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关于室内智能照明设计的知识讲解

        光照的作用,对人的视觉功能极为重要。没有光就看不到一切,这是一般的常识。就室内环境设计面言,光照不仅能满足人的视觉功能的需要,而且是美化环境必不可少的物质条件。

  光照可以构成空间,并能起到改变空间、美化空间的作用。它直接影响物体的视觉大小、形状、质感和色彩,以至直接影响到环境的艺术效果。

一、光的种类

  照明用光随灯具品种和造型不同,产生不同的光照效果。所产生的光线,可分为直射光、反射光和漫射光三种。

  1.直射光

  是光源直接照射到工作面上的光,直射光的照度高,电能消耗少,为了避免光线直射人眼产生眩光,通常需用灯罩相配合,把光集中照射到工作面上,其中直接照明有广照型、中照型和深照型三种。

  2.反射光

  反射光是利用光亮的镀银反射罩作定向照明,使光线受下部不透明或半透明的灯罩的阻挡,光线的全部或一部分反射到天棚和墙面,然后再向下反射到工作面。这类光线柔和,视觉舒适,不易产生眩光。

  3.漫射光

  漫射光是利用磨砂玻璃罩、乳白灯罩,或特制的格栅,使光线形成多方向的漫射,或者是由直射光、反射光混合的光线。漫射光的光质柔和,而且艺术效果颇佳。

  在室内照明中,上述三种光线有不同的用处,由于它们之间不同比例的配合就产生了多种照明方式。

  关于室内智能照明设计的知识讲解

  二、照明方式

  根据光通量的空间分布状况,照明方式可分为以下五种,如图5—3所示。

  1.直接照明

  光线通过灯具射出,其中90%—100%的光通量到达假定的工作面上,这种照明方式为直接照明。次种照明方式具有强烈的明暗对比,并能造成有趣生动的光影效果,可突出工作面在整个环境中的主导地位,但是由于亮度较高,应防止眩光的产生。

  2.半直接照明

  半直接照明方式是半透明材料制成的灯罩罩住灯泡上部,60%—90%以上的光线使之集中射向工作面,10%—40%被罩光线又经半透明灯罩扩散而向上漫射,其光线比较柔和。这种灯具常用于较低的房间的一般照明。由于漫射光线能照亮平顶,使房间顶部高度增加,因而能产生较高的空间感。

  3.间接照明

  间接照明方式是将光源遮蔽而产生的间接光的照明方式,其中90%—100%的光通量通过天棚或墙面反射作用于工作面,10%以下的光线则直接照射工作面。通常有两种处理方法,一是将不透明的灯罩装在灯泡的下部,光线射向平顶或其他物体上反射成间接光线;一种是把灯泡设在灯槽内,光线从平顶反射到室内成间接光线。这种照明方式单独使用时,需注意不透明灯罩下部的浓重阴影。通常和其他照明方式配合使用,才能取得特殊的艺术效果。

  4.半间接照明

  半间接照明方式,恰和半直接照明相反,把半透明的灯罩装在灯泡下部,60%以上的光线射向平顶,形成间接光源,10%—40%部分光线经灯罩向下扩散。这种方式能产生比较特殊的照明效果,使较低矮的房间有增高的感觉。也适用于住宅中的小空间部分,如门厅、过道等,通常在学习的环境中采用这种照明方式,最为相宜。

  5.漫射照明方式

  漫射照明方式,是利用灯具的折射功能来控制眩光,将光线向四周扩散漫散。这种照明大体上有两种形式,一种是光线从灯罩上口射出经平顶反射,两侧从半透明灯罩扩散,下部从格栅扩散。另一种是用半透明灯罩把光线全部封闭而产生漫射。这类照明光线性能柔和,视觉舒适,适于卧室。

  三、照明的布局形式

  照明布局形式分为三种,即基础照明,重点照明和装饰照明。

  1.基础照明

  所谓基础照明是指大空间内全面的、基本的照明,重点在于能与重点照明的亮度有适当的比例,给室内形成一种格调,基础照明是最基本的照明方式。除注意水平面的照度外,更多应用的是垂直面的亮度。一般选用比较均匀的、全面性的照明灯具。

  2.重点照明

  重点照明是指对主要场所和对象进行的重点投光。如商店商品陈设架或橱窗的照明,目在在于增强顾客对商品的吸引和注意力,其亮度是根据商品种类、形状、大小以及展览方式等确定的。一般使用强光来加强商品表面的光泽,强调商品形象。其亮度是基本照明的3—5倍。为了加强商品的立体感和质感,常使用方向性强的灯和利用色光以强调特定的部分。

  3.装饰照明

  为了对室内进行装饰,增加空间层次,营造环境气氛,常用装饰照明,一般使用装饰吊灯、壁灯、挂灯等图案形式统一的系列灯具。这样可以使室内繁而不乱,并渲染了室内环境气氛,更好地表现具有强烈个性的空间艺术。值得注意的是装饰照明只能是以装饰为目的独立照明,不兼作基本照明或重点照明,否则会消弱精心制作的灯具形象。

  四、照明质量

  高质量的照明效果是获得良好、舒适光环境的根本,而照明环境中的照度、亮度、眩光、阴影、显色性等因素则是左右高质量照明效果的关键。因此,只有正确处理好以上各要素,才能获得理想的光环境。

  1.照度

  照度,是指被照物体单位面积上的光通量值,单位是lx(靳克斯),它是决定被照物体明亮程度的间接指标。在一定范围照度增加,可使视觉功能提高。合适的照度,有利于保护视力和提高工作与学习功率。在确定被照环境所需照度大小时,必须考虑到被观察物体的大小尺寸,以及它与背景亮度的对比程度的大小,以均匀合理的照度保证视觉的基本要求。

  2.亮度

  亮度,是指发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度,单位 cd/m2。它表示人的视觉对物体明亮程度的直观感受。在室内照明设计中,应当注意保证适宜的亮度分布。在室内环境中,若彼此亮度变化太大,人的视觉从一处转向另一处时,眼睛就被迫经过一个适应过程,如果这种适应过程重复次数过多,则会造成视觉疲劳。背景环境的亮度应尽可能低于被观察物体的亮度,当被观察物体的亮度为背景环境高度的3倍时,通常可获得较好的视觉清晰度,即背景环境与被观察物体的反射比宜控制在0.3—0.5的范围内。

  3.眩光

  眩光,是指视野内出现过高亮度或过大的亮度对比所造成的视觉不适或视力减低的现象。例如,在白天看太阳,由于它的亮度太大,眼睛无法适应,睁不开眼。再如,在晚上看路灯,明亮的路灯衬上漆黑的夜空,黑白对比太强,同样感到刺眼。在室内照明设计中,应尽量避免出现眩光。

  眩光有两种形式,即直射眩光和反射眩光。由高亮度的光源直接进入人眼所引起的眩光,称为“直接眩光”;光源通过光泽表面的反射进入人眼所引起的眩光,称为“反射眩光”。因此,在室内灯光设计中,除应限制直射眩光的出现,同时要注意避免由高光洁装饰材料(如镜面、不锈钢等)可能造成的反射眩光现象的出现。眩光与视线的关系,如图5—4所示。

  产生直射眩光的原因,主要是光源的亮度、背景亮度、灯的悬挂高度以及灯具的保护角。根据其产生的原因,可采取以下办法来控制眩光现象的发生:

  ①限制光源亮度或降低灯具表面亮度。对光源可采用磨砂玻璃或乳白玻璃的灯具,亦可采用透光的漫射材料将灯泡遮蔽。

  ②可采用保护角较大的灯具。灯具的保护角,如图5—5所示。

  ③合理布置灯具位置和选择适当的悬挂高度。灯具的悬挂高度增加后,眩光的作用就减少;若灯与人的视线间形成的角度大于45°时,眩光现象也就大大减弱了。当然,这种方式通常受房屋层高的限制,并且灯提得过高对工作面照度也不利,所以通常应与选用较大保护角的灯具结合使用。

  ④适当提高环境亮度,减少亮度对比,特别是减少工作对象和它直接相邻的背景间的亮度对比。

  ⑤采用无光泽的材料。

  ①应用低亮度镜面反射器,不用搪瓷罩等。

  ②若要从邻近工作区可观察到这些灯具,则要改用适用于该工作区要求的保护角灯具。

  4.光源的显色性

  光源的种类很多,其光谱特性各不相同,因而同一物体在不同光源的照射下,将会显现出不同的颜色,这就是光源的显色性。通常,人们习惯于在日光下分辩色彩,所以在比较显色性时通常以日光或接近日光光谱的人工光源作为标准光源,将显色指数定为100,离标准光谱越近的光源,其显色指数越高。不同显色指数的适用场所。在需要正确辨别颜色的场所,可以采用合适光谱的多种光源的混合的混光照明。

  研究表明,色温的舒适感与照度水平有一定相关的关系,在很低照度下,舒适的光色是接近火焰的低色温光色;在偏低或中等照度下,舒适光色是接近黎明和黄昏的色温略高的光色;而在较高照度下,舒适光色是接近中午阳光或偏蓝的高色温天空光色。在设计不同环境气氛的室内空间时,应选用适当的色温和照度。

  5.阴影

  在工作物件或其附近出现阴影,会造成视觉的错觉现象,增加视觉负担,影响工作效率,在设计中应予以避免。一般可采用扩散性灯具或在布灯时通过调整光源位置,增加光源数量等措施加以解决。

  6.照度的稳定性

  供电电压的波动使照度发生变化,从而影响视觉功能,故控制灯端电压不低于额定电压的下列值:白炽灯和卤钨灯97.5%,气体放电灯95%。如果达不到上述要求,可将照明供电电源与有冲击负荷的供电线路分开,也可考虑采取稳压措施。

  7.消除频闪效应

  在交流电路中,气体放电灯(如荧光灯)发出的光通量是随着电压的变化而波动,因而在观察移动的物体时会出视觉失真现象,这样容易使人产生错觉,甚至会引发事故,因此,气体放电光源不能用于物体高速转动或快速移动的场所。

  消除频闪效应的办法是将相邻灯管(泡)或灯具,分别接到不同的相位线路上,例如采用三相电源分相给三个灯管的荧光灯。

  五、照明的计算

  照明计算方法是极其复杂的,对于室内设计人员来说,只掌握一种较粗略的计算方法就可以了,精确的计算方法很多,室内设计人员对此有所了解即可。

  在照明设计的最初阶段采 用“单位容 量法”进行估算,首先介绍单位容量值的含义,单位容量值就是指在1m2的被照面积上产生1Lm的照度值所需的瓦数。

  计算照明的总容量,是为了进一步求出所需灯具的数目和功率。其公式为:

  照明总容量(W)=单位容量值×平均照度值×房间面积=瓦数

  适用于一般效果的光源(白炽灯200W,荧光灯40W,气体放电灯250W),计算时是取整个平面照度的平均值。如果房间较多,或是采用间接照明,光通量的损失是很大的,所以计算时就该比实际需要多计算20%—50%的输入容量。

  例如:某会议室平面面积6×4m,高4m,工作面(距地面85cm)上的照度为125Lx(应查表所得),采用间接照明型的白炽灯照明,天棚与地面都是浅色。试求房间所需照明总容量和灯具数目,功率是多少?

  N=0.32W×125lx×24m2=960W

  光通量的损耗按20%计算:

  960W×20%=192W

  960W+192W=1152W

  这样确定房间应安装功率为200W的白炽灯6个(两排,每排3个),即可满足125lx的照度要求。

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