The architecture of light: architectural lighting design concepts and techniques. A textbook of procedures and practices for the architect, interior designer and lighting designer - PDFDrive.com
目 錄
第十三章 發展照明構想 www.epa.url.tw
當我們考慮過程和決策，我們現在可以應用到我們的照明設計，我們開始看到一個更清晰的方式步驟。如果濫用，這可能導致照明設計過於複雜。然而，如果我們謹慎地做決定，結果將是光和物質在太空中的獨特協同作用，達到我們計畫的目標，並成為真正偉大設計的框架。
考慮光在這個空間中的以下應用：(圖13.1)
l 在一個典型的住宅臥室裡強調藝術。
l 床牆提供視覺焦點；
l 光照在化妝臺上進行任務和渲染面部；
l 光照在書架上閱讀文字，突出物體；
l 床腳長凳上的燈，以方便更衣。
現在，考慮一下我們所闡述的光的所有應用，並考慮解決所有這些問題的最常見的方法：在房間的中心安裝一個燈具。
假設這個燈具是一個簡單的嵌入式筒燈。這些目標中的哪一個正在得到解決？幾乎沒有，因為光線被簡單地推到房間中間黑暗的地板上。
假設這個燈具是一個表面安裝的裝飾盤。現在我們正在處理哪些已識別的應用程式？也許沒有直接的，但可以說我們在幾乎每一個表面上都產生了一定量的光。因此，以一種非常通用的方式，它可能是一個合適的解決方案。
現在，如果我們清楚地表達並放置燈具來明確地說明我們已經確定的所有內容，會怎麼樣？
我們開始看到什麼樣的照明設計，雖然這樣的解決方案可能過於複雜和有點放縱。安裝、通電和維護這樣一個解決方案所需的努力和費用將是過度的。此外，照明解決方案可能過於具體和定制，以適應當前的佈局和空間的使用。在這種類型的空間中，我們的照明解決方案可能需要更加通用和靈活。
從我們已經確定的解決方案中選擇一個功能性和多功能性的合理組合是很容易的。如果我們開始嘗試我們已經確定的效果和應用的組合，我們一定會將我們的選擇細化到特殊的解決方案中，以支援我們的其餘設計。
我們剛剛經歷的過程是一個非常常見和誤解的空間。同樣的方法可以應用於我們將要設計的所有環境，無論大小。我們允許自己依靠自己的直覺和腦力激盪的方式來確定照明目標，然後確定實現這些目標的方法。無論我們的空間和環境變得多麼複雜，照明設計只是一個簡單的問題，利用設計知識來確定光的去向，它是什麼樣的光，以及如何使它到達那裡。
l 如果我們仔細研究上述步驟，我們會發現我們有機會應用我們所有的程式：
l 我們在空間上思考，把我們的房間看作是一個表面的集合。
l 我們首先識別特定的物體，然後在這些細節上視覺化光線。
l 我們考慮光的五個層次（舞蹈、情緒、口音、建築和任務）
l 我們考慮光的可控方面（強度、顏色、紋理、形狀、原點）
l 我們考慮所有我們可以傳遞我們所追求的光的方法。
一直以來，我們都在考慮現實世界中的效率、經濟性、維護性、靈活性以及其他任何可能成為此類空間現實的因素。我們可以繼續解決照明挑戰與成本效益高的燈具或高效率的來源，但由於我們已經確定了光的去向，設計解決方案的完整性將保持不變。通過用光來設計，而不是把自己附在特定的燈具或特定的佈局或策略上，我們可以對項目的變化做出反應。決定燈光的歸屬讓我們有信心處理預算或排程的變化，否則可能會使開發的照明設計脫軌。
對我們的設計要求有一個透徹的瞭解，對我們所設計的環境也很熟悉，我們所需要的就是願意用光來思考，剩下的事情我們的直覺就會做。
這給了我們極大的信心去探索我們所有的想法和照明設計目標，而不需要對特定的燈具、特定的光照水準或複雜的照明計算有廣泛的瞭解。
第十四章 從燈具規格到照明創意
在深入研究光在典型空間中的具體應用之前，有必要從更廣泛的意義上探討照明應用概念。照明設計的優勢在於每個設計師如何運用他或她的照明因果知識。下一章介紹了可應用於許多空間的照明概念組合，而不是為一般空間提供一系列通用照明解決方案。做出設計決策的信心來自於經驗和熟悉程度，或者來自於每個選項都已考慮過的真實信念。沒有熟悉和經驗的捷徑，但下面的視覺概念可以説明奠定一個基礎，將加強設計師的概念和調查眾多照明選項的能力。
對於大多數設計師來說，目標並不是盡可能掌握每一點照明知識。目標更實際，更集中：視覺化和交流。
設計師必須能夠視覺化燈光效果。
（這就是我們將光作為視覺概念呈現的原因。）
設計師必須能夠傳達和描述他們想要的光.
（這就是為什麼我們強調照明詞彙和圖形交流。）
如果一個設計師能夠將燈光形象化，並成功地將照明目標傳達給他人，那麼就有顧問和專家可以幫助設計師將這些照明理念變為現實。
這裡呈現的圖像和描述是針對這個假設的。通過提供光的作用的視覺概念，設計師可以決定這些成分在設計中的最佳使用位置。
“照亮一面牆，照亮一個物體”
這個基本概念甚至可以在最簡單的空間中實現。它適用於任何規模的任何架構。大的垂直表面，你應用光將定義你的空間明亮的特點。它將有助於你的心情和空間的建築效果。你聚焦光線的物體會產生視覺上的興趣，很可能適應任務，並且會組織和編排你的空間。並展示在同一個空間旁邊使用這種策略照明的空間。
把燈光移到週邊
變換空間的最簡單方法之一是將燈光應用於牆和其他垂直表面。當我們考慮在房間中央放置一組嵌入式筒燈的基本照明策略時，我們只需稍微改變一下我們的策略就可以獲得更大的效果。不加考慮地把燈具放在空間中心是對光資源的一種不良利用。通過簡單地改變這些燈具的位置，光線被塗在高高的垂直表面上，從而傳遞出亮度的感覺。這個簡單的轉變是一個有效的例子，它可以用不同的方式使用相同的燈具來改變空間的感覺。觀察這些基本空間由於這種變化而產生的不同感受。
編導大廳和走廊的創意
通道通常被處理成同樣的漫不經心的應用規則間隔燈具沿著空間中心行進。這些燈具失去了大部分光線進入黑暗的地板表面，對組織空間或創造亮度幾乎沒有作用。如果我們用我們的光來處理垂直表面，我們可以通過創建發光目標來創造視覺興趣和明確的尋路。我們可以通過實驗來識別能產生我們所追求的氣氛和效果的發光表面，但是，我們的光的最佳利用永遠不會出現在地板上。走廊盡頭的一片燈光往往比一整排嵌入式筒燈更引人注目。還可以考慮一下，當我們實現不對稱照明或甚至在一側設置一個線性狹槽時會發生什麼。照亮走廊的牆壁可以創建一個連續的燈光形狀，鼓勵流動。
往上投射天頂和簷篷
圖14.5 向上照射到懸挑或天花板上的光
燈槽和燈架
過去的二十年真的是“暗藏的筒燈時代”。由於這一趨勢，我們已經非常習慣於這樣的想法：扇形的光和池狀的光是適當的形狀，以增加我們的空間。當代建築的幾何學似乎越來越能與光線的線性平面搭配。在視覺上容易變得雜亂無章的空間可以通過應用光作為大型幾何體來組織。
大而乾淨的幾何形狀的光線使我們的設計與當代建築一樣乾淨、高效。狹槽、凹處和燈架都是建築特徵的例子，這些特徵可以隱藏光源，這些光源創造出巨大的發光形狀，定義了我們對空間亮度的感知。
透過玻璃的照明
照明玻璃可以理解為一種透明的材料，我們不能光玻璃本身。直射玻璃的光要麼穿過，要麼直接反射回來。由於這種特性，如果除了一塊玻璃之外什麼也看不見，那麼玻璃就只是一面鏡子。這有兩個重要的設計後果。
首先，值得注意的是，放置在窗戶附近的燈具往往會直接反射出我們背後的光源圖像。因此，最好避免將室內燈具放在玻璃和窗戶旁邊。第二，它意味著我們通過玻璃吸引注意力的最好機會是在玻璃之外創造明亮的表面和物體。這讓我們看到了明亮的外部特徵，通過玻璃開口來吸引人們的注意。它還引導我們將光線沖洗到窗外的屋簷和懸挑上。
定向裝飾燈具
希望通過我們所有的討論可以清楚地看到，發光的裝飾光源對於我們的集成建築照明設計版本來說並不是理想的獨立工具。裝飾性燈具在我們的照明工具詞彙中確實佔有重要的位置，但是，就其本身而言，它們往往是眩光的來源，使房間變得陰暗。為了更好地利用這些裝飾性燈具，我們需要在附近安裝更多的定向燈具。當我們有隱藏的光源，我們可以用來放置特定的光線在我們想要的地方，我們可以自由地使用我們的裝飾光源在較低的光照水準，以微妙的視覺效果和情緒效果，我們想要。
為了避免在裝飾性照明元件周圍踮起腳尖，有助於在指定的裝飾性燈具類型中慎重考慮。明確區分自發光光源和將光線引回到附近表面的遮罩裝飾燈具是很有用的。看起來像發光亮點的燈具往往過於自私，並不總是支持整個空間。直接照明的裝飾性燈具可以像其他建築光源一樣用於照明表面。對於每一個發光的裝飾性吊墜、壁燈和落地燈，可能都有一個版本的燈具可以遮罩光源，並將光線引導到空間表面。
這裡提出的想法只是一個開端，讓我們熟悉如何有效地傳遞光，為我們設計的環境添加情感和體驗。隨著致力於剖析設計環境，設計師將穩定地建立一套適合他/她的照明理念和概念。隨著這個知識庫的增長，對於一個設計師來說，確定什麼是有效的，什麼是可以改變的，以改善他/她所訪問的空間中光的交互作用，這是一個有益的實踐。
在設計中幾乎沒有絕對的，在照明設計中甚至更少，但是本章中討論的圖像和概念應該鼓勵您深入思考可用的選項，並讓您對應用於如此多空間的現狀解決方案提出疑問。
第十五章 工作場所的照明
我們對照明科學和設計基礎的瞭解越深，我們就越能從周圍的照明設計環境中學習。花點時間來研究設計，並闡明設計的哪些元素對事物的運行方式負責。作為一個整體，每一個可識別的元素在設計中都扮演著重要的角色。在照明設計中有句俗話說“好的照明能吸引空間，壞的照明會引起注意。”這就說明了建築整合光的力量，並警告我們要謹慎對待裝飾性照明元素和主題強烈的照明聲明。
創造一個可預測的效果的最可靠的方法是整合以前成功實現的東西。但是設計師必須確保他/她正在實現的東西是因為它是有效的和被期望的，而不僅僅是因為它是一個常用的解決方案。
以下圖片附有編號專案，指出每個場景中的關鍵照明元素。場景集中在經過深思熟慮並支持每個空間的需求和目標的集成照明上。
日光感應辦公空間
2. 向下投射的微妙的直接線性照明在水平面上提供均勻、低水準的輝光
3. 間接，線性上光投射到高反射吊頂表面，提供感知亮度和水準和垂直表面上的相互反射輝光.
4. 日光響應機械陰影平衡直接和漫射日光貢獻
高級銷售展示廳
2. 隱藏的，可調的重點照明投射到特定的展覽物件和舞蹈路徑通過空間。
博物館/畫廊空間
2. 細長的間接光源將漫射的環境光填滿天花板
3. 定向燈具在藝術和垂直表面提供重點照明
4. 間接上光顯示了拱形天花板系統的體積和形狀
5. 方向光、重點光和漫反射光的組合提供了長期的視覺舒適性
高級會談空間
2. 在運行槽中的可調重點照明器提供對顯示物件的衝力
3. 每個顯示壁龕中的光平面定義了空間並創建了亮度感知
4. 顯示壁龕中的發光線條定義了空間的深度和形式
現代高級餐廳
2. 可調鹵素照明燈具，在餐桌上投射出不同的光池
3. 可調鹵素燈強調牆壁鑲板，提供額外的垂直亮度和空間深度。
現代休閒酒廊
2. 嵌入式裝飾性筒燈在天花板上閃爍，並提供一個光線池，以滿足心情和強調任務。
3. 明亮的垂直表面使空間保持明亮，因此只有在必要時才可以自由使用照明。
第十六章 配合自然採光的設計
可持續性和能源問題已將日光設計和整合帶到照明設計實踐的前沿。地方法規和激勵計畫極大地開啟了白天的討論。現在，一個照明設計師不僅要對良好的採光實踐有更廣泛的瞭解，而且要瞭解具體的規範和激勵措施的合規性要求。這一趨勢促使項目在設計過程中更早地考慮採光因素—建築朝向、玻璃、遮陽結構和景觀美化。這導致早期的照明設計師的參與，使採光成為另一個主題，照明設計師應該成為一個專家。
當我們討論決定光將流向何處以及光將如何與建築相互作用的重要性時，我們討論的是採光和電燈的可控方面。強烈的日光是最重要的組成部分。因此，對日光的濫用會對一個項目造成驚人的損害。因此，日光設計主要是對控制的研究。
有大量的文本討論精細，技術方面，以及作為光源的太陽更哲學的一面。
我們在這裡將重點放在可以證明是有用的直覺知識的基礎上。這裡還介紹了一個基本的程式，它將鼓勵你思考所有的因素和決定，將導致成功利用日光。
日光可以被評估和控制，因此，它應該得到同樣類型的設計審查，我們適用於電燈。我們應該在接近我們的空間時，將我們的效果視覺化，並確定哪些表面和物體將從日光的添加中受益，就像我們使用電燈一樣。
日光的明顯好處
日光系統的一個主要方面是考慮可能為您的設計服務的好處。為了真正利用這些優勢，我們集成的日光系統必須和我們的電燈系統一樣好。
首先也是最重要的，日光是一種不消耗電力或其他礦物燃料而產生光的手段。這對可持續性、最低限度的維護和環境問題是專案一部分的所有項目都是一個巨大的好處。日光不耗電，也不需要換燈。同時，我們也可以通過空調來減少熱量，這也就意味著我們可以通過空調來獲取熱量。
日光也是一種特殊的光源，因為我們與它的長期關係。當我們考慮人類有多長時間只有日光（偶爾還有火光）作為光源時，我們很容易想像為什麼我們對它有著特殊的喜愛。日光把我們與自然世界聯繫起來，使我們接觸到一種我們隨時準備好的生活方式。少量的日光可以防止抑鬱，讓我們合成維生素D，並能使我們精神振奮，精力充沛。某些形式的日光還具有不可思議的能力，可以讓我們深深放鬆。
日光本身就是動態的，在一天和一年中都在變化。這個因素有益於我們的自然節奏，並刺激我們活躍的頭腦。執行不佳的電燈最令人沮喪的一個方面是靜態的、不變的性質。自然光是動態的，所以即使是很小的一部分也會對環境的興趣和刺激效果產生巨大的影響。日光品質的變化是如此有效地鼓勵不同的精神狀態，以至於許多電燈系統努力在一天中模仿紋理和顏色的相似變化。
日光的味道
為了視覺化和實現日光與設計的集成，將日光系統分為兩類：功能性日光和日光強調。
功能性日光 是將日光小心地引入空間，以服務於任務和空間定義功能。這通常是漫射的，即使是光線，也能適應長期的視覺舒適。
日光強調 是一種更為戲劇化和明顯的利用日光來激發某些情緒和創造明顯的視覺興趣。這些特徵可以整合到高設計空間中，情感影響是優先考慮的。
這兩種類型的日光是通過截然不同的系統實現的，對我們的環境有著截然不同的影響。有些系統同時引入了兩者，但當我們將設計效果視覺化時，確定目標並區分兩者是很重要的。
日光組件（紋理）
設計師應該具備的另一個基本直覺是從日光的不同組成部分獲得的光線品質的明顯差異。日光以多種不同的方式進入我們的空間，並相應地呈現出不同的紋理。正如我們區分重點照明器的定向光束和發光球體的柔和漫反射光一樣，我們將日光的成分分解為三種紋理：直射陽光、天光和
漫射陽光
陽光直射 可以說，作為一種功能性光源，它是最不有用的
對設計最危險。直接從太陽接收到的光過於明亮，會導致眩光和不可接受的對比度。陽光直射還會引入熱量和紫外線輻射，從而損壞材料和織物。作為反射光的生物，陽光進入我們的眼睛或者從明亮的表面進入我們的眼睛，對我們的視覺系統來說實在太亮了。
天窗 是陽光在大氣中擴散和散射的產物。根據一天中的時間、一年中的時間、天氣和大氣條件，天窗具有許多不同的性質。從清澈的藍色天光到柔和、彌漫的多雲日光，大多數形式的天光都適合我們的視覺系統，並且在長時間內具有持續的光品質。（這一點也不奇怪，考慮到我們在天窗方面的悠久歷史）。
漫射陽光 是陽光與某種擴散物質相互作用後，將陽光引入我們空間的產物。一旦我們將陽光穿過著色或磨砂的材料，我們就獲得了一個更易於管理的光源。
場地佈置和體量
太陽和天空的動態特性要求我們儘早考慮專案的採光目標。認識到如何利用日光的第一步是根據專案的方向和比例確定機會。
有幾個太陽幾何學的快速規則將對設計工作中日光的潛在用途產生重大影響。日光在本質上是簡單的，由專案方向創建的關係也同樣簡單。
建築佈局和體量必須考慮日光的影響。形狀和立面的高度和寬度極大地影響了可用於採光的表面積。玻璃必須考慮其日光影響，而不僅僅是考慮其視野。在決定如何和在哪裡定位專案時，還應研究太陽方位、視線和太陽陰影線。
緯度
你離地球的南北極越近，全年太陽在你天空中的位置就越低。不必為太陽幾何學所累，我們可以有把握地說，赤道上的一個項目有可能使太陽在一年中的大部分時間直接在頭頂上，而在北極的項目將永遠看不到太陽高掛天空。
主方位
太陽從東方升起，在西方落下。朝向這些方向的空間每天早晨和晚上都有可能受到陽光的直接照射。
季節性太陽角
日光在一年四季中也有一個可預測的動態行為。太陽在夏天會飛得更高，冬天會飛得更低。這意味著，只要稍加研究，我們就可以設計出物理懸挑和遮陽裝置，它們在一年中會對日光產生不同的影響。
北光/南光
生活在北半球意味著太陽總是以弧線劃過天空向南。這意味著朝南的空間有可能全天直接照射陽光，而朝北的空間將只接收天窗。（對於生活在南方的人來說，這一原則顯然是相反的半球。）
根據基本方向創建一個簡單的專案網站圖是一個很好的實踐。這將為設計師提供指導，指導他/她在哪裡可以使用某些技術，以及在哪裡注意潛在的問題。
根據太陽角和可能遮擋採光機會的結構繪製專案現場的高程也很有幫助。對項目緯度一年中出現的太陽角做一些研究，以獲得對太陽光變化的具體理解。
當涉及到在空間中實際實施和設計日光系統時，考慮所有太陽位置的解決方案和概念是值得的。不僅要設想理想的情況，還要設想設計將要受到的每一個潛在的太陽角條件。從早到晚，晴天和多雲，從冬天到夏天都要考慮這個項目。太多的日光想法都是在一個維度中構思出來的，只有在一年中太陽和專案完美地結合在一起時，它們才會成功。
日光系統
下一步，在作出日光決策是確定什麼類型的燈光字元將服務於設計意圖。強度、顏色、紋理、形狀和起源的可控方面在日光下和在電燈下一樣有效。日光系統可以分為兩個基本類別：側光和頂光。然後我們確定我們用來控制、修改和增強每一個的技術和幾何圖形。
側光系統
普通的牆面窗戶是側光進入空間的最明顯的例子。側光系統在許多方面都是獨一無二的，它們可以將日光轉換成有用的形式。如果我們接收到陽光直射的側光，我們必須考慮像染色、磨砂和燒結等擴散技術。側面照明系統是有效的高高的垂直表面，以提供一個輝光照亮天花板和牆壁，以轉換體積。側光系統也可以在設計時考慮到幾何結構，這樣不同的陽光和天窗的組成部分在一年中都是不同的。這些系統可以結合懸挑和架子來遮擋陽光直射。說明各種收集和控制側光的系統。圖16.7至16.11
頂光系統
大多數設計的空間都能接觸到高角度的向下日光，而不考慮朝向和相鄰結構。來自上面的日光可以很像我們經常使用的嵌入式燈具。高日照很容易融入長的線性槽和乾淨的平面。此類系統的指南與任何日光相同：
應分散和控制陽光直射；
天窗是受歡迎的，更容易使用；
研究太陽的幾何結構和擴散材料是獲得良好日光紋理的關鍵。
圖16.12至16.14舉例說明收集和控制頂光的各種系統。
燈光控制技術
利用日光的最後一個要素是瞭解我們用來改變我們接收到的光線紋理的技術。
擴散
通過使用半透明亞克力、磨砂玻璃和其他一些稍微不透明的材料，可以實現漫射日光。這種處理方法傾向於創造一種柔軟、均勻的紋理，類似於陰天的天窗。
著色
著色是降低透明基板透光率的簡單操作。著色膜和層壓板有多種顏色，通常是鏡像的。他們在外面的黑暗世界裡收到了許多奇怪的評論。
燒結
熔塊材料是其他透明材料，刻蝕或嵌入線條。好的熔塊可以像一系列微型的燈架或百葉窗一樣，利用幾何結構來減少光線在某些角度的傳播。不良燒結行為類似於擴散材料或棱鏡透鏡。
日光工作
當然，在某些情況下，自然光的原始、肆無忌憚的效果正是空間所需要的。當日光被用作口音特徵時，挑戰通常是研究哪種類型的系統最有效。為了節約能源，日光是一項崇高的事業，但也有許多有效的情感和經驗理由將日光運用到你的設計中。許多最令人驚歎的自然和設計的空間，很大程度上都依賴於日光。我們與日光的虛無縹緲的聯繫使它成為一種強大的成分，可以將原本貧瘠的環境變成真正動人的體驗。
整體電子照明配置
無論我們的採光成分是功能性的還是審美性的，都有必要考慮它們如何替代或與電燈協調工作。在設計應用中，值得研究的是如何用電燈重現特定的日光效果，反之亦然。它允許一個空間在一天或一年中在不同的天空條件下具有相似的光紋理。考慮一下如何在架子、槽、凹處和保險箱上安裝電燈和日光的部件。還要考慮有助於兩個系統協調工作的決定：強度、顏色和形狀。
強度：
技術使我們能夠通過自動降低互補電燈系統的強度來對接收到的日光作出反應。光電池可以發送信號來調暗或降低電燈系統的輸出電平。光電池還可以在日光過多的情況下啟動遮陽系統。如果你的目標是利用日光來減少或取代電燈，那麼應該對光電管、調光器和時鐘等技術進行徹底的研究。
顏色：
協調日光與電燈的使用還需要仔細考慮引入空間的光線的色溫。天窗和陽光的顏色都是完全可變的。從晴朗早晨的淡藍色到多雲天的陰涼，再到日落時的紫羅蘭和粉紅色，天光範圍很廣。陽光直射可以從溫暖的光輝到明亮的橙色。然而，兩者似乎都有一個詭異的訣竅來炫耀我們的電源顏色的不自然的外觀。因為日光元件天生就有完美的顯色能力，它們往往會顯示出我們電力系統的缺陷。電燈被日光照射時看起來很不自然。由於日光的巨大變化，所以不建議你的電光源一定要與你的採光成分的色溫相匹配；這只是光的另一個方面來考慮。
形狀：
將日光和電氣元件整合在一起還需要考慮光的形狀。日光往往以長而乾淨的碎片和平面來傳遞。我們的長線性電源可以很好地協調這些元素。日光也可以在清潔的定向光束和池中傳輸，當由小孔徑和像太陽能燈管這樣的裝置產生時。
關鍵是要控制日光，並擴展可以用它完成什麼的概念。幾乎所有的電光源都有一個合適的日光對應物。我們的責任只是調查各種可能性，並仔細考慮每一個設計決策。
一些常見的日光集成細節可以在中找到
日光危害
儘管它的力量和魅力，重要的是要記住，日光的不當使用有明顯的危害。在你的腦海中，要時刻注意那些可能降臨到光線控制不佳的空間的危險。
熱增量
除了過多的光外，未減弱的直射陽光通常會產生相當數量的熱量。有低發射率的玻璃和塗層可以在沒有熱量的情況下傳輸可見光，但這些並不常見。如果你想要陽光直射，你可以得到熱量，或者你可以利用這些昂貴的玻璃技術。
眩光和對比
陽光是一個明顯的罪魁禍首，它產生的光比我們最亮的電源要亮幾百倍。作為任務燈，直接日光太亮了。作為重點照明，陽光仍然可以引起眩光和對比，而人類的視覺系統根本無法適應。當不仔細考慮空間的材質反射、顏色和視覺標準時，天光和漫射陽光也會帶來問題。
損壞藝術品、織物和其他材料
陽光和日光中含有大量的紫外線輻射，這些輻射會使染料、墨水、顏料和有機材料的完整性惡化。玻璃塊除了少量的紫外線輻射外，其餘的都會隨著時間的推移而產生破壞性的影響。
窗戶光線過大
日光窗不一定是觀察窗。為了能清楚地看到外部環境而放置的窗戶應始終考慮到它們將接收到的日光。太多的時候，玻璃窗是為視圖而設計的，沒有考慮到會導致的日光入侵。日光系統的設計應獨立於觀察窗，反之亦然。簡單的牆面玻璃當然可以達到這兩個目的，但仔細研究和考慮是必要的。
日光作為可控元素
底線是，陽光和天光是可控的，可預測的光源，可以用來滿足我們所有五層的需要，如果實施得當。有日光成分，以滿足需要的方式，心情，口音，空間啟示和任務。
關鍵是控制日光並設計使用它的系統。即使是簡單的牆面窗戶也值得考慮使用擴散窗簾、百葉窗和遮陽裝置。日光決不應是意外，也不應被忽視。與光的許多其他方面一樣，恐懼使設計師無法自信地實現日光。日光是一種非常基本的材料，有許多簡單的方法可以成功地將其應用。
與電燈設備不同，很少有產品目錄說明日光系統。良好的日光使用通常是獨特情況和大量試驗的結果。如果你遇到一個你喜歡的應用程式，記下來，畫一個草圖，然後開始收集日光系統，下次你需要依靠陽光和天光這兩個崇高的特性時，你就可以畫出這些日光系統。
我堅信
日光。我不遺餘力地研究將天窗和漫射陽光引入我的環境的機會。我認為這種親和力是如此強烈，以至於我傾向於設計我的電氣照明系統來模仿受控日光系統的強度、形狀和紋理。這也提供了電燈和日光之間無縫集成的優勢。儘管所有關於日光集成的警告都是鼓勵的，但是記住，在設計的環境中，一點點日光可以大大提高效果。
第十七章 圖形工具：照明配置圖
我們在前面提到，設計師的視覺化照明理念的能力只是必要的技能之一。為了實現照明設計，設計師還必須能夠將這些想法傳達給其他設計師，並最終返回給他們自己。溝通思想對於應對挑戰、獲得回饋和幫助、創新思維以及最重要的是自由地進行創造性思考是必要的。對於設計師來說，視覺化地表達想法是最快的，
圖17.1 燈光設計草圖
配置你自己的設計
太多時候，人們把光看作是燈具的產物，因此，他們通過盯著一個空間平面圖和放置代表燈具的符號來進行設計。這個過程不可避免地會產生重複的、靜態的習慣解決方案。這些小圓圈和正方形符號並不能向我們或任何人解釋光在空間中的行為。在我們的設計過程中，我們應該發誓永遠不要直接畫照明符號來進行設計。
表達光的概念的第一步是將光圖形化地表示為光。我們用我們想像的方式，在哪裡想像它。我們識別出我們想要明亮的表面和物體，然後在它們上面畫上亮度。記住：照明設計只不過是在最合適的表面上成功地應用最合適類型的光。如果我們能養成一個習慣，通過光線來表達我們的想法，我們就可以走上一條更具思想性和程式回應性的設計道路，從而產生更具啟發性和創新性的設計。
在表面、物體和空間上繪製光只需要最簡單的工具。一支黃色的鉛筆可以用它最普通的形式來代表“光”。用這種單色鉛筆，我們可以在建築立面圖、剖面圖、平面圖和透視圖上繪製光線。我們可以列印出圖像並在上面畫草圖。我們可以在自己的手繪塗鴉上繪製光線。我養成了一個習慣，隨身攜帶一小隊黃色的彩色鉛筆，這樣當我想到一個照明的想法時，我就可以立即交流，不用很多大字和揮手。當一個人在設計圖和草圖上畫出設計師的眼睛時，客戶和同行就會因理解和理解而發光。我知道沒有更容易的工具來交流光的想法，所以這將是我們的第一次。我把這個通過圖形表達光的過程稱為“光映射”
圖17.4 酒吧中央區域立面的照明設計圖示例。
我們的設計過程應該始終圍繞著對環境的整體性理解。一個推薦的做法是，在開始為專案設計照明之前，致力於固定、展示和圍繞項目的所有可以知道的程式、表面形式和空間。被材料概念板、立面圖、截面圖、平面圖和尺寸模型的視覺表示包圍，使設計師能夠呈現所有維度的照明理念，並理解照明決策和概念的後果。
建立照明設計圖
光照圖最基本的形式就是設計師可以利用的任何建築或環境資訊，並在頂部應用照明圖形。在我們用盡了所有可用的資訊並製作了所有立面、剖面和透視圖的光照圖之後，我們開始著手創建一個照明設計圖平面圖。燈光映射平面可以基於樓層平面、傢俱平面或天花板平面。這個簡單的圖形工具將有助於傳達光的想法，並將作為我們前進和佈置照明設備的路線圖。當我們要解決照明難題並確定照明設備的位置和類型時，一個好的、光線映射的計畫將自行解決。在一個理想的設計世界裡，有足夠的時間來創建照明設計圖來分別處理我們已經確定的五層光。
成功創建照明設計圖的關鍵：
只從光的角度來思考。不要擔心實用性，可施工性，燈具位置，甚至燈具本身。
想想光的品質和它的去向
關注表面和物體以及它們如何接收光。
增加照明設計圖的影響
當我們著手將平面圖上的照明資訊轉換為二維時，我們必須保持思想開放和思想新鮮。我們可以添加渲染技術，如附加顏色和圖案來表示不同的照明技術。它通常有助於以圖形方式區分定向重點照明、漫射照明、投射到天花板和蓋子上的燈光，以及所需顏色投射的變化。說明了幾種表示照明的方法。在照明設計圖上創建一個圖例通常很有幫助，以幫助轉換光的不同應用。圖17.5
有了這些簡單的工具：黃色鉛筆、橙色鉛筆和一些富有想像力的圖案，設計師可以在平面圖中翻譯出豐富的照明概念。
正如我們可以從前面的圖中看到的，目標是真正地代表光在哪裡結束。更重要的是，我們表示接收光的曲面。我們的光照地圖計畫變成了一張特定“照明事件”的地圖，一個又一個具體的照明概念清晰地標識出來。
描述光
為了創建能夠真正獨立於自身將資訊傳遞給其他人的照明設計圖，我們在照明“事件”的圖形中添加了清晰的描述。描述光不需要成為詩學和最高級的研究。我們只是在澄清光在做什麼。描述得越好，我們就越不需要依賴專門的圖形來傳達我們的想法。照明說明就像建築注釋；它們只需要足夠詳細才能清楚地傳達資訊。然而，即使是一個簡短的描述也比沒有描述的模糊性要好。以對光的描述為榮，慷慨地給予他們。設計中有一條規則說：“有疑問時，寫一條注釋。”我們將把這條準則轉化為我們在圖形和創建照明設計圖方面的格言之一：“有疑問時，添加說明”。
為了有助於將正確級別的資訊轉化為照明描述，我建議您考慮好描述中包含的以下元素：燈光的顏色、紋理和強度；
光線如何影響情緒；
光如何與表面相互作用。
如果照明說明中包含這些元素，那麼其他設計師就更容易理解設計的意圖。它也將更容易解決照明的想法和選擇的燈具將帶來的想法生活。中包含有用的照明描述符列表。附錄C
圖17.6對照明意圖的描述是定義照明挑戰的關鍵一步。
研究具有良好照明設計的環境並想像如何將其圖形化地表示為光照圖，這是一種很好的視覺實踐。這一分析確實證明了一個觀點，即正是接收光的表面定義了一個空間。顯示照明空間的圖像，以及它們在設計過程中的可能外觀。圖17.7和17.8
為建立照明設計圖的5個重點
在“5層流程”中，我們有一個工具，可以為萌芽的照明概念創造最大的機會。在“光照圖”中，我們擁有高效、清晰地轉換照明概念和目標的終極工具。二者的結合可以導致最終的方案具體，徹底明確，溝通良好的照明設計。
如中所述，理想的設計過程包括一次只考慮一個照明層。照明設計圖過程可以分解以適應這種情況。一個好的做法是在透明的膜或跡線紙上分別渲染五個層中的每一個層的照明設計圖，這些層可以相互重疊以進行比較和協調。第四章
讓我們回顧一下我們在中提到的五個重點：
1.光的編排體驗；
2.光線影響情緒；
3.從輕到重的對象；
4.光照建築空間；
5.任務照射。
隨著照明理念在一系列光照地圖上的發展，特定的照明事件將在我們的五個層次上服務於許多目的。這將指出絕對關鍵的照明事件，也將有助於確定可能是消耗或不是項目整體成功所必需的照明。層中的光映射允許隨著設計的發展對每個光成分進行評估和重新評估。
第1層：燈光映射編排
在建立光照映射計畫時，首先要實現的一個好的步驟是為了為訪客設計一條體驗路徑而顯示光（我們的五個層中的第一個）。編排從光照映射過程中受益匪淺，因為它需要對專案進行大規模的概述。編排步驟是一個快速而簡單的應用光在空間中的幾個大的表面或物體上，創造出不同的目的地，作為人們前進的照明目標。通過添加符號來表示與空間交互的人的位置，可以進一步闡明編排意圖。將這些符號顯示為藍色圓錐體，表示引導訪客注意力和運動的目標。這個創造路徑的過程有助於確定什麼是應該照亮的，以吸引一個人穿過空間。光可以被依次渲染到一個又一個的表面上，以映射出被照亮的表面如何鼓勵一個人在空間中流動。第三章圖17.9
為了進一步闡明編舞燈光成分的目標而添加的描述，完成了光照映射的第一階段。
第二層：光線映射情緒和情感效果
在一個空間中建立一個所需情緒和情緒的光照圖可以很簡單地為專案的每個空間或區域識別描述性的情緒詞。這種“情緒圖”可以通過繪製邊界來定義獨特使用的空間，並為每個空間添加一些描述性術語來建立。考慮項目的總體情緒以及每個單獨的空間。專案目標可能需要空間來傳達各種情緒；平靜、歡迎、放鬆、專業、無菌、寒冷等。目標是將這些情緒描述轉化為光的各種效果或特徵。情緒描述子將決定光線的強度、顏色、質地、形狀和來源。
與五層中的每一層一樣，建議將每個照明設計圖作為一張單獨的半透明膜或跡線紙以堆疊的方式應用於先前的照明設計圖上，這樣設計師就可以看到不同的照明目標在哪裡重疊並相互支持。
第三、四、五層：光照射圖、視覺焦點、空間照明和任務聚光
一旦建立了照明設計圖以成功地表示編排和情緒，則將為照明思想層的其餘部分實現照明設計圖過程。在五層過程中識別出的第三層、第四層和第五層，理想情況下應該分別研究並繪製到光照圖上。當一個設計師獲得過程和工具的經驗時，一次處理多個層可能成為第二天性。
不管這個過程是如何表達的，這門學科總是集中在兩個核心習慣上：視覺化被照亮的表面和物體—而不是燈具和燈具—以及用光線來創造概念的視覺表現。照明設計圖過程可以通過許多不同的方式實現，但最終結果應該是一個專案的視覺化表示，顯示將要添加的所有燈光。
一個良好執行的光照圖過程將建立一個可視的路線圖，燈具、控制器和其他照明解決方案可以輕鬆地應用於“解決”所需的照明事件。在繼續之前，花點時間回顧項目計畫的所有方面，以及這些概念和圖形流程是否已經徹底解決了這些問題。當設計開發迅速進入
圖17.10 住宅樓層的完整光照圖。
光照圖的目標是與其他人交流想法，並建立一個視覺的光地圖，這將有助於使燈具決策更容易。如果光照圖是徹底的，用大膽、清晰的圖形來表示光，那麼設計師就可以很好地向前邁進，並快速地佈置將產生照明事件的燈具。
第十八章 照明單位和測量
到目前為止，我們已經成功地探索了照明設計概念和應用的深度，而不必為照明科學的具體細節以及隨之而來的單位和測量系統增加負擔。為了有知識地談論光照效果和照明解決方案，有必要對光照水準及其如何在視覺上進行轉換有一個基本的瞭解。為了參與這個討論，我們必須首先看一下照明科學和照明指標的一些基本組成部分。這不僅有助於我們更準確地傳達我們的照明理念，還將使我們認識到其他人提出的合適的工具和策略。
當我們繼續討論設計中的光照水準時，我們幾乎總是指英尺燭光的照明單位。一英尺燭光是
投射到空間表面上的照度。事實上，英尺燭光的單位是基於距離非常特殊的蠟燭只有一英尺遠的物體上產生的光。然而，我們並不是真正關心什麼是英尺燭光，而是不同的照度水準，用英尺燭光表示，是什麼樣子。讓我們從基礎知識開始。
都是因為流明
光是以碎片的形式出現的，或者至少我們認為它對我們大多數的科學和研究都是如此。科學家們稱這些微小的光光子，他們詳盡地研究了光子與物理世界相互作用的所有方式。
在照明科學中，我們不僅僅關注一般的光；我們關心的是這些光線如何影響人類的視覺。我們的視覺系統對某些類型的光比其他類型的更敏感，因此我們測量一個單位的光能，因為它會影響人眼的視錐和視杆的靈敏度。我們把這些修改過的光稱為“流明”。流明是所有照明研究的基礎，我們總是可以安全地用流明來談論光。我們研究流明與環境相互作用的三種常見方式：我們研究流明在表面上或“撞擊”表面的數量，稱為照度
我們研究離開表面或離開表面的流明數；稱為存在性
我們研究離開表面或光源的光通量，在特定的方向上具有特定的密度；稱為亮度
當我們談論光照效果時，我們通常討論光密度，因此我們討論每個區域有多少流明起作用。照明科學的一個不幸之處在於，我們已經為以不同方式相互作用的光的測量提出了不同的名稱。顯示了三種相互作用，即光腔照射和反射表面。圖18.1
圖18.1表明照度和出射度都是光密度的測量值，特別是每平方英尺流明的測量值。這兩種現象之間的區別很簡單，就是光是撞擊表面（照度），還是離開表面（存在性）。
亮度然而，這是一個更徹底的測量，有多密集的光離開一個特定的方向。
為了完全理解這三種測量光的方法的細微差別，我們將在這裡詳細介紹它們。
照度：
照度是對照射到表面上的光通量的測量。
照度以英尺燭光（FC）表示。
1英尺燭光相當於1流明的光線均勻分佈在1平方英尺的表面上。
輻射出射度：
出射度是測量離開表面或光源的光通量。
“出射度”只說明離開流明的總數，而不提供有關光離開的密度或方向的資訊。反射面的存在性是“出射度”只說明離開流明的總數，而不提供有關光離開的密度或方向的資訊。反射表面的存在度是該表面上的照度乘以該表面的反射率。如果一個表面有50%的反射，那麼這個表面的出射量將等於表面照度的一半。在光源的情況下，出射度是光源產生和發射的流明數。
“出射度”很少用於描述光照強度，但瞭解它對於視覺化流明如何與表面和物體相互作用非常有用。
亮度：
亮度是對光的流明密度的測量
在特定方向上離開表面或源。它描述了觀察者是如何感受到光的，並解釋了我們本能地認識到，當表面離光源越遠，光的強度就越小。
亮度以坎德拉/平方米（CD/sq.M）表示。
為了瞭解亮度
圖18.3燭光功率圖（離開光源的光密度
坎德拉是光密度的單位。這是一種表達光線離開光源或表面的密度的有效方法。一坎德拉相當於光離開一個密度為每平方釐米球面面積流明的光源。甾體是由球體的一部分組成的輪廓區域。甾體的面積是這樣的：在任何一個球體中總是有4∏（4π，或12.56）的甾體。因此，對於半徑為1英尺的球體（因此球面總面積為4∏），每個甾體半徑為1平方英尺。在區域內。當一個球體變大時，從球體上刻出的甾體的尺寸也會呈指數級增長。顯示了兩個不同的球體和每個球體上刻出的一個立體區域。因為光在離開原點時呈球狀散開，所以儘管面積不同，通過每個甾體的流明數量相同。但是，隨著距離的增加和光線的傳播，固定尺寸的物體接收到的流明越來越少。圖18.3
這個坎德拉輸出對於描述定向光源非常有用，比如重點照明器，它將更多的光導向前方而非側面。瞭解來自重點照明設備中心的坎德拉值有助於計算由於特定光源而在曲面或物件上的某個點上出現的照度級別。
燭光的性質意味著光源或表面所顯示的亮度值因光源或表面觀看角度的不同而不同。它是眼睛檢測到的亮度，並作為判斷光源或表面亮度的依據。
雖然我們對所有這些相互作用及其單位有著巧妙的名稱，但在照明設計中最重要和最常見的是以英尺燭光表示的照度。光照到物體上的這種表達方式很容易測量，有助於我們理解我們在環境中所能產生的對比度。曲面上的照度值與曲面的顏色或反射率無關，因此光照度值並不表示物件的外觀。一個黑色物體和一個白色物體並排在一張桌子上，它們上面的燈具可能會產生相同的照度。物體之間外觀上的巨大差異是它們反射的結果。為了成功地視覺化一個場景，我們必須被告知物件的反射率（值和顏色），以及物件上的照度級別。這給了我們足夠的資訊來插值物體的存在性。如果我們也知道書的質地以及它們將如何引導反射光，我們就可以估計出它們的亮度，這與我們對物體“亮度”的描述更為密切相關。值得注意的是，所有這些光的測量並不能客觀地決定一個表面的亮度。亮度是觀看者做出的判斷，取決於觀看者的適應和環境的對比度。
在所有這三個照明測量的案例中，我們都在討論流明與物體的相互作用，所以如果其他一切都失敗了，那麼用流明來描述光總是安全的。
第十九章 瞭解照度層級
光最常見的描述是我們檢測到離開表面並撞擊我們眼睛的程度。“亮度”是這一現象的通稱。奇怪的是，在照明設計研究中，我們通常描述的是照射在表面上的光的數量。這通常是因為我們在討論執行視覺任務所需的光量。這些視覺任務涉及到產生對比度的各種反射材料。光照在表面上的這種量化稱為照度。當我們對定量照明研究有了科學的認識，我們的討論將圍繞著照度的測量和表達。因此，我們通常用英尺燭光（測量照度的單位）來表示入射到表面上的光強度。
對所需光的特定數量的研究是光照映射過程的自然過程。當我們開始處理每個單獨的發光表面時，尤其是突出的表面（第3層），或任務表面（第5層）–我們需要確定我們想要提供的特定照度級別，以便這些突出的表面從周圍環境中脫穎而出，從而使任務表面接收到足夠的光來執行手頭的視覺任務。
照度級直覺
關於在表面上提供何種特定照度水準以適應不同類型的視覺任務，有大量已發表的資訊，許多人將這些準則作為他們設計的基礎。然而，遵守任務規定的照度水準，忽略整個空間的照明效果，會導致非常一維的體驗。
因為我們追求的是一種更全面的設計方法，所以我們對直觀地顯示不同照度水準及其所代表的東西感興趣。雖然規定的照度水準實際上只考慮特定表面，但設計師可以利用這些照度水準來描述一個空間的整體環境光照，其中許多表面的照度水準相似。從技術上講，這是對照度等級規定意圖的濫用，但卻是設計師傳達照明意圖的一種有效方式，因此我們採取了行動。當一個人把整個空間描述為顯示“平均”照度水準時，必須考慮對比度、色調以及其中較高和較低光照水準的區域。
這裡彙集了一個簡短的照度等級清單（用英尺燭光表示），可以幫助設計師形象地看到這些不同的光照水準對設計意味著什麼。當你考慮每種空間類型時，閉上眼睛，想像一下如果光線相當均勻的話所描述的空間。您在空間表面上看到的可能是列出的照度級別。請記住，這不是一個建議列表，而是一個視覺化參考。
光照整個室內空間的照度超過100英尺燭光是不常見的。一旦我們開始處理這些更高的照度水準，我們通常談論的是適用於局部任務的小區域的光。我們可能會在手術臺或一個有口音的物體上提供200英尺燭光，但我們不太可能將整個空間照亮到這個水準。
將照度值添加到照明設計圖
在設計和討論光照時，將記住這些光照級別，將提供參與討論基本空間的光照級別所需的所有直觀知識。只需稍微熟悉一下，就可以開始添加這些值，作為設計空間中特定曲面和整個房間效果的目標。建議的設計進展是將這些整個房間和“特定表面”照度級別目標標記為照明設計圖第5層的一部分（請參見）。照度水準最好用來描述投射到表面上的光量，但也可以用來給人一個在房間裡可以感知到的整體環境光的印象。這一點可以通過一個房間一個房間的設計進行思考，確定每個房間所需的整體環境光。
在住宅區，這個過程可以很容易地處理。對於像住宅這樣不需要支援關鍵任務的空間，使用5到35英尺燭光之間的有限照度值作為整個房間環境的目標是安全的。您可以參考上表，看看這些值涵蓋了我們試圖在住宅環境中建立的大多數情緒和環境。這些照度水準也可以作為餐廳、畫廊、酒店和博物館等空間的整體環境光。對於更多的任務導向型空間，如開放式辦公區、教室、公民和會議空間，35至55英尺燭光範圍內的平均照度水準往往很常見。當視覺任務是照明設計程式的一個關鍵組成部分時，建議設計師參考更多技術參考材料，以獲得特定任務表面的照度水準建議。
上面的照度指南是一個包含大量研究和工程的主題的粗略簡化。對於我們的基本理解和視覺化能力，這些數字就足夠了。
重要的是要認識到，整個房間的照度水準只是建立的參考目標。希望所有的具體任務和重點照明，得到的空間將相互反射，以創造這種輝光。我們的設計過程中不首先建立環境光照級別，然後添加強調或任務影響。
我們首先為任務和重點定義特定表面和物件的照明目標，然後評估效果。只有在我們做到這一點之後，我們才會設計旨在提高環境光照水準或感知亮度的照明。
隨著照度級別目標在光照圖上找到了方向，設計師將發現他們的照明設計更容易到位。
視覺趣味照明：2X法則
作為設計師最感興趣的是給我們的環境增加衝擊力和情感，我們所照亮的大部分是強調的表面和物體，它們必須從周圍的表面中脫穎而出。當我們在物體上繪製光線以引起人們對它們的注意時，識別特定的光照級別目標有助於確保設計的影響保持不變。
既然我們已經基本瞭解了照度級別的含義，我們將介紹一個有用的經驗法則來設計重點照明和特徵照明。我們稱此規則為“2倍”對比度規則，我們經常使用它來建立重音和視覺興趣。這條規則是基於視覺科學的基礎，它告訴我們一個物體的“亮度”必須是相鄰物體表面的兩倍，才能明顯地顯得“明亮”。當我們光照一個物體或表面，意圖使它“流行”或充當焦點元素時，我們通過用至少兩倍於周圍環境的光照來實現這個理論的一個簡單版本。這種只處理投射到物件上的光線量的簡化解決方案忽略了物件的反射和顏色，但這是一個很好的起點。這個規則有更複雜的分支，與物件顏色和反射比有關，但是出於我們的設計目的，我們可以安全地依賴於這個規則的廣泛版本。一般來說，我們投射到表面上的光越多，強調效果就越大。
對比度規則的另一個目的是希望不要產生太高的對比度，這可能會被翻譯成眩光。為了避免不舒服的眩光和過度的對比度，我們避免將物體的亮度提高到周圍環境的5倍以上。
所以“2倍”對比度規則實際上變成了“2-5倍”對比度規則。我們說，為了在設計的空間中創造視覺上的興趣，我們想讓物體的亮度是周圍環境的兩倍，但亮度不能超過5倍。我們以一種非常簡化的方式將物體照明到周圍環境亮度的2到5倍。
此規則的效果可以寫在光照圖上，以進一步闡明照明設計意圖。這個過程很簡單，只需識別每個空間中要用作焦點元素的物件和曲面。因為設計師已經為這些空間指定了所需的環境光，所以他/她有一個照度值作為“2到5倍”對比度規則的基礎。在腦海中，一個空間一個空間地流覽設計，識別物件並用目標強調光照度級別標記它們。
圖19.2建立環境照度水準目標（綠色）允許設計師返回並定義高亮度區域（粉紅色）。
我們將如何在那裡得到光可以在以後解決。現在，我們只是在光照圖中添加更多的資訊，使我們更容易定位和選擇燈具。
IES照度標準
為了達到特定任務和關鍵效果的照度水準目標，一種更具體的方法是使用北美照明工程學會（IESNA）提出的成熟系統。IESNA是一個致力於研究照明及其對人類視覺表現影響的科學機構。IESNA已投入大量資源研究任務的照度水準。
請記住，照度級別是我們對一個物體施加多少光的描述。照度級別不考慮反射比或光將如何離開表面。這限制了它們在描述表面、物體或空間的外觀時的價值。
在為任務確定適當的光照級別時，照度級別非常有用。這主要是因為視覺任務涉及具有已知反射的對象。如果我們知道一個任務中所涉及的材料的反射率，那麼就可以安全地規定一個應該投射到任務上的光量來建立必要的對比度。例如，閱讀包括在淺色紙上寫深色的文字。當我們把更多的光投射到閱讀任務上時，淺色的紙會反射更多的光給我們，而深色的墨水會繼續反射很少的光。這樣，兩者之間的反差就增大了。這是IESNA提供的一長串照度值的基本依據。IESNA出版了一本書，用各種材料對各種任務進行了分類。對於這些任務和材料組合中的每一個，IESNA提供了一個推薦的照度水準。IESNA文獻可從www.iesna.org。
圖19.3 每個專案應考慮的照明問題清單
第五層是我們設計的一個重要的程式層，這對我們的設計是非常有幫助的。
對於視覺效果、美學、情緒和空間組織（The
我們的5層系統中剩下的四層），直覺和經驗將比精確的數位更好地為我們服務。這就是為什麼我們在深入量化之前，不遺餘力地通過一個思維過程來引導理解和直覺。照度值是一個歡迎的資訊水準，以添加到我們的設計意圖，但它們只是一個更大的圖片的一部分，它的基礎上，在照明概念的視覺化和圖形渲染。
記住要先把光照效果形象化，然後畫出並描述光照效果。只有當設計師覺得需要進一步闡明時，他/她才需要繼續指定目標照度水準。我們將這些值添加到光照圖中，以澄清我們的意圖，並使照明設備的選擇和放置更容易。如果針對特定任務或重點照明水準不利於我們的設計進度，則不值得花時間來確定。
第二十章 照明計算
在深入研究照明計算的世界之前，退一步並記住在設計中使用計算的原因是必要的。我們使用計算來幫助我們得出關鍵照明挑戰的具體解決方案。如果一個計算可以幫助我們選擇一個燈具，並應用該燈具來創造我們想要的照明效果，我們歡迎它。重要的是不要過於依賴計算，因為它們只是對良好照明本能和經驗知識的補充。同樣重要的是不要假設我們正在設計的每個照明元素都可以從執行計算中受益。
當我們試圖獲得特定的光照水準時，照明計算可以幫助我們選擇燈具和燈具。照明計算還可以幫助我們預測從特定照明場景中可能獲得的照明效果。
我們將研究兩種照明計算方法，以幫助我們在兩種類型的照明情況：流明法計算和點計算。
流明法 計算用於確定大型開放區域的平均光照水準。
點計算 用於確定物件或曲面上特定點處的燈光級別。
這兩種計算涵蓋了設計光譜的兩端：寬的、空間的光照水準和微小的、點特定的光照水準。
為了理解我們如何利用光照計算，我們必須首先更具體地研究我們計算和測量光的方式。
在這兩種類型的計算中，我們將使用照度作為我們對光照水準的測量。照度當然是光照到表面的量度。具體地說，照度是對落在一平方英尺面積上的流明數的測量，它是一英尺燭光的定義，是照度的測量單位。一英尺燭光是在1平方英尺的面積上均勻接收的一流明光。
大開口面積的流明法計算
計算光照度的流明方法實際上並不是一個計算全部，而是對單位定義英尺燭光的外推。當我們解剖英尺燭光時，我們看到它只是一個光密度的測量單位，流明每平方英尺。
1英尺燭光=1流明÷1平方英尺
或
1 FC=1 Lm÷1平方英尺.
因此，我們可以一概而論
照度=流明÷面積（平方英尺）
或者我們可以用數學縮寫來表達
E=Lms÷A(平方英尺.)
把這些放在一起告訴我們，要計算一個表面上的照度，我們只需計算落在該表面上的流明數，然後除以該表面的面積。
在整個房間的情況下，該表面很可能是地板，或者在任務高度的地板上方的一個假想的工作平面（通常假定為30”）。我們要預測光照效果的基本情況如例1所示。
想像一個10英尺×15英尺的房間，5盞筒燈均勻地分佈在房間周圍。每個筒燈發射1000流明。如果我們假設每個燈具的1000流明最終都在空間的地板上，那麼這個房間地板上的照度水準是多少？
圖20.3 一個10英尺乘15英尺的空間，由5個筒燈照明。
我們知道解決這類問題的方法是簡單地計算出到達問題表面的流明數，然後除以表面的面積。
使用基本方程
照度=流明÷面積
或
E=Lms÷A
我們知道插入值。
地板面積是
A=10'×15'=150平方英尺。
到達地板“Lms”的流明總數
1000流明×5個筒燈=5000 lms。
所以方程式
E=Lms÷A
變成
E=5000 Lms÷150平方英尺.
或
E=33.3 Lms每平方英尺.
或
E=33.3英尺燭光
（類似於我們可能在家庭辦公室或圖書館的桌子上描繪的照度水準）。
流明法示例2：求解所需流明或燈具
我們傾向於更頻繁地使用流明法來計算如何傳遞光來提供所需的照度水準。在這些情況下，我們使用同樣的等式。
照度=流明÷面積
變成
流明=照度×面積
或者更具體地說
所需流明=照度水準目標×面積（平方英尺）
我們需要解決照明挑戰的基本情況可能如下所示：
圖20.4 我們如何將所需的照度水準傳遞到10英尺x 15英尺的空間？
我們用我們的基本方程
所需流明=照度目標×面積
或者乾脆
流明=照度×面積
或
Lms=E×A
我們插入我們知道的值。
我們的照度目標是
E=60英尺燭光。
我們的區域是
A=10'×15'=150平方英尺
所以方程式
Lms=E×A
變成
Lms=60 fc×150平方英尺.
或
Lms=9000流明
我們需要在地板上引入9000流明的光，以獲得我們所追求的平均照度水準。
我們怎麼把9000流明的光照在地板上？我們需要確定什麼數量和類型的燈具可以達到這個目標。因此，計算分為兩部分。為了回答我們需要多少個燈具的問題，我們需要知道這些燈具的流明輸出。出於這個原因，大多數燈具製造商提供了提供此資訊的切割板。在這個例子中，我們假設我們已經找到了一個發光550流明的燈具，並且所有這些流明都會到達空間的地板上。
如果我們使用一個能在地板上提供550流明的燈具，我們需要在空間中均勻放置多少個燈具。這個問題轉化為一個簡單的等式：
所需燈具=所需流明÷每個燈具的流明
我們通過插入我們所知道的來解決這個問題
所需燈具=所需9000流明÷550
每個燈具的流明
所以我們的答案
所需燈具=16.36
四捨五入到
所需燈具=17
因此，我們確定，在150平方英尺的空間內均勻分佈的這些特定燈具中，有17個將產生平均照度為60英尺燭光的地板。
流明法真實性檢查
當我們對臨界情況進行流明法計算時，重要的是要加入兩個因素，使我們的計算更加真實。其中第一個因素是安全係數，或稱為“維護”係數，稱為“光損耗係數”，或“LLF”；第二個因素是利用係數，或“CU”
光損耗因數
光損耗係數是一種解釋我們的燈具和燈具的光性能會隨著時間的推移而惡化的原因的一種方法。光損耗因數解釋了燈變得髒了，因此隨著時間的推移，發出的光更少。這也說明了安定器和變壓器在燈具壽命期間的性能損失。有一種清晰明瞭的方法來計算每一個因素，但通常使用行業標準的0.85作為光損耗係數。這意味著，當系統老化時，我們只希望照明系統中85%的光在空間中工作（在特別髒的空間中，我們更仔細地確定這個值）。這個假設促使我們設計的不是我們希望系統在第一天的性能，而是我們希望系統在2到3年後的性能。正如建築師過度設計建築的關鍵結構元素一樣，照明設計師也會進行過度設計，以確保空間在未來的表現符合預期。
利用係數
使簡單流明法計算更接近實際的另一種方法是說明燈具如何有效地與空間表面一起工作，從而將光傳遞到目標表面。如果我們關心的是地板平面上的光照水準，並且我們正在實施一種間接照明系統，它將光線向上傳送到天花板上，然後向下反射，可以肯定地說，有些光線將被天花板和牆壁吸收，在到達地板之前就消失了。事實上，從一個燈具發出的大部分光線被直接照射到我們所關心的表面上是很罕見的。考慮房間表面的幾何和反射也很重要。房間表面的幾何結構和反射率將決定光線內部反射到所討論表面的有效性。我們通過在每個特定情況下考慮這些關係的因素，來適應燈具方向、房間幾何結構和表面反射率。我們稱之為利用係數，或銅。我們用十進位來表示照明的百分比。我們的燈具使用得越直接，幾何形狀越有利，銅含量就越高。在光線以非常間接的路徑到達我們正在計算的曲面的情況下，CU較低。
有一種非常繁瑣的方法來精確計算利用係數，其中考慮了房間的幾何結構、表面反射和燈具佈置。就我們的目的而言，我們將依賴於一些簡單地增加我們流明方法計算有用性的大概數字。像光損失係數或任何其他安全係數一樣，我們在計算中包括這些數字，以確保我們在非理想條件下過度設計和適應。下面的清單顯示了在計算中適用的利用系數值，其中我們考慮的是地板或水準工作平面上的照度水準。這些值還假定相關空間由相當反射的表面組成：
帶安全係數的流明法計算
這裡討論的兩個因素都被簡單地插入到我們的方程中，以說服我們使用更多的光，或者相反，從我們的燈和燈具中期望更少的光。
這將為預測照明效果建立一個更準確和有用的公式。加上光損耗係數和利用係數，我們的流明法計算公式如下：
照度=流明÷面積
到
照度=（流明×LLF×CU）÷面積
我們用來確定我們需要將多少光引入空間的公式來自：
所需流明=照度目標×面積
收件人：
所需流明=（照度目標×面積）÷（LLF×銅）
通常，當我們在進行一個非常基本的計算，並且我們不想在數字上包括這兩個因素，我們把方程中的流明稱為“功能流明”，也就是說，我們知道的流明被用來為我們所關心的任務提供光照。以這種方式，我們可以使用我們方程的基本版本，而不考慮安全係數，但是我們可以用我們需要多少“功能管腔”或我們提供多少“功能管腔”來描述我們的結果。
不管我們使用的是簡化方程，還是包含兩個安全係數，重要的是要認識到流明法計算的可行性。為了使“平均照度級別”有意義，所討論的空間或曲面實際上必須具有“平均照度級別”
所以流明法的計算實際上只適用於照明佈局均勻的大型開放區域。這意味著，如果我們有一個空間，燈具集中並指向一個區域，知道地板上的平均照度水準是25英尺燭光，告訴我們的資訊很少，因為我們可以清楚地看到，房間在一個區域異常明亮，而在另一個區域非常黑暗。
流明法計算的最佳選擇是開放的辦公空間、教室、運動場、倉庫、公共走廊……任何一個燈具佈局均勻且幾乎沒有障礙物的矩形空間。
當我們對物體和特定表面的光照效果感興趣時，我們使用另一種計算形式：點計算法。
點計算法
當我們對存在於表面上某個特定點的照度水準感興趣時，我們使用一個簡單的計算方法，考慮到隨著光源和物體之間距離的增加，光的傳遞如何擴散。我們通常使用此計算來考慮物件、重點和任務光級別，這些級別是一些特定放置的燈具的產物，這些燈具將其光線直接引導到所討論的表面上。正因為如此，點計算方法要求我們至少能夠根據表面估計照明設備的位置，以及兩者之間的距離和瞄準角度。使用點計算最常見的情況之一是突出藝術品或其他感興趣的物件。
我們用於點計算方法的方程，其實根本不是一個方程，而是一個基於坎德拉單位定義的運算式。坎德拉是對特定光源在特定方向上顯示的光密度的測量。燭光功率（以坎德拉表示）是描述光離開定向燈具的方式的一種非常常見的方法。
當我們考慮一個發光的球體時，很明顯光源向每個方向均勻分佈光。
建築燈具，如筒燈，重點照明，聚光燈和牆壁洗滌器有光學和反射器，以一種非常特殊的方式驅動光。特定燈具的燭光功率測量是對燈具在特定方向產生的光密度的測量。
確實沒有辦法通過觀察光源來估計光源的坎德拉值，所以這些資訊必須由燈具或燈具的製造商提供給我們。燈具文獻通常包括坎德拉分佈圖。該圖給出了在光源正下方以不同角度出現的特定坎德拉值。
點計算通常涉及到非常定向的燈具，這些燈具會產生池或光點。在這些情況下，我們通常可以指望在光池中心出現的最高濃度。這個中心點的坎德拉值有一個特殊的名稱：我們稱之為“中心光束燭光”或CBCP。一些燈具和燈具文獻將放棄一個複雜的坎德拉分佈圖，而簡單地公佈這個CBCP值，假設用戶關心的是光束中心的明亮區域。
點的計算方法是基於光線從光源傳播出去的原理。這種光的傳播是由定向燈具產生的光池的例子。隨著與光源的距離增加，光池變得更大，但也變得不那麼“明亮”，因為相同數量的光分佈在更大的區域上。利用這一原理，我們可以通過知道光源在該方向上的坎德拉值以及光源到該點的距離和瞄準角度，來確定特定點的照度水準。坎德拉是一個光密度或流明每一個面積的面積是一個球空間（見）。在使用點計算公式時，最重要的一步是確定從光源到被照明點的距離值“D”。該值必須先確定，並始終以英尺表示，然後才能在方程式中進行平方。第18章
簡單點計算的公式如下所示：
照度=坎德拉值÷距離2（距離以平方英尺為單位）
或者
E=CD÷D2
通過一個簡單的例子就可以很好地理解這個方程。
點計算：例1：
假設我們有一個突出的燈具嵌入10'-0“的天花板上，在地板上方3'-0“的桌子上。如果重點照明設備的中心光束燭光功率（CBCP）為10000坎德拉，那麼在板上最亮的點上，我們能期望達到什麼樣的照度水準？
最好用圖來表示，如中所示。圖20.11
使用我們的基本點計算公式
照度=坎德拉值÷距離2
或
E=CD÷D2
插入我們知道的值：
源的中心光束坎德拉值
CD=10000坎德拉
距離平方：“距離”是光必須經過的距離。在這種情況下，它是燈具的安裝高度（10英尺）減去桌子的高度（3英尺）
D2=7英尺，平方=49平方英尺（單位也變為平方，表示距離轉化為表面積）
我們的等式變成
照度=10000 CD÷49平方英尺.
或者
照度=204英尺燭光。
這是一個高照度級別，但肯定是在我們試圖強調的物件的合理範圍內。同樣重要的是要注意的是，這種照度水準只發生在物體上光池的明亮中心。
我們傾向於更頻繁地使用這種計算來推斷完成特定照明任務所需的燭光數值型別（因此也包括光源）。這種情況的一個例子可能類似於例2
點計算：例2：
假設我們有一個突出的燈具嵌入同一個10'-0“的天花板上，就在地板上方3'-0“的桌子上。如果我們想把那塊板照亮到150英尺燭光，我們需要燈具提供什麼樣的中心光束燭光功率值？圖是一樣的，但是我們用翻轉的版本我們的基本方程
所需坎德拉值=所需照度水準×距離平方
或者
CD=E×D2
我們插入我們知道的：
所需照度
E=150英尺燭光
距離平方
D2=7平方英尺=49平方英尺.
我們的解決方案
CD=150 FC×49平方英尺.
或
坎德拉值（通常是CBCP）需要=7350坎德拉。
當然，這種情況的第二部分是要弄清楚什麼樣的燈或燈具可以提供這種燭光值。我們甚至可以決定使用兩個燈具，在這種情況下，我們只需要其中一半的貢獻。要找到一個特定的燈具，我們只需查看不同照明設備產生的各種坎德拉值。對於燈具，坎德拉值以分佈圖的形式表示。
當我們使用一個我們的許多重音燈，如MR-16或PAR燈，坎德拉值通常將被表示為中心光束燭光（CBCP），與大量其他資訊塞進。
當我們考慮光照的物件與光源不垂直的情況時，點計算變得更有用，也更複雜。在這些情況下，為了更精確，我們必須在計算中加入一點幾何學：如果我們將光源瞄準任何角度，而不是垂直於被照亮的表面，我們知道我們的“光池”會擴散開來，因此“強度”較低。光的“池”的形狀就是一個例證。隨著瞄準角度的增加，一個圓形的光池變成了一個拉長和加寬的“扇形”光。
我們修改點計算公式以適應幾何體將如何分散光強度：
所需坎德拉值=（所需照度水準×距離平方）÷角度的余弦
所討論的角度是燈具瞄準線和垂直於被照亮表面的線之間的角度，如中所示圖20.14.
或
CD=（E×D2）÷角度余弦。
或者，如果我們用這個方程來求解物體的照度，我們就用這個
E=（CD×角余弦）÷D2
這種情況的一個例子可能類似於例3
點計算：例3：
假設我們在一個10英尺0英寸的天花板上嵌入了一個重點燈具，目的是照亮一個放在離地板3英尺0英寸基座上的可收藏的盤子。為了突出車牌，燈具瞄準一個角度。對準燈具在燈具的瞄準線和垂直於板的線之間形成30度角。如果我們想把盤子照亮到100英尺燭光，我們需要從燈具得到什麼樣的中心光束坎德拉值？
我們用我們的方程式來解釋角度照明
所需坎德拉值=（所需照度水準×距離平方）÷角度的余弦
或
CD=（E x D2）÷角度余弦
我們插入我們知道的：
所需照度
E=100英尺燭光
我們用簡單的三角法來確定距離的平方
D2=8.1平方英尺=65平方英尺.角余弦=30度余弦=0.87
我們的解決方案
CD=（100 FC x 65平方英尺)÷0.87
或者
所需坎德拉值=7471坎德拉。
通過這個例子我們可以看到，在一定角度的照明會大大降低光源的有效性。當我們考慮幾何體如何影響所建立燈光的形狀和大小時，這是有意義的。而不是一個明確的圓圈或“池”的光，瞄準角度的結果是一個長，寬“扇貝”。
重要的是要認識到本章提供了忽略任何相互反射光的簡單計算。在這些情況下，假設所有被測量的光都直接來自相關燈具。
一旦設計師掌握了這兩種計算方法的基本原理，他/她就會開始對每種計算方法的用處有一種直覺。如前所述，同樣重要的是要認識到計算不會對設計有益，也不會有助於建立良好的照明解決方案。計算僅僅是支援和完善照明概念的工具，當一個人通過我們現在與照明設計相關的更圖形化和富有想像力的過程時，他/她所擬定的概念。
我們在本節中探討的所有工具都是為了將我們準備好繪製圖紙，將我們的照明概念轉化為可施工的項目。視覺化、表達、草圖、繪圖、描述和計算都是使選擇適當照明更容易的工具。下一個合理的步驟是使用所有創造性和計算性的輸入來建立允許項目構建的圖紙和細節。