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家裝燈具選購全攻略(一)基本光學(xué)知識與常用家居光源特點(diǎn)

 皖林 2013-02-26

本期導(dǎo)讀:(點(diǎn)擊小標(biāo)題可快速定位文章內(nèi)容)
二、常用家居光源類型及其特點(diǎn)與功用

寫下這篇關(guān)于家居燈具選購攻略的小文有兩個(gè)原因,首先是一直以來收到網(wǎng)友關(guān)于家居燈光布置問題的咨詢,一次次頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳地答到手軟,這次就姑且系統(tǒng)地寫一寫,下次直接引他們來這里看,以便擺脫重復(fù)勞動。第二個(gè)原因是,近日為朋友家的小孩挑選學(xué)習(xí)燈,在淘寶上逛了一圈,看到了太多名為護(hù)眼實(shí)為害眼的東西,不免想到會有多少孩子成為缺乏秩序的市場的犧牲品!

所謂授人以魚不如授人以漁,在本文中不會徑直告訴您去選哪個(gè)牌子或不選哪個(gè)牌子的燈具,也無法給出一個(gè)萬能的布光方案,但是通過學(xué)習(xí),相信很多朋友能夠?qū)W會自主地去選擇適合自己的商品,因地制宜地運(yùn)用“光”這個(gè)道具來科學(xué)、藝術(shù)地扮美家居。

一、家居用光相關(guān)基本光學(xué)知識

在文章開始之前,先將本文中將會經(jīng)常出現(xiàn)的概念進(jìn)行一下簡單的講解,這些概念對于學(xué)習(xí)科學(xué)、系統(tǒng)地用光是必須的。同時(shí),熟悉了這些概念,有助于更好地理解本文,所謂“磨刀不費(fèi)砍柴功”。請放心,這些都是經(jīng)過縮減提煉、很容易理解的概念。

1、光源(light source)

本文中所指的光源就是指白熾燈泡、鹵素?zé)襞荨⒐?jié)能燈管、LED燈珠這些單純提供光的東西。形象地記憶一下,記住一個(gè)發(fā)亮的燈泡就記住這個(gè)概念了。

2、燈具(lamps)

是指能透光、分配和改變光源光分布的器具,包括除光源外所有用于固定和保護(hù)光源所需的全部零、部件,以及與電源連接所必需的線路附件。例如各種樣式的吊燈、座燈、臺燈。他們是對光源發(fā)出的光進(jìn)行限制、修飾和引導(dǎo)的工具。形象地記憶一下,記住一個(gè)沒配燈泡的燈碗就記住這個(gè)概念了。

3、照明(illumination)

在本文中所稱的照明,大多數(shù)是指家居燈具布置最后形成的視覺效果。“光源”配合“燈具”使用,形成的效果便是照明。記住一個(gè)燈碗罩住一個(gè)燈泡灑下了一片光就記住這個(gè)概念了。

4、照度(illuminance)

本文中的照度簡單地理解成光的強(qiáng)弱和明暗即可。例如:60W的燈泡比30W的燈泡照度高(就是更亮),作為閱讀桌燈的光源40W的白熾燈泡就能提供足夠的照度(就是夠亮),能理解這個(gè)就足夠了。同樣功率的白熾燈、鹵鎢燈、高質(zhì)量熒光燈、LED燈的亮度比大約為1 : 1.5 : 3 :10的比例,換句話說一只60W的白熾燈光源的光亮,和一只40W的鹵鎢燈、一只20W的高質(zhì)量熒光燈、一只6W的LED光源的亮度是相似的,請你記下這個(gè)大概的比值,在下面講到光源設(shè)置的時(shí)候,將以白熾燈的照度為基準(zhǔn)。如果選用其他光源,用這個(gè)比例換算一下即可。

5、色溫(colour temperature)

和理解照度一樣,在本文以簡單的比較理解方法即可。色溫低的光偏紅、偏黃,色溫高的光顏色偏白,為了便于理解,你可以試著觀察一下白熾燈泡的燈絲冷卻的那一瞬。當(dāng)白熾燈點(diǎn)亮一陣之后達(dá)到了最高的溫度,將這時(shí)候的光作為基準(zhǔn)。當(dāng)你關(guān)掉這盞燈,燈絲會迅速地降溫,你會看到燈絲經(jīng)過了從白亮轉(zhuǎn)黃再轉(zhuǎn)紅直至暗黑的過程。非常形象地體現(xiàn)了“色溫”——溫度高時(shí)白亮,溫度低時(shí)紅黃。怎么樣,很好理解吧。請參考下面這張色溫圖,并記得色溫的參數(shù)K。這個(gè)參數(shù)你在選購光源時(shí)是很重要的參考。

從視覺感受上講,3000K以下的光明顯發(fā)黃,使人聯(lián)想起篝火、壁爐,給人以溫暖閑適的感覺。5000K左右的光接近白色,給人鮮明清爽的感覺,同時(shí)由于5000k接近于正午的太陽光,有提神的作用,會使人精神赳赳。超過5500K的光開始發(fā)藍(lán),這種光正常人是不會用的。

6、顯色性(color rendering)

顯色性就是指不同光譜的光源照射在同一顏色的物體上時(shí),所呈現(xiàn)不同顏色的特性,也就是顏色的逼真程度。光源的顯色指數(shù)愈高,其顯色性能愈好,我們所看到的顏色也就較接近自然原色,顯色性低的光源對顏色的再現(xiàn)較差,我們所看到的顏色偏差也較大。顏色逼真的標(biāo)準(zhǔn),是以接近于陽光下的顏色為基準(zhǔn)的。簡而言之,就是一種光照在物體上物體的顏色和陽光下的顏色相比逼真不逼真。在我們生活中說,出門一看這個(gè)色正,出門一看這個(gè)色偏了,指的就是這個(gè)。

圖:左側(cè)顯色度相對較好,右側(cè)的顯色度相對較差。

7、眩光(glare)

所謂眩光是指視野中由于不適宜的亮度分布,或在空間或時(shí)間上存在極端的亮度對比,以致引起視覺不舒適和降低物體可見度的視覺情況。簡單一點(diǎn)來說,就是使你在日常生活中感到晃眼、刺眼的光。讓人直視的光源和光滑平整平面的反射光是眩光的主要來源。由于眩光容易給人們帶來不舒適的感覺,因而在設(shè)計(jì)過程中可采用改變光線投射方向、提供磨砂材質(zhì)燈罩等手段進(jìn)行規(guī)避。

圖:左側(cè)光滑銅版紙產(chǎn)生的眩光,右側(cè)粗糙的普通紙無眩光。

上面所說的概念您理解了嗎?讓我們再用記憶竅門來溫習(xí)一遍:照明是“效果”,光源是“燈泡”,燈具是“燈罩”,照度是“明暗”,色溫是“白黃”,顯色性是“正、偏”眩光是“晃眼”。

二、常用家居光源類型及其特點(diǎn)與功用
白熾燈(incandescent lamp)

白熾燈又稱鎢絲燈、燈泡,是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài),利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源。由電流通過燈絲加熱至白熾狀態(tài)產(chǎn)生光的一種光源。白熾燈僅由細(xì)細(xì)的燈絲部位發(fā)熱發(fā)光,明亮刺眼很容易造成眩光。一些燈泡會對外罩的玻璃泡進(jìn)行柔白處理,使光源的光線得到柔化,但是這樣也降低了光源的發(fā)光效率。

燈絲在蒸發(fā)過程中損耗,加上燈泡玻殼發(fā)黑,使得燈泡的亮度逐漸衰弱,不能提供長期、穩(wěn)定的照明,這種光源因其過于簡單的制造工藝使得很多技術(shù)水平極低的廠家也可以開工制造,使得市場上的這種光源質(zhì)量良莠不齊。

白熾燈的優(yōu)點(diǎn)是制造方便,成本低,啟動快,線路簡單,對于電壓穩(wěn)定的要求比較低,并不是全無可取之處,因此現(xiàn)仍在大量生產(chǎn)和普遍使用。即便如此,出于能耗方面的考慮,世界各國都在逐步淘汰普通白熾燈。以下是我國既定的淘汰時(shí)間表。

對于消費(fèi)者而言,普通白熾燈雖然價(jià)格低廉,但是算起長賬來,由于能耗大、壽命低,消耗的電費(fèi)和更換的費(fèi)用卻反而更大,經(jīng)濟(jì)性上的劣勢十分明顯。在此,我的建議是除了電壓特別不穩(wěn)定的地區(qū)和為了一些特別的用途之外,請不要繼續(xù)將普通白熾燈作為主要照明光源來使用。

TIPS:對于部分需要搭配燭形光源的水晶燈具而言,燭形普通白熾燈泡是最能在發(fā)揮燈具閃耀感的同時(shí)最大限度地保持燈具復(fù)古風(fēng)格的光源搭配。

鹵鎢燈(halogen lamp)

鹵鎢燈也稱鹵素?zé)?,因其體積小,日常也被稱作燈珠,其工作原理與普通白熾燈相同,也是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài),利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源,我們可以說鹵鎢燈是普通白熾燈的改良版。

與白熾燈的最大差別在于一點(diǎn),就是鹵素?zé)舻牟A鈿ぶ谐溆幸恍u族元素氣體(通常是碘或溴)。由于其工作原理、燈絲的使用壽命不僅大大延長(幾乎是白熾燈的4倍),同時(shí)由于燈絲可以工作在更高溫度下,從而得到了更高的亮度、更高的色溫和更高的發(fā)光效率,與普通白熾燈相比,這一點(diǎn)有些類似于普通鍋和高壓鍋的差別。和白熾燈一樣,鹵鎢燈也僅由細(xì)細(xì)的燈絲部位發(fā)熱發(fā)光,且溫度更高,更加明亮刺眼。同時(shí)由于對散熱的苛刻要求,玻殼必須保持通透,不會進(jìn)行柔白處理。

從照明質(zhì)量上來講,鹵鎢燈是非常優(yōu)秀的。如前文所述,鹵鎢燈是衡量顯色指數(shù)的基準(zhǔn)光源。鹵鎢燈標(biāo)準(zhǔn)色溫,市場上常見的鹵鎢燈色溫大都在2900K左右,這種色溫帶給人溫暖、恬適的感覺,鹵鎢燈能夠在此色溫下同時(shí)提供優(yōu)異的顯色性,這個(gè)特點(diǎn)決定了其在餐飲、展示等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。鹵鎢燈光源本身提供的是銳利的“硬光”,且體積很小,可以置于很小的燈碗中利用其“硬光”特點(diǎn)制造區(qū)域集中、邊界清晰的重點(diǎn)照明,在我國這種光源便是射燈最常用光源。此外也可以利用燈碗、燈罩將其柔化應(yīng)用于一般環(huán)境照明,配合上設(shè)計(jì)合理的燈具還是不錯(cuò)的工作光源。就筆者自身感官體驗(yàn)而言,鹵鎢燈照射下的物品色彩明顯比陽光下更悅目,從效果上講,鹵鎢燈是筆者最偏愛的光源。

鹵鎢燈作為白熾燈的改良產(chǎn)品,發(fā)光原理沒有改變,能耗依然很高。與白熾燈相比,家用鹵鎢燈需要配合變壓器使用,稍有不便。危險(xiǎn)的高熱是鹵鎢燈較為致命的缺陷,尤其是將其作為閱讀光使用時(shí),如果使用者距離燈泡稍近,便能體會到明顯的炙烤感。以鹵鎢燈作為光源的燈具為了經(jīng)受高熱絕大多數(shù)是金屬燈碗,金屬的導(dǎo)熱性強(qiáng),不經(jīng)意間的觸碰也有可能導(dǎo)致灼傷。

TIPS:鹵鎢燈有高熱、明亮刺眼的特點(diǎn),在挑選鹵鎢燈具時(shí)要特別注意其是否具有合理的散熱設(shè)計(jì)以及能否有效的避免視線直觸光源。在家居裝修時(shí)要注意鹵鎢燈的高熱對易燃、易受高溫影響物品的威脅。

熒光燈(FL abbr. fluorescent light)

即通常意義上的節(jié)能燈(energy-saving light)。和傳統(tǒng)意義上的白熾燈(incandescent lamp)相比,具有更長的額定使用壽命以及耗費(fèi)更少的能量。

熒光燈管裝有兩個(gè)燈絲,燈絲上涂有電子發(fā)射材料,俗稱電子粉。管內(nèi)充有氬氣和少量的汞。通電后,在交流電壓作用下,燈絲交替地作為陰極和陽極,在電場作用下,汞原子不斷輻射出紫外線,熒光粉吸收紫外線的輻射能后便發(fā)出可見光。由于熒光管內(nèi)部的氣體原子都在均勻地發(fā)光,因此熒光燈散發(fā)的光線是自然柔和的,即使直視裸露的熒光燈光源也不會感到特別刺眼。

圖:節(jié)能燈

一只熒光燈光源的質(zhì)量取決于兩方面因素,一方面是燈管的質(zhì)量,另一方面是鎮(zhèn)流器的質(zhì)量。目前高質(zhì)量的熒光燈燈管采用的是三基色電子粉,發(fā)光效率和顯色度都很高。而市場上傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器也被電子鎮(zhèn)流器替代,電子式鎮(zhèn)流器具多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),例如立即起動、不閃爍、發(fā)熱量少等,比傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器減少耗電20%—30%。

需要注意的是,三基色電子粉和電子鎮(zhèn)流器技術(shù)雖然已經(jīng)得到普及,但是并不是所有的廠家都掌握了高質(zhì)量的三基色電子粉的配方和噴涂工藝以及高質(zhì)量電子鎮(zhèn)流器的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制體系,因此市場上的熒光燈產(chǎn)品亦存在良莠不齊的情況。雖然市場上有很多價(jià)格比名牌廠家低一倍以上的同類產(chǎn)品,但是劣質(zhì)的熒光燈不能將這種光源的節(jié)能特點(diǎn)充分發(fā)揮,也難以提供理想的照明效果,請消費(fèi)者衡量性價(jià)比謹(jǐn)慎選擇。

目前熒光燈類光源產(chǎn)品技術(shù)成熟、產(chǎn)品豐富,除了我們熟悉的直管燈管、環(huán)形燈管、U型燈管外,也出現(xiàn)了很多設(shè)計(jì)更緊湊、鎮(zhèn)流器和燈管集成在一起,可以直接適配螺旋燈口的熒光燈光源,在體積上和使用方法上和白熾燈沒什么區(qū)別,適應(yīng)性變得越來越廣。由于熒光燈光線柔和安全,顯色度尚可,性價(jià)比和效能比都較高。如果居室內(nèi)只允許選擇一種光源的話,筆者肯定會選擇節(jié)能燈。

TIPS:選購熒光燈光源時(shí)請選擇真正“三基色”的熒光燈產(chǎn)品而非聽信賣家對效果的宣傳;國際名牌或至少是知名品牌的產(chǎn)品雖然價(jià)格不菲,但卻物有所值。

LED燈

LED(Light Emitting Diode),發(fā)光二極管,是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件。它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光,在高效節(jié)能和使用壽命上的優(yōu)點(diǎn)都十分突出。從理論上來說,白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10左右,節(jié)能燈的1/4左右。由于其是靠芯片發(fā)光,無燈絲也無玻璃泡,因此生活中能夠出現(xiàn)的一般碰撞很難將其損壞,其理論使用壽命可達(dá)五萬小時(shí)(普通白熾燈使用壽命僅有一千小時(shí),普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時(shí)),對普通家庭照明來講,基本上一只燈能夠正常工作到你用到不想用為止。

雖然LED具有上述顯著的優(yōu)點(diǎn),但是即使不考慮其昂貴的價(jià)格,LED也有致命的缺點(diǎn)。首先,白熾燈、鹵鎢燈的燈絲向各個(gè)方向發(fā)光,熒光燈的整個(gè)燈管都在向各個(gè)方向發(fā)光。這些光源只要通過簡單的燈碗或燈罩,便可對光線進(jìn)行歸集,提供均勻柔和照明。而LED僅靠單面芯片發(fā)光,面積僅幾平方毫米的芯片向單側(cè)發(fā)出光明亮刺眼的光線,必須采用光學(xué)透鏡對光線進(jìn)行發(fā)散(發(fā)散后的光線仍光亮刺眼)然后用燈具進(jìn)行反射才能加以日常利用,這個(gè)過程會削弱光線,大大降低了LED光源低能耗的意義。

另一方面,LED光源還處于探索階段,三基色LED技術(shù)目前仍處于研發(fā)瓶頸,導(dǎo)致市場上的LED光源顯色度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及白熾燈、鹵鎢燈、三基色熒光燈,筆者認(rèn)為目前LED光源不適合對光源品質(zhì)要求較高的消費(fèi)者,亦不適合作為工作、閱讀用光源。目前國內(nèi)市場上冒出的大量LED光源和燈具有太多是缺乏責(zé)任心的產(chǎn)品,相信時(shí)間會證明這一點(diǎn)。

TIPS:目前的LED光源雖然節(jié)能、壽命長,但是從照明效果上看還稱不上理想的光源,請謹(jǐn)慎使用。

其它光源

在歷史上金鹵燈、無極燈等光源具有顯色性高、能耗低都曾有望成為家居常用光源,但是這些燈具因研發(fā)制造遭遇瓶頸成本居高不下,失去了家居用燈注重的性價(jià)比優(yōu)勢。同時(shí)在節(jié)能方面有同樣出色表現(xiàn)的節(jié)能熒光燈的普及和LED的量產(chǎn)也對這些光源的市場空間進(jìn)行了阻擊。由于金鹵燈、無極燈等燈具一次性投資較大,在一些住宅面積大、層高較高、保有庭院的歐、美等國家使用較多。而在國內(nèi),金鹵燈、無極燈至今仍停留在影視拍攝照明、工業(yè)照明等特殊用途。

由于家居用光源不得不考慮可獲得性,因此下文主要針對我國市場上主流的白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、LED進(jìn)行展開,一些少見而難以輕易購得的光源便不再涉及。

 

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