照明设计做到一定份儿上,必然会触碰到一个叫做“配光曲线”的东东。如果不彻底弄懂它,你肯定做不好照明设计。那么问题来了:配光曲线到底是神马线?
毫无疑问,这类技术词汇一定来自西方。但如果把英文词源 light distribution curve 直译成中文,应该叫“光分布曲线”。之所以译成现在的名字,可能是因为从前的学者直接借用了日文中对应的汉字。“配”这个字用的很妙,恰如其分地强调了设计过程的主动性。
在解释这个概念之前,必须先搞明白另一个名词:光强。空间中某个特定方向单位立体角内发射的光通量(光源或者灯具发光能力的大小,单位是流明),就是光强,单位是坎德拉。
那么单位立体角到底有多大呢?假设有一个半径为R的球体,根据定义,单位立体角就是球面上面积为R2的一块表面的边界与球心连线形成的立体角。而整个球体的表面积是4πR2,所以,整个空间一共才有4π(约12.57)个单位立体角。可以想见,单位立体角张开的嘴巴还是很大滴。
点亮光源或者灯具,把整个空间各个方向上的光强矢量箭头顶点连成一片,就形成一张三维的光强包络图。而配光曲线,实际上就是这张包络图的某个通过发光中心的剖面边界线。
还有一个容易被忽视的问题,你最好也一并搞明白:为什么配光曲线的单位是:cd/klm?即:坎德拉每千流明。
以下是我研读了德国BEGA公司早期产品手册之后作出的推测,但离真相应该不远:
现在已被淘汰的第一代光源白炽灯有各种不同的功率以供用户选择,比如15w、25w、40w、60w、100w等等。为了生产和互换的便利性,它们通常都设计成统一的灯头,最常见的是螺口E27。
虽然每种功率光源对应的光通量是不同的,但是它们的发光点位置几乎是相同的。灯具厂家设计出来的某款灯具通常可以选配各种不同功率的光源。在产品手册上,这款灯具是否可以只画一种配光曲线而适用于所有可选光源呢?
答案是肯定的。
方法是:先用1000流明除以某光源的光通量,得到一个比率K,将测得的所有配光数据乘以K值,就能画出来以坎德拉每千流明为单位的配光曲线。只要光源的发光点位置相同,按此方法画出的选配各种功率光源的所有配光曲线不但长得一模一样,标注的数值也一模一样!是不是很神奇?
如果你想知道选配某种光源的灯具在某个方向上的实际光强值也很方便,只要将配光曲线上该角度下的光强数值除以 K 值就可以了。
至于为什么选千流明而不是百流明、十流明、一流明或其他值,大概率是因为大多数常规发光角的灯具在此情形下光强值都在一百到一千之间,便于记录和比较。少数窄光束灯具,每千流明中心光强值会达到几万甚至几十万坎德拉。
初 醒悟
上海晓醒照明设计工作室 设计总监
中国照明学会国际交流工作委员会 委员
《照明工程学报》 审稿专家
云知光 专栏作者
2000年开始照明设计生涯,国家首批高级照明设计师,擅长建筑、桥梁、园林等室外景观照明设计,共完成100多个照明设计作品。对灯具配光理论有比较深入和系统的研究,在设计实践中力求做到“精心设计每一束光”。一直奉行“以少为多”的设计哲学,力求用极简的灯光语汇,表达丰富的建筑内涵。始终追求简单、有内涵、有韵味、启迪人们心灵的设计。对待每件设计作品,都像对待自己的孩子一样倾注情感。把每个设计项目都看做是一次艺术创作,全情投入、一丝不苟。
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本文作者:初醒悟 图片来源:网络
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