灯光及照明设计之1 (2)

1、灯光与照明设计 主讲：马前进课程学时：60学时（三周）教学目的： 了解照明设计的目的和意义，了解照明设计与建筑及室内外设计的关系。掌握一般照明设计的基本原则与方法。教学任务： 根据不同功能的室、内外空间设计出合理的系统照明和宜人的光环境。课程作业：4+1教学内容 第一章：总论 第二章：环境艺术照明设计基础 第三章：灯具 第四章：照明设计的程序、策略与实务 第五章：艺术照明的方式与方法 第六章：室内环境艺术照明的要求及实例分析 第一节：光文化与光环境第二节：照明设计目的与分类范畴第三节：自然采光与人工照明 第一章 总论 第一节 光文化与光环境1.1 概述 从光的角度来分析，我们的地球存在两个世界

2、：白天和黑夜。 光 得到舒适的环境 灯具。 第一章 总论 人类发展史中从利用自然火种到人工取火，是人类创造光亮的开始，照亮了人类文明的历程。随着社会生产力的提高，人类有意识地固定火源，辅助设备经过不断改进和演变专用照明器物灯具第一章 总论新石器时代晚期至战国时期：陶制灯具 豆形陶灯 佣形陶灯第一章 总论两汉时期：灯具得到了迅速的发展，以青铜器为主的灯具无论在造型、装饰、工艺和制作上都已十分成熟。这一时期陶质灯具在中下阶级中流行。 银首人俑灯 十五连枝铜灯 西汉长信宫灯第一章 总论魏晋南北朝至宋元期间：青铜器就基本消失，陶灯主要是以瓷灯占据主导位置。由于陶瓷灯造价低廉易于普及，开始为民间广为使用

3、。 三国青瓷熊灯 东晋青瓷牛形灯 北齐瓷灯第一章 总论唐代出现了唐三彩灯、白瓷灯。由于唐代经济的高度发达，实用兼装饰或纯装饰性质的灯开始大量出现在宫廷和灯节之中，像灯树、灯楼、灯笼、走马灯、松脂灯、孔明灯、风灯等。这些新的灯具或灯俗烘托了那个时代盛世，成为千古流传的佳话。 白瓷蟠龙灯 白瓷灯 石灯（路灯）新材质:铜、铁、锡、银、玉、石、木、玻璃等。第一章 总论明清时期是中国古代陶瓷发展最辉煌时期：灯具和烛台的种类和质地更加丰富多彩。 富丽的官窑灯具和宫灯的兴起，开辟了灯具的新纪元。 既有照明工具，也有供人玩赏的工艺品，灯具的材料也是多样化，陶制的、木质的、竹制的、纸制的、纱制的等，丰富了灯具的

4、形式。第一章 总论19世纪后期，煤油传入中国，20世纪初，煤油灯在我国广泛流行，灯具照度受到限制。19世纪晚期，美国人爱迪生发明了灯泡。1905年，用拉制钨丝做灯丝的白炽灯出现了，人类从此跨入电气照明时代。我国的电光源装备水平不断提高。照明设计成为展示空间魅力的舞台。第一章 总论第一章 总论1.2 环境设计与照明设计 环境设计是一个系统工程，在设计过程中对空间的功能、色彩、材料、照明、质地等诸多方面的考虑是同时进行的。 环节：设计与施工、材料与技术，相互依托。 人员：建筑师、结构工程师、室内设计师、环境美化设计师、照明设计师及供暖、给排水、电气工程师 照明设计：光环境的营造。需要设计师的精心设

5、计和配合，与其他人员共同协作完成。 第一章 总论1.3 照明设计与光文化 光文化是设计文化的一部分。照明是科学，也是艺术。 照明与建筑的关系： 照明建筑物设计成功的基础之一 建筑内部特征以及外部表现依赖照明 照明受建筑材料和建筑结构的影响 第一章 总论 第二节 照明设计的目的与分类范畴2.1 照明设计的目的 统计表明：人们每天要在人造光环境中停留相当长的时间， 基本要求：为视觉感官接受信息创造一个舒适的光环境 目标：根据不同的室内外环境所需要的照度，正确选择光源和灯具，确定合理的照明形式和布置方案，创造一个合理的高质量的光环境，来满足工作、学习、生活的需要。 第一章 总论2.2 照明设计的分类

6、范畴 第一章 总论分类方式主要内容照明的场所室内环境照明住宅空间照明商业空间照明办公空间照明展示空间照明宾馆酒店空间照明休闲娱乐空间照明室外环境照明街道、广场照明建筑立面照明景观照明车站、码头照明2.2 照明设计的分类范畴障碍照明、值班照明、警卫照明、直接照明、半直接照明、间接照明等。 第一章 总论分类方式主要内容照明的方式一般照明为照亮场所设施的均匀照度局部照明特定视觉工作所需，为某个局部而设置重点照明提高限定区域或目标照度，使其比周围区域更亮混合照明一般照明+局部照明混光照明同一场所，由两种以上不同光源形成应急照明在正常照明的电源失效而启动疏散照明应急的一部分，确保疏散通道被有效的辨认和使

7、用的照明。如：“安全出口”“安全门”“避难层”安全照明应急的一部分，确保处于潜在危险中的人员安全的照明定向照明从某一特定方向投射到工作面上的目标上第一章 总论一般照明一般照明第一章 总论局部照明局部照明第一章 总论装饰照明装饰照明第一章 总论重点照明重点照明2.2 照明设计的分类范畴 第一章 总论分类方式主要内容照明的目的功能照明满足不同场所活动所需的基本光照环境是以视觉作业为主导的照明装饰照明照明的艺术性，起到室内装饰的作用。室内：1、运用灯具造型作为室内装饰的元素 2、对艺术装饰品照明室外：1、建筑立面照明 2、庭院景观照明 第三节 自然采光与人工照明2.1 自然采光 自然采光：昼光 特性

8、：不断的变化中 设计核心：窗户，反映建筑与人工光源的关系 设计考虑：自然采光+人工光源 结合后的照明质量 法国巴黎 奥赛博物馆 第一章 总论窗户的重要性： 认为最好的窗户是没有窗户：采光、制冷、隔音这些建筑设计因素都变得很好解决。 概念上的偏差，忽略了昼光引入的优点，不利于地球能源的节约。窗户的基本类型： 直窗：窗户的高度大于宽度 窗墙：窗户占据建筑的周边第一章 总论 天窗：用于不适宜做周边窗户的建筑。火车站、现代购物中心、办公综合楼、工厂 法国巴黎卢浮宫 中国浙江美术馆第一章 总论 2.2 人工照明 人工照明 ：自然采光以外的光源 选择灯具的决定性因素是灯具的尺寸、造型、材质、寿命、效率、能

9、耗，还有灯具的控制方法，以及灯具的价格。 人工照明的发展概况： 火（产生的热量而发光） 原始油灯（鱼油或其他油）蜡烛、烛台（灯芯插入溶化的油脂中，唯一现在仍在用）电光源 ） 第一章 总论人工照明和自然采光的关系： 电光源的发展，人工照明在白天和黑夜都扮演重要角色，人工光源已成为主要光源。 当今，节约能源，利用太阳能，尽量减少建筑在白天对人工光源的依赖。 关系：天然光与人工光相结合 设计师通过房屋设计合理利用太阳能，比如结合屋顶、墙壁、窗户等部分进行合理科学设计。 建筑采光的新技术不断涌现，导光管、光导纤维、凌镜玻璃、反射镜、热敏材料等 第一章 总论 屋顶采用角度经过精确计算的棱镜玻璃，不仅一年

10、四季的白天获得均匀舒适的天然光，在冬天太阳照射角度较低时，允许热量进入，在夏季太阳角度较高时候，阻止热量进入。 第一章 总论 照明设计的安全性： 照明设施和电路要避免可能的电击； 电器设备要满足防火标准； 在建设中，电气安全要监测到位； 要有合理的紧急照明系统。 第一章 总论 第一节 光与视觉、知觉 第二节：光与色 第三节：光的基本性质 第四节：光的度量 第五节：眩光的产生和防止 第二章 环境艺术照明设计基础 第一节 光与视觉、知觉 人的视觉依赖光而存在。 光线人的眼睛识别周围物体的形状、色彩、运动特征和状态1.1视觉的基本概念与性质 视力视力：观看能力与识别的质量，即辨别事物细部特征的能力。

11、 视野视野：视觉范围。在正常亮度范围内，随亮度的提高而增大，但是当亮度 高，瞳孔缩小，视野变窄。 恒常现象恒常现象：一个物体在照明性质与强度发生变化的情况下，人们对该物体还 保持着原有的认知状态。 后像后像：物体对人的视觉神经刺激消除后，在视网膜上仍然残留着原物体的影 像。分为正后像和负后像。 正后像：积极后像，是与原物体的亮度和色调相同的后像。 负后像：消极后像，是与原物体的亮度和色调相反的后像。第二章 环境艺术照明设计基础 当前比较成熟的色觉理论有托马斯杨赫尔姆霍茨三色理论（三原色理论），对其作出的解释是，眼睛注视绿色一段时间后再看背景，由于绿纤维疲劳不再发生反应，而红和蓝纤维仍对白光中的

12、红和蓝起反应，因而产生红、蓝混合色品红色。 视觉与知觉视觉与知觉：视觉定义为“眼睛所察觉的”，知觉广义定义为“外界事物带来 的心理感受”。 视觉疲劳视觉疲劳：长时间在恶劣的照明环境下进行工作，容易引起视觉疲劳。 分为全身疲劳和眼睛局部疲劳。 视觉疲劳的增加随着照度的增加而得以改善，但也有基本范围。 照度在500lx以下时，容易出现上述现象； 照度在500lx1000lx范围时，适合连续工作的室内作业场所； 照度在1000lx以上时，对改善视功能、缓解视疲劳没有多大好处。 第二章 环境艺术照明设计基础1.2 视觉对光的反应 （1 1）识别阈限）识别阈限 视觉系统极其复杂，它有很大的自调能力，但这

13、种能力有一定的限度。即，视觉器官可以在一个较大的强度范围内感受到光的刺激，但是同时也存在一个最低的限度，低于这一限度，就不再引起视觉器官对光的感觉。 能引起光觉的最低限度的光量，就称为视觉识别的阈限，又称为亮度阈限。 影响视觉的亮度阈限因素： 目标物的大小，目标越小亮度阈限越高（即亮度阀限越高识别物体的能力越大） 目标物发出光的颜色，光的波长越长（红光、黄光）亮度阈限越低 观察时间，目标呈现时间越短亮度阈限越高 第二章 环境艺术照明设计基础（2 2）明适应）明适应 当视觉环境内亮度有较大幅度的变化时，视觉对这种变化的顺应性称为适应。 当人从黑暗的环境进入明亮的环境时，最初会感觉到刺眼，而且无法

14、看清周围的环境，但是过一会就可以恢复正常视力，这种适应叫做明适应。 明适应需要的时间短，大约一分钟左右。 第二章 环境艺术照明设计基础（3 3）暗适应）暗适应 当人从明亮的环境进入黑暗的环境时，最初一段时间什么也看不见，在逐渐适应黑暗后，才能区分周围物体的轮廓，这种视觉阈限下降的过程叫做暗适应。 暗适应需要的时间短，大约30-40分钟左右。 因此，在实际照明设计中，要考虑到人眼的明适应和暗适应的特征，加强过渡空间和过渡照明的合理安排和设计，才能避免视觉障碍的发生。第二章 环境艺术照明设计基础（4 4）视觉灵敏度）视觉灵敏度 灵敏度：分辨物体细节快慢的能力。需要将目标物与背景做比较才可能实现，目

15、标物与背景要有一定的差距，才容易辨认。 一种是颜色的差异，一种是亮度的差异 第二章 环境艺术照明设计基础 在工作时，视觉作业和背景之间满意的关系是：视觉作业的亮度是背景的3倍。 还与物体颜色的反射系数有关，比如，视觉作业的反光系数低，要保持它与背景的亮度为3:1的关系，还需要增加视觉作业上的光线数量。 建筑物的功能决定所需的光线数量。 储藏室：20lx 锅炉房：100lx 教堂的正殿：100-200lx 住宅中的起居室：100-300lx 学校教学处、办公室、计算机房：300lx 精密电气安装：1000lx 医院手术台（局部区域）：15000-30000lx第二章 环境艺术照明设计基础（5 5

16、）识别速度）识别速度 是从看到物体到识别出它的外形所需要的时间的倒数，即1/t.秒 识别速度和照明的关系： 良好的照明条件缩短视觉所需时间提高识别速度提高工作效率 识别速度与目标物尺寸、亮度对比的关系： 目标物越大识别速度越快 亮度对比越大识别速度越快 第二章 环境艺术照明设计基础 第二节 光与颜色 自然光是颜色的参照物。因为其他形式的光线都或多或少地改变了所看到的颜色。在昼光下看到的颜色被认为真正的颜色。 解决这个问题就需要设计师对颜色及其在室内的作用有基本的了解。第二章 环境艺术照明设计基础2.1 光与色的基本概念 色相色相：红、黄、蓝等的有彩色所具有的属性。 彩度彩度：颜色的鲜艳程度。

17、明度明度：颜色的明亮程度。 色表色表：观察光源本身所得到的颜色印象。 色温色温：用来描述光源的色表，是按绝对黑色来定义的，光源与黑色颜色相同时，该黑体的温度就称为光源的色温，当黑体受到的热力相当于500-550时，就会变成暗红色，达到1050-1150时，就变成黄色，达到5000就会变成白色，达到8000就会变成青绿色。通常用K （卡尔文）表示。 只是用来表示颜色的视觉印象。第二章 环境艺术照明设计基础显色性显色性：光源显现物体颜色的特性，显色指数CRI表示，CRI最大值为100.值越高， 表示光源的显色性越好，物体颜色越逼真。 国际照明委员会（CIE）将灯具的显色性分为5组第二章 环境艺术照

18、明设计基础类别类别显色性显色性CRICRI灯具灯具场所场所1A准确的色彩匹配90-100专业荧光灯和金卤灯专用与绘画作品检测的光源1B良好的显色性80-89三基色荧光灯、紧凑型荧光灯、白SON灯商业及工业照明等色彩要求比较严格的场所2一般的显色性60-79普通荧光灯某些商业场所3微弱的显色性40-59高压汞灯、钠灯显示性不太重要的地方4差的显色性20-39低压钠灯显示性不太重要的地方2.2 光线对色彩的影响 光线的重要性在于它本身的颜色以及它对各个物体表面的固有色的影响。 最均衡的白光是中午的光，紫色、红色之间橙色、黄色青白色橙色、红色 有光源的性质决定的，白炽灯发出黄白色光，冷白色荧光灯发出

19、青白色光。 第二章 环境艺术照明设计基础： 1、光源的色表和亮度影响着室内各物体表面的色彩。蓝色表面在黄光照射下呈 现绿色。光源的显色性很重要。 2、暖光源（低色温）低照明水平室内形成暖和的气氛； 冷光源（高色温）高照明水平严谨工作环境 3、气候 气候较暖的国家喜欢色表较冷的光源，反之亦然第二章 环境艺术照明设计基础2.3 照明设计中一般的色彩处理方式 1、背景（墙、顶棚、大面积物体）的最佳颜色不是白色就是饱和度较低的淡 色，或者色表位于冷和暖之间的光源，即“安全背景色”。 2、减轻光源对背景色的影响。 3、大面积的颜色最好是淡而非饱和的颜色，小物体最好的颜色是非常饱和的颜 色。 4、食品的颜

20、色在暖色光下比在冷色光下显得诱人。 5、色调相同或者相近的两种颜色结合看起来更为和谐。第二章 环境艺术照明设计基础 第三节 光的基本性质 1、光是能量的一种存在形式 2、当一个物体（光源）发射出这种能量，即使没有媒介也能向外传 播，这种能量的发射和传播过程，成为辐射。 3、光的传播路径是直线，所以称为光线。 4、光以电磁波的形式传播，波长的计算单位为纳米，等于十亿分之一 米，单位为nm. 可见光是波长约380-780nm的电磁波 从高低： 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 第二章 环境艺术照明设计基础 第四节 光的度量 光的度量（测光量）： 对光进行定量分析、测量、计算的物理量。 1、（e）：光源在

21、单位时间内发射或者接受的辐射能量， 单位是瓦 特(W) 2、（v）:光源的光输出量，实质上是眼睛来衡量的光的辐射通量，单 位是流明（lm） 3、：单位辐射通量所产生的光通量，称为发光效率，单位是流明每瓦 （lm/w） 4、：光源在指定方向上单位立体角内发出的光通量，单位是坎德 拉（cd） 5、：单位面积上接受的光通量，反映了被照物体的照明水平，单位是 勒克斯（lx）第二章 环境艺术照明设计基础200lx是所有工作室以及人需要在其中停留较长时间的最低照明值100lx照明水平良好，可认为是交通区域能接受的照明水平20lx的照明水平是人面部刚好可以识别的照度，所以可作为交通区域内一些不重要环境的最低

22、照度第二章 环境艺术照明设计基础各种环境条件下被照表面的照度被照表面照度被照表面照度朔日星夜地面上0.002晴天采光良好的室内100-500望日月夜地面上0.2晴天室外太阳散射光下的地面1000-10000读书所需最低照度30夏日中午太阳直射的地面100000 6、：单位面积上的发光强度，反应了光源的明亮程度。单位是坎德拉 每平方米（cd/m）。 亮度设计是光环境设计中的一个重要环节，是照度设计的补充。 同样的照度，各表面的反射比不同光环境不同心里影响不同 最小亮度值： 人脸最小亮度值为1 刚好看清脸部所需要的亮度值为10-20 最佳亮度值： 墙面：50-150 顶棚：100-300 人脸：2

23、50 作业区域：100-400第二章 环境艺术照明设计基础 第五节眩光的产生于防止 眩光：在视野内有亮度极高的物体或者强烈的亮度对比，就引起不舒适感，并造 成视觉能力降低的现象。 眩光的产生于防止：1、灯具放置的位置不对 解决办法：把灯具放置直接炫光区以外或使用有良好遮蔽的或 者带有隔板的发光体。 2、不合理的亮度分布 解决办法：减小光源与其背景之间的明度对比。 3、使用材料不当 解决办法：使用一些不容易产生反射的材料。 比如磨砂玻璃、表面粗糙未被抛光的材料等。第二章 环境艺术照明设计基础第二章 环境艺术照明设计基础第二章 环境艺术照明设计基础第二章 环境艺术照明设计基础 第三章 灯具第一节 灯具的分类与选择灯具的选择需要根据空间情况和室内设计风格而定。1、顶棚悬吊型灯具 适合于创造室内空间视觉中心，因而用途广泛。建议将这种灯用在室内空间较高的场所，比如大厅、大堂等公共空间中，私人空间的较大房间有