照明设计教案

第一章总论一、光环境与文化、光环境文化概述从光的角度来看，我们赖以生活的地球存在两个世界：一个属于白昼，另一个属于夜晚。光的发展人工取火——电灯的发明——工业化社会的成熟以及科学技术的飞速发展人类生活变得更为丰富多彩，并向多元化方向发展。“光”有了更为广泛的用途和意义，其中光环境的营造，成为环境空间设计的一个重要环节。照明设计成为展示空间魅力的舞台。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。对任何建筑而言它都是建筑设计成功的基础之一。设计师除了要充分地理解建筑的形体和空间，还需要能够对灯具和光源进行准确的把握和纯熟的运用。只有充分掌握“光”的控制技术，才能对“光”进行合理科学的设计，才能满足人的视觉生理和视觉心理的需要。、照明设计的目的与分类范畴照明设计的目的有关资料表明：在正常人每天接受的外界信息中，超过80%的信息是通过人体的视觉器官接受的。而人几乎每天都要在人造光环境中停留相当长的时间，为视觉感官接受信息创造一个舒适的光环境是对照明设计的基本要求。我们的目标：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。照明设计的分类范畴照明场所：1、街道及广场照明；2、车站及码头照明；3、景观的照明；4、建筑夜景的照明；5、室内环境照明等。照明的方式：1、一般照明：为照亮整个场所而设置的均匀照度的照明方式2、局部照明：特定视觉工作所用的，为某个局部而设置的照明3、重点照明：为提高限定的区域或目标的照度，使其比周围的区域更亮，而设计成最小光束角的照明。4、混合照明：由一般照明与局部照明组成的照明方式。5、混光照明：在同一个场所，有两种以上不同的光源所形成的照明。6、应急照明：在正常照明的电源失效时而启用的照明。照明的目的：功能照明：满足各种不同场所的活动所需的基本照明环境，根据室内工作性质使工作面上能得到良好的视觉作业条件。装饰照明：对于有特殊艺术效果的光环境来说，照明的艺术性成为另一种形态的装饰手段，在装饰照明中，灯具不仅仅是单纯的照明技术装置，它还起到室内装饰的作用。、自然采光与人工照明概念及影响（1）自然采光：即天然采光，也可称为昼光。（2）自然采光的发展概况：我们对天然采光的需求是怎样的？与此同时天然采光又是如何影响建筑外观的呢？（思考题）人工照明（1）概念及影响：人工照明，即人工光源，是指自然采光以外的光源。（2）人工照明的发展概况：直到十九世纪末，人工光源一直与发热密不可分。直到19世纪末斯旺和爱迪生发明了碳丝灯，或者是大家所说的灯泡（使用钨丝），从电产生的光才被能够实际使用。人工照明处在不断发展的过程中。毫无疑问，适合现在的照明将不适合于2050年，同样1950年的照明也不适合我们现在的要求。因此，我们对人工照明概念——例如合适的光源、照明方法和控制方法——主要是从原理上而不是从细节上进行讨论。、照明设计的安全性照明系统的设计和安装是电气顾问的责任，但是建筑的总体安全仍然由建筑师和设计师掌握，他必须保证下述几点：（1）照明设施和电路必须足够的安全以避免可能的电击。（2）所有电气设备需要满足防火标准。（3）需要安装一个令人满意的紧急照明系统，并经消防官员同意。第二章环境艺术照明设计基础、照明设计中一般色彩的处理方式（1）对于一定范围的物体颜色来说，最合适的光源是其色表在“冷”和“暖”之间的那些光源。因此，这类光源在这一点上可以称为“安全”光源。（2）背景的最佳颜色不是白色就是饱和度相当低的淡色，因此这样的颜色可以称为“安全”的背景颜色。（3）大面积的颜色最好是淡而非饱和的颜色，而小物体最好的颜色是非常饱和的那些颜色。（4）女性通常喜欢暖色（如红色、橙色、黄色）。与此相反，男人通常喜欢蓝色和绿色。（5）通常认为食品的颜色在暖色光之下比在冷色光之下显得诱人。（6）色彩只有在创造既生动又富于变化的环境时才是令人满意的。、光的度量光的度量当我们对照明设计与照明环境进行评价时，会依据一些光的度量。光的度量又称测光量，是对光进行定量分析、测量、计算的物理量。（1）辐射通量：光源在单位时间内发射或接收的辐射能量。单位是瓦特。（2）照度：光源输出的能量叫光通量。照度，指单位面积上接收的光通量，它反映了被照物体的照明水平。单位是LX。亮度的限量实验表明，我们的眼睛能够适应一定范围的亮度（明适应和暗适应）。在这个亮度范围里人眼的辨别力没有严重的损失，也不会感到不舒适。“黑限”——不能把物体从黑暗的背景中区别出来的亮度最低限度。“亮限”——物体表面过亮，使人产生不舒适的感觉时，称为“亮限”。最佳顶棚亮度（1）顶棚的最佳亮度主要由顶棚灯具表面的亮度决定。（2）顶棚的亮度还取决于顶棚的高度。（3）增加顶棚亮度可选用向上照明的灯具。在顶部灯具是完全嵌入式时，顶棚如单纯依靠地面的反射光照亮，就很难达到推荐的亮度。3、眩光的防止与利用眩光——在视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比，就可以引起不舒服感，并造成视觉能力降低的现象，这就叫做眩光。主要是由于过渡闪耀引起的。太阳裸露的灯泡照明空间中，与一般有光反射、闪闪发光的室内相比，越是充满隐约可见的亮度，就越能给空间增加浓度，提高照明质量。减少眩光的照明照明灯具本身不需要有很强烈的放光作用，其实只要将室内装饰和建筑设计，能够漂亮地展现出来就可以了。（举例）第三章光源与灯具1、光源的选择1.1概述1、光源的选择1、1概述自1879年爱迪生发明了具有实用价值的白炽灯以来，人类进入电气照明时代。电光源按照其工作原理可以分为两大类：第一类——固体发光光源（包括白炽灯、半导体灯等）第二类——气体放电光源，又可分为弧光放电灯（荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等）和辉光放电灯（霓虹灯等）。（1）常用光源白炽灯：除了用在一般照明之外，还可以用于泛光照明和装饰照明。特点是体积小，亮度高，价格低。卤钨灯：照明常用的光源，性能更为优越的白炽灯。价格高，但是使用寿命比较长，还能为节能做出贡献。低压灯带：是把1W左右的灯泡连接起来，间距为几厘米，这是带状装饰照明常用的光源。荧光灯：低压贡蒸气放电激发荧光粉发光。荧光灯最大的特点就是发光率高、寿命长、经济性能好，但是体积较大，在工作时需要使用镇流器。HID灯：指高辉度放电灯，HighIntensityDischargelamp的英文缩写，一般指高压汞灯、高压钠灯的总称。这类光源就像集中了白炽灯和荧光灯的特点，但又除以二一样。2、灯具的分类与选择在艺术照明中，灯具的选择是非常重要的一项工作。选择什么样的灯具需要视空间情况和室内设计风格而定。（1）顶棚悬吊灯具灯具通过吊杆与顶棚相连，普通吊灯、枝型吊灯都属于这一类。它们适合于创造室内空间的视觉中心，因而用途广泛，甚至可以看成是古典特征的再现。一般建议将这种灯用在室内空间比较高的场所里。（2）吸顶型灯具如果顶棚较矮，或者在顶棚上不能靠空安装灯具时，可以选用吸顶型灯具。它是指灯具直接与顶棚相连。灯具的大小要与房间的面积取得平衡。（3）顶棚轨道式灯具灯具安装在通电的槽沟上，可以在轨道上调节位置和角度。如果是带有合适于轨道的专用接头的灯具，则可以任意安装和拆卸，多用于射灯。当然，考虑到设备负荷容量的关系，射灯的数量会有限制。（4）顶棚镶嵌式灯具如果不需要让人感觉到灯具的存在，则可以使用这种镶嵌在顶棚内开口很小的灯具。（5）荧光灯具有格栅灯具、乳白灯罩灯具和敞口型灯具多种类型，广泛使用在办公室内和商店。（6）墙地镶嵌灯具有些镶嵌在墙面或地面的灯具，要求灯具尺寸薄且光线柔和，避免产生眩光，因为有些灯具的安装高度低于人眼的高度。（7）壁灯壁灯直接安装在墙面上，主要是为了突出空间的重要性和装饰作用。壁灯的设计和配光曲线对其安装高度会有影响，在选择灯具时，重点是研究灯具的外观和防止眩光，保证人眼不会直接看到光源。（8）可移动灯具室内可移动式灯具主要指的是台灯和落地灯，而由于其灯罩和反射器的不同，具有不同的照明效果。（9）建筑化照明灯具把光源隐藏在墙体或顶棚等建筑和装修构件中，进行间接照明的方式叫做建筑化照明。如发光灯槽等。把这些灯具巧妙地隐藏在建筑结构中，可以得到柔和的反射光。（10）室外灯具在室外道路、庭院、广场等使用的灯具，要求具有防雨、防腐蚀和抗击打的性能，包括门灯、庭院灯、道路灯具、建筑立面照明灯具、水池灯具等。第四章环境艺术照明的要求1、光源的位置与舒适感N久前--因此过去一般的传统方式是以模仿太阳的照明方式为主，总是把照明器设置在室内的几何中心，并且是位于最高点。现在——正确而有效的照明位置应该是依据人们活动的实际位置来确定，协调局部与整体之间的关系，加强空间意境和情调，表达出空间的层次，深度以及个性等。在公共场合，光源的位置要高一些；当空间的私密性增强，需要塑造舒适情绪的时候，就要降低光源的位置。室外也是一样，光源位置越低，就越能表现空间的情调，主要是应用在庭院、步行道路等人们停留时间较长，优雅娴静的地方。另外光源位置越高，越能有效地照亮大面积的空间。低位置、固定照明：用于重点光的显示，主要是自照式或投光式等容易产生亲近感的照明，因为接近于视平线，所以要注意眩光。低杆照明：除了要保证亮度之外，还可以得到观赏景观的效果。会给步行道和人员集中的环境增加亲近感。中杆照明：主要是为了得到高效的道路照明而使用。高杆照明方式：用于宽阔的停车场和站前广场等，可以在广阔的范围内进行高效率、经济的照明。2、光源的要求——绿色照明绿色照明的理念绿色照明是指通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品，改善和提高人们工作、学习、生活的条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。绿色照明的要求绿色照明包含电光源、电器附件、灯具、配线器材等部件的合理采用。例如：采用高效节能的电光源，采用高效节能照明灯具等等。高效照明节电产品主要产品主要有：紧凑型荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯、半导体发光二级管等。第五章艺术照明的方式1、光照的种类直射光：直射光是指光源直接照射到工作面上的光。它的特点是照度大，电能消耗小。但是光线容易集中，容易引起眩光，干扰视觉。反射光：利用光亮的镀银反射罩的定向照明，是光线下部受到不透明或半透明的灯罩的阻挡，同时光线的一部分或全部照到墙面或顶面上，然后再反射回来。特点：光线比较柔和，没有眩光，眼睛不易疲劳。漫射光：指利用磨砂玻璃灯罩或者乳白灯罩以及其他材料的灯罩、格栅等，使光线形成各种方向的漫射。特点：比较柔和，且艺术效果好。但是使用不当，容易造成空间平淡，缺少立体感2、照明的方式照明设计是通过光源和灯具的使用来实现的。正确的认识、理解并运用照明灯具对我们进行合理的设计有很大的帮助。我们依据照明的效果，将照明方式归纳为以下四种类型：（1）直接照明光线通过照明灯具射出，其中有90%-100%的发射光通量到达假定的工作面。这种照明形式使光全部直接作用于工作面上，光的工作效率很高。但是如果在室内使用单一的直接照明。会产生明暗对比强烈的光环境。在视觉范围内长时间出现强烈的明暗对比，会使人感到疲劳。（2）间接照明照明工具的配光是以10%以下的发射光通量直接到达假定工作面上，剩余的发射光通量90%-100%通过反射间接作用于工作面上。由于采用反射光线的方式来达到照明的效果，所以消耗的光能比较大。采用间接照明的方式，一般选用不透光的材料来制作灯具，由于主要是通过反射光来进行照明的，所以工作面得到的光线就比较柔和，其表面照度要比非工作面上的照度低，所以在一般情况下，会与其他照明方式结合。（3）半直接照明60%左右的光线直接照射到被照物体上，其余的光通过漫射或扩散的方式完成。特点：光线不刺眼，比较柔和，光环境对比不是很强，层次分明。常用于商场、办公室的顶部，也用于客房和卧室。（4）半间接照明60%以上的光线先照到墙上和顶上，只有少量的光线直接射到被照物上。它与半直接照明有类似之处，只是在直接与间接光的量上有所不同。半间接照明的主导照明方向是指向非工作面的，通过反射来对工作面进行照明。（5）漫射照明——灯光射到上下左右的光线大致相同时，其照明便属于这一类。有两种处理方法：A、光线从灯罩上口射出经平顶反射，两侧从半透明的灯罩扩散，下部从隔栅扩散。B、用半透明的灯罩把光线全部封闭产生漫射。特点：这类光线柔和，视感舒适3、艺术照明的意义灯光，是营造空间气氛的“魔术师”。照明设计不但需要营造良好的光环境，还可以同其他因素一起营造良好的空间感。4、艺术照明的基本原理（1）“光”照射方式不同，能得到不同的造型和不同光影艺术效果。光照能够形成射角，并且具有方向感。在做“光环境”设计时，与其他视觉艺术设计规律一样，应符合形式美的构成法则，比如：对比（动与静、黑白灰等的对比）、韵律感、比例、主次、统一与变化、渐变、尺度等。（2）考虑建筑的材质及室内装饰的材质对灯光的反映。各种材料对光的反射比不同和光线反射特性，使在光滑的材料表面出现发光与受光物体的反像。如果没有光的反射特性，很难想像金属和玻璃与光配合产生的魅力。（3）“光”可以做成有形的，也可以做成虚拟的，还能塑造整体气氛。有些因素是别的手段无法替代的。光之所以在室内设计中占有主要位置，是因为没有光就没有色，没有光就没有质，甚至有时候造型也受到光的影响。（4）空间各局部、各物件的颜色、明度要与布光相协调。角度与色彩的变化可以创造不同层次的照明效果。5、灯具与艺术照明常见灯具与基本照明方式的关系灯具与艺术照明（1）悬吊灯具悬吊灯具是传统的照明灯具，其最大的优点是容易清洁和较低的维护费用，还有其他优点，比如带给空间较为均匀的光线分布等。■吊灯：就是以悬挂方式由顶棚垂落于室内上空中的照明灯具。吊灯具有光谱照明的特点，主要用于空间内的平均照明，即一般照明。较多使用与大厅、大堂等公共空间中，私人空间中的较大房间有时也会用吊灯。吊灯多安装于室内顶棚的中上部，它的悬挂方式使灯具本身具有装饰性，吊灯位置非常醒目，体积较一般灯具大，有的甚至跨越楼层往下垂落到首层半空中，因此吊灯本身的造型及其与环境的融合都显得非常重要。■吸顶灯：照明灯具与顶棚之间没有空余的空间，灯具安装后给人感觉好像被吸附在顶棚上一样。吸顶灯在室内空间中一般使用于正常层高的房间里。灯具的尺寸与整体环境要求和谐搭配，合理应用。■壁灯：壁灯安装在墙壁上，使用比较灵活，一般起到辅助照明作用。壁灯的装饰性强，在室内外的空间中使用壁灯，可以创造出某种特殊的气氛，灯具造型及产生的光线都可以起到装饰的作用；与其他照明灯具配合使用可以丰富室内外灯光环境、增强空间层次感、改善明暗对比度等的作用。壁灯是墙面的一个装饰点，不但能辅助照明，而且光线柔和温暖，设计得当会赋予空间丰富的表情。壁灯的安装高度一般很低，所以要避免产生眩光，一般使用低功率的光源较为合适。（2）可移动式灯具目前可移动灯具是台灯、地灯。台灯与地灯，顾名思义，安放在台面上或地上的灯具，多数情况下都是可以根据使用的要求而移动到任何需要的地方。可移动式灯具能够提供任何类型的光线分布：向下、侧面、半直接或向上。许多现代的落地灯提供向上的光线照亮顶棚，减少下射式灯具以及那些使顶棚暗淡的灯具的亮度对比。台灯、地灯作为灯具本身要求具有一定的装饰性，以与环境相适应。台灯、地灯在使用上还有广阔的发展空间。（3）轨道灯具照明轨道灯具是在19世纪60年代发展起来的。照明轨道一般安装在顶棚，墙面上方也有使用，常常采用连排灯具重复使用的方式。（4）建筑化照明由于顶棚系统已经发展到容许灯具嵌入顶棚内或固定在顶棚下面，并且有了非常成熟的顶棚一体化设计。它将所有的设备需求，包括空气流动、防火、防噪声以及气温控制结合在一起，因此又被称为建筑化照明。这种方式将单个灯具在顶棚上排成图案，或成列成行，所有的灯具都有一定的方向。常见的建筑化照明方式有发光顶棚（发光墙面、发光地板等）、反光灯槽、光带等■发光顶棚：在室内吊顶处理部分或大部分吊顶设计施工为透光材料。发光顶棚的表面材料一般有格栅型构件，常用的还有漫射性透光板，比如有机玻璃板、磨砂玻璃板等。发光顶棚内的光源一般选用发光效率高的荧光灯，但是它们的亮度一般不宜过大。■反光灯槽：是利用建筑结构或室内装饰结构对光源进行遮挡，使光投向上方或侧面，把装饰用的顶棚或叠级顶棚照亮，通过反射光线使室内得到照明的间接照明装置。■光带：可以说是发光顶棚的一种，但造型有所不同。光带表面可以用格栅，可以用透光板，也可以不加遮挡形成点光源等形式。光带根据需要和可能组合出各种造型和图案，因此装饰性极强，不仅仅用在顶棚，边缘及地面也常常会被运用。■筒灯照明：这是一种除了保证整个空间的照度之外，还要通过灯具的配置模式提高空间氛围的照明。当地面材料采用磨光有光泽的大理石或花岗岩时，如果筒灯的下方为开放型，光源就会映照在地面上。如果筒灯的数量较多，就会给人以热闹繁华的印象，但有时也会在空间上产生视觉混乱的现象。第六章照明设计程序1、概述回顾早期的照明设计，我们今天所认识的哪些复杂的性质显然是当时的设计处理手法不断改进、演变的结果。6世纪埃及的寺庙和君士坦丁堡的圣索菲亚大教堂天然采光的设计应该表现了当时的发展水平。关于照明设计，现在最大的变化就是在设计时要优先考虑新增加的多种因素。对于建筑的各个方面，“照明”是可以分析的，照明的重要性会随着时间、建筑物的功能和建筑物的地点而变化。我们在做光环境设计的初期，建议用圆形图式表示分析方法，每个项目需要在相应阶段进行调查，图中的顺序随工程、建筑师自己选择而变化。因此，这个图表的内容仅作为理性分析的参考，并非一个固定的范本。2、人工照明的设计程序与指导方针2.1人工照明的设计程序表第一步、明确照明设施的用途和目的1、明确环境的性质。确定建筑室内的用途和使用目的，如确定为办公室、商场、体育光等。2、确定照明设计的目的。确定需要通过照明设施所达到的目的，如各种功能要求和气氛要求等。第二步、确定适当的照度1、根据照明的目的选定适当的照度。2、根据使用要求确定照度分布（根据活动性质、活动环境及视觉条件，选定照度标准）第三步、照明质量1、考虑视野内的亮度分布。2、光的方向性和扩散性。3、避免眩光。第四步、选择光源1、考虑光的效果及其心理效果。2、发光效率比较。3、考虑光源的使用时间。4、考虑灯泡表面温度的问题。第五步、确定照明方式1、根据具体要求选择照明类型。2、发光顶棚设计第六步、照明器的选择1、灯具的效率、配光和高度。2、灯具的形式和色彩。3、考虑与室内整体设计的调和。第七步、照明器布置位置的确定1、直射照度的计算。2、平均照度的计算。第八步、电器设计第九步、经济及维修保护第十步、设计应考虑事项1、与建筑、室内及设备设计师协调。2、与室内其他设备统一、如空调、音响等。2.2照明设计的指导方针德国专家卡默博士提出优良照明设计的八条指导方针，可以在此引为参考：1、灯光应该给人以方向感，并能得以界定清楚他们在时空中的位置。2、灯光应该是建筑和室内不可分割的一部分，即在开始时就包含在规划方案里，而不是最后加进去的。3、灯光应该支持建筑设计和室内设计的设计意图，而不能使其游离出来。4、灯光应该在一个场所内营造出一种状态和气氛，能够满足人们的需要和期望。5、灯光应该满足并促进人际交流。6、灯光应该有意义并传播一种信息。7、表现灯光的基本形式应该是独创性的，是设计的，不是沿袭的。8、灯光应该能够使我们看见并识别我们的环境。第七章室内环境艺术照明的要求与案例分析1、影响室内光环境的因素及处理原则室内环境气氛主要受建筑和灯光两个因素的影响。灯光因素包括照明方式、光源类型、灯具形式、艺术处理方法等内容，这些因素为创造室内环境气氛提供了充分条件。了解了这两种影响因素，合理运用各个因素的变化，就可以创造出多种多样的室内环境气氛。室内照明应满足以下几条原则：（1）综合考虑灯具的各种因素。比如：光的特性、光的分布、装饰色彩、材料质感、构件、组合、造型等多种因素。（2）灯光使用应具有针对性。整体环境照明和重点对象照明应分层次区别对待。（3）同时考虑白天和夜晚的艺术效果，特别是晚上开灯后的效果。（4）把艺术照明形式与建筑使用要求有机地结合起来。（5）合理选择光源及布置灯具。光源的选用影响着灯光艺术效果。在使用光源时，应该按房间功能、照明方式、灯具形式以及要求的环境气氛全面考虑，以便控制整个室内的光环境。在室内空间中利用光源的位置、方向和投射角度，在人和物上创造出光影效果，从而形成立体感。还可以利用光源的光强、颜色和显色性，使室内空间出现色彩丰富的环境气氛，表现出灯光的艺术效果。2、商业空间照明从理论上讲，所谓商场的一般照明就是指采用某种形式的灯具使整个商场空间充满均匀的光。而重点照明有两种：一种是陈列照明，包括单个对象的照明；另一种是商品的照明。陈列照明通常使用圆形、窄/宽光束的聚光灯，其目的是使用被照射的物体与其背景相比显得更为突出，从而强调物体的形式，结构，质地以及颜色。因此，陈列照明被用来强化购物者与商品这两者之间的关系，通过呈现商品的精巧来吸引顾客。现在，甚至在超市和便利店，陈列照明的手法也在被大量使用。商店建筑照明设计应符合的要求应防止货架，柜台和橱窗的直接眩光和反射眩光；商店营业厅照明装置的位置和方向宜考虑变化的可能；照明立体展品（如服装模特等）灯具的位置应使光线方向和照度分布有利于加强展品的立体感。不同商品对照明的要求纺织品：均匀的垂直照度，水平照度，显色性好，注意推色。皮革（鞋）：垂直照度和水平照度相接近，能表现出其外形及凹凸感、立体感、表面质地。小商品：垂直照度和水平照度相平衡，均匀。光源的色温与使用环境色温相近，防止眩光。玩具：用定向照明把它从背景中突出一定的对比，突出表现的光泽及立体感。珠宝钟表及艺术品：用窄光束投射，背景暗，对比度达1：50，注重效果。陶瓷及半透明瓷器：用定向照明突出其质地，半透明感，必须避免强烈的对比和阴影，也可用环境照明烘托其飘逸的感觉植物花卉：合适的照度来表现成长感，新鲜感，好的显色性。糖果蛋糕：要表出新鲜感，引起食欲、温暖、和谐、轻松、愉快的背景，可用接近肤色的滤色光束来增加自然的暖色。瓜果蔬菜：背景要暗，红色、黄色等深色物品用暖色光，绿色等浅色物品用冷白色灯光。3、展示空间照明对陈列室照明质量的要求：（1）照明和均匀度在展览馆入口，应设过渡区。（2）眩光限制在观众观看展品的视场，不应该有来自光源或窗户的直接眩光或来自各种表面的反射眩光。（3）光源的颜色（4）陈列室