照明設(shè)計(jì)的光源選擇

照明設(shè)計(jì)的光源選擇

1高染色高染色,低染色低光度室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計(jì)是裝飾的重要組成部分。照明設(shè)計(jì)的目標(biāo)是創(chuàng)造良好的光環(huán)境。因此，除了符合規(guī)范規(guī)定的照明標(biāo)準(zhǔn)外，還需要合理選擇光源的顏色和色溫。目前在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí),普遍認(rèn)為光源色溫的愛(ài)好與照度有關(guān),支持“高色溫高照度,低色溫低照度”的觀點(diǎn)。這個(gè)理論源自于荷蘭的Kruithof于1941年進(jìn)行的確定適合特定色溫的光源的照度范圍的實(shí)驗(yàn),得到如圖1所示的Kruithof曲線。但是他的實(shí)驗(yàn)只用了兩個(gè)被試(包括他本人),不可能得到普遍意義的結(jié)論。同濟(jì)大學(xué)楊公俠教授查閱收集了二十世紀(jì)七十年代至九十年代與此有關(guān)的大量視覺(jué)實(shí)驗(yàn)研究資料,研究結(jié)果表明照度與色溫之間并沒(méi)有如此明確的關(guān)聯(lián)性。2重、輕兩感的染色光源的色溫是用絕對(duì)溫度K來(lái)表示,是將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱,溫度升高至某一程度時(shí)顏色開(kāi)始由紅→淺紅→橙黃→白→藍(lán)白→藍(lán),逐漸改變,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(xiàn)的光色相同時(shí),將黑體當(dāng)時(shí)的絕對(duì)溫度稱為該光源的色溫。色溫與白熾體的實(shí)際溫度有一定的內(nèi)在聯(lián)系,但并不相等。熱輻射光源以外的其他光源的光色在色度圖上不一定準(zhǔn)確地落在黑體軌跡上,只能用光源與黑體軌跡最接近的顏色來(lái)確定該光源的色溫,這樣確定的色溫稱為相關(guān)色溫。色溫在3000K以下時(shí),光色就開(kāi)始有偏紅的現(xiàn)象,給人以溫暖的感覺(jué)。色溫超過(guò)5000K時(shí)光色則偏藍(lán),給人以清冷的感覺(jué)。由于人們所處區(qū)域的氣候條件的差異,通常亞熱帶的人較喜歡4000K以上較高色溫的光源照明,寒帶的人較喜歡4000K以下的較低色溫的光源照明,不同色溫的光源造成的照明效果的冷暖感覺(jué)互補(bǔ)了氣候條件的差異。3顯色指數(shù)法光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度,顯色性好的光源對(duì)顏色的再現(xiàn)較好,所看到的顏色也就較接近自然原色,顯色性差的光源對(duì)顏色的再現(xiàn)較差,所看到的顏色偏差較大。光源的顯色性是由光源的光譜功率分布所決定的,光譜連續(xù)的光源顯色性好,物體在該光源下,所呈現(xiàn)的顏色就較逼真。CIE制定了一種評(píng)價(jià)光源顯色性的方法,用顯色指數(shù)表示光源的顯色性,即光源的顯色指數(shù)用被測(cè)光源下物體的顏色與參照光源下物體的顏色相符程度來(lái)衡量。顯色指數(shù)分為一般顯色指數(shù)(Ra)和特殊顯色指數(shù)(Ri)兩種。一般顯色指數(shù)(Ra)是針對(duì)CIE規(guī)定的有代表性的8種色樣,在被測(cè)光源與參照光源下逐一對(duì)比,得出的這8種色樣的特殊顯色指數(shù)Ri的算術(shù)平均值。一般人工光源用Ra作為評(píng)價(jià)顯色性的指標(biāo)。光源的顯色指數(shù)愈高,其顯色性就愈好。顯色性與參照光源完全相同的,其顯色指數(shù)為100。一般認(rèn)為Ra=100～80顯色性優(yōu)良,Ra=79～50顯色性一般,Ra<50顯色性較差。但是一般顯色指數(shù)Ra高的光源可能對(duì)于某個(gè)特定的顏色,其特殊顯色指數(shù)Ri是較低的,在選用光源時(shí)應(yīng)注意。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在相同照度下,采用顯色性好的光源,視高度(主觀亮度)較高,采用顯色性差的光源,視亮度(主觀亮度)較低。若采用顯色性較差的光源時(shí),應(yīng)相應(yīng)地提高照度水平,以提高視亮度,這在我國(guó)的工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中已有反映。選擇具有合適顯色性的光源對(duì)于照明設(shè)計(jì)十分重要,否則再好的裝璜、擺設(shè)、藝術(shù)品等也會(huì)因選擇不適當(dāng)?shù)墓庠炊?日監(jiān)督性照明活動(dòng)的日景觀設(shè)計(jì)人眼的視覺(jué)進(jìn)化經(jīng)歷了一個(gè)溫長(zhǎng)的過(guò)程。自遠(yuǎn)古以來(lái),人們?nèi)粘龆?日入而息。白天時(shí),晝光的色溫高,人們緊張、高效、精神振奮地進(jìn)行工作;傍晚太陽(yáng)落山,人們鉆木取火,以火作為照明手段,火光的色溫低,人們處于一種松弛、休閑的狀態(tài),有一種溫馨的感覺(jué)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的視覺(jué)進(jìn)化過(guò)程,即使使用電光源進(jìn)行人工照明以后,人們還是習(xí)慣于選用低色溫的暖色調(diào)燈光在進(jìn)行娛樂(lè)休閑的場(chǎng)所創(chuàng)造接近日暮黃昏的親切、輕松的氣氛;選用高色溫的冷色調(diào)燈光在進(jìn)行工作的場(chǎng)所創(chuàng)造緊張、活潑、振奮的氣氛?？梢?jiàn)光源色溫的選擇取決于光環(huán)境所要營(yíng)造的氣氛。5色彩是否為單一色彩人眼視覺(jué)功能的實(shí)現(xiàn)需要一定的光通量(光功率),表現(xiàn)在視覺(jué)作業(yè)面上要求達(dá)到一定的照度(亮度)。為了研究色溫與照度之間的關(guān)系,人們進(jìn)行了大量的視我功效實(shí)驗(yàn)(用視覺(jué)作業(yè)的速度和精確度來(lái)評(píng)價(jià)視覺(jué)能力),以弄清楚在相同的照度下用低色溫的光源(如白熾燈)和高色溫的光源(如日光色熒光燈)照明的視覺(jué)效果是否有差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,熒光燈和白熾燈在60lx以上時(shí),視覺(jué)效果無(wú)差異,僅在10lx時(shí),似乎熒光燈比白熾燈的視覺(jué)效果略差。CIE提出要看清楚人臉部特征所需的最低亮度為1cd/m2,相當(dāng)于20lx的照度。10lx沒(méi)有達(dá)到此要求,在該照度值下的視覺(jué)效果的比較是沒(méi)有意義的。6金鹵燈的光度對(duì)對(duì)比性能的影響白熾燈和鹵鎢燈的色溫低,雖然顯色性好,但由于光效低,大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,隨著高光效的熒光燈、金鹵燈等氣體放電燈的應(yīng)用及其顯色性的改善,一般不再用低光效的白熾燈和鹵鎢燈來(lái)實(shí)現(xiàn)要求達(dá)到的高照度,因?yàn)檫@樣不利于節(jié)約能耗。熒光燈原來(lái)采用鹵磷酸鹽熒光粉,只能做高色溫的燈管,后來(lái)采用稀土熒光粉才能做出低色溫的燈管。隨著金鹵燈制造技術(shù)的不斷發(fā)展,目前已有3000K的低色溫金鹵燈,其光效高,顯色性好。用3000K的金鹵燈來(lái)照明達(dá)到較高的照度,人們的視覺(jué)效果良好,對(duì)光環(huán)境的感覺(jué)滿意。所以光源色溫的選擇并不取決于要求達(dá)到的照度的高低,“高色溫高照度,低色溫低照度”的觀點(diǎn)可以放棄了。同濟(jì)大學(xué)楊公俠教授收集的大量視覺(jué)實(shí)驗(yàn)研究資料,分析后得到如下結(jié)論:人們所喜歡的照度水平不受光源色溫的影響,對(duì)于低色溫的光源,在高照度下人們的滿意度并未下降。光環(huán)境的評(píng)價(jià)是多因子的,照度水平對(duì)于光環(huán)境的總評(píng)價(jià)的影響最大,其相關(guān)系數(shù)最高,色溫與總評(píng)價(jià)的相關(guān)較少,相關(guān)系數(shù)低。在一個(gè)顏色平衡的環(huán)境中,當(dāng)采用顯色性好的光源時(shí),主觀喜愛(ài)的評(píng)價(jià)只受到照度水平的影響,而不是色溫。色溫的高低在光環(huán)境評(píng)價(jià)中產(chǎn)生的心理影響是比較微妙的,不象直接影響工作效能的生理因素那樣的具體實(shí)在,不宜過(guò)于強(qiáng)調(diào)它們的作用,不宜把它夸大作為照明的質(zhì)量指標(biāo)來(lái)對(duì)待,過(guò)于強(qiáng)調(diào)的話,很容易走向反面,象Kruithof的曲線那樣。7其他光柵照明經(jīng)過(guò)上述的探討,以餐廳為例,進(jìn)行餐廳照明設(shè)計(jì)時(shí),除了達(dá)到規(guī)范規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn),還應(yīng)依據(jù)餐廳的功能、規(guī)模、等級(jí)及餐飲食品的特點(diǎn),就餐者心理需求和室內(nèi)裝飾和整體藝術(shù)效果,對(duì)光源的色溫、顯色性進(jìn)行合理選擇。在設(shè)計(jì)宴會(huì)廳的光環(huán)境時(shí),考慮到營(yíng)造宴會(huì)進(jìn)行時(shí)的熱烈氣氛,人們喜歡采用白熾燈作光源的水晶吊燈;而在設(shè)計(jì)快餐廳的光環(huán)境時(shí),為了營(yíng)造一個(gè)簡(jiǎn)潔、明快、高效的就餐環(huán)境,通常采用色溫較高的熒光燈。光源的顯色性是餐廳光環(huán)境評(píng)價(jià)的一重要指標(biāo),照明設(shè)計(jì)所采用的光源一定要有較好的顯色性,特別在菜肴陳列柜和廚房?jī)?nèi)部,一般顯示指數(shù)Ra應(yīng)大于85。這樣才能確保各種食物看上去都色澤鮮艷,不失真,誘發(fā)就餐者食欲。另外同一空間內(nèi)不同位置上采用不同色溫的光源照明,可以產(chǎn)生不同的空間層次感。如1998年人民大會(huì)堂上海廳裝修改造工程,就運(yùn)用了這種處理手法。由于四周空調(diào)管道壓得較低,為了避免給人以壓抑感,在管道位置附近采用高色溫直管熒光燈組成燈槽,在大廳中部頂棚較高處的較大范圍內(nèi),采用低色溫直管熒光燈組成燈槽(藻井)和低色溫緊湊型熒光燈組成的花燈,兩者之間采用中間色溫?zé)晒鉄暨^(guò)渡,總體效果給人以親切、明亮、高大、寬敞的感覺(jué)。8健全室