設計原則
1.功能性原則
燈光照明設計必須符合功能的要求,根據不同的空間、不同的場合、不同的對象選擇不同的照明方式和燈具,並保證恰當的照度和亮度。例如:會議大廳的燈光照明設計應採用垂直式照明,要求亮度分布均勻,避免出現眩光,一般宜選用全面性照明燈具;商店的櫥窗和商品陳列,為了吸引顧客,一般採用強光重點照射以強調商品的形象,其亮度比一般照明要高出3~5倍,為了強化商品的立體感、質感和廣告效應,常使用方向性強的照明燈具和利用色光來提高商品的藝術感染力。
2.美觀性原則
燈光照明是裝飾美化環境和創造藝術氣氛的重要手段。為了對室內空間進行裝飾,增加空間層次,渲染環境氣氛,採用裝飾照明,使用裝飾燈具十分重要。在現代家居建築、影劇建築、商業建築和娛樂性建築的環境設計中,燈光照明更成為整體的一部分。燈具不僅起到保證照明的作用,而且十分講究其造型、材料、色彩、比例、尺度,燈具已成為室內空間的不可缺少的裝飾品。燈光設計師通過燈光的明暗、隱現、抑揚、強弱等有節奏的控制,充分發揮燈光的光輝和色彩的作用,採用透射、反射、折射等多種手段,創造溫馨柔和、寧靜幽雅、怡情浪漫、光輝燦爛、富麗堂皇、歡樂喜慶、節奏明快、神秘莫測、撲朔迷離等藝術情調氣氛,為人們的生活環境增添了豐富多彩的情趣。
3.經濟性原則
燈光照明並不一定以多為好,以強取勝,關鍵是科學合理。燈光照明設計是為了滿足人們視覺生理和審美心理的需要,使室內空間最大限度地體現實用價值和欣賞價值,並達到使用功能和審美功能的統一。華而不實的燈飾非但不能錦上添花,反而畫蛇添足,同時造成電力消耗,能源浪費和經濟上的損失,甚至還會造成光環境污染而有損身體的健康。
4.安全性原則
燈光照明設計要求絕對的安全可靠。由於照明來自電源,必須採取嚴格的防觸電、防斷路等安全措施,以避免意外事故的發生。
表現方式
1.面光表現面光
面光表現面光是指室內天棚、牆面和地面做成的發光面。天棚在光的特點是光照均勻,光線充足,表現形式多種多樣。如用日光燈吊頂,光線密度均需一致,以保每個空間都光線充足;又如用大面積筒燈吊頂,天棚上有規律的牛眼燈,猶如夜空星羅棋布;再如結合天棚梁架結構,設計成一個個光井,
光線從井格射出,產生別具一格的空間效果。牆面光一般為圖片展覽所用。把牆面做成中空雙層夾牆,面向展示的一面的牆做成發光牆面,其中嵌有若干個玻璃框,框後設定投光裝置,形成發光展覽牆面。大型燈箱廣告也屬於此類照明。
地面光是將地面做成發光地板,通常為舞池設定,多彩的發光地板,其光影和色彩伴隨著電子音響的節奏而同步變化,大大增強了舞台表演的藝術氣氛。
2.帶光表現
所謂帶光是將光源布置成長條形的光帶。表現形式變化多樣,有方形、格子形、條形、條格形、環形、三角形以及其它多邊形。如周邊平面型光帶吊頂、周邊凹入型光帶吊頂、內框型光帶吊頂、內框凹入型光帶吊頂、周邊光帶地板、內框光帶地板、環型光帶地板、上投光槽、天花凹光槽、地腳凹光槽等等。長條形光帶具有一定的導向性,在人流眾多的公共場所環境設計中常常用作導向照明,其它幾何形光帶一般作裝飾之用。
3.點光表現
點光是指投光範圍小而集中的光源。由於它的光照明度強,大多用於餐廳、臥室、書房以及櫥窗、舞台等場所的直接照明或重點照明。點光表現手法多樣,有頂光、底光、順光、逆光、側光等。
頂光是指自上而下的照明,類似夏日正午日光直射。光照物體投影小,明暗對比強,不宜不作造型光。底光--自下而上的照明,宜作輔助配光。
順光是指來自正前方的照明,投影平淡,光照物體色彩顯現完全,但立體感覺差。逆光--來自正後方的照明,光照物體的外輪廓分明,具有藝術魅力的剪影效果,是攝影藝術和舞台天幕中常用的配光方式。
側光是指光線自左右及左上,右上,左下,右下方向的照射,光照物體投影明確,立體感較強,層次豐富,是人們最容易接受的光照方式。
4.靜止燈光與流動燈光
靜止燈光--燈具固定不動,光照靜止不變,不出現閃爍的燈光為靜止燈光。絕大多數室內照明採用靜止燈光,這種照明方式,能充分利用光能,並創造出穩定、柔和、和諧的光環境氣氛,適用於學校、工廠、辦公大樓、商場、展覽會等場所。
流動燈光--是流動的照明方式,它具有豐富的藝術表現力,是舞檯燈光和都市霓虹燈廣告設計中常用的手段。如舞台上使用'追光燈',不斷追逐移動的演員,又如用作廣告照明的霓虹燈不斷地流動閃爍,頻頻變換顏色,不僅突出了藝術形象,而且渲染了環境藝術氣氛。
5.雷射雷射
由雷射器發射的光束。產生雷射束的介質有晶體、玻璃、氣體(如氬氣、氪氣、氦氖混合氣等)和染料溶液。某些氣體雷射器已作為光源用於燈光藝術,其中氦氖雷射器是最為常用的一種,它產生紅單色光;氬離子雷射器產生藍綠色光和綠光,這兩種波長的光可通過衍射光柵分離,形成兩束不同顏色的單色光。
不同染料雷射器可根據需要產生波長範圍在400~750mm的任何一種雷射。不過染料雷射器都是以脈衝方式工作的裝置,它必須依靠其雷射器或電子閃光燈作驅動源。
常用單位
1967年法國第十三屆國際計量大會規定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發光強度、光亮度、光通量和光照度等的單位,為統一工程技術中使用的光學度量單位有重要意義。在每平方米101325牛頓的標準大氣壓下,面積等於1/60平方厘米的絕對“黑體”(即能夠吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體),在純鉑(Pt)凝固溫度(約2042K或1769℃)時,沿垂直方向的發光強度為1坎德拉。並且,燭光、國際燭光、坎德拉三個概念是有區別的,不宜等同。從數量上看,60坎德拉等於58.8國際燭光,亥夫納燈的1燭光等於0.885國際燭光或0.919坎德拉。
發光強度與光亮度:
發光強度簡稱光強,國際單位是candela簡寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內發出的光通量。光源輻射是均勻時,則光強為I=F/Ω,Ω為立體角,單位為球面度(sr),F為光通量,單位是流明,對於點光源由I=F/4。
光亮度是表示發光面明亮程度的,指發光表面在指定方向的發光強度與垂直且指定方向的發光面的面積之比,單位是坎德拉/平方米。對於一個漫散射面,儘管各個方向的光強和光通量不同,但各個方向的亮度都是相等的。電視機的螢光屏就是近似於這樣的漫散射面,所以從各個方向上觀看圖像,都有相同的亮度感。
立體角:
以錐的頂點為心,半徑為1的球面被錐面所截得的面積來度量的,度量單位稱為“立體弧度”。
平面角的定義:
在平面上我們定義一段弧微分S與其矢量半徑r的比值為其對應的圓心角,記作:θ=ds/r;
所以整個圓周對應的圓心角就是2π;
類似的立體角:
定義立體角為曲面上面積微元ds與其矢量半徑的二次方的比值為此面微元對應的立體角。記作:θ=ds/r^2;
由此可得,閉合曲面的立體角都是4π。
以下是部分光源的亮度值:單位cd/m²
太陽:1.5*10;日光燈:(5—10)*10³;月光(滿月):2.5*10³;黑白電視機螢光屏:120左右;彩色電視機螢光屏:80左右。
光通量與流明
光源所發出的光能是向所有方向輻射的,對於在單位時間裡通過某一面積的光能,稱為通過這一面積的輻射能通量。各色光的頻率不同,眼睛對各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的輻射能通量相等,在視覺上並不能產生相同的明亮程度,在各色光中,黃、綠色光能激起最大的明亮感覺。如果用綠色光作水準,令它的光通量等於輻射能通量,則對其它色光來說,激起明亮感覺的本領比綠色光為小,光通量也小於輻射能通量。光通量的單位是流明,是英文lumen的音譯,簡寫為lm。絕對黑體在鉑的凝固溫度下,從5.305*10³cm²面積上輻射出來的光通量為1lm。為表明光強和光通量的關係,發光強度為1坎德拉的點光源在單位立體角(1球面度)內發出的光通量為1流明。一隻100W的日光燈輸出的光通量大約是5300流明。
光照度與勒克斯
光照度可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯,是英文lux的音譯,也可寫為lx。被光均勻照射的物體,在1平方米麵積上得到的光通量是1流明時,它的照度是1勒克斯。有時為了充分利用光源,常在光源上附加一個反射裝置,使得某些方向能夠得到比較多的光通量,以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。
以下是各種環境照度值:單位lux
黑夜:0.001--0.02;月夜:0.02—0.3;陰天室內:5—50;陰天室外:50—500;晴天室內:100—1000;夏季中午太陽光下的照度:約為10*9次方;閱讀書刊時所需的照度:50—60;家用攝像機標準照度:1400。
設計因素
燈光設計中,應選擇既滿足使用功能和照明質量的要求,又便於安裝維護、長期運行費用低的燈具,具體應考慮以下幾個方面:
(1)光學特性,如配光、眩光控制;
(2)經濟性,如燈具效率、初始投資及長期運行費用等;
(3)特殊的環境條件,如有火災危險、爆炸危險的環境,有灰塵、潮濕、振動和化學腐蝕的環境;
(4)燈光光線上應與建築物相協調;
(5)燈具效率(η)高:η=ΦL/ΦO,取決於反射器形狀和材料,出光口大小,漫射罩或格柵形狀和材料;
(6)符合環境條件的IP等級。
燈光術語
光
光是一種電磁波。光:由光源發出的輻射能中的一部分,即能產生視覺的輻射能,常被稱作為“可見光”。光的波長:從380nm----780nm,紫外線的波長:從100nm---380nm,肉眼看不見。紅外線的波長:從780nm---1mm,肉眼看不見。
色溫
以絕對溫度K來表示。是將一標準黑體加熱,溫度升高至某一程度時,顏色開始由紅—淺紅-橙黃-白-藍白-藍,逐漸變化,利用這種光色變化的特性,某光源的光色與黑體在某一溫度下呈現的光色相同時,我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源的相關色溫。
顯色指數
顯色指數(Ra)是衡量光源顯現被照物體真實顏色的能力參數。顯色指數(0-100)越高的光源對顏色的再現越接近自然原色。
光通量
表示發光體發光的多少,流明(Lm)是光通量的單位。(發光愈多流明數愈大)。
光效
光源所出的光通量與所消耗電功率之比。單位:流明/瓦(Lm/W)。
平均壽命
也稱額定壽命,它是指一批燈點亮至一半數量損壞不亮的小時數。
光強
單位立體角內的光通量,單位:cd。
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)。
亮度
亮度是用來表示物體表面發光(或反光)強弱的物理量,被視物體發光面在視線方向上的發光強度與發光面在垂直於該方向上的投影面積的比值,稱為發光面的表面亮度,單位為坎德拉每平方米(cd/m2)。
發光效率
通常簡稱為光效,是描述光源的質量和經濟的光學量,它反映了光源在消耗單位能量的同時輻射出光通量的多少,單位是流明每瓦(lm/w)
光束角
是指燈具光線的角度燈杯的角度,一般常見的有10°、24°、38°,公會、共3種。
顏色的顯現和照度
光源的顯色指數與照度一起決定環境的視覺清晰度。在照度和顯色指數之間存在一種平衡關係。從廣泛的實驗中得到的結果是:用顯色指數Ra>90的燈照明辦公室,就其外觀的滿意程度來說,要比用顯色指數低的燈(Ra<60)照明的辦公室,照度值高25%以上。
光源的考慮
在進行燈光設計時,對光源的考慮,應考慮視野內的亮度分布,室內最亮的亮度,工作面亮度與最暗面亮度之比,同時要考慮主體物與背景之間的亮度與色度比。光的方向性和擴散性,一般需要有明顯的陰影和光澤面的光亮場合,選擇有指示性的光源,為了得到無陰影的照明應該選擇有擴散性的光源。避免眩光,光源的亮度不要過高,增大視線和光源之間的角度,提高光源周圍的亮度,避免反射眩光。
良好的照明,適宜的燈光設計能夠帶來完全不同的感受。運用不同光源的特性,可以營造更富有感染力的空間環境。如臥室適合用柔和光線,書房要用比較亮的光;而玄關的燈不能太暗,它可以使一個小房間顯得開闊等。人們可以利用光源設計知識布置自己心目中裝載幸福的家居,使家更舒適安全和溫暖……
室內燈光設計
一般說來,其實有很多家庭會將客廳和餐廳合二為一,那么在燈光的問題上,二者也可以兼併,這樣也可以讓家更有空間感,沒有不必要太多的隔斷。所以在家裝中,燈光的搭配非常重要,燈光搭配的協調,直接影響家中的整體感覺。
臥室
光線主要是注意柔和,不能太跳躍。需要注意的是,臥室不適宜採用向下照射的燈飾,光線柔和的燈具可以讓臥室更溫馨,更有利於睡眠。
餐廳
燈光的選擇上最好採用暖色系,在心理學的角度上來講,暖色系更能夠刺激食慾,而在暖色調的燈光下進餐,也會顯得更加浪漫富有情調。
廚房
光線一定要明亮,不要太柔和,也不要顯得過於耀眼,主要是起到一個照明的作用,燈光的明亮可以讓人在烹飪的過程中保持一個積極的態度,不會感到過分的鬆懈。
衛生間
燈光要顯得溫暖、明亮,有浴缸的朋友們家中最好放能發出柔和光線的燈飾,浴室是每天能夠釋放壓力保持完全放鬆的一個地方,有著良好的光線更能讓人在情緒上有宣洩。
燈光作用
良好的照明,適宜的燈光設計帶給人們完全不同的心理感受。燈光設計師通過燈光的明暗、隱現、抑揚、強弱等有節奏的控制,充分發揮燈光的光輝和色彩的作用,採用透射、反射、折射等多種手段,創造溫馨柔和、寧靜幽雅、怡情浪漫、光輝燦爛、富麗堂皇、歡樂喜慶、節奏明快、神秘莫測、撲朔迷離等藝術情調氣氛,為人們的生活環境增添了豐富多彩的情趣。