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                  照明基礎知識(三)——質量

                  2017-05-23 10:45:00
                  暢想照明
                  原創
                  346

                  1. 照明質量和經濟性

                  在許多個項目中,照明多半是成本評估的最后一件考慮事項,而為了將項目支出控制在預算范圍內,它們常以廉價方式施工,使得照明設施實際上可能會破壞環境,降低人們工作效率,或增加意外事故等。

                  在這種情形下,分配給項目其它部份的錢 (或是已用掉的部份) 就等于浪費,因為沒有良好照明做為它們的后盾,整個項目的表現就不可能達到期望。因此,必須在項目規劃初期就將適當照明需求列入考慮,然后提撥適當預算給這方面的投資。

                  除了投資成本外,運轉和維護照明設施的經常費用也很重要,并應于規劃階段一并納入預算考量。毫無疑問的,人們絕不應在成本考量的引誘下,以照明品質為代價來減少這兩種支出的任何一項,但當照明項目的這兩個部份是由其它部門負責時,削減這兩項成本的壓力通常會變得特別巨大;有時候,這方面問題還會變得更復雜,例如維護和電力成本必須由不同部門分攤時。

                  投資成本

                  投資成本分析

                  特定照明設施的投資成本可分成下列幾個部份:

                  ?燈具成本,包括安定器 (有需要時);

                  ?照明控制系統 (例如調光器);

                  ?燈具固定附件;

                  ?線路;

                  ?安裝成本。

                  運轉成本

                  最重要的運轉成本包括:

                  ?電力;

                  ?光源更換;

                  ?維護;

                  ?攤銷;

                  什么是照明效率?

                  效率的三種類型

                  考慮照明系統時,必須區別以下三種效率:

                  ?照明硬件效率

                  包括光源、安定器、光學系統和燈具外殼等

                  ?照明安裝效率

                  這主要是依賴照明硬件的選擇、位置和布置 (例如照明方向)

                  ?使用效率

                  這主要是依賴所采用的照明控制系統~

                  2. 光色和顯色性

                  「真實」顏色并不存在

                  人們傾向于在他們認為是自然或真實的照明條件下判斷顏色,但他們常會錯誤的把陽光做為這種用途,然而在晴天陽光下所看到的顏色可能會不同于陰天看到的顏色,因為陽光的光譜分布并非定值,而是會隨著時間與季節的不同而改變,所以正確做法當然是先確定最后會在什么地方看到這些顏色,然后在同樣類型的照明燈光下進行評估,例如晚禮服就應該在白熾燈光下挑選,因為在穿著這類服裝的場合中,它們是最可能的照明方式;同樣的,在挑選辦公室內部的顏色時,最好是在稍后會安裝于此的同樣照明燈光下進行。

                  顏色的特性是由光的光譜分布所決定

                  光的顏色感覺和演色性能力都是由可見輻射的光譜分布所決定,由于市場上出現許多新型光源,它們又有各自的顏色特性,因此這項準則的重要性正不斷增加。隨著可供選擇的光源種類越來越多,要為特定照明場合選擇正確的光源也更加困難。

                  光色和照明度偏好之間的關系

                  特定場合的光源選擇也與所采用的照明度有關,暖色燈光 (低色溫) 會給人溫暖的感覺,因此最好使用較低的照明度 (像是日落時),冷色燈光 (高色溫) 則是在照明度相對較高時顯得更為自然;因為如此,冷色系的明亮燈光在熱帶及亞熱帶非常流行 (這些地方的陽光通常很強),在氣候較溫和的地方則正好相反。

                  如同在建議中所指定的,燈光的顏色特性通常是以下列名詞表示:

                  ?色溫,以Kelvin (K) 為單位;

                  ?演色性指數 (Ra)。

                  3. 照明水平

                  不同工作需要不同照明度

                  照明度 (表面的入射光總量) 可由照度表示,其單位是勒克斯 (lux)。多年的研究和經驗使我們能根據照度提出許多照明建議值,對于特定場合應采用何種照明度的問題,這些建議值或照度表可迅速提供解答。

                  照度是許多應用最實際的照明參數

                  雖然許多室內或運動照明的研究調查是根據亮度來進行,但最好還是使用照度做為主要照明參數。亮度的量測通常需要使用復雜的量測設備,而且需要很長時間;此外,經驗顯示這些應用領域在正常情形下,建議的照度就能提供可靠的良好照明保證。

                  道路照明品質由亮度定義

                  只有在相當直接的應用中(例如定義良好的視覺環境),亮度分布才可能成為有用的品質準則。使用亮度的優點在于它能很好的「描述」或「定義」視覺場景,例如在道路照明的例子中,照明環境基本上就是前方道路和其四周,道路反射性的性質很容易藉由標準類別來定義,這表示亮度 (包括亮度均勻度) 的計算非常容易。在道路照明方面,照明度是以亮度來表示 (cd/m2)。(圖1)

                  圖1:在同樣的照明條件下,亮度和均勻度可能因為道路表面的不同反射性質而大幅改變。

                  除了經常會受到國家經濟情況強大影響的國家建議值之外,國際照明學會 (CIE) 也提供許多國際建議值。CIE已出版一本手則,針對幾乎所有可以想到的視覺工作,列出他們所建議的室內照明度;這些都是最小值,因此無論在任何情形下,如果使用的照明度還低于這本手冊的建議值,就表示人們所感受到的舒適程度以及安全和生產力都會受到損害。另一方面,更高的照明度可以改善照明品質,增加員工效率,提升士氣,但這在經濟上并非總是可行。

                  我們必須記住,在夏日無云的白天里,我們的眼睛大約是在100,000勒克斯的情形下看東西;但到了室內,眼睛就會承受較大的壓力,因為相較于在開放空間看東西,此時眼睛必須在遠低于戶外的照明度下看更小的東西,而且看的時間更長。

                  均勻度要求

                  不僅是照度,照度的均勻度在多數照明應用中也很重要,特別是提供一般性照明的設施,包括戶內及戶外;針對一般性照明,建議的照度均勻比 (最小值與平均值之比) 則是從室內的0,8到道路的0,4。

                  4. 亮度分布

                  亮度分布 (或視覺內更好的亮度分布) 是極為重要的照明品質準則。

                  事實上,其它品質準則 (除了顏色之外) 都不如亮度分布來得重要。以照度為例,把一張白紙放在黑色桌上,白紙的亮度會高于桌子,但是兩者的照度卻完全相同,它們的亮度會有所不同,主要因為紙張和桌子的反射率并不相同。在眩光的例子中,它也只是視覺中令人覺得眼花撩亂的高亮度現象。光的空間分布會創造出明亮區和陰影區,而它們也都是一種亮度分布 (圖2、3與4)。

                  圖2:亮度對比度太低會使得場景沉悶而無立體感,沒有任何吸引人的地方。

                  圖3:亮度對比度太高則會造成喧賓奪主的現象,當眼睛從一個視覺目標轉向另一個視覺目標時,還會產生適應的問題。

                  圖4:適當的對比值可以產生平衡和諧的視覺場景,帶來滿意和舒適的感受。

                  亮度對比度不應太大或太小

                  亮度分布必須「令人滿意」,這項要求意味著照明品質的評估必然相當主觀。就室內而言,良好的照明設計并不能彌補拙劣的室內設計,例如最好不要使用反射率非常低的天花板、墻壁、窗簾和家俱等,因為它們與周圍環境的搭配幾乎不可能達到令人滿意的視覺效果,照明雖能改善和加強這種情形,但最后的結果品質必然很糟。要在室內得到令人滿意的照明結果,通常視覺內的亮度對比度 (L high / L low) 最好不要超過3,也不要小于1/3。

                  5. 光的空間分布

                  光在空間的分布方式是照明品質的重要準則之一,因為它會決定所創造出來的照度分布形式。許多照度建議都很適合室內照明,它們的實行方法有很多種,例如使用所謂的一般照明設備把燈光很均勻的分散至各個角落,重工業環境就是個例子 (圖6);或利用局部照明方式,把燈光集中至某些區域,例如飯店房間 (圖7);或是將前述兩種方式搭配應用,把燈光分散至整個空間,但在局部地區加強燈光表現,例如商店照明。

                  圖6:這個地點完全依賴高品質的「一般」照明。

                  圖7:飯店房間的實例,它完全采用「局部」燈光照明。

                  定向照明

                  定向照明產生高度對比和三維效果,它會投射出很深的陰影,并創造出明亮區域,將被照明物體的輪廓清楚強烈的顯示出來,然而非常深的陰影卻會令人不舒服,物體的細節也會變得模糊。要得到良好的三度空間觀看感受,通常至少需要來自兩個方向的定向照明,它們最常使用1:2亮度平衡,例如裝飾用的投光照明設施就是由輔助光束 (補光) 來幫忙主要光束(主光)。

                  背景光和上照光

                  在其它應用里 (例如展示照明),其它方向的光源也可加入,例如背景光也會用于裝飾性照明,它能在明亮背景上產生輪廓效果。上照光則是從底部往上照射,它能創造出非常戲劇性的效果,這也是此項技術在戲劇中大受歡迎的原因。

                  漫射照明

                  使用漫射照明時,陰影顯得很柔和,三維效果也不那么深刻;當空間完全由漫射照明主導時,給人的印象是單調的,物體的辨識和距離的判斷都會發生困難。燈具的光線分布中也有這樣的例子 (圖8)。


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