展示照明设计的分类与应用

1、展示照明设计的分类与应用 目录 n一、照明设计术语 n二、光源种类 n三、灯具分类 n四、照明的方式 n五、照明质量与展示照明设计要求 一、照明设计术语 n光 n光的本质是电磁波，在波长范围及共宽广的电磁波中，光 波仅占极小的，能够被视觉感知的可见光波的波长范围约 在380nm到780nm之间，表现为紫色、蓝色、绿色、黄色、 橙色、红色的光说理颜色。光效设计利用的正是这个波长 范畴的可见光。超过可见光谱的此外区域和红外区域，人 的视觉感觉不到，但生理感觉得到。比如，足够辐射强度 的红外线会使人感到皮肤发热，波长小于320nm的此外线 辐射会损害生物组织等。因此，展示光效设计也需要考虑 红外线辐

2、射和紫外线辐射带来的影响。 n光谱 光通量 n视觉对不同波长的电磁波产生的颜色具有不同的灵敏度， 其中对黄绿光最敏感，常常会觉得黄绿光最亮，而波长较 长红光和波长较短的紫光则相对暗得多。为了便于衡量这 种主观感觉量，国际上把555nm的黄绿光的感觉量定为1, 其余波长的光的感觉量都小于1。鉴于视觉以主观感觉量 衡量光的特点，照明设计用光通量来衡量光源发出的光能用光通量来衡量光源发出的光能 大小大小。 n光通量排除方向、距离和强度因素，指单位时间内的光的单位时间内的光的 总量总量。以流体做比较，光通量类似于每分钟流过的水量。 光通量用符号F或表示，单位流明流明，符号lm。 发光强度 n不同光源发

3、出的光通量在空间中的分布是不同的，同一个 光源发出的光通量在空间各方向上的分布也并不均匀。因 此，常用发光强度衡量光源发出的光通量在空间各方向上 的分布密度。 n发光强度指发光体在特定单位立体角内发出的光通量发光体在特定单位立体角内发出的光通量，用 符号I表示。照明设计经常绘制光强分布曲线光强分布曲线表示光源在 各个方向上的发光强度。发光强度的单位是坎得拉坎得拉，符号 cd。 照度 n对于照面，常用落在它上面的光通量的多少来衡量它被照衡量它被照 射的程度射的程度，这就是照度照度。 n照度指投射在物体表面上的光通量的密度投射在物体表面上的光通量的密度，用符号E表示。 照度的单位是流明每平方米流明

4、每平方米，又称勒克斯勒克斯，符号lx。1lx指 1流明的光通量均匀分布在1平方米的被照面上。40瓦白炽 灯下1米处的照度约30lx，阴天室外照度约800012000lx， 晴朗的正午室外照度可达8000090000lx。 亮度 n在房间内的同一位置放置黑色和白色两个物体，虽然照度 相同，但看起白色物体明显要这很多。这表明物体表面照 度并不直接等同于眼睛对它的视觉感觉。亮度作为一种主 观的评价和感觉，用来表征物体表面的明亮程度。 n亮度是物体单位面积向视线方向发出的发光强度物体单位面积向视线方向发出的发光强度，用符号 L表示。亮度的单位是烛光每平方米烛光每平方米，又称尼特尼特，符号是 nt。1尼

5、特相当于1平方米面积上，沿法线方向产生1烛光 的发光强度。 n光通量说明发光体发出的光能数量；发光强度是发光体某 方向上发出的光通量密度，说明发光体的光能空间分布情 况；照度表示被照面接收的光通量密度，用来鉴定被照面 的照明情况；亮度发示发光体单位表面积上发出的发光强 度，表征物体的明亮程度。 色温 n人工照明光源发出的光线虽然大体上表现为白色光，但眼 睛很容易就可以分辨出它们之间的差别。光线的颜色主要光线的颜色主要 取决于光源的色温取决于光源的色温。当光源发出的光的颜色光的颜色与黑体在某一某一 温度下辐射的颜色温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就为该光源的颜色 温度，简称色温色温，以电光源的

6、开氏温标表示，符号是K。 n光源色温大于大于5300K时时的光色看起来比较凉爽比较凉爽，称之为冷 色光；色温小于小于3300K时时的光色看起来比较温暖较温暖，称之为 暖色光；光源色温属于属于5300K3300K之间之间的光色介于冷介于冷 暖之间暖之间。一般来讲，红色光的色温低，蓝色光的色温高。 低色温的暖光在低照明水平下较受欢迎低色温的暖光在低照明水平下较受欢迎，容易使人联想到 火焰或者黎明和黄昏时候的阳光所拥有的金红色的光芒。 高色温的冷光在较高的照明水平时较受欢迎高色温的冷光在较高的照明水平时较受欢迎，容易使人联 想到昼光。由于色温直接影响人对环境的感受色温直接影响人对环境的感受，因此对塑

7、 造展示气氛很重要。 显色性 n物体之所以有颜色，是因为物体表面吸收入射光中某些波物体之所以有颜色，是因为物体表面吸收入射光中某些波 长的光，同时反射其余波长的光，反射光波的颜色就是物长的光，同时反射其余波长的光，反射光波的颜色就是物 体的颜色体的颜色。由于光源的光谱分布不同，同一个物体在不同 光源下呈现的色彩不完全一样。太阳光中包含所有波长的 可见光，是一个全光谱光源，因此物体的色彩在自然光线物体的色彩在自然光线 下最真实下最真实。人工光源的光谱分布绝大多数都是不完整或不 连续的，因此人工光源对物体色彩的表现有明显差别。光 源对物体真实色彩的显现能力被称之为显色性，光源所包 含的光谱越完整，

8、它的显色性就越好，对物体色彩的还原 能力就越好。 n人工照明光源的显色性一般以普通显色指数Ra衡量。显显 色指数的值介于色指数的值介于0100之间，显色指数高的光源对颜色之间，显色指数高的光源对颜色 表现较好，所看到的颜色接近自然光条件下的颜色；显色表现较好，所看到的颜色接近自然光条件下的颜色；显色 指数低的光源对颜色的表现较差，所看到颜色与自然光条指数低的光源对颜色的表现较差，所看到颜色与自然光条 件下的颜色相比偏差较大。件下的颜色相比偏差较大。一般为Ra80时，光源的性优 良；80Ra50时，光源的性一般；Ra50时，光源的性 较差。展示设计对光源的性要求很高，一般都要求指数在 80以上，

9、博物馆要求指数在90以上。 眩光 n由于光线在视野中的分布不合理或亮度范围不适宜，或存 在极端的亮度对比，而引起的视觉不舒适感和观察能力的 降低，这类现象统称为眩光。眩光是影响照明质量和光环眩光是影响照明质量和光环 境舒适性的重要因素之一境舒适性的重要因素之一，对人的生理与心理皆有十分明 显的影响。如何避免有害的眩光避免有害的眩光，对展示光效设计来说具 有非常重要的意义非常重要的意义。 n按眩光产生的方式，可分为直射眩光直射眩光、反射眩光反射眩光和光幕反光幕反 射眩光射眩光。直接眩光指在正常视野范围内出现亮度过高的由 光源直接发出的光线。反射眩光指光源发出的光线经过镜 子、玻璃或其他光滑表面的

10、反射后集聚成亮度过高的光线 进入视野。光幕反射眩光指反射眩光像覆盖在物体上的一 层幕布，朦朦胧胧的，让人看不清物体的细节。 n按眩光对视觉影响程度的不同，可分为不舒适眩光不舒适眩光和失能失能 眩光眩光。不舒适眩光使视觉产生不舒服的感觉，但并不影响 视觉对象的可见度。失能眩光降低视觉对象的可见度，但 并不一定使视觉产生不舒服的感觉。目前，对人工光源在 建筑内部空间产生的眩光，可采用统一的眩光等级来评价。 二、光源种类 n热辐射光源。 n热辐射光源是一种非相干的光源，是发光物体在热平衡状 态下，使热能转变为光能的光源，如白炽灯，卤钨灯等。 一切炽热的光源都属于热辐射光源。包括太阳，黑体辐射 等。其

11、特点是产生连续的光谱。 太阳 n气体放电光源 n电流流经气体或金属蒸气，使之产生气体放电而发光的光 源。气体放电有弧光放电和辉光放电两种，放电电压有低 气压、高气压和超高气压3种。弧光放电光源包括：荧光 灯、低压钠灯等低气压气体放电灯，高压汞灯、高压钠灯、 金属卤化物灯等高强度气体放电灯，超高压汞灯等超高压 气体放电灯，以及碳弧灯、氙灯、某些光谱光源等放电气 压跨度较大的气体放电灯。辉光放电光源包括利用负辉区 辉光放电的辉光指示光源和利用正柱区辉光放电的霓虹灯， 二者均为低气压放电灯；此外还包括某些光谱光源。 荧光灯 三、灯具分类 n根据国际照明委员会(CIE)的建议，灯具按光通量在上下 空间

12、分布的比例分为五类： n直接型 n半直接型 n全漫射型（包括水平方向光线很少的直接间接型） n半间接型 n间接型。 n(1) 直接型灯具(direct lighting luminaire) 此类灯具绝大部分光通量（90-100%）直接投照下方， 所以灯具的光通量的利用率最高。 n (2) 半直接型灯具(simi-direct lighting luminaire) 这类灯具大部分光通量（60-90%）射向下半球空间，少 部分射向上方，射向上方的分量将减少照明环境所产生的阴 影的硬度并改善其各表面的亮度比。 n (3) 漫射型或直接间接型灯具(diffused lighting luminai

13、re) 灯具向上向下的光通量几乎相同（各占40%-60%）。 最常见的是乳白玻璃球形灯罩，其他各种形状漫射透光 的封闭灯罩也有类似的配光。这种灯具将光线均匀地投向四 面八方，因此光通利用率较低。 n(4) 半间接灯具(simi-indirect lighting luminaire) 灯具向下光通占10%-40%，它的向下分量往往只用 来产生与天棚相称的亮度，此分量过多或分配不适当也会 产生直接或间接眩光等一些缺陷。 上面敞口的半透明罩属于这一类。它们主要作为建筑 装饰照明，由于大部分光线投向顶棚和上部墙面，增加了 室内的间接光，光线更为柔和宜人。 n (5) 间接灯具(indirect li

14、ghting luminaire) 灯具的小部分光通（10%以下）向下。设计得好时， 全部天棚成为一个照明光源，达到柔和无阴影的照明效果， 由于灯具向下光通很少，只要布置合理，直接眩光与反射 眩光都很小。此类灯具的光通利用率比前面四种都低 。 四、照明的方式 n一般照明 n不考虑局部的特殊需要，为照亮整个室内而采用的照明方 式。一般照明由对称排列在顶棚上的若干照明灯具组成， 室内可获得较好的亮度分布和照度均匀度，所采用的光源 功率较大，而且有较高的照明效率。这种照明方式耗电大， 布灯形式较呆板。一般照明方式适用于无固定工作区或工 作区分布密度较大的房间，以及照度要求不高但又不会导 致出现不能适

15、应的眩光和不利光向的场所，如办公室、教 室等。 n为提高特定工作区照度，常采用分区一般照明。根据室内 工作区布置的情况，将照明灯具集中或分区集中设置在工 作区的上方，以保证工作区的照度，并将非工作区的照度 适当降低为工作区的1/3至1/5。分区一般照明不仅可以改 善照明质量，获得较好的光环境，而且节约能源。 n局部照明 n为满足室内某些部位的特殊需要，在一定范围内设置照明 灯具的照明方式。通常将照明灯具装设在靠近工作面的上 方。局部照明方式在局部范围内以较小的光源功率获得较 高的照度，同时也易于调整和改变光的方向。局部照明方 式常用于下述场合，例如局部需要有较高照度的，由于遮 挡而使一般照明照

16、射不到某些范围的，需要减小工作区内 反射眩光的，为加强某方向光照以增强建筑物质感的。但 在长时间持续工作的工作面上仅有局部照明容易引起视觉 疲劳。 n混合照明 n由一般照明和局部照明组成的照明方式。混合照明是在一 定的工作区内由一般照明和局部照明的配合起作用，保证 应有的视觉工作条件。良好的混合照明方式可以做到：增 加工作区的照度，减少工作面上的阴影和光斑，在垂直面 和倾斜面上获得较高的照度，减少照明设施总功率，节约 能源。混合照明方式的缺点是视野内亮度分布不匀。为了 减少光环境中的不舒适程度，混合照明照度中的一般照明 的照度应占该等级混合照明总照度的510%,且不宜低于 20勒克斯。混合照明

17、方式适用于有固定的工作区，照度要 求较高并需要有一定可变光的方向照明的房间，如医院的 妇科检查室、牙科治疗室，缝纫车间等。 五、照明质量与展示照明设计要求 n照明质量 n 照明质量包括光环境的亮度分布、照度均匀度、光色和 显色性、眩光限制水平、光的方向性和物体立体感等。 n1、亮度分布： n a)、工作区亮度分布： 作业亮度和环境亮度不宜过于悬 殊，以免使视觉容易疲劳。从视觉舒适的角度要求，环境 亮度最好低于作业面亮度。只有工作性质要求人的注意力 主要集中于周围时，才可采用环境亮度较高的照明。环境 亮度最好不低于作业亮度的1/3。 nb)、人脸亮度和室内环境亮度： 就人脸亮度而言，英国规 定，

18、人员逗留时间较长的房间和一切工作房间室内照度为 200lx。这一数据可作为我国一些公共建筑的参考值。 n c)、灯具亮度： 常用亮度限制曲线法评价灯具亮度，按 对眩光限制决定灯具亮度，即按眩光限制等级和使用照度 确定灯具亮度。在视觉作业很精细时，对眩光限制严格， 要求灯具亮度低。而一般视觉作业对眩光限制要求较低时， 允许灯具亮度较高。 当使用照度较高时要求灯具亮度低， 使用照度低时允许灯具亮度高。 n2、照度均匀度： n a)、空间均匀度： CIE规定最小照度与平均照度之比小于 0.8，我国标准规定不得小于0.7。在灯具布置小于最大允 许距高比的情况下，也应该满足上述要求。布灯距高比比 灯具最

19、大允许距高比小得越多，说明光线相互交叉照射越 充分，相对均匀度也会有所提高。 注：（距高比：） n b)、时间均匀度： 任何照明装置的照度不会始终不变。 灯泡发光效率降低、灯具污染老化、房间内表面积灰等都 会使照度降低。在我国，取最终维护照度为推荐照度，即 取更换光源、清洗灯具之前的平均照度为推荐照度，以便 在整个使用周期内得到高于照度标准的照度。在任何情况 下，新照明装置和清洁室内的初始照度都不能作为照度推 荐值使用。 n3、光色和显色性及其应用： n 光的颜色和显色性在照明工程中十分重要，尤其在光色 和显色性要求较高的场所。光的颜色特性主要表现在光的 色表和显色能力两个方面。光辐射由许多光谱辐射组成。 光谱成分越全，光的色表和显色性能越完善。但两种光谱 成分不同的光可以有相同的色表，而显色性却可能差别很 大。因此，不能根据光的颜色确定其显色性。 n4、眩光限制： n a)、眩光种类及影响： 眩光是由于视野内亮度对比过强或亮 度过高形成的。眩光会使人产生不舒适感或使可见度降低。有 不舒适感称为不舒适眩光；降低可见度的称为失能眩光。此外， 还有两者兼而有之的视觉状态。 眩光还有直接眩光与反射眩 光之别。直接眩光是由灯具、灯泡、窗子等高亮度光源直接引 起的；反射眩光是由高反射系数的表面（如镜面、光泽金属表 面或其他表面）