照明設計授課專業：環境藝術設計講師：李薇1.照明的基本知識和概念2.光源的基礎知識3.室內照明燈具的認識4.應用照明的基礎設計1第一頁，共86頁。全球夜景照明總論2第二頁，共86頁。光環境與整體環境設計照明設計與電氣照明設計自然光與人工照明總論紐約曼哈頓白晝對照3第三頁，共86頁。光環境與整體環境設計光環境是環境設計的一部分是環境設計成功的基礎光可以改變空間塑造空間總論4第四頁，共86頁?？傉撜彰鞲淖兛臻g環境5第五頁，共86頁?？傉撐枧_燈光通過光的顏色以與明暗的對比來塑造空間6第六頁，共86頁。照明設計與電氣照明設計光環境的設計包含照明設計和電氣照明設計光環境設計是藝術與技術結合的設計光環境的設計涉與的專業包括心理學、生物學、物理學、藝術設計學、產品設計等等室內光環境由建筑師、室內設計師、電氣工程師、燈具商等共同完成總論7第七頁，共86頁。8第八頁，共86頁。9第九頁，共86頁。總論自然采光自然采光是指——通過對太陽光變化的規律研究，了解它在一個限定的規律中的變化。來解決建筑中采光的問題10第十頁，共86頁?？傉撊斯ふ彰魅斯ふ彰魇侵浮斯す庠?，自然光以外的光源11第十一頁，共86頁。總論12第十二頁，共86頁?？傉撊斯ふ彰髋c自然采光的關系人工照明VS自然采光13第十三頁，共86頁?？傉撊斯ふ彰髋c自然采光的關系自然采光特點：天然、舒適、隨季節、晝夜交替變化形式：垂直窗、水平窗、天井采光人工照明特點：可控（可以控制光源的位置、顏色、亮度、發射角度等）、耗能隨著電光源的發展人工照明在白晝都扮演重要的角色。人工照明的出現改變了人們的生活方式以與建筑的形式。能源緊缺要求設計盡可能多利用自然光源，采用人工照明結合天然采光的方法。并開發使用低能耗的燈具14第十四頁，共86頁。總論照明設計的目的與分類范疇分類方式主要內容照明的場所1.街道與廣場照明；2.景觀照明；3.建筑夜景照明；4.室內環境照明照明的方式1.一般照明；2.局部照明；3.重點照明；4.混合照明；5.應急照明；6.安全照明；7.定向照明；8.泛光照明等等照明的目的功能照明裝飾照明15第十五頁，共86頁。照明的基礎知識光伴隨人類伊始至今，自從愛迪生發明了電燈以來，人造的光就走進了人們的生活，人們對光的研究也進入了一個新的階段和領域。16第十六頁，共86頁。什么叫照明照明(Lighting)--------是以人們生活,活動為目的的對光的利用.照明主要光源的發展史1876年雅布羅契可夫發明蠟燭1879年愛迪生發明碳絲燈1901年發明汞燈1913年朗格姆發明充氣鎢絲燈泡問世1921年雙螺旋燈絲燈泡問世1931年高壓汞燈問世1959年鹵鎢燈問世1963年高壓鈉燈問世1964年金屬鹵化物燈問世1975年三基色熒光燈問世1980年燈泡型/緊湊型熒光燈問世1996年陶瓷金屬鹵化物燈/白色LED(發光二極管)問世120年照明的基礎知識17第十七頁，共86頁。1.1光的基本性質

光是電磁波的一種.波長在380-780nm(1nm=10-9m)的電磁波能使人產生光感,這部分電磁波被稱為可見光.波長小于380nm的稱為紫外線、X射線;波長大于780nm的稱為紅外線、無線電波照明的基礎知識波長與顏色視覺靈敏度18第十八頁，共86頁。照明的基礎知識1.2光與視覺知覺

19第十九頁，共86頁。照明的基礎知識視覺的基本概念與性質視力視野恒?，F象：物體在照明發生改變的情況下，人眼對物體還保持著原有的認知狀態后像：物體對人的視覺神經刺激消除后，在視網膜上任然殘留著原物體的影像。分為正后像和負后象。視覺與知覺視覺疲勞：視覺疲勞會隨著照度的增加而減少，500~1000LX的照度范圍比較適宜。1000LX以上會下降。20第二十頁，共86頁。照明的基礎知識視覺對光的反應識別閾限：人眼能承受的光的亮度的范疇明適應：從亮出到暗處暗適應：從暗處到亮出視覺靈敏度：和亮度、明暗對比度有關識別速度21第二十一頁，共86頁。1.3.光與色照明的基礎知識光的三原色與顏料三對比22第二十二頁，共86頁。1.3.1光與色的基本概念照明的基礎知識色相：紅黃藍等有彩色所具有的屬性彩度：顏色的鮮艷程度明度：顏色的明亮程度色表：觀察光源本身顯現的顏色色溫：描述光源的色表的標準值。對絕對黑體加溫時，計算出在不同溫度是的光譜輻射分布顯色性：光源顯現物體顏色的特性23第二十三頁，共86頁。1.3.2光與色的關系度量——色溫照明的基礎知識色溫——一個黑體被加熱到一定的溫度時開始發出暗紅色光，溫度再升高光的顏色變成黃白色、白色、蘭白色。我們把發出某顏色光時物體的溫度稱為該顏色的色溫。簡單的來說就是光的顏色，黑體的輻射溫度。以開爾文表示(k)24第二十四頁，共86頁。色溫與色表與人的心理感覺照明的基礎知識顏色色溫(K)色表感覺暖白色<3300偏紅溫暖柔白色3300－5000偏黃中間日光色>5000偏藍清冷25第二十五頁，共86頁。1.3.3光與色的關系度量——顯色性照明的基礎知識顯色性——衡量光源對物體真實色彩的還原能力參數，從（0~100）。代碼(Ra)等級表象顯色性（Ra）適用場所1A準確的色彩匹配90~100鎢絲燈與鹵鎢燈用于繪畫作品檢測1B良好的顯色性80~89三基色熒光燈商業與工業照明2一般的顯色性60~79普通熒光燈和金鹵燈一般商業場所3微弱的顯色性40~59高壓汞燈、高壓鈉燈等庫房行李房4差的顯色性20~39高壓汞燈、高壓鈉燈路燈26第二十六頁，共86頁。27第二十七頁，共86頁。1.3.4光線對顏色的影響照明的基礎知識光線除了反射物體顏色固有色之外還會對其固有色產生一定影響1.光源的顯色性是不能從光源的色表來評估的。2.光源和物體的最佳色表與室內的照明水平有關，即光色和亮度3.色溫低~暖色，色溫高~冷色。（因地區、氣候而異）4.色溫的高低不能代表光源的性能，除了在特殊工作場所對色溫的要求要滿足Ra90以上。5.實際應用中顯色低的照明環境中（膚色，食品等）顯現的顏色反而更加豐富6.改變光源的顏色可以通過燈具加濾光片增加戲劇效果。如藍色使物體顯得更白。28第二十八頁，共86頁。1.3.5照明設計中一般的色彩處理方式照明的基礎知識最常用的光源色溫在2700K-4300K之間，稱之為“安全”光源。用于大面積背景色。大面積的顏色多為淡而非飽和的顏色，相反，小面積可用飽滿的顏色食品在暖色的光照下比較誘人女性喜歡紅色、黃色等暖色，而男性喜歡藍色，綠色等冷色。設計中通過光色的變換創造生動又富于變化的環境，打破單調。29第二十九頁，共86頁。1.光通量----光的數量,光源在單位時間內發出的可見光量,單位為流明(lm),用Φ表示。每消耗1W功率所發出的光通量，稱為發光效率，簡稱光效。2.照度---被照物表面被照明程度的量,單位為勒克斯(lx),用E表示

E=Φ/S照明的基礎知識1.4光的四個基本度量單位30第三十頁，共86頁。照明的基礎知識生活中的光3--5lux20--30lux200--300lux400--500lux31第三十一頁，共86頁。照明的基礎知識舉例用一只光通量為1750流明的100瓦白熾燈泡照明一個3×3＝9平方米的房間，其平均照度為多少？利用系數CU=0.4燈具效率=0.8

根據：E=Φ/S1750x0.4x0.8/3x3＝62.232第三十二頁，共86頁。3.發光強度——單位立體角內的光通量稱為發光強度，用符號I表示，單位為坎德拉（cd）。發光強度是表示光源發光強弱程度的物理量。

4.亮度——指單位面積上的發光強度，反應了光源或物體的明亮程度。符號L，單位是坎德拉每平方米（尼特）（cd/㎡）照明的基礎知識發光體亮度（cd/㎡）發光體亮度（cd/㎡）太陽表面2.25*109白熾燈表面1.4*107月亮表面250040w熒光燈表面540033第三十三頁，共86頁。照明的基礎知識四個基本度量之間的關系34第三十四頁，共86頁。照明的基礎知識1.5光的方向性（空間照度和配光特性）光在傳輸上有指向性，即光強。不同光束的光在光強不同的情況下可對室內光環境產生很大的變化。在對光的要求很強的空間，除了要確保光的數量之外，還要考慮帶有方向性的光度量。、1.6光的分布（照度分布和亮度分布）空間光分布有各種各樣的狀態，對于背景照明往往要求均勻度比較好，重點照明則通過光線的明暗對比來營造空間氛圍。照度均勻度=最大照度（最小照度）/平均照度辦公室、閱覽室等空間的照度均勻度不小于0.735第三十五頁，共86頁。光源和燈具1.7.1.眩光眩光——由于視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜，或存在極端的對比，而引起不舒適的感覺或降低觀察細部或目標的能力的視覺現象。眩光產生的因素：

1.光源本身的大小與亮度2.燈具反射面的光滑程度3.周圍環境的背景亮度眩光的影響：1.失能眩光2.不舒適眩光36第三十六頁，共86頁。37第三十七頁，共86頁。光源和燈具眩光的分類：1.直接眩光2.反射眩光3.光幕眩光38第三十八頁，共86頁。直接眩光限制質量等級CIE對直接眩光等級A:很高質量B：高質量C：中等質量D：低質量E：很低質量光源和燈具39第三十九頁，共86頁。光源和燈具直接眩光與燈具亮度的關系與處理方式:燈具的高度越高，產生眩光越小；當光源會進入人眼時亮度限制在500cd/㎡對于45°角方向上的光源進入人眼時，加遮擋。遮擋的方式可以用半透明的漫射板遮擋，或加反射器、格柵阻擋反射眩光和光幕眩光解決的可能途徑：使反射光不在視覺范圍內，光的入射方向和人眼一致在復雜環境中，降低一般照明，加強局部照明。減少空間中出現眩光的機會。降低周圍環境界面（頂棚、地面、墻面）與照明器具的對比。使整個空間均勻照明。40第四十頁，共86頁。光源和燈具41第四十一頁，共86頁。光源和燈具42第四十二頁，共86頁。2.1.光源按照發光原理的分類光源和燈具43第四十三頁，共86頁。2.1.1熱輻射發光---白熾燈+鹵鎢燈a.白熾燈---電流通過鎢絲將其加熱至白熾狀態而發光。白熾燈泡把大約6％的電能轉變成可見光，其余94％的電能轉變成熱而浪費掉了。愛迪生發明燈泡時是炭絲燈泡，玻璃殼內是真空,現代白熾燈泡是鎢絲燈泡大部分玻璃殼內充入惰性氣體。照明的基礎知識白熾燈（a）白熾燈構造;（b）接線44第四十四頁，共86頁。b.鹵鎢燈---是白熾燈泡的最新發展，燈泡內加入鹵素元素或鹵化物，利用鹵鎢循環的原理,使得燈具壽命更長，效率更高。照明的基礎知識45第四十五頁，共86頁。衡量鹵鎢燈質量的秘訣:燈的色溫+壽命+安全性+是否隔除紫外線應用鹵鎢燈主要包括:低壓鹵素石英燈(MR16+MR11)max:12V50W

硬玻璃殼鹵鎢射燈(Par20+Par30+Par38)50W+75W/80W+100W/120W

低壓鹵鎢燈(Qr111-燈珠)12V50W+75W+100W鹵鎢燈投資特點:*.初始投資較低*.光效低:7-10lm/w*.平均壽命：1000-2000h*.顯色性高：95-100*.適用場所:展示照明+裝飾照明+珠寶展示+家居照明等照明的基礎知識46第四十六頁，共86頁。2.1.2.低壓氣體放電燈(103pa)---熒光燈（Ｔ８／Ｔ５／Ｔ４）+節能燈.

a.熒光燈---通常為長管狀，兩端各封有一個電極，燈內包含有低氣壓的汞蒸汽和少量的惰性氣體，燈管的內表面涂有熒光粉層。工作時燈內的低壓汞蒸汽放電將60%左右的輸入電能轉變成波長為253.7nm的紫外輻射，熒光粉能有效地將這一紫外輻射轉變成可見光。b.熒光燈投資特點:

*.適用于大面積照明,光通維持率很好*.光效低:70-95lm/w*.平均壽命：8000-10000h*.顯色性高：70-95*.適用場所:室內照明場所(酒店+辦公室)照明的基礎知識47第四十七頁，共86頁。2.1.3.高壓氣體放電燈(HID)---陶瓷金鹵燈(CDM)（ＣＤＭ－Ｔ(D)／ＣＤＭ－Ｒ／ＣＤＭ－ＴＣ）a.金鹵燈---就金鹵燈外形看:常用金鹵燈主要是單端和雙端之分,金屬鹵化物燈是在高壓汞燈的基礎上在電弧管中添加了一些金屬鹵化物,這些金屬鹵化物在工作時參與放電發光.b.為什么金鹵燈熄滅之后,需要5-20分鐘才能再啟動金屬鹵化物燈熄滅之后,由于燈內氣壓太高,在原來啟動電壓(0.5-5KV)的作用下,不能立即再啟動.要在5-20分鐘才能再啟動.具體時間視燈的冷卻速度而定.c.金鹵燈投資特點:*.初始投資成本較普通光源大，需要整流器、有噪音*.同功率光源使用時,較其他光源省電*.平均壽命：8000-20000h*.光效高:80-110lm/w.*.顯色性：60-96(陶瓷金鹵燈可達到Ra>95)照明的基礎知識48第四十八頁，共86頁。CDM-R20CDM-TDCDM-TCCDM-R30CDM-T49第四十九頁，共86頁。照明的基礎知識常用光源指數50第五十頁，共86頁。型號----------功率W--光通量lm----色溫K----燈頭----壽命-----直徑----長度

TLD18W/827-----18------1350-------2700------G13-----12000----26------604

TLD18W/830-----18------1350-------3000------G13-----12000----26------604

TLD18W/835-----18------1350-------3500------G13-----12000----26------604

TLD18W/840-----18------1500-------4000------G13-----12000----26------604

TLD18W/850-----18------1450-------5000------G13-----12000----26------604

TLD18W/865-----18------1410-------6500------G13-----12000----26------604

------------------------------------------------------------------------

TLD30W/827-----30------2450-------2700------G13-----12000----26------908

TLD30W/830-----30------2450-------3000------G13-----12000----26------908

TLD30W/840-----30------2450-------4000------G13-----12000----26------908

TLD30W/865-----30------2300-------6500------G13-----12000----26------908

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TLD36W/827-----36------3350-------2700------G13-----12000----26------1213

TLD36W/830-----36------3350-------3000------G13-----12000----26------1213

TLD36W/835-----36------3350-------3500------G13-----12000----26------1213

TLD36W/840-----36------3350-------4000------G13-----12000----26------1213

TLD36W/850-----36------3250-------5000------G13-----12000----26------1213

TLD36W/865-----36------3250-------6500------G13-----12000----26------1213

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飛利浦三基色熒光燈

51第五十一頁，共86頁。照明的基礎知識2.2光源的基本特性：光色色溫顯色指數功率光通量輸出發光效率使用壽命光譜能量分析性價比光源選擇燈壽命（小時）*全光通量/燈價格+到壽命結束時的電費52第五十二頁，共86頁。光效數值越大，光效越高，產生相同的光能量中消耗的電能越少1.光效光效——光源將電能轉化為可見光的效率。單位：流明/瓦（lm/w)光源和燈具53第五十三頁，共86頁。光通量與色溫對光效的影響：54第五十四頁，共86頁。光通量與色溫對光效的影響(曲線圖):55第五十五頁，共86頁。最關鍵的還是記錄了燈具在各個方向上的光強和光束角的大小。2.配光曲線配光曲線——用來描述某燈具或光源發射出的光在空間中的分布情況或狀態的圖表。它可以記錄燈具的光通量、光源數量、功率、功率因數、燈具尺寸、燈具效率包括燈具制造商、型號的等信息。光源和燈具56第五十六頁，共86頁。此例中光束角----30°國際照明學會（IES）美國----23°國際照明委員會（CIE）歐洲光束角——垂直光束中心線之一平面上，光度等于50%最大光度之二方向的夾角光源和燈具57第五十七頁，共86頁。三種不同燈具的配光曲線圖光源和燈具配光曲線分類58第五十八頁，共86頁。三種不同燈具的配光曲線圖光源和燈具燈杯的角度一般常見的有10°、24°、38°，3種。左圖是3個功率完全相同只是光束角不同的3個燈杯照射在墻面的效果，以與3種光束角的配光曲線示意圖。光束角反應在被照墻面上就是光斑大小和光強。相同功率的燈杯光束角越大其中心光強越小，出來的光斑越寬越柔和，相反光束角越小其中心光強越大，出來的光斑越越窄越生硬。59第五十九頁，共86頁。光源和燈具60第六十頁，共86頁。燈具效率在相同使用條件下，燈具發出的總光通量與燈具內所有光源發出的總光通量之比，也稱燈具的光輸出比。此上三項是檢驗燈具質量的核心技術指標。利用系數指某工作面上所接受到的直射與多次反射后到達工作面上的總光通量與裸光源時所發出的額定總光通量之比值，用CU表示。

維護系數照明裝置在使用一定周期后，在規定表面的平均照度與該裝置在相同條件下新裝時在同一表面上所得到的平均照度之比，用K表示。光源和燈具61第六十一頁，共86頁。3.1室內照明燈具

室內照明燈具是指有光源和反射器、整流器等其他配件一起組成的照明形式。3.2室內照明燈具的分類：a.燈具從光通量分配上分類:

照明的基礎知識62第六十二頁，共86頁。b.一般室內直接照明型燈具按光束角分類:

特狹照型;狹照型、中照型(擴散型或余弦型)、廣照型、特廣照型5種。照明的基礎知識63第六十三頁，共86頁。光源和燈具燈具的分類與選擇頂棚懸吊型燈具吸頂型燈具頂棚軌道式頂棚鑲嵌式墻地鑲嵌式壁燈可移動燈具建筑化照明室外燈具64第六十四頁，共86頁。光源和燈具65第六十五頁，共86頁。光源和燈具66第六十六頁，共86頁。4.1應用照明基礎設計a.應用照明設計中的基本術語:*.工作面照度---一般推薦工作面照度的平均值.當無法指定工作面時,為假設的距離0.8m的水平面*.照度均勻度---以視覺作業為目的的一般照明的照度均勻度,用最小照度與平均照度的比值來衡量.*.眩光---是指由于亮度分布和亮度變化相差太大所造成的視覺不舒適或視力降低現象眩光是影響照明質量的重要因素.*.重點照明---被照物體與周圍物體形成明顯照度對比應用照明基礎設計67第六十七頁，共86頁。b.應用照明設計的基本布驟與影響照明設計的主要因數:確定設計照度選擇照明方式光源和燈具的選擇照度計算合理的燈具布置現場安裝調試驗收影響照明設計的主要因素包括：所需照明環境的種類所需照明空間大小和具體因數照明光源的選擇和燈具的布局美學與舒適角度的考慮照度計算照明預算應用照明基礎設計68第六十八頁，共86頁。c.不同場所需求不同的色溫與照度(光源+燈具)所帶來視覺和心理的感受:辦公室需要訴求的是寬敞,明亮與愉快的空間氛圍;KTV夜總會需要訴求的是溫馨的視覺環境;因此在色溫與照度要求上是絕然不同的,但是選用合適的光源和燈具都能達到客戶的要求!應用照明基礎設計69第六十九頁，共86頁。e.如何為特定的客戶選用合適的電光源應用照明基礎設計選用電光源的目的:根據室內環境,確定設計色溫,設計照度,營造客戶需求的光環境70第七十頁，共86頁。f.如何從哪些方面為客戶推薦合適的照明產品首先必須了解產品,用于結合光源+燈具的推薦;*國家一般場合的照度標準:應用照明基礎設計71第七十一頁，共86頁。*商店照度標準:應用照明基礎設計72第七十二頁，共86頁。H.粗略估算照度計算值*.利用系數法:利用系數法考慮了直射光和反射光兩部分所產生的照度,計算結果一般為水平面上的平均照度.利用系數法適用于燈具均勻布置的一般照明與利用墻和頂棚作光反射面的場合.基本公式:

應用照明基礎設計73第七十三頁，共86頁。應用照明基礎設計適用于室內，體育照明利用系數：一般室內取0.4，體育取0.31.燈具的照度分布2.燈具效率3.燈具在照射區域的相對位置4.被包圍區域中的反射光維護系數MF=(LLD)X(LDD)一般取0.7～0.8舉例1：室內照明，4×5米房間，使用3×36W隔柵燈9套平均照度 ＝光源總光通×CU×MF/面積 ＝(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 ＝1080Lux結論：平均照度1000Lux以上舉例2：體育館照明，20×40米場地，使用POWRSPOT1000W金鹵燈60套平均照度 ＝光源總光通×CU×MF/面積 ＝(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40 ＝1890Lux結論：平均水平照度1500Lux以上垂直照度1000Lux以上（視安裝位置）74第七十四頁，共86頁。應用照明基礎設計75第七十五頁，共86頁。I.常用照明設計方法：

照明設計軟體:DIALux、AGI32、各照明公司的照明設計軟體J.照明設計科技化數據輸出讀法：應用照明基礎設計76第七十六頁，共86頁。K.照明布燈方案：應用照明基礎設計77第七十七頁，共86頁。Ｌ.照明燈具的節能分析：應用照明基礎設計78第七十八頁，共86頁。Ｍ.照明設計效果模擬：應用照明基礎設計79第七十九頁，共86頁。環境藝術照明的要求照明設計要素照明設計要求——根據使用目的和裝飾風格，通過選擇最有效的光源組合、合理的數量、合適的配置布局、適配的燈具，以最合理的綜合成本滿足最佳的工作、生活照明要求。照明設計應考慮以下的主要因素有效性舒適性經濟性藝術性80第八十頁，共86頁。等級活動推薦照度（lx）A私密環境的區域，如臥室20-50短暫逗留的區域，如觀眾度走道50-100不連續工作區，如倉庫、大廳10-150B低視覺要求的區域，如粗加工、休息廳150-300有視覺要求的區域，如辦公室、商場、教室300-1000有獨特視覺要求區域如檢驗、雕刻陳列1000-1500C精密作業，如元件鐘表裝配1500-5000特別精