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家装灯具选购全攻略(一)基本光学知识与常用家居光源特点

2013-02-26  皖林

本期导读:(点击小标题可快速定位文章内容)
二、常用家居光源类型及其特点与功用

写下这篇关于家居灯具选购攻略的小文有两个原因,首先是一直以来收到网友关于家居灯光布置问题的咨询,一次次头痛医头、脚痛医脚地答到手软,这次就姑且系统地写一写,下次直接引他们来这里看,以便摆脱重复劳动。第二个原因是,近日为朋友家的小孩挑选学习灯,在淘宝上逛了一圈,看到了太多名为护眼实为害眼的东西,不免想到会有多少孩子成为缺乏秩序的市场的牺牲品!

所谓授人以鱼不如授人以渔,在本文中不会径直告诉您去选哪个牌子或不选哪个牌子的灯具,也无法给出一个万能的布光方案,但是通过学习,相信很多朋友能够学会自主地去选择适合自己的商品,因地制宜地运用“光”这个道具来科学、艺术地扮美家居。

一、家居用光相关基本光学知识

在文章开始之前,先将本文中将会经常出现的概念进行一下简单的讲解,这些概念对于学习科学、系统地用光是必须的。同时,熟悉了这些概念,有助于更好地理解本文,所谓“磨刀不费砍柴功”。请放心,这些都是经过缩减提炼、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炽灯泡、卤素灯泡、节能灯管、LED灯珠这些单纯提供光的东西。形象地记忆一下,记住一个发亮的灯泡就记住这个概念了。

2、灯具(lamps)

是指能透光、分配和改变光源光分布的器具,包括除光源外所有用于固定和保护光源所需的全部零、部件,以及与电源连接所必需的线路附件。例如各种样式的吊灯、座灯、台灯。他们是对光源发出的光进行限制、修饰和引导的工具。形象地记忆一下,记住一个没配灯泡的灯碗就记住这个概念了。

3、照明(illumination)

在本文中所称的照明,大多数是指家居灯具布置最后形成的视觉效果。“光源”配合“灯具”使用,形成的效果便是照明。记住一个灯碗罩住一个灯泡洒下了一片光就记住这个概念了。

4、照度(illuminance)

本文中的照度简单地理解成光的强弱和明暗即可。例如:60W的灯泡比30W的灯泡照度高(就是更亮),作为阅读桌灯的光源40W的白炽灯泡就能提供足够的照度(就是够亮),能理解这个就足够了。同样功率的白炽灯、卤钨灯、高质量荧光灯、LED灯的亮度比大约为1 : 1.5 : 3 :10的比例,换句话说一只60W的白炽灯光源的光亮,和一只40W的卤钨灯、一只20W的高质量荧光灯、一只6W的LED光源的亮度是相似的,请你记下这个大概的比值,在下面讲到光源设置的时候,将以白炽灯的照度为基准。如果选用其他光源,用这个比例换算一下即可。

5、色温(colour temperature)

和理解照度一样,在本文以简单的比较理解方法即可。色温低的光偏红、偏黄,色温高的光颜色偏白,为了便于理解,你可以试着观察一下白炽灯泡的灯丝冷却的那一瞬。当白炽灯点亮一阵之后达到了最高的温度,将这时候的光作为基准。当你关掉这盏灯,灯丝会迅速地降温,你会看到灯丝经过了从白亮转黄再转红直至暗黑的过程。非常形象地体现了“色温”——温度高时白亮,温度低时红黄。怎么样,很好理解吧。请参考下面这张色温图,并记得色温的参数K。这个参数你在选购光源时是很重要的参考。

从视觉感受上讲,3000K以下的光明显发黄,使人联想起篝火、壁炉,给人以温暖闲适的感觉。5000K左右的光接近白色,给人鲜明清爽的感觉,同时由于5000k接近于正午的太阳光,有提神的作用,会使人精神赳赳。超过5500K的光开始发蓝,这种光正常人是不会用的。

6、显色性(color rendering)

显色性就是指不同光谱的光源照射在同一颜色的物体上时,所呈现不同颜色的特性,也就是颜色的逼真程度。光源的显色指数愈高,其显色性能愈好,我们所看到的颜色也就较接近自然原色,显色性低的光源对颜色的再现较差,我们所看到的颜色偏差也较大。颜色逼真的标准,是以接近于阳光下的颜色为基准的。简而言之,就是一种光照在物体上物体的颜色和阳光下的颜色相比逼真不逼真。在我们生活中说,出门一看这个色正,出门一看这个色偏了,指的就是这个。

图:左侧显色度相对较好,右侧的显色度相对较差。

7、眩光(glare)

所谓眩光是指视野中由于不适宜的亮度分布,或在空间或时间上存在极端的亮度对比,以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉情况。简单一点来说,就是使你在日常生活中感到晃眼、刺眼的光。让人直视的光源和光滑平整平面的反射光是眩光的主要来源。由于眩光容易给人们带来不舒适的感觉,因而在设计过程中可采用改变光线投射方向、提供磨砂材质灯罩等手段进行规避。

图:左侧光滑铜版纸产生的眩光,右侧粗糙的普通纸无眩光。

上面所说的概念您理解了吗?让我们再用记忆窍门来温习一遍:照明是“效果”,光源是“灯泡”,灯具是“灯罩”,照度是“明暗”,色温是“白黄”,显色性是“正、偏”眩光是“晃眼”。

二、常用家居光源类型及其特点与功用
白炽灯(incandescent lamp)

白炽灯又称钨丝灯、灯泡,是将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。由电流通过灯丝加热至白炽状态产生光的一种光源。白炽灯仅由细细的灯丝部位发热发光,明亮刺眼很容易造成眩光。一些灯泡会对外罩的玻璃泡进行柔白处理,使光源的光线得到柔化,但是这样也降低了光源的发光效率。

灯丝在蒸发过程中损耗,加上灯泡玻壳发黑,使得灯泡的亮度逐渐衰弱,不能提供长期、稳定的照明,这种光源因其过于简单的制造工艺使得很多技术水平极低的厂家也可以开工制造,使得市场上的这种光源质量良莠不齐。

白炽灯的优点是制造方便,成本低,启动快,线路简单,对于电压稳定的要求比较低,并不是全无可取之处,因此现仍在大量生产和普遍使用。即便如此,出于能耗方面的考虑,世界各国都在逐步淘汰普通白炽灯。以下是我国既定的淘汰时间表。

对于消费者而言,普通白炽灯虽然价格低廉,但是算起长账来,由于能耗大、寿命低,消耗的电费和更换的费用却反而更大,经济性上的劣势十分明显。在此,我的建议是除了电压特别不稳定的地区和为了一些特别的用途之外,请不要继续将普通白炽灯作为主要照明光源来使用。

TIPS:对于部分需要搭配烛形光源的水晶灯具而言,烛形普通白炽灯泡是最能在发挥灯具闪耀感的同时最大限度地保持灯具复古风格的光源搭配。

卤钨灯(halogen lamp)

卤钨灯也称卤素灯,因其体积小,日常也被称作灯珠,其工作原理与普通白炽灯相同,也是将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源,我们可以说卤钨灯是普通白炽灯的改良版。

与白炽灯的最大差别在于一点,就是卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴)。由于其工作原理、灯丝的使用寿命不仅大大延长(几乎是白炽灯的4倍),同时由于灯丝可以工作在更高温度下,从而得到了更高的亮度、更高的色温和更高的发光效率,与普通白炽灯相比,这一点有些类似于普通锅和高压锅的差别。和白炽灯一样,卤钨灯也仅由细细的灯丝部位发热发光,且温度更高,更加明亮刺眼。同时由于对散热的苛刻要求,玻壳必须保持通透,不会进行柔白处理。

从照明质量上来讲,卤钨灯是非常优秀的。如前文所述,卤钨灯是衡量显色指数的基准光源。卤钨灯标准色温,市场上常见的卤钨灯色温大都在2900K左右,这种色温带给人温暖、恬适的感觉,卤钨灯能够在此色温下同时提供优异的显色性,这个特点决定了其在餐饮、展示等领域的广泛应用。卤钨灯光源本身提供的是锐利的“硬光”,且体积很小,可以置于很小的灯碗中利用其“硬光”特点制造区域集中、边界清晰的重点照明,在我国这种光源便是射灯最常用光源。此外也可以利用灯碗、灯罩将其柔化应用于一般环境照明,配合上设计合理的灯具还是不错的工作光源。就笔者自身感官体验而言,卤钨灯照射下的物品色彩明显比阳光下更悦目,从效果上讲,卤钨灯是笔者最偏爱的光源。

卤钨灯作为白炽灯的改良产品,发光原理没有改变,能耗依然很高。与白炽灯相比,家用卤钨灯需要配合变压器使用,稍有不便。危险的高热是卤钨灯较为致命的缺陷,尤其是将其作为阅读光使用时,如果使用者距离灯泡稍近,便能体会到明显的炙烤感。以卤钨灯作为光源的灯具为了经受高热绝大多数是金属灯碗,金属的导热性强,不经意间的触碰也有可能导致灼伤。

TIPS:卤钨灯有高热、明亮刺眼的特点,在挑选卤钨灯具时要特别注意其是否具有合理的散热设计以及能否有效的避免视线直触光源。在家居装修时要注意卤钨灯的高热对易燃、易受高温影响物品的威胁。

荧光灯(FL abbr. fluorescent light)

即通常意义上的节能灯(energy-saving light)。和传统意义上的白炽灯(incandescent lamp)相比,具有更长的额定使用寿命以及耗费更少的能量。

荧光灯管装有两个灯丝,灯丝上涂有电子发射材料,俗称电子粉。管内充有氩气和少量的汞。通电后,在交流电压作用下,灯丝交替地作为阴极和阳极,在电场作用下,汞原子不断辐射出紫外线,荧光粉吸收紫外线的辐射能后便发出可见光。由于荧光管内部的气体原子都在均匀地发光,因此荧光灯散发的光线是自然柔和的,即使直视裸露的荧光灯光源也不会感到特别刺眼。

图:节能灯

一只荧光灯光源的质量取决于两方面因素,一方面是灯管的质量,另一方面是镇流器的质量。目前高质量的荧光灯灯管采用的是三基色电子粉,发光效率和显色度都很高。而市场上传统电感镇流器也被电子镇流器替代,电子式镇流器具多项优点,例如立即起动、不闪烁、发热量少等,比传统电感镇流器减少耗电20%—30%。

需要注意的是,三基色电子粉和电子镇流器技术虽然已经得到普及,但是并不是所有的厂家都掌握了高质量的三基色电子粉的配方和喷涂工艺以及高质量电子镇流器的生产工艺和质量控制体系,因此市场上的荧光灯产品亦存在良莠不齐的情况。虽然市场上有很多价格比名牌厂家低一倍以上的同类产品,但是劣质的荧光灯不能将这种光源的节能特点充分发挥,也难以提供理想的照明效果,请消费者衡量性价比谨慎选择。

目前荧光灯类光源产品技术成熟、产品丰富,除了我们熟悉的直管灯管、环形灯管、U型灯管外,也出现了很多设计更紧凑、镇流器和灯管集成在一起,可以直接适配螺旋灯口的荧光灯光源,在体积上和使用方法上和白炽灯没什么区别,适应性变得越来越广。由于荧光灯光线柔和安全,显色度尚可,性价比和效能比都较高。如果居室内只允许选择一种光源的话,笔者肯定会选择节能灯。

TIPS:选购荧光灯光源时请选择真正“三基色”的荧光灯产品而非听信卖家对效果的宣传;国际名牌或至少是知名品牌的产品虽然价格不菲,但却物有所值。

LED灯

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。它可以直接把电转化为光,在高效节能和使用寿命上的优点都十分突出。从理论上来说,白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10左右,节能灯的1/4左右。由于其是靠芯片发光,无灯丝也无玻璃泡,因此生活中能够出现的一般碰撞很难将其损坏,其理论使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时),对普通家庭照明来讲,基本上一只灯能够正常工作到你用到不想用为止。

虽然LED具有上述显著的优点,但是即使不考虑其昂贵的价格,LED也有致命的缺点。首先,白炽灯、卤钨灯的灯丝向各个方向发光,荧光灯的整个灯管都在向各个方向发光。这些光源只要通过简单的灯碗或灯罩,便可对光线进行归集,提供均匀柔和照明。而LED仅靠单面芯片发光,面积仅几平方毫米的芯片向单侧发出光明亮刺眼的光线,必须采用光学透镜对光线进行发散(发散后的光线仍光亮刺眼)然后用灯具进行反射才能加以日常利用,这个过程会削弱光线,大大降低了LED光源低能耗的意义。

另一方面,LED光源还处于探索阶段,三基色LED技术目前仍处于研发瓶颈,导致市场上的LED光源显色度远远不及白炽灯、卤钨灯、三基色荧光灯,笔者认为目前LED光源不适合对光源品质要求较高的消费者,亦不适合作为工作、阅读用光源。目前国内市场上冒出的大量LED光源和灯具有太多是缺乏责任心的产品,相信时间会证明这一点。

TIPS:目前的LED光源虽然节能、寿命长,但是从照明效果上看还称不上理想的光源,请谨慎使用。

其它光源

在历史上金卤灯、无极灯等光源具有显色性高、能耗低都曾有望成为家居常用光源,但是这些灯具因研发制造遭遇瓶颈成本居高不下,失去了家居用灯注重的性价比优势。同时在节能方面有同样出色表现的节能荧光灯的普及和LED的量产也对这些光源的市场空间进行了阻击。由于金卤灯、无极灯等灯具一次性投资较大,在一些住宅面积大、层高较高、保有庭院的欧、美等国家使用较多。而在国内,金卤灯、无极灯至今仍停留在影视拍摄照明、工业照明等特殊用途。

由于家居用光源不得不考虑可获得性,因此下文主要针对我国市场上主流的白炽灯、卤钨灯、荧光灯、LED进行展开,一些少见而难以轻易购得的光源便不再涉及。

 

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