, PE

　　我要明白這個空間是用來作什么用的, 人們要在這個環(huán)境中體驗一種什么樣感覺，那么我就會用我的照明設(shè)計來讓他達到目的，幫他們對這種體驗發(fā)揮到極致。

　　Howard M. Brandston

　　你必須觀察你所服務(wù)的人，他們的文化背景、他們的興趣、他們的經(jīng)歷，然后以你自己的理解，進行照明系統(tǒng)的設(shè)計，滿足他們的各種需要。

　　從歷史的角度來看照明

　　Pamela K. Schemenaur

　　當我們回顧照明的歷史的時候，最重要的就是我們所稱作的人的因素：能見度、視覺感知能力、光是怎樣從心理方面影響我們的、我們是怎樣看、怎樣想、怎樣感覺，我們在環(huán)境中對光是怎樣反應(yīng)的。

　　它是以幾種很簡單的東西開始的，一束火焰、一個壁爐、 光與影子，在那個年代，這些簡單的東西激發(fā)人們的靈感，創(chuàng)建了天主教建筑、科學技術(shù)及其藝術(shù)表現(xiàn)。

　　Viggo B, Rainbusch

　　如果我們回到從前看建筑師們是怎樣利用光的， 在文藝復興時代，他們是怎樣將光引進建筑物里去的？是通過窗戶？或是透過天窗？他們是怎樣運用的？這將對我們有所幫助，它將激發(fā)我們的想象和能力，去研究他們所采用的技術(shù)，去明白怎樣讓清晨的霞光通過穹廬形的屋頂正好灑落在相同的立柱之中心位置？在文藝復興時代，制造光源的方針是怎能樣的。

　　Robert T. Prouse

　　我想在照明的歷史上，人們對于空間照明設(shè)計的反應(yīng)是可能是多種多樣的，如果你是一個多年經(jīng)驗的設(shè)計師就知道，在六十年代，你可能想到的最基本的東西就是墻壁和屋頂?shù)墓饩€要均勻一致，以表現(xiàn)古典、國際性的建筑風格，這種照明設(shè)計對于那種建筑來說是適當?shù)摹５绻鞘俏ㄒ坏目梢怨?jié)省空間的辦法， 我們將這比作只有一只鋃頭，另個的辦法就是一只釘子。如果我們不是照過去的幾乎一個世紀里，日光照明和電燈照明都是充分照明那樣， 采取另一種辦法，也許就是最適當?shù)模?這樣，你就知道、你就明白了，另一種考慮或許是更適當些，它可以給我們營造更大的空間。

　　Pamela K. Schemenaur

　　愛迪生的電燈確實將人類帶進了一個前所未有的光明世界，它使很多人類的活動成為了可能，人們在夜晚可以讀書， 可以上街買東西等， 這些在以前都是聞所未聞的。

　　愛迪生的發(fā)明給了我們電燈的最原始的印象。那時的電燈每瓦只能發(fā)出幾流明的光，于是就發(fā)明了日光燈，它更便宜，效率更高，在六十代照明發(fā)展的一個里程碑就是日光燈具的設(shè)計，事實上， 當時燈具會把整個天花板布滿，照明空間的亮度可以達到100 至200 尺蠟光。 當然，在那個時代，能源是相當豐富的。1973年的能源危機，即石油禁運，永遠地改變了照明，也永遠改變照明設(shè)計?，F(xiàn)在我們開始考慮我們要在哪兒安上一個燈，在哪兒我們要放多少光，這讓我們以完全不同的方式來考慮照明設(shè)計問題。

　　現(xiàn)代世界要求照明更注意空間感，更有效率，這讓設(shè)計師要同時考慮到舒適度、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，減少對能源的掘取對于環(huán)境是何等的重要。

　　Babara Erwine

　　現(xiàn)在建筑設(shè)計方面有一個新發(fā)展的方向，那就是更具有社會責任感，不要掘取過多的自然資源，為人們建設(shè)更多的健康的環(huán)境。這要有兩個方面的努力。 一方面， 設(shè)計師在處理設(shè)計偏好方面要注意，另一方面，使用者在決定需要什么樣的家居的時候也是很重要的。

　　生物學的角度來看照明

　　R

　　照明設(shè)計分為三個部分： 一是產(chǎn)生光的部分即日光或燈具， 二是，光的傳播路線，三就是我們，我們的光接收器，我們的視覺，我說的不僅是眼珠，我指的是處理光的信息的整個視覺系統(tǒng)，包括成像和反映，我想這對于理解整個照明設(shè)計來說，這一部分的是有用的。

　　有人說眼睛就象是照相機，它能控制光， 能將光聚焦，能成像，事實上，眼睛只是高度精細的視覺系統(tǒng)處理過程的一個開始。

　　眼睛是視覺系統(tǒng)的第一部分，它能將光反射或折射到焦點上，并將圖象轉(zhuǎn)換成電信號輸入大腦，基本的功能性工作不在眼睛里完成，但是它能處理信息，并將其傳入大腦的后部，事實上這是大腦向外的延伸，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，眼睛所作的工作遠不止是將光反射或折射而已，而是進行大量的計算。所以我們設(shè)計的信息收集不僅是反射或折射光， 聚焦是相機的功能。

　　要想讓眼睛幫我們收集信息，需要具備一些基本的視覺條件。

　　Joseph

　　有四個方面的外部因素決定人們看見景物。我說的外部素就是照明設(shè)計師在設(shè)計是必須要考慮控制的因素。那就是，大小，對比度，時間和亮度。

　　有了這些因素，設(shè)計師就可以設(shè)計出一套照明系統(tǒng)，使人們的視覺系統(tǒng)能很好地調(diào)節(jié)，發(fā)揮眼睛正常的功能。

　　大小就是指視覺范圍的大小，類型，就是眼睛所看到的大小， 比如，十二個孔的書面比8孔的書面大，所以，他就更容易看清了。

　　對比度就是主要就是所觀察的東西的黑與白色或亮色的背景。背景越白，東西越黑，對比度越高，就越容易看清楚。

　　時間通常情況下不被認為是影響視覺的因素。例外的情況如在工業(yè)生產(chǎn)的組裝線上，產(chǎn)品在線上運動相當快，所以景物變化也很大，這樣，時間也就成為了影響因素之一。

　　亮度是照明設(shè)計師要特別注意掌控的一個方面，因為其它的設(shè)計師有可能會改變某個空間的亮度來克服其它因素的效果不良。

　　顏色在視覺體驗中起著至關(guān)重要的作用，它讓人在憑視覺判斷物體尺寸大小的時候出現(xiàn)偏差，影響人們作出重大的決定。如果你想要了解顏色，首先要接受顏色是一種心理體驗。

　　一個物體是沒有顏色的，但它能夠反射光的某一部分，而把另一部分吸收掉。“波長”一詞技術(shù)性可能較強。

　　顏色是一種--------（由光譜組成的光），是對電磁波輻射的感知，電磁波的輻射活動時刻發(fā)生在物品的表面，在環(huán)境里。

　　要看到顏色，你需要三件東西，第一、一個光源， 它能產(chǎn)生與那種顏色有關(guān)的波長，接著，你需要一個能夠反射和傳輸與這一顏色相關(guān)的波長，最后，你必須要有一個接收器：眼睛和大腦，來將這一特別的波長轉(zhuǎn)換成顏色。如果光源的光譜構(gòu)成發(fā)生變化，物體的顏色也跟著變化。

　　一個人們很熟悉的，很實際的例子就是，人穿著藍色的夾克衫。在室外陽光下，藍色光傳很豐富，所以，他看起來是藍色的， 在室內(nèi)，在茶桌前，綠色燈光很弱，所以夾克衫看起來就是純黑色的了。

　　為了取得最佳的視覺效果，你必須考慮到以下幾方面，就是眩光、眼睛的老花、對明暗的適應(yīng)性調(diào)節(jié)。對于眼睛對光線明暗的適應(yīng)性調(diào)節(jié)， 我們有一些生活的經(jīng)驗， 比如說， 我們從室內(nèi)走到黑暗的外邊，我們可能要花幾分鐘的時間才能將外邊的景物看得清晰，如果，從較暗的環(huán)境突然到一個很亮的環(huán)境里，眼睛有可能會感到短暫的刺痛。

　　這對于設(shè)計照明系統(tǒng)很重要。從這一角度來看，我們必須作一些必要的考慮。一個區(qū)域跟另一個區(qū)域的對比需要有很好地限制。

　　亮度是能見度的主要表現(xiàn)。但它往往沒能很好的控制，眩光的問題可能就出現(xiàn)了。

　　我們不是被動的接收者。 事實上我們總是盡力的看到盡可能多的東西。可能

  [page][page]質(zhì)中進入另一鐘密度不同的物質(zhì)中時， 光的傳播路線發(fā)生了變化。

　　比如光從玻璃或是塑料中穿過，如果有一個三棱鏡或者不規(guī)則的形狀在其中，它不僅會影響光出來的光的分布情況，還會改變其傳播方向，這種材料可以用來改變光的方向，使光看起來更加舒服，讓光束會聚一點點，使物體白熾化，使燈具的光照程度增加等，反射器在此起了很大的作用。

　　反射

　　當光到達某種特定的物質(zhì)上， 它或許被傳播出去， 或者被發(fā)散掉， 或者就是被改變方向。比如，你在選取燈具的時候，這對于你理解為什么表面光亮的物質(zhì)在出光方面與表面不太光滑的或表面已被涂成白色的物質(zhì)的所不同。我們一般都有認為表面光滑的材料向平面發(fā)光方面是最為有效的。這往往是真實的情況，有些時候表面涂白的物體在送光方面更為有效，盡管沒有光滑表面控制得更為有效。所有的這些材料都會影響燈具發(fā)出光束的傳播，作為照明設(shè)計師，對材料的選定一定要妥當。

　　還有，有時候要求燈具發(fā)出來的光照范圍要符合預(yù)先確定標準，在這里， 光照的范圍是很重要的。

　　光照面積有多大， 這往往是一個最基本的問題。因為面積越大，控制的難度就更難，就需要更大的燈具，控制也就更難了。所以說點光源是理想的，尤其是傳播較遠的情況。但是點光源太亮了，它需要一些散射和特別的處理，使其成為一種有效的照明方式。

　　另一與光學控制有關(guān)的方面是物質(zhì)與環(huán)境的相互作用。在環(huán)境中，一個鏡子一樣平滑的表面，一個是很模糊的表面，它會產(chǎn)生什么樣的影響，它出現(xiàn)在這個空間的任何地點上會有什么樣的結(jié)果，采取什么樣的措施來防止產(chǎn)生不良的影響，提高光照效率。

　　基本的電光源

　　照明確實是一門時尚和科學技術(shù)相結(jié)合的工程。這兩個方面的變化也許不如都發(fā)展得快，

　　事實上是光源科技的發(fā)展推動了燈具的發(fā)展，越來越新的燈具被生產(chǎn)出來固定光源。近幾年，幾種傳統(tǒng)的光源，即白熾燈、日光燈和HID，都取得了巨大的革新，努力地推動燈泡變得更加精致，效率更高，且日光型的HID讓人看起來更覺舒服。

　　今天的發(fā)展趨勢是考慮燈泡的發(fā)光率，即是效率的問題，你既可以獲得如此高的光使用效率，又不會失去漂亮的色彩和長久的使用壽命。

　　每一個燈發(fā)出來的光顏色特性或者說是色溫都各不相同，其范圍從蠟燭的2000 開爾文到日光燈的4100開爾文不等，白熾燈的色溫居于二者之間，為2700---3100開爾文。白熾燈是一個很簡單的設(shè)備，將一只會發(fā)光發(fā)熱的電熱絲密封在一個玻璃罩子里，將其導通電流，電熱絲發(fā)熱至白熾狀態(tài)，就發(fā)出光來了。一般來說白熾燈有它的一些缺點，比如說，使用壽命短，能源效率低、另一方面，白熾受歡迎的當然就是其顏色，低亮度，它的可調(diào)性，在形狀、大小，功率方面都可與其它燈不相上下，還有就是它的靈活性，它可以用在要任何地方，散光照明可以， 點照明也可以，也可以作閃爍的裝飾彩燈。

　　鹵素燈

　　鹵素燈是白熾燈的一個變種。從根本上說，它與白熾燈的差別在于一點，就是鹵素燈里充滿了鹵素氣體。

　　鹵素燈的主要好處包括其顏色，它比普通的白熾燈要稍白一點。它比普通白熾燈效率要高些。還有一點就是鹵素燈的使用壽命更長， 比如說，鹵素燈的使用壽命可能是3500小時，幾乎是普通白熾燈的4倍。

　　低功率的鹵素燈也還是屬于白熾燈類的，最為盛行的是PAR燈的MEAR燈，低功率的鹵素燈是光照大小預(yù)先確定的，對特殊區(qū)域或?qū)ο筮M行定點照明是高能效的。這些燈需用一個變壓器。

　　要控制光的另一個辦法就是將電流通過管子里的密閉蒸汽或氣體，這些氣體就能讓放電燈工作。最為通用的放電燈的就是低壓水銀弧燈，其通用的名稱就是日光燈。其使用壽命處于10000——2000小時之間。

　　我偏愛的光源還是日光燈，日光燈特別的有效，它很容易起動，如果有適合的XX，有適合的鎮(zhèn)流器，有適合的控制器，它很容易處理，它還有潛力進行高流明的輸出和低流明的輸出，其顏色穩(wěn)定。日光燈是不會運去的，它是很好的解決方案。

　　緊湊型的日光燈有巨大的潛力取代目前效率較低但更加普及的白熾燈。

　　緊湊型的日光燈有日光燈的高效率，長壽命，其精巧的外型跟白熾燈差不多。所以今天我們就要運用緊湊型的日光燈和其它能源效率高，使用壽命長的光源，而不是白熾燈，來作地燈、壁燈，裝飾燈和室外燈。

　　另一種廣泛運用的低壓放電燈是冷陰極電燈，或霓虹燈。霓虹燈的優(yōu)點在于能夠作得長長的、不連貫的一條照明線。其燈泡使用壽命額定值是25，000小時。其缺點就是它需要一個噪聲大、高功率的變壓器。

　　電光源家族另一個成員是高亮度放電燈，即HID。高電流通過高壓氣體而發(fā)光。

　　HID 電光源主要是金屬受熱發(fā)出來的光與鈉，我們已看到其顯色性，以及其穩(wěn)定性，也就是長時間以后，它能正常地顯示顏色。

　　HID燈以前曾經(jīng)是使用起來非常難， 因為它要求功率要高，有色偏現(xiàn)象，燈泡也很大，使用起來很不方便而安裝的空間也比較大。現(xiàn)在， HID 燈泡變小，顏色也穩(wěn)定了，功率范圍也廣，從35到50瓦或更高的功率的都有。現(xiàn)在人們將HID燈用于室內(nèi)，對顏色要求較嚴的地方，比如說零售店鋪等地。

　　這些高壓的鈉燈以前往往是用于以社會治安為目的的照明，和室外要表現(xiàn)很好的顏色的場所，近年來的改進使人們在室內(nèi)也可以使用了。高壓鈉燈的使用壽命很長，可達25，000小時，它可以用在低氣溫的地區(qū)。

　　高壓鈉燈從某些方面來看也比以前更好用了。高壓鈉燈在顯色性方面就比以前好多了，有時你可能要犧牲能源效率，但在零售攤檔、店鋪這些地方確實很有用處。

　　所有的放電燈都要求有一個鎮(zhèn)流器。

　　鎮(zhèn)流器有兩個功能， 一是開啟電燈，另一個就是使燈泡保持在已設(shè)定的限制變化范圍內(nèi)進行工作，即處于正常工作狀態(tài)，比如說溫度狀況，環(huán)境狀況，功率狀況等。

　　不應(yīng)感到驚奇的是，鎮(zhèn)流器的發(fā)展趨勢是其能源效率。

　　今天高能效的鎮(zhèn)流器是雙放大電子鎮(zhèn)流器。電子鎮(zhèn)流器在10年以前還是前沿的發(fā)展技術(shù)，今天，已成為了主流，并成為了一個商業(yè)標準。除了節(jié)能以外，它還讓人感覺起來舒服些，一是它減少了日光燈的閃爍情況，還有就是減少了其嗡鳴聲。有的情況下， 鎮(zhèn)流器還要起動日光燈，它使其讓人感到更舒服，減少了不良的狀態(tài)，這就是緊湊型日光燈的特性。

　　自然光線

　　現(xiàn)在來講對某一空間的照明。有些什么自然光線進入到這個空間里來，它們是怎樣通過天花板進入到空間，是怎樣把房間照亮，讓我們能感覺到外面的事物。即使是站在建筑的中心，也能感受到外邊的景物。如果選取一塊透明的玻璃，事實上，我們就可以看到藍天，看到陽光直接穿過玻璃進入到房間里來。在那樣的環(huán)境里生活是一種很好的感覺。

　　沒有人愿意住在一個沒有透明的窗戶可以看到外邊景物的房間里。每個人都想要通過窗戶朝外邊看。天氣、四季的變化給人的感受覺，社會治安狀況給人的感覺，是一種很美好的體驗。

　　有了自然光線，顏色的飽和度和方向的變化是平穩(wěn)的，這種變化可以滿足人的生理和心理的需要。這還僅僅是開始。自然光也是取之不盡，用之不絕的轉(zhuǎn)化為光的巨大代

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