,照明基礎(chǔ)知識,第一章 光度、色度基本概念及知識,什么是光，光是指輻射能的一部分，即具有刺激視覺器官特性的輻射能。 從物理學(xué)的觀點(diǎn)說，光是電磁波譜的一部分，波長范圍在380780nm（納米）之間，這個范圍在視覺上可能稍有些差異。 任何物體發(fā)射或反射足夠數(shù)量合適波長的輻射能，作用于人眼睛的感受器官，就可看見該物體。 一般輻射能波譜的范圍，可見光譜輻射能的波長在380x10-910-9m（即380780nm）之間，僅是輻射能中很小的一部分。 在1666年，牛頓使一束自然光線通過棱鏡，從而發(fā)現(xiàn)光束中包含組成彩虹的全部顏色?？梢姽庾V的顏色實(shí)際上是連續(xù)光譜混合而成的。波長從380nm向780nm增加時，光的顏色從紫色開始，按藍(lán)、綠、橙、紅的順序逐漸變化。如下圖：,第一節(jié)：光的度量及其單位,一、 光通量 光源在單位時間內(nèi)向周圍空間輻射出去的并能使人眼產(chǎn)生光感的能量，稱為光通量。單位為流明（lm）。光通量=光效X功率 二、 發(fā)光強(qiáng)度（光強(qiáng)） 光源在空間某一方向上單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量與該立方體角的比值，稱為光源在這一方向上發(fā)光強(qiáng)度，簡稱光強(qiáng)，單位為坎德拉（ cd）。 三、 照度 照度是用來說明被照面（工作面）上被照射的程度，通常用其單位面積內(nèi)所接受的光通量來表示，單位為勒克斯（lx）或流明每平方米（lm/m2）。 四、 亮度 亮度也是用來表示物體表面發(fā)光（或反光）強(qiáng)弱的物理量，被視物體發(fā)光面在視線方向上的發(fā)光強(qiáng)度與發(fā)光面在垂直于該方向上的投影面積的比值，稱為發(fā)光面的表面亮度，單位為坎德拉每平方米（cd/m2）。,具體如下圖指示:,第二節(jié)：光源的色溫及顯色性,一、 色溫 將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱(如白熾燈中的鎢絲)，隨著溫度升高黑體的顏色開始沿著深紅-淺紅-橙-黃-白-藍(lán)逐漸改變，當(dāng)某光源發(fā)出的光的顏色與標(biāo)準(zhǔn)黑體處于某溫度的顏色相同時，我們將黑體當(dāng)時的絕對溫度稱為光源的色溫，以絕對溫度K來表示。基本色 如表所示：,(色溫常識)表一,色溫(3300K)較低的空間,色溫(5000K)較高的空間,(色溫感知)表二,(不同色溫空間效果)圖例說明：,色溫低,色溫高,K值(色溫)越低，光色越偏紅。 K值(色溫)越高，光色越偏藍(lán)。,二、 顯色性 光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性，也就是顏色逼真的程度，顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較好，我們所見到的顏色也就接近自然色，顯色性低的光源對顏色再現(xiàn)較差，我們所見到的顏色偏差也較大，用顯色指數(shù)（Ra）表示。 國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數(shù)定為100，各類光源的顯色指數(shù)各有相同， 如：高壓鈉燈的顯色指數(shù)為Ra=23，熒光燈管顯色指數(shù)Ra=60-90。顯色指數(shù)越接近100，顯色性就越好。 如下圖：不同顯色指數(shù)下的物體所呈現(xiàn)出來的效果:,自然的顯示方法,效果顯色,忠實(shí)地再現(xiàn)色彩,光源一般顯色指數(shù)類別,三、 顏色顯色性和照度 光源的顯色指數(shù)與照度一起決定環(huán)境的視覺清晰度。研究表明，在照度和顯色指數(shù)之間存在一種平衡關(guān)系：用顯色指數(shù)Ra90的燈照明辦公室，就其外觀的滿意程度來說，要比用顯色指數(shù)低的燈（Ra60）照明的辦公室效果好，照度值可降低25%以上。 應(yīng)該盡可能選用有最佳顯色指數(shù)和發(fā)光效率高的光源采用適當(dāng)?shù)恼斩龋员阋宰钚〉哪芰抠M(fèi)用獲得良好的視覺外觀效果。,照度低、顯色指數(shù)低的空間 陰濕的空間印象。 陰郁的空間印象。,照度、色溫低的空間印象,綠色的線條內(nèi)是基本上讓人感覺心情舒暢的范圍。（只從色溫和照度的視點(diǎn)）,四、眩光評價方法 在視野范圍內(nèi)有亮度極高的物體，或亮度對比過大，或空間和時間上存在極端的對比，就可引起不舒適的視覺，或造成視功能下降，或同時產(chǎn)生這兩種效應(yīng)的現(xiàn)象，稱為眩光。眩光是影響照明質(zhì)量的最重要因素。 從眩光的作用來看可分直接眩光和反射眩光，直接眩光是在觀察物體的方向或接近這一方向內(nèi)存在發(fā)光體所引起的眩光。反射眩光是發(fā)光體的鏡面反射，特別是在觀察物體方向或接近這一方向出現(xiàn)鏡面反射所引起的眩光。 眩光按其效應(yīng)又可分為失能眩光和不舒適眩光。失能眩光又稱為生理眩光，這種眩光會妨礙對物體的視看效果，使視功能下降，但它不一定引起不舒適。不舒適眩光又稱為心理眩光，這種眩光使人不舒適，但它不一定妨礙對物體的視覺功能效果。,眩光(英國)標(biāo)準(zhǔn)分類,(多數(shù)用在照明設(shè)計(jì)中用到),眩光限制等級表：,對眩光程度的感覺，僅4種因素值得考慮 （1）燈具亮度； （2）房間長度和燈具安裝的高度（即距高比）； （3）由平均水平照度表示的視適應(yīng)水平； （4）燈具種類，如燈具側(cè)面是否發(fā)光等；,(多數(shù)用在照明設(shè)計(jì)中用到),光度量的比較,1、從定性的角度分析光度量的基本概念，了解其內(nèi)在關(guān)系。 2、光通量、光效、光強(qiáng)和亮度反應(yīng)光源特性的基本量，說 明的是光源的發(fā)光情況。 3、照度是表征被照物接受光通強(qiáng)弱的物理量，有著本質(zhì)的區(qū) 別。 4、其次在應(yīng)用中，單位上比較容易混淆；在定性和定量分析 中，各有所偏重。,第二章 光源結(jié)構(gòu)及原理,在照明工程中常用的光源有白熾發(fā)光的白熾燈和鹵鎢燈，低壓氣體放電的各種熒光燈和高強(qiáng)氣體放電的熒光高壓汞燈，金屬鹵化物燈和高壓鈉燈等。常用光源分類如下表：,不同光源所呈現(xiàn)色溫顯色指數(shù)分類,第一節(jié)：白熾燈與鹵鎢燈 一、 白熾燈原理 凡是根據(jù)熱輻射原理工作的光源都可稱為白熾燈。目前常用的白熾燈分兩類，即普通白熾燈和鹵鎢燈。 白熾燈靠電能將燈絲加熱到白熾而發(fā)光。在燈絲發(fā)光的同時還產(chǎn)生大量的紅外輻射和小量的紫外輻射，它們最終以熱能的形式而損失掉。顯然，要想提高白熾燈的光效，應(yīng)選用高熔點(diǎn)材料做燈絲，并使之在盡可能高的溫度下工作。,白熾燈,一、白熾燈 構(gòu)造：,第三章 電光源,燈 頭,支 架,發(fā)光材料,玻璃外殼,惰性氣體,1、白熾燈的結(jié)構(gòu) 普通白熾燈泡由鎢絲、玻璃泡、燈頭、支架、引線等幾部分組成，內(nèi)充氬、氮、或氬氮混合氣體，通常的工作壓力約為1.013x105Pa，而氬氮的比例由額定電壓和燈絲溫度而定，通常白熾燈使用氬氣在86%98%之間。,2、白熾燈類型：白熾燈泡有普泡、蘑菇泡、圓球泡、燭形泡、反射泡、節(jié)日泡和花生米燈泡等系列產(chǎn)品。 3、白熾燈的色溫、顯色指數(shù) 白熾燈的光效較低（約為1217lm/W），色溫較低一般為24002900K，但顯色性較高，顯色指數(shù)Ra高達(dá)99100。到目前為止，它是應(yīng)用最廣泛的一種光源。,4、白熾燈的特點(diǎn)及應(yīng)用,有高度的集光性，便于光的再分配,適合頻繁開關(guān)，點(diǎn)滅性能及壽命影響小,顯色性能好,光效較低,特點(diǎn),白熾燈的應(yīng)用,適用于家庭、賓館、飯店及藝術(shù)照明,信號照明、投光照明和小型建筑物照明,電影、劇院和舞臺布景照明,二、鹵鎢燈 鹵鎢燈屬于熱輻射光源，工作原理基本上與普通白熾燈一樣，在結(jié)構(gòu)上有較大的的差別。最突出的差別就是鹵鎢燈泡內(nèi)所填充的氣體含有部分鹵族元素或鹵化物。 鹵鎢燈的光效較高（約為1821lm/W），色溫較低一般為27003300K，顯色性較高，顯色指數(shù)Ra高達(dá)99100。,二、鹵鎢燈 1、結(jié)構(gòu)及鹵鎢循環(huán)：,石英玻璃管,金屬支架,燈絲,單端式,雙端式,1、鹵鎢燈的結(jié)構(gòu) 鹵鎢燈是由鎢絲、充入鹵素的玻璃泡和燈頭等構(gòu)成。鹵鎢燈有雙端、單端和雙泡殼之分； 2、鹵鎢燈的分類 （1）按充入燈泡內(nèi)的不同鹵素可為碘鎢燈和溴鎢燈； （2）按燈泡外殼材料的不同可分為硬質(zhì)玻璃鹵鎢燈、石英玻璃鹵鎢燈；,3鹵鎢燈按工作電壓的高低不同可分為市電鹵鎢燈（220V）和低電壓型鹵鎢燈（6V、12V、24V）； 4鹵鎢燈按燈頭結(jié)構(gòu)的不同可分為雙端、單端鹵鎢燈； 5.鹵鎢燈的工作原理 當(dāng)充入鹵素物質(zhì)的燈泡通電工作時，從燈絲蒸發(fā)出來的鎢，與鹵素化合，形成一種揮發(fā)性的鹵鎢化合物。鹵鎢化合物在燈泡中擴(kuò)散運(yùn)動，當(dāng)擴(kuò)散到較熱的燈絲周圍區(qū)域時，鹵鎢化合物分解成鹵素和鎢，釋放出來的鎢沉積在燈絲上，而鹵素再繼續(xù)擴(kuò)散到其溫度較低的燈泡壁區(qū)域與鎢化合，形成鹵鎢循環(huán)。,6.鹵鎢燈的特點(diǎn)和應(yīng)用 使用時應(yīng)注意以下問題： 鹵鎢燈不適用于低溫場合。雙端鹵鎢燈工作時，燈管應(yīng)水平安裝，其傾斜角度不得超過40，否則會縮短其使用壽命；另外，由于鹵鎢燈燈絲細(xì)長又脆，鹵鎢燈使用時，要避免震動和撞擊，也不宜作為移動照明燈具。,燈杯（MR16、MR11）,燈珠,PAR燈光源,鹵鎢燈的特點(diǎn)和應(yīng)用： 由于鹵鎢作用的原因，燈的壽命大大的提高 （1500-2000）H 溫度升高，可見光增加，光色改善，顯色性好。（99） 透過率改善，光效提高。1030Lm/W,應(yīng) 用,體育場、廣場、會場、舞臺、機(jī)場、商業(yè)和攝影等,！,水平安裝,避免與易燃物接觸,不宜作為移動式的局部照明,40,第二節(jié)：熒光燈 熒光燈與白熾燈的發(fā)光原理完全不同，熒光燈是一種低壓氣體放電燈。所謂氣體放電就是指電流通過氣體媒介時的放電現(xiàn)象。氣體放電現(xiàn)象是非常普遍的，例如廈日雷雨時的閃電，使用電焊機(jī)時產(chǎn)生很強(qiáng)的光等都是氣體放電現(xiàn)象。,1、熒光燈的發(fā)光原理 熒光燈的常用熒光粉是三基色粉；一種低壓汞蒸氣體放電燈。燈管內(nèi)水銀蒸氣的原子在放電時激發(fā)出253.7 nm紫外線。紫外輻射被管壁上的熒光粉吸收，轉(zhuǎn)變成可見光。轉(zhuǎn)換效率和燈的顏色主要取決于熒光粉的種類和性質(zhì)。,汞Ar,e,自持放電,電離,熒光粉,紫外線,可見光,2、 熒光燈的能量轉(zhuǎn)換示圖,熒光燈,燈管電極發(fā)熱34,紫外線63,可見光3,紫外線發(fā)熱38,熒光粉發(fā)光25,對流 傳導(dǎo) 熱輻射,可見光,40W,100,28,72,2、熒光燈的光電特征 （1）、電壓特性：電源電壓的變化，會引起各種特性的變化。無論電壓過高或過低，都會縮短燈的壽命，因?yàn)殡娫措妷涸龈?，使燈電流增大，燈管會黑化，壽命縮短；而電源電壓降低，電極溫度降低，燈不易啟動，促使電極物質(zhì)濺散，也使壽命縮短，所以要求電源電壓的波動范圍必須為額定值的6以內(nèi)，同時燈用鎮(zhèn)流器的選擇和匹配也非常重要。,（2）、開關(guān)次數(shù)對壽命的影響 熒光燈頻繁啟動會大大消耗陰極物質(zhì)，從而使壽命降低。通常，熒光燈壽命是指每開一次點(diǎn)燃3h的總使用時間。連續(xù)工作時間越長，壽命越長，因此，在頻繁開關(guān)燈具的場所不宜使用熒光燈。,（3）、環(huán)境溫度對熒光燈的影響 燈的工作特性，還取決于管內(nèi)汞的蒸汽壓，因此也受環(huán)境溫度影響，當(dāng)溫度過低時，汞蒸汽壓力下降，汞原子電離率下降，啟動困難，同時紫外線的輻射減少。當(dāng)環(huán)境溫度過高，管內(nèi)汞蒸氣壓力增高，紫外線反而減少，其他譜線增加。因此，環(huán)境溫度過低和過高都會影響熒光燈的發(fā)光效率。熒光燈不宜用在戶外。,光 效,紫外線強(qiáng)度,汞蒸氣壓力,形狀、冷端溫度,室 溫,光 通,環(huán)境溫度對光效影響很大！,在200C光 效 最 高,低于100C 啟動困難,-50C 無 法 啟 動,溫度的影響,（4）、環(huán)境溫度對熒光燈的影響,濕度過高對熒光燈的啟動和工作不利。 嚴(yán)重影響其使用壽命！,相對濕度在60%以下對熒光燈的工作是有利的，75 % 85 %時是最不利的,3、熒光燈的特點(diǎn)及應(yīng)用,壽命長光通衰減少,啟動慢 點(diǎn)燃遲,發(fā)光效率高,不能頻繁啟動 環(huán)境要求高,光色豐富 顯色性能好,3000h,3-5S,25-67 Lm/W,溫度 濕度,R70-99 色溫范圍廣,熒光燈的應(yīng)用,適用于進(jìn)行較精細(xì)的工作，照度要求較高或進(jìn)行長時間視覺工作的場所。,光譜較連續(xù)，顯色性好，故適于需要正確識別色彩的場所。 節(jié)能的場所。,光色特殊，故適合于無天然采光的空間照明或要求環(huán)境較舒適的場所，但懸掛不宜太高。,不宜在開關(guān)頻繁的場所和環(huán)境質(zhì)量惡劣的地方使用，瞬時啟動和調(diào)光的場所也不適合。,1、概念 由于管壁溫度而建立發(fā)光電弧，其發(fā)光管表面負(fù)荷超過3W/Cm2的氣體放電燈，稱為氣體放電燈。 如：高壓鈉燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈和氙燈等。 2、結(jié)構(gòu)和工作原理,輔助電極,主電極,發(fā)光管,外殼,第三節(jié)：高強(qiáng)度氣體放電燈 熒光燈以外的氣體放電燈都屬于第三代光源。,雙端金鹵燈（R*7S）,單端插口金鹵燈（G12）,3、氣體放電燈特性比較,燈 型,特性,燈 型,特性,3、氣體放電燈特性比較 續(xù),4、高壓氣體放電燈的應(yīng)用,高壓汞燈,高大的廠房、體育場館、一般的街道、廣場、車站碼頭等。,對光效要求不高,對光色無特殊要求,金鹵燈,高壓鈉燈,較繁榮街道、商業(yè)照明、廣場照明、舞臺攝影、體育場館等,主干道路燈照明、港口車站和廣場照明等,對光色要求較高,對光色無特殊要求,而光效較高的場所,5、 高壓氣體放電燈建議,在室外照明設(shè)計(jì)中，對于綜合性空間的照明處理應(yīng)按金鹵燈和高壓鈉燈混光配合，互為補(bǔ)充，以求得更好的照明效果！,建議,一、光源的選擇和燈具（怎樣選擇光源） 1、光源的種類和特性 2、光色（色溫）和照明,商品的顯色方法,適應(yīng)賣場的氣氛,空間上的愉悅感所必要的空間,色溫體現(xiàn)出充實(shí)感、心理上的滿足所必要的空間,第三章 照明設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論,二、商業(yè)照明的分類和方法 商業(yè)照明基本上是由：1、一般照明 2、重點(diǎn)照明 3、裝飾照明三部分構(gòu)成。三部分的構(gòu)成比例要適當(dāng)，而且要統(tǒng)籌兼顧、相互配合，就能獲得優(yōu)美的照明效果。,基礎(chǔ)照明,環(huán)境照明,確保店鋪內(nèi)必要的基本的亮度的照明。,環(huán)境照明,重點(diǎn)照明,局部突出的照明。,基礎(chǔ)照明的進(jìn)一步設(shè)想，進(jìn)一步演繹渲染店鋪 環(huán)境照明一般表現(xiàn)在遠(yuǎn)觀效果,基礎(chǔ)照明,重點(diǎn)照明,基礎(chǔ)照明,商品照明例,使用筒射燈的重點(diǎn)照明,使用柜架下方照明的商品照明,商品照明例,(重點(diǎn)照明)突出金屬的光澤感,柜下燈的照明,突出商品的凹凸感,三、照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) (參考) 國外商業(yè)照明照度標(biāo)準(zhǔn)值（lx）,日本JIS照度標(biāo)準(zhǔn)值,國際照明委員會照明標(biāo)準(zhǔn)（CIES 008/E-2001）商業(yè)部分,住宅、辦公建筑照明的照度,是指在一定自然采光的區(qū)域正常工作狀態(tài)下所需的照度。 各工作面的推薦照度取值應(yīng)考慮其本身的反射比、對比、重要性、年齡因素等。 制定照度標(biāo)準(zhǔn)的因素：,