摘 要：本文主要從了解光在城市照明中的質(zhì)量與數(shù)量所起的作用，探討光對(duì)人類的價(jià)值，感受光的魅力，充分利用光造福于人類，在城市照明建設(shè)事業(yè)中為業(yè)主提供最適合的光，不做燈具銷售商，這是追求的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：光的性質(zhì) 發(fā)光效率 色溫眩光
現(xiàn)代照明設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是—光。做為照明行業(yè)人士，我們常常說“我們是在銷售光，而不是燈具”。我們崇尚“專注光的價(jià)值,感受光的魅力”的照明理念。如何“專注光的價(jià)值”我想做一些粗淺的探討，以求拋磚引玉，與大家共同探討這句話的內(nèi)涵。
光是人類生活所必需照明是人類文明的象征，人們利用光已經(jīng)有億萬年的歷史。在社會(huì)高度發(fā)達(dá)的今天，照明已幾乎滲透到人類活動(dòng)的所有領(lǐng)域，不論是白天還是晚上，不論是自然光還是人工光，世界上萬事萬物都在光線的作用下發(fā)生著變化。曾經(jīng)，我們只要有“光”就行，從來不去過多的講究，而在能源、產(chǎn)品大大改善而且能源又非常緊張的現(xiàn)今，人們有條件追求更高質(zhì)量的光線。不僅是要求“照亮”，更希望針對(duì)不同的場(chǎng)合對(duì)光線進(jìn)行精確的控制，包括它的質(zhì)量和數(shù)量，這是功能上的要求。同時(shí)，人們對(duì)光還有更多的裝飾和藝術(shù)感的需求。
光進(jìn)入人眼引起視覺是人們認(rèn)識(shí)客觀世界的重要途徑，使人可以看到萬物的形狀和顏色，因此，在日常生活中保持一個(gè)適當(dāng)?shù)恼彰鳝h(huán)境極為重要。在視覺范圍內(nèi)的這段波長的電磁波稱為可見光，但光波在極其寬廣的電磁波譜中只占據(jù)很小的一部分，其波長范圍在380nm（納米）—780nm之間?？梢姽獾牟ㄩL不同，人眼感知到的顏色也不同。從780nm—380nm依次是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七色光。波長大于780nm的輻射及小于380nm的輻射均不能引起視覺，前者稱為紅外輻射，如微波、無線廣播電波等，后者稱為紫外輻射，如Ｘ－射線和宇宙射線等。
光的性質(zhì)是通過很多參數(shù)來描述的，包括頻率、波長、光通量、光效、照度、亮度、光強(qiáng)、光色、色溫、顯色性、效率、眩光、光束角、光比等。在此，我想重點(diǎn)討論以下幾個(gè)最基本、最重要的照明指標(biāo)：光通量、發(fā)光效率、照度、照度均勻度、色溫、顯色性和眩光。在城市照明工程選擇光源最基本原則是：選擇光效較高、色溫和顯色性符合設(shè)計(jì)要求、壽命長的節(jié)能產(chǎn)品。
一、衡量光源是否節(jié)能，即用光源發(fā)出的可見光的數(shù)量（光通量）和它的光效（發(fā)光效率）高低來衡量，根據(jù)道路的使用功能，照度和照度均勻度又是道路照明最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
1、光通量和發(fā)光效率
光通量是基本的光學(xué)參數(shù)。它是單位時(shí)間內(nèi)光源發(fā)出的可見光的總能量，用來衡量光源發(fā)出光的多少，單位是Lm（流明）。光源發(fā)光越多，流明數(shù)越大。一只40W白熾燈的光通量約為400Lm，一支36W熒光燈的光通量大約是2500Lm,一只道路照明常用的400W高壓鈉燈光通量大約是48000Lm。
照明設(shè)計(jì)師在做照明設(shè)計(jì)時(shí)，參照光源的光通量和功率參數(shù)，就可以知道某一光源的發(fā)光效率。尤其在提倡節(jié)約能源的當(dāng)今，使用高光效的光源電器和燈具已是大勢(shì)所趨。在上述例子中，白熾燈的光效為400÷40＝10Lm/w,非常低，而熒光燈的光效為2500÷36＝70Lm/w,數(shù)值高，說明其節(jié)能，而高壓鈉燈的光效為48000÷400＝120Lm/w，數(shù)值更高，更節(jié)能。
常用光源的光效如下表(單位：Lm/w)
光源光效光源光效
白熾燈6.9～11節(jié)能燈50～65
自鎮(zhèn)流汞燈10～15金鹵燈80～120
高壓汞燈47.5～52高壓鈉燈84～150
鹵鎢燈15～25無極燈70～83
在道路照明行業(yè)中，通過對(duì)各種光源性能參數(shù)的比較，同時(shí)考慮道路照明的要求，高壓鈉燈具有光效高、壽命長，顯色性也符合一般道路照明要求的特點(diǎn)，作為機(jī)動(dòng)車交通道路照明的首選光源。而白熾燈、自鎮(zhèn)流高壓汞燈和125W及以上的熒光高壓汞燈由于光效過低，會(huì)造成能源浪費(fèi)，而且路面的照明水平也很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此城市道路照明不應(yīng)采用這兩種光源。
2、照度
照度是指單位面積所接收到光通量，它用來衡量被照面的照明程度，單位是勒克斯（Lx）。例如，一只燈泡發(fā)出的光通量的15000Lm，如果這些光全部落在100m2,那么平均照度就是15000÷100=150Lx，但這是在絕對(duì)理想的情況下。在實(shí)際運(yùn)用中，還必須考慮燈具效率、維護(hù)系數(shù)、光源的衰減等，計(jì)算非常繁瑣。目前，我們可以借助專業(yè)的照明計(jì)算軟件完成。
日常生活中常見的照度如下(單位Lx)
光照環(huán)境
照度(Lx)
光照環(huán)境
照度(Lx)
晴天陽光直射
105～2×105
普通的家居環(huán)境
30～100
晴天的陰影內(nèi)或陰天
104～3×104
夜間路燈下
10～30
明亮的室內(nèi)窗邊
105～3×103
晴朗的滿月度
0.5
明亮的辦公室內(nèi)
500～800
在做照明設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要按照設(shè)計(jì)的場(chǎng)所照明功能要求確定照度。GB50034-2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)各類場(chǎng)所規(guī)定了照明標(biāo)準(zhǔn)值。國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ45-2006《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)城市道路照明的照度值等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。
在城市道路照明工程設(shè)計(jì)時(shí)，如果僅僅是滿足路面的平均照度，可能在路面的某些區(qū)域產(chǎn)生很低的照度，視覺中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)亮度差即常說的“斑馬效應(yīng)”，從而導(dǎo)致眼睛的對(duì)比靈敏度下降，駕駛員不易覺察出前方的目標(biāo)和障礙物。為了使路面上各個(gè)區(qū)域的照度差不要過大，保證足夠的辨認(rèn)率，常用的是路面照度均勻度（UE）（路面上最小照度與路面平均照度的比值）的指標(biāo)控制。有利于提高車輛駕駛者目標(biāo)察覺的可靠性和視覺舒適度。
二、光環(huán)境除了必要的照明計(jì)算之處，更多的是需要考慮環(huán)境中的照明品質(zhì)問題。而影響光環(huán)境的照明質(zhì)量的主要因素是色溫、顯色性、眩光。
1、色溫
光線的顏色是用色溫來標(biāo)定的，當(dāng)一個(gè)黑體（如鐵、鎢等）被加熱到一定的溫度時(shí)開始發(fā)出暗紅色的光，隨著溫度的升高，光的顏色逐漸變成黃白色、藍(lán)白色直至變成白光。把發(fā)出某顏色的黑體的溫度稱為該種顏色的光的色溫，單位為Ｋ。日常生活中常見的光源色溫如下表：
光 源
色溫(K)
光 源
色溫(K)
日出日落時(shí)的太陽
3000
白熾燈
2700
晴天中午時(shí)的太陽
6500
高壓鈉燈
2200
燭光
1900
金鹵燈
3000～5000
色溫在3000K以下偏紅、黃、呈暖色，常配合較低照度，用于表達(dá)溫馨、幽雅的氛圍；色溫在6000K以上偏藍(lán)、綠、呈冷色，常配合較高的照度，用于表達(dá)清爽、興奮的氣氛。在城市照明工程設(shè)計(jì)中，特別是景觀照明工程，應(yīng)針對(duì)不同的場(chǎng)所和被照物體，需要使用合適的色溫來準(zhǔn)確表達(dá)空間的氛圍。一般而言，有以下兩個(gè)原則：
(1)高照度時(shí)選用高色溫，低照度時(shí)選擇低色溫；
(2)照明豐富多彩的物體時(shí)，可以使用中、低色溫，給人柔和、親切的感覺；照明色彩差異小，較白的物體時(shí)，就選擇接近自然光色的高色溫光源，以真實(shí)反映被照物體的本色。
2、顯色性
不同的光色對(duì)同一彩色物體具有不同的顯色能力，因?yàn)槲矬w的顏色表現(xiàn)不僅僅只與光的顏色有關(guān)，還與光源的光譜分布有關(guān)。即光源顯現(xiàn)被照物體顏色的性能稱為光源的顯色性。國際照明學(xué)會(huì)(CIE)是用顯色指數(shù)(Ra)來評(píng)價(jià)光源的顯色性的，而光源的顯色指數(shù)是指在待測(cè)光源照射下，物體的顏色與另一相近色溫的黑體或日光參照光源照射下，物體顏色相符合的程度。顏色失真少，顯色指數(shù)高，光源的顯色性好。
在城市道路照明工程設(shè)計(jì)中，主次干道顯色指數(shù)要求不是很高，高壓鈉燈是最佳的選擇，但在商業(yè)街道照明的顯色指數(shù)就要求高，往往采用高顯色性高壓鈉燈和金屬鹵化物燈為主。因?yàn)樵谏虡I(yè)街上人們購買的物品，沒有高顯色性的光源，往往很難辨別物品的真實(shí)顏色。但是顯色性越好，光效就會(huì)差一些。如在郊區(qū)一些道路所采用的低壓鈉燈，輻射出的光是光譜窄段的黃光，光效很高，所有物體在此光照下都呈現(xiàn)為黃和灰色，顯色性特別差，而高顯色性高壓鈉燈黃色光譜較寬，且有多個(gè)峰值，顯色性就比低壓鈉燈好得多，但光效相比較要低。在道路照明、戶外區(qū)域照明、廣場(chǎng)碼頭照明和一些對(duì)顯色性要求不高的場(chǎng)所中得到了廣泛使用。
3、眩光
眩光控制在道路照明設(shè)計(jì)中是一個(gè)非常重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)眩光限制的問題有兩類眩光的感覺。一種是不舒適的眩光（心理上的）表示在車輛行駛狀態(tài)下，道路照明燈具在一定程度上降低了駕駛員的視覺舒適性。這主要是視野中的非均勻亮度分布和對(duì)比過大引起的。一種是失能眩光（生理上的）則從可見度損失方面來評(píng)價(jià)道路照明燈具，由于燈具散射光在駕駛員眼睛中引起的光幕亮度，降低了在視網(wǎng)膜上的圖像對(duì)比，導(dǎo)致辨認(rèn)能力的降低。這主要是道路照明燈具過亮的發(fā)光表面所造成的。
避免眩光產(chǎn)生的方法有很多種，不舒適眩光可以通過降低光源的表面亮度或者是增加光源的背景亮度加以消除。失能眩光的避免可在道路照明燈具選擇時(shí)，選擇能有效地利用光源合理地分配光輸出，將光有效地射向需要照明的方向，并具有控制眩光保護(hù)角的燈具。如截光型照明器，這類燈具把沿道路軸向的光作了嚴(yán)格限制，即使在周圍環(huán)境是暗的情況下，也不會(huì)感到眩光，一般用于高速公路、城市主干道等重要路段。半截光型照明器一方面把沿道路軸向的光作適當(dāng)限制，另一方面把光盡量向橫向延伸，使燈具具有蝙蝠翼形的合理的配光效果。目前這類燈具廣泛地
應(yīng)用在一般道路照明上。
我們做為照明設(shè)計(jì)師，要通過對(duì)“光運(yùn)用”的不斷的深入研究，為業(yè)主提供最好的服務(wù)。我們不是在賣燈具，而是在賣光。做為道路照明行業(yè)專業(yè)人士，在為業(yè)主提供的不僅僅是道路照明，而是為業(yè)主提供最適合的光，這是我們追求的目標(biāo)。
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