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失控,破坏了人们视觉适应的平衡,导致视觉中心和亮度层次的缺失,造成眩光甚至光污染,既浪费能源,又严重干扰和影响人们的工作和休息。广场夜景观应该做到照明对象的亮度和颜色与周围环境既有差别又和谐协调,要做到见光不见灯。布灯要尽量避开人的视线,将其安排在隐蔽处,并要防止夜景照明中出现的光干扰,避免产生不良影响。
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第二章 广场照明理论
1.光源
人工光环境主要使用电光源来实现,电光源可以分为两类,热辐射光源(固体发光光源)和气体放电发光光源。热辐射光源发的光是电流通过灯丝,将灯丝加热到高温而产生的。气体放电发光光源是借助两极之间的气体激发而发光。光源各种各样固有的颜色可以用色温和显色性表示。 1.1.色温
光源的色温是用绝对温度K表示,是将一标准黑体加热,温度升高至某一程度时颜色开始由红→浅红→橙黄→白→蓝白→蓝,逐渐改变,利用这种光色变化的特性,某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时,将黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。色温与白炽体的实际温度有一定的内在联系,但并不相等。热辐射光源以外的其他光源的光色在色度图上不一定准确地落在黑体轨迹上,只能用光源与黑体轨迹最接近的颜色来确定该光源的色温,这样确定的色温称为相关色温。色温在3000K以下时光色就开始有偏红的现象,给人以温暖的感觉。色温超过5000K时光色则偏蓝,给人以清冷的感觉。由于人们所处区域的气候条件的差异,通常亚热带的人较喜欢4000K以上较高色温的光源照明,寒带的人较喜欢4000K以下的较低色温的光源照明,不同色温的光源造成的照明效果的冷暖感觉互补了气候条件的差异。 1.2显色性
光源显现被照物体颜色的性能称为显色性,也就是颜色逼真的程度,显色性祩的光源对颜色的再现较好,所看到的颜色较接近自然原色,显色性差的光源对颜色的再现较差,所看到的颜色偏差较大。光源的显色性是由光源游光谱功率分布所决定的,光谱连续的光源显色性好,物体在该光源下,所呈现的颜色就较逼真。CIE制定了一种评价光源显色性的方法,用显鈲指数表示光源的显色性,即光源的月色指数用被测光源下物体的颜色与参照光源下物体的颜色相符程度来衡量。显色指数分为一般显色指数(Ra)和特殊显色指数(Ri)两种。一般显色指数(Ra)是针对CIE裆定的有代表性的8种色样,在被测光源与参照光源下逐一对比,
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得出的这8种色样的特殊显色指数Ri的算术平均值。一般人工光源用Ra作为评价显色性的指标。光源的显色指数愈高,其显色性就愈好。显色性与参照光源完全相同的,其显色指数为100,一般认为Ra=100-80显色性优良,Ra=79-50显色性一般,Ra<50显色性较差。但是一般显色指数Ra高的光源可能对于某个特定的颜色,其特殊显色指数Ri是较低的,在选用光源时应注意。
表1各种光源的色温和显色性
1.3光照度
光照度是指发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。光源照在物体上强弱用照度表示。光环境的评价是多因子的,照度水平对于光环境的总评价的影响最大,其相关系数最高,色温与总评价的相关较少,相关系数低。在一个颜色平衡的环境中,当采用显色性好的光源时,主观喜爱的评价只受到照度水平的影响,而不是色温。色温的高低在光环境评价中产生的心理影响是比较微妙的,不像直接影响工作效能的生理因素那样具体实在。 2.照明生理因素
物体发出的光线进入眼睛后,在视网膜上形成影像,影像的照度与物体相应部位的亮度成比例。所有的生物,不仅靠光的刺激产生视觉保护自己防止外来敌人侵犯、观察目标、判断环境,而且对于建立了现代文明基础的人类来说,视觉比其他感觉有更重要的作用。
光谱光视效率与生理的关系光谱光效率是用来评价人眼的视觉敏感度,不同波长的光在人眼中常产生的光感觉灵敏度也不同。人眼在明视觉和暗视觉状态下对光的视觉敏感度是不同的,分别对应两条曲线,而且在可见光谱范围内成抛物线状。曲线显示,在明视觉下,人眼对黄绿光最敏感,峰值在555nm处,敏感度
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向波长短的紫光和长波红光方向迅速递减;在暗视觉下,曲线向短波方向平移,峰值出现在5O7nm位置(蓝绿光)。
表2照明灯具的种类及特征
2.1视觉系统的明暗适应
眼睛的明暗适应是对环境光变换的适应,眼睛能够因视觉目标以及环境因素的改变进行程度调整,以达到最佳视觉效果。因此,照明程度变换会引起眼睛视觉系统相适应的调整。这种适应又分为明适应和暗适应(表3)。人的眼睛起先在一个明亮的空间,突然进入一个比较暗的地方。开始一切都看不见,经过一段时间才能逐渐看清楚轮廓。这个过程中,瞳孔逐渐放大,进入眼中的光通量增加,感受性随之提高,整个过程必须在杆状细胞参与中完成,大约30分钟才能趋于稳定。明适应发生在由暗处过渡到亮处的时候,会感觉到刺眼,开始的几秒到几十秒人眼也不能辨别物体,这时瞳孔缩小,视网膜上感受性随之降低,秆状体退出工作锥状体开始工作的过程。
表3明暗适应表
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2.2视觉系统的眩光
若视野内有亮度极高的物体或强烈的亮度对比,则可引起不舒适或造成视觉降低的现象,称为眩光。这是影响照明质量的最重要原因。引起眩光的生理原因主要是由于高亮度的刺激,使瞳孔缩小。这里的高亮度主要指相对高亮度,即使在较暗环境中,亮度很低的眩光,也会给人很明显的不舒适感。由此可见,眩光的产生多与光源亮度和周围环境亮度有关,例如周围暗,眼睛的适应亮度很低;光源表面或灯具反射面的亮度很高;光源距视线太近;在可视范围内,光源面积过大。另外,角膜或晶状体等眼内组织产生的光散乱,在眼内形成光幕以及视网膜受高亮度的刺激,使适应状态破坏也是产生眩光的原因。 3视觉心理因素与照度水平、色温的关系
1941年德国克吕道夫定量提出光色舒适区的范围(表4)。其一,为了显示所视对象的正常颜色应当跟据不同照度选用不同颜色的光源。低照度时采用暖色,高照度采用冷色。例如,低照度下用粉色、浅橙或淡黄色等暖色调的光,人的皮肤显得“温和”自然,而用冷色调会使人的皮肤显得苍白可怕。在高照度下采用近似日光的冷光,使人的皮肤颜色显得更自然和更真实。其二,只有在适当的高照度下,颜色才能真实反映出来,低照度不可能显出颜色的本性。表5说明低色温的光在低照度时使人感到愉快、舒适,在高照度时则有刺激感;高色温的光在低照度时感觉阴沉、昏暗、寒冷,在高照度时感觉舒适、愉快。因此在低照度时宜用暖色光,接近黄昏情调,在室内创造亲切轻松的气氛;在高照度时宜用冷色光,给人以紧张、活泼的气氛。(表6)
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