展示照明設計的分類與應用

1、展示照明設計的分類與應用 目錄 n一、照明設計術語 n二、光源種類 n三、燈具分類 n四、照明的方式 n五、照明質量與展示照明設計要求 一、照明設計術語 n光 n光的本質是電磁波，在波長范圍及共寬廣的電磁波中，光 波僅占極小的，能夠被視覺感知的可見光波的波長范圍約 在380nm到780nm之間，表現為紫色、藍色、綠色、黃色、 橙色、紅色的光說理顏色。光效設計利用的正是這個波長 范疇的可見光。超過可見光譜的此外區(qū)域和紅外區(qū)域，人 的視覺感覺不到，但生理感覺得到。比如，足夠輻射強度 的紅外線會使人感到皮膚發(fā)熱，波長小于320nm的此外線 輻射會損害生物組織等。因此，展示光效設計也需要考慮 紅外線輻

2、射和紫外線輻射帶來的影響。 n光譜 光通量 n視覺對不同波長的電磁波產生的顏色具有不同的靈敏度， 其中對黃綠光最敏感，常常會覺得黃綠光最亮，而波長較 長紅光和波長較短的紫光則相對暗得多。為了便于衡量這 種主觀感覺量，國際上把555nm的黃綠光的感覺量定為1, 其余波長的光的感覺量都小于1。鑒于視覺以主觀感覺量 衡量光的特點，照明設計用光通量來衡量光源發(fā)出的光能用光通量來衡量光源發(fā)出的光能 大小大小。 n光通量排除方向、距離和強度因素，指單位時間內的光的單位時間內的光的 總量總量。以流體做比較，光通量類似于每分鐘流過的水量。 光通量用符號F或表示，單位流明流明，符號lm。 發(fā)光強度 n不同光源發(fā)

3、出的光通量在空間中的分布是不同的，同一個 光源發(fā)出的光通量在空間各方向上的分布也并不均勻。因 此，常用發(fā)光強度衡量光源發(fā)出的光通量在空間各方向上 的分布密度。 n發(fā)光強度指發(fā)光體在特定單位立體角內發(fā)出的光通量發(fā)光體在特定單位立體角內發(fā)出的光通量，用 符號I表示。照明設計經常繪制光強分布曲線光強分布曲線表示光源在 各個方向上的發(fā)光強度。發(fā)光強度的單位是坎得拉坎得拉，符號 cd。 照度 n對于照面，常用落在它上面的光通量的多少來衡量它被照衡量它被照 射的程度射的程度，這就是照度照度。 n照度指投射在物體表面上的光通量的密度投射在物體表面上的光通量的密度，用符號E表示。 照度的單位是流明每平方米流明

4、每平方米，又稱勒克斯勒克斯，符號lx。1lx指 1流明的光通量均勻分布在1平方米的被照面上。40瓦白熾 燈下1米處的照度約30lx，陰天室外照度約800012000lx， 晴朗的正午室外照度可達8000090000lx。 亮度 n在房間內的同一位置放置黑色和白色兩個物體，雖然照度 相同，但看起白色物體明顯要這很多。這表明物體表面照 度并不直接等同于眼睛對它的視覺感覺。亮度作為一種主 觀的評價和感覺，用來表征物體表面的明亮程度。 n亮度是物體單位面積向視線方向發(fā)出的發(fā)光強度物體單位面積向視線方向發(fā)出的發(fā)光強度，用符號 L表示。亮度的單位是燭光每平方米燭光每平方米，又稱尼特尼特，符號是 nt。1尼

5、特相當于1平方米面積上，沿法線方向產生1燭光 的發(fā)光強度。 n光通量說明發(fā)光體發(fā)出的光能數量；發(fā)光強度是發(fā)光體某 方向上發(fā)出的光通量密度，說明發(fā)光體的光能空間分布情 況；照度表示被照面接收的光通量密度，用來鑒定被照面 的照明情況；亮度發(fā)示發(fā)光體單位表面積上發(fā)出的發(fā)光強 度，表征物體的明亮程度。 色溫 n人工照明光源發(fā)出的光線雖然大體上表現為白色光，但眼 睛很容易就可以分辨出它們之間的差別。光線的顏色主要光線的顏色主要 取決于光源的色溫取決于光源的色溫。當光源發(fā)出的光的顏色光的顏色與黑體在某一某一 溫度下輻射的顏色溫度下輻射的顏色相同時，黑體的溫度就為該光源的顏色 溫度，簡稱色溫色溫，以電光源的

6、開氏溫標表示，符號是K。 n光源色溫大于大于5300K時時的光色看起來比較涼爽比較涼爽，稱之為冷 色光；色溫小于小于3300K時時的光色看起來比較溫暖較溫暖，稱之為 暖色光；光源色溫屬于屬于5300K3300K之間之間的光色介于冷介于冷 暖之間暖之間。一般來講，紅色光的色溫低，藍色光的色溫高。 低色溫的暖光在低照明水平下較受歡迎低色溫的暖光在低照明水平下較受歡迎，容易使人聯想到 火焰或者黎明和黃昏時候的陽光所擁有的金紅色的光芒。 高色溫的冷光在較高的照明水平時較受歡迎高色溫的冷光在較高的照明水平時較受歡迎，容易使人聯 想到晝光。由于色溫直接影響人對環(huán)境的感受色溫直接影響人對環(huán)境的感受，因此對塑

7、 造展示氣氛很重要。 顯色性 n物體之所以有顏色，是因為物體表面吸收入射光中某些波物體之所以有顏色，是因為物體表面吸收入射光中某些波 長的光，同時反射其余波長的光，反射光波的顏色就是物長的光，同時反射其余波長的光，反射光波的顏色就是物 體的顏色體的顏色。由于光源的光譜分布不同，同一個物體在不同 光源下呈現的色彩不完全一樣。太陽光中包含所有波長的 可見光，是一個全光譜光源，因此物體的色彩在自然光線物體的色彩在自然光線 下最真實下最真實。人工光源的光譜分布絕大多數都是不完整或不 連續(xù)的，因此人工光源對物體色彩的表現有明顯差別。光 源對物體真實色彩的顯現能力被稱之為顯色性，光源所包 含的光譜越完整，

8、它的顯色性就越好，對物體色彩的還原 能力就越好。 n人工照明光源的顯色性一般以普通顯色指數Ra衡量。顯顯 色指數的值介于色指數的值介于0100之間，顯色指數高的光源對顏色之間，顯色指數高的光源對顏色 表現較好，所看到的顏色接近自然光條件下的顏色；顯色表現較好，所看到的顏色接近自然光條件下的顏色；顯色 指數低的光源對顏色的表現較差，所看到顏色與自然光條指數低的光源對顏色的表現較差，所看到顏色與自然光條 件下的顏色相比偏差較大。件下的顏色相比偏差較大。一般為Ra80時，光源的性優(yōu) 良；80Ra50時，光源的性一般；Ra50時，光源的性 較差。展示設計對光源的性要求很高，一般都要求指數在 80以上，

9、博物館要求指數在90以上。 眩光 n由于光線在視野中的分布不合理或亮度范圍不適宜，或存 在極端的亮度對比，而引起的視覺不舒適感和觀察能力的 降低，這類現象統(tǒng)稱為眩光。眩光是影響照明質量和光環(huán)眩光是影響照明質量和光環(huán) 境舒適性的重要因素之一境舒適性的重要因素之一，對人的生理與心理皆有十分明 顯的影響。如何避免有害的眩光避免有害的眩光，對展示光效設計來說具 有非常重要的意義非常重要的意義。 n按眩光產生的方式，可分為直射眩光直射眩光、反射眩光反射眩光和光幕反光幕反 射眩光射眩光。直接眩光指在正常視野范圍內出現亮度過高的由 光源直接發(fā)出的光線。反射眩光指光源發(fā)出的光線經過鏡 子、玻璃或其他光滑表面的

10、反射后集聚成亮度過高的光線 進入視野。光幕反射眩光指反射眩光像覆蓋在物體上的一 層幕布，朦朦朧朧的，讓人看不清物體的細節(jié)。 n按眩光對視覺影響程度的不同，可分為不舒適眩光不舒適眩光和失能失能 眩光眩光。不舒適眩光使視覺產生不舒服的感覺，但并不影響 視覺對象的可見度。失能眩光降低視覺對象的可見度，但 并不一定使視覺產生不舒服的感覺。目前，對人工光源在 建筑內部空間產生的眩光，可采用統(tǒng)一的眩光等級來評價。 二、光源種類 n熱輻射光源。 n熱輻射光源是一種非相干的光源，是發(fā)光物體在熱平衡狀 態(tài)下，使熱能轉變?yōu)楣饽艿墓庠?，如白熾燈，鹵鎢燈等。 一切熾熱的光源都屬于熱輻射光源。包括太陽，黑體輻射 等。其

11、特點是產生連續(xù)的光譜。 太陽 n氣體放電光源 n電流流經氣體或金屬蒸氣，使之產生氣體放電而發(fā)光的光 源。氣體放電有弧光放電和輝光放電兩種，放電電壓有低 氣壓、高氣壓和超高氣壓3種?；」夥烹姽庠窗ǎ簾晒?燈、低壓鈉燈等低氣壓氣體放電燈，高壓汞燈、高壓鈉燈、 金屬鹵化物燈等高強度氣體放電燈，超高壓汞燈等超高壓 氣體放電燈，以及碳弧燈、氙燈、某些光譜光源等放電氣 壓跨度較大的氣體放電燈。輝光放電光源包括利用負輝區(qū) 輝光放電的輝光指示光源和利用正柱區(qū)輝光放電的霓虹燈， 二者均為低氣壓放電燈；此外還包括某些光譜光源。 熒光燈 三、燈具分類 n根據國際照明委員會(CIE)的建議，燈具按光通量在上下 空間

12、分布的比例分為五類： n直接型 n半直接型 n全漫射型（包括水平方向光線很少的直接間接型） n半間接型 n間接型。 n(1) 直接型燈具(direct lighting luminaire) 此類燈具絕大部分光通量（90-100%）直接投照下方， 所以燈具的光通量的利用率最高。 n (2) 半直接型燈具(simi-direct lighting luminaire) 這類燈具大部分光通量（60-90%）射向下半球空間，少 部分射向上方，射向上方的分量將減少照明環(huán)境所產生的陰 影的硬度并改善其各表面的亮度比。 n (3) 漫射型或直接間接型燈具(diffused lighting luminai

13、re) 燈具向上向下的光通量幾乎相同（各占40%-60%）。 最常見的是乳白玻璃球形燈罩，其他各種形狀漫射透光 的封閉燈罩也有類似的配光。這種燈具將光線均勻地投向四 面八方，因此光通利用率較低。 n(4) 半間接燈具(simi-indirect lighting luminaire) 燈具向下光通占10%-40%，它的向下分量往往只用 來產生與天棚相稱的亮度，此分量過多或分配不適當也會 產生直接或間接眩光等一些缺陷。 上面敞口的半透明罩屬于這一類。它們主要作為建筑 裝飾照明，由于大部分光線投向頂棚和上部墻面，增加了 室內的間接光，光線更為柔和宜人。 n (5) 間接燈具(indirect li

14、ghting luminaire) 燈具的小部分光通（10%以下）向下。設計得好時， 全部天棚成為一個照明光源，達到柔和無陰影的照明效果， 由于燈具向下光通很少，只要布置合理，直接眩光與反射 眩光都很小。此類燈具的光通利用率比前面四種都低 。 四、照明的方式 n一般照明 n不考慮局部的特殊需要，為照亮整個室內而采用的照明方 式。一般照明由對稱排列在頂棚上的若干照明燈具組成， 室內可獲得較好的亮度分布和照度均勻度，所采用的光源 功率較大，而且有較高的照明效率。這種照明方式耗電大， 布燈形式較呆板。一般照明方式適用于無固定工作區(qū)或工 作區(qū)分布密度較大的房間，以及照度要求不高但又不會導 致出現不能適

15、應的眩光和不利光向的場所，如辦公室、教 室等。 n為提高特定工作區(qū)照度，常采用分區(qū)一般照明。根據室內 工作區(qū)布置的情況，將照明燈具集中或分區(qū)集中設置在工 作區(qū)的上方，以保證工作區(qū)的照度，并將非工作區(qū)的照度 適當降低為工作區(qū)的1/3至1/5。分區(qū)一般照明不僅可以改 善照明質量，獲得較好的光環(huán)境，而且節(jié)約能源。 n局部照明 n為滿足室內某些部位的特殊需要，在一定范圍內設置照明 燈具的照明方式。通常將照明燈具裝設在靠近工作面的上 方。局部照明方式在局部范圍內以較小的光源功率獲得較 高的照度，同時也易于調整和改變光的方向。局部照明方 式常用于下述場合，例如局部需要有較高照度的，由于遮 擋而使一般照明照

16、射不到某些范圍的，需要減小工作區(qū)內 反射眩光的，為加強某方向光照以增強建筑物質感的。但 在長時間持續(xù)工作的工作面上僅有局部照明容易引起視覺 疲勞。 n混合照明 n由一般照明和局部照明組成的照明方式?；旌险彰魇窃谝?定的工作區(qū)內由一般照明和局部照明的配合起作用，保證 應有的視覺工作條件。良好的混合照明方式可以做到：增 加工作區(qū)的照度，減少工作面上的陰影和光斑，在垂直面 和傾斜面上獲得較高的照度，減少照明設施總功率，節(jié)約 能源?；旌险彰鞣绞降娜秉c是視野內亮度分布不勻。為了 減少光環(huán)境中的不舒適程度，混合照明照度中的一般照明 的照度應占該等級混合照明總照度的510%,且不宜低于 20勒克斯?；旌险彰?/p>

17、方式適用于有固定的工作區(qū)，照度要 求較高并需要有一定可變光的方向照明的房間，如醫(yī)院的 婦科檢查室、牙科治療室，縫紉車間等。 五、照明質量與展示照明設計要求 n照明質量 n 照明質量包括光環(huán)境的亮度分布、照度均勻度、光色和 顯色性、眩光限制水平、光的方向性和物體立體感等。 n1、亮度分布： n a)、工作區(qū)亮度分布： 作業(yè)亮度和環(huán)境亮度不宜過于懸 殊，以免使視覺容易疲勞。從視覺舒適的角度要求，環(huán)境 亮度最好低于作業(yè)面亮度。只有工作性質要求人的注意力 主要集中于周圍時，才可采用環(huán)境亮度較高的照明。環(huán)境 亮度最好不低于作業(yè)亮度的1/3。 nb)、人臉亮度和室內環(huán)境亮度： 就人臉亮度而言，英國規(guī) 定，

18、人員逗留時間較長的房間和一切工作房間室內照度為 200lx。這一數據可作為我國一些公共建筑的參考值。 n c)、燈具亮度： 常用亮度限制曲線法評價燈具亮度，按 對眩光限制決定燈具亮度，即按眩光限制等級和使用照度 確定燈具亮度。在視覺作業(yè)很精細時，對眩光限制嚴格， 要求燈具亮度低。而一般視覺作業(yè)對眩光限制要求較低時， 允許燈具亮度較高。 當使用照度較高時要求燈具亮度低， 使用照度低時允許燈具亮度高。 n2、照度均勻度： n a)、空間均勻度： CIE規(guī)定最小照度與平均照度之比小于 0.8，我國標準規(guī)定不得小于0.7。在燈具布置小于最大允 許距高比的情況下，也應該滿足上述要求。布燈距高比比 燈具最

19、大允許距高比小得越多，說明光線相互交叉照射越 充分，相對均勻度也會有所提高。 注：（距高比：） n b)、時間均勻度： 任何照明裝置的照度不會始終不變。 燈泡發(fā)光效率降低、燈具污染老化、房間內表面積灰等都 會使照度降低。在我國，取最終維護照度為推薦照度，即 取更換光源、清洗燈具之前的平均照度為推薦照度，以便 在整個使用周期內得到高于照度標準的照度。在任何情況 下，新照明裝置和清潔室內的初始照度都不能作為照度推 薦值使用。 n3、光色和顯色性及其應用： n 光的顏色和顯色性在照明工程中十分重要，尤其在光色 和顯色性要求較高的場所。光的顏色特性主要表現在光的 色表和顯色能力兩個方面。光輻射由許多光譜輻射組成。 光譜成分越全，光的色表和顯色性能越完善。但兩種光譜 成分不同的光可以有相同的色表，而顯色性卻可能差別很 大。因此，不能根據光的顏色確定其顯色性。 n4、眩光限制： n a)、眩光種類及影響： 眩光是由于視野內亮度對比過強或亮 度過高形成的。眩光會使人產生不舒適感或使可見度降低。有 不舒適感稱為不舒適眩光；降低可見度的稱為失能眩光。此外， 還有兩者兼而有之的視覺狀態(tài)。 眩光還有直接眩光與反射眩 光之別。直接眩光是由燈具、燈泡、窗子等高亮度光源直接引 起的；反射眩光是由高反射系數的表面（如鏡面、光澤金屬表 面或其他表面）