这篇文章是对关于照明知识的补充，其中大部分内容是引用的，英文原文链接可以查看这里[1]。

目录

Contents

①流明：光通量的基本单位

②照度：单位面积的流明

③光度：灯具的光束形状是什么样的？

④相关色温和显色指数

使用温度值描述照明颜色

光源对物体和表面的影响

照明设计在建筑项目中非常重要，通过详细的照明计算而不是“经验法则”，往往可以获得最佳效果。照明系统是特殊的，它涉及主观和艺术因素，既要保证提供基础照明，也要为建筑环境打造沉浸的氛围感。

在任何设计中，有效的沟通都很重要，但只有大家都熟悉一些关键的技术概念时，有效的沟通才能更好地进行。接下来，本文将针对照明系统常用的术语进行介绍。

Part1.

流明：光通量的基本单位

就像电流以安培计量，水量以加仑计量一样，灯的光输出是以流明(Lumen)来计量的。

人们常常把瓦特(Watt)用于描述灯的亮度，其实这是一种不正确的做法，很容易引起混淆。

几十年前，当大多数灯泡都是白炽灯的时候，亮度确实可以通过瓦特来描述，因为灯泡产生的流明和消耗的瓦特之间存在直接关系。

然而，在对比不同类型的灯时，如果还用瓦特来描述，则会引起混淆。实际上，从瓦特到流明的转换效率，是取决于照明技术的。

举例，60W白炽灯泡、15W紧凑型荧光灯、和9WLED灯泡的流明输出，大致都是相同的。

关于LED照明，比较常见的误解是，人们以为它功率较低，用在房间里就会较暗。这就是因为习惯了使用瓦特来描述亮度导致的误解，而正确的做法是应该使用流明来描述。

那么具体怎么区分不同类型灯呢？我们引入了“发光效率”的概念，用来描述灯如何将瓦特转化为流明的，这有点类似于汽车的MPG（每加仑汽油的里程数），本质上都是衡量效率的。

如果下述三个灯泡都产生流明，他们的发光效率值，对比如下：

就像高MPG的汽车每英里的燃料成本更低一样，每瓦特产生更多流明的光源，能源成本也更低。因此，从财务角度来看，升级LED是改善建筑能效的最佳措施之一。

流明，用在描述灯的输出时是很有用的。但是，对于特定区域所需的照明，我们常常使用另一个不同的测量单位。设想一个场景，流明的光对于一个小办公室来说可能已经足够了，但在一个大仓库里，它们的效果却是非常不明显的。因此，照度的概念就被用来描述建筑环境中所需的照明。

Part2.

照度：单位面积的流明

给定空间所需的照明，一般都用照度值(lx)来表达，且不受空间面积大小而影响。照度值的描述，一般有两种常用的测量单位：

由于照度是按单位面积指定的，所以房间大小并不重要。50fc的照度，对于平方英尺和2平方英尺的办公室，意义是相同的。不同之处在于，面积更大的办公室需要更多的固定装置才能达到50fc。北美照明工程协会(IESNA)在《IESNALightingHandbook(照明手册)》里针对不同的空间分类提供了相应的照度设计参考值。

在实际照明设计中，照度因灯具的间距及其光束形状不同，也会存在一定的差异。但是，轻微的差异是可以接受的，除非某些区域太暗或太亮。照度，不仅仅取决于照明分布，还取决于天花板高度和表面颜色等房间特征。手动照明计算很复杂，但在现代设计中，这些过程基本都可以通过软件来自动完成。

Part3.

光度：灯具的光束形状是什么样的？

光束形状是照明设计师考虑的另一个重要方面。例如，聚光灯(spotlights)将其输出集中到向下的窄光束中，而面板灯(troffers)将其输出分散到尽可能大的区域，以实现均匀照明。

不要仅仅因为两个灯泡的底座形状相同，就假定两个灯泡都可以用在相同的应用场景。

即使总流明输出是正确的，但是光束形状错误的灯，也一样容易导致照明不均匀。

灯的光束形状是三维的，可以通过照明设计软件进行模拟。因为在照明图纸上很难完美地呈现3D光束效果，一般都是用2D光束来表示的。但是，通过软件上的产品模型，我们也可以模拟3D全光束。

Part4.

相关色温和显色指数

一般我们使用两个指标来描述照明的颜色性能。其中一个指标是针对光源本身的描述，另一个指标则是针对光源照射在物体上的效果描述。

相关色温（CCT）描述光源本身的颜色。每种CCT都有不同的应用，不能说哪一种颜色就是“最好的”。

显色指数（CRI）描述光源如何忠实地渲染对象和表面的颜色。最大CRI为，描述了一种与阳光质量相匹配的光源——无论应用场景是什么，CRI越高越好。

1）使用温度值来描述照明颜色

物体会根据其温度以特有的颜色发光，火山熔岩看起来是红色，也是这个原因。同样的原理也适用于恒星，比如太阳这样的黄色恒星比红色恒星热，蓝色恒星比黄色恒星热。在物理学中，这种行为用一个抽象的概念来描述，称为“黑体”，这是一个物体，只有在加热时才会发光，并且每个温度都与特定的颜色相匹配。

从原理上讲，光源的色温是将光源的颜色成分，与绝对黑体加热到一定温度时的颜色成分进行对比，如果两者相同，则将此时绝对黑体的温度认为是光源的色温值。

因此，实际上灯并没有被加热到相关的色温，但为了给颜色分配数字便采用这个简便的方法来进行计量。如果一盏灯的CCT为K，那么它可以发出与“黑体”在K温度时的相同颜色，但光源本身是不会达到这个温度的。在大多数住宅和商业建筑中，CCT的范围在K（黄白色）到6K（蓝白色）之间。

最佳照明的颜色取决于个人喜好，但以下原则适用于大多数照明设计，可以参考：

像K这样的低色温，一般我们认为是“温暖”的，而且它们往往具有放松的效果。在家庭卧室、酒店客房和高端餐厅等领域，这个色温相对更受青睐。暖色不太适合商业和工业环境，因为在这些环境中，放松效果可能会适得其反。

像6K这样的高色温，则被认为是“冷酷”的，而且它们往往会产生激励效应，提高人们的意识。在需要最大能见度的场景中，如高精度制造，它们是首选。在家里和公寓里使用冷色可能会延迟睡眠，有些人长时间呆在冷色温下，可能也会感到有点压力。

K左右的色温值(CCT)，可以认为是“中性”的，也是相对平衡的。中性白光，接近自然光，是办公室、教室、厨房等其他要长期集中注意力的区域的理想照明颜色。

2）光源对物体和表面的影响

即使两个灯具有相同的色温值(CCT)，但是其照明质量也可能因光源的显色指数(CRI)不同而不同。CRI的概念，我在文章也有提到过，感兴趣的可以看看。

一般来说，光源可以分为人工光源和自然光源。在大多数情况下，我们关心的都是人工照明形式的颜色质量，如LED和荧光灯。引入显色指数(CRI)，就是与日光或阳光（自然光源）进行对比，看光源对物体色彩的还原能力如何。CRI为，意味着光源与阳光一样好。

这里我再额外补充一些关于显色指数(CRI)的简单原理。我们都知道自然光(如阳光)是可见光光谱中所有颜色的组合。阳光本身的颜色是白色的，而物体在太阳下的颜色是由它反射的颜色决定的。

举个例子，一个红苹果之所以呈现红色，是因为它吸收了光谱中除红色以外的所有颜色，而红色是它反射的。当我们使用人造光源，如LED灯，我们试图“再现”自然光的颜色，这样物体看起来就像他们在自然光下一样。

然而，在实际应用中，人造光源复制出来的颜色，有时会显得非常接近，有时则明显不同（如下图所示），而显色指数(CRI)衡量的正是这种相似度。

如果你仔细观察，就会发现，高CRI的光源之所以能更好地还原物体的颜色，是因为它具有更完整的光谱。如果我们LED灯的光谱组成与自然光不同，那物体看起来的效果也会打折扣的。

尽管白炽灯和卤素灯泡的能源效率很低，但其CRI很高，是理想的。

荧光灯的CRI值往往比较低，低质量的灯CRI是低于70的。

LED灯的CRI值则根据产品质量的不同，差异很大。低端产品有CRI低于70的，而高性能的LED灯，CRI也可以接近。

如果是带有ENERGYSTAR认证的灯，一般CRI最低都有80，这意味着你应该尽量寻找带认证标签的灯，以获得高质量的照明。带有ENERGYSTAR标签的产品，意味着其照明质量是可靠的，因为它通过了严格的实验室测试。

当然，在选购LED灯泡时，CRI越高，价格一般也是越高的。不过，对于一些地方来说，CRI指标确实非常重要，比如美术馆和购物中心商店。

References

[1]Basicconceptsoflightingdesign:

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