Fundamentals of Lighting

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出版者:Fairchild Pubns
作者:Susan M. Winchip
出品人:
页数:320
译者:
出版时间:2008-10-15
价格:USD 95.00
装帧:Paperback
isbn号码:9781563675287
丛书系列:
图书标签:
  • 照明设计
  • 灯光基础
  • 照明原理
  • 光度学
  • 照明工程
  • 建筑照明
  • 室内照明
  • 舞台照明
  • 摄影照明
  • 灯具
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具体描述

Fundamentals of Lighting (照明基础) 本书简介 《Fundamentals of Lighting》(照明基础)是一本全面深入的教材,旨在为读者提供扎实的照明科学、工程应用和设计原理知识。本书涵盖了从光的基本物理特性到复杂的照明系统设计与控制的各个方面,是照明专业学生、工程师、设计师以及对光照技术感兴趣的专业人士的理想参考书。 本书的结构经过精心设计,确保读者能够系统地理解照明领域的关键概念。内容详实,论述严谨,力求在理论深度与实际应用之间取得完美的平衡。 --- 第一部分:光的基础与感知 (The Basics of Light and Perception) 本部分是理解照明科学的基石,深入探讨了光的本质、其与物质的相互作用,以及人类视觉系统如何感知光线。 第一章:光的物理学基础 (Physical Basis of Light) 电磁波谱与可见光: 详细介绍了电磁辐射的性质,重点聚焦于可见光谱(约380 nm至780 nm)的范围、波长与频率的关系。讨论了光作为电磁波的波动性和粒子性(光子)。 光的产生与传播: 阐述了光源发光的基本机制,包括热辐射、气体放电、荧光机制以及现代LED的发光原理(电致发光)。讨论了光在不同介质中传播的规律,包括反射、折射、散射和吸收现象。 光度学与辐射度量学: 严格区分了辐射量(如辐射通量、辐射强度)和光度量(如光通量、光强、照度、亮度)。详细介绍了光度学单位及其相互转换关系,是后续所有计算和设计的基础。 第二章:人眼与视觉感知 (The Human Eye and Visual Perception) 人眼结构与功能: 介绍了人眼的解剖结构,重点解释了视网膜、感光细胞(视杆细胞和视锥细胞)在视觉过程中的作用。 光适应与视觉过程: 深入探讨了光适应(暗适应和明适应)的过程及其对视觉灵敏度的影响。解释了视觉的非线性特性,例如韦伯-费希纳定律(Weber-Fechner Law)在亮度感知中的体现。 色彩科学基础: 阐述了色彩的三个基本要素:色相、饱和度和明度。详细介绍了CIE(国际照明委员会)制定的标准观察者、色度图(Chromaticity Diagram)以及三刺激值(XYZ)。 显色性 (Color Rendering): 详细定义了显色指数(CRI, Ra)的计算方法及其局限性。引入了最新的CQS(Color Quality Scale)和TM-30等先进的显色评估指标,指导设计师选择能够准确还原物体颜色的光源。 --- 第二部分:光源技术 (Light Source Technologies) 本部分系统回顾了当前主流和新兴的照明技术,比较了它们的光效、寿命、光谱分布和应用场景。 第三章:传统光源技术 (Conventional Light Sources) 白炽灯与卤素灯: 讲解钨丝发光原理、寿命限制以及能源效率低下的根本原因。 气体放电灯: 详细分析了荧光灯(包括直管和紧凑型)、高强度气体放电灯(HID),如高压汞灯、金属卤化物灯和高压钠灯的工作原理、启动特性和光衰过程。特别强调了电子镇流器和磁性镇流器在驱动这些光源中的作用。 第四章:固态照明 (Solid-State Lighting - LED) LED的基本原理: 深入解析半导体PN结的发光机制,包括电致发光过程、量子效率和散热管理的重要性。 白光LED的实现: 详细对比了基于荧光粉转换的单芯片白光LED与RGB混合白光LED的技术路线。探讨了不同荧光粉材料对光谱输出和显色性的影响。 LED驱动与热管理: 讨论了恒流驱动电路的设计挑战,包括浪涌电流、功率因数校正(PFC)以及LED热阻路径分析。强调了有效的散热设计对LED寿命和光输出稳定性的决定性作用。 --- 第三部分:照明控制与能效 (Lighting Control and Energy Efficiency) 本部分关注现代照明系统中如何实现智能化管理、优化能源消耗和提升用户体验。 第五章:照明控制系统 (Lighting Control Systems) 调光技术: 区分了交流(AC)和直流(DC)调光技术。详细介绍了基于可控硅(TRIAC)的相位截断调光(Cutting-Edge Dimming)及其对LED驱动器兼容性的挑战。讨论了更先进的脉冲宽度调制(PWM)调光技术。 智能化网络控制: 介绍了用于楼宇和城市照明的通信协议,如DALI(Digital Addressable Lighting Interface)、0-10V模拟控制、以及基于无线技术的Zigbee和Bluetooth Mesh系统。 传感器在控制中的应用: 探讨了日光感应(Daylight Harvesting)和占用感应(Occupancy Sensing)技术如何根据环境光照水平和人员活动自动调节照明输出,实现节能目标。 第六章:照明能效与标准 (Lighting Energy Efficiency and Standards) 能效指标: 详细解释了光效(lm/W)的计算,并分析了影响系统整体能效的因素,包括光源效率、驱动器损耗、光学损耗等。 法规与认证: 概述了国际和地区性的照明能效标准,例如能源之星(Energy Star)和DLC(DesignLights Consortium)的要求。强调了能源审计和生命周期成本分析(LCCA)在照明项目决策中的重要性。 --- 第四部分:照明设计原理与应用 (Principles and Applications of Lighting Design) 本部分是理论指导实践的核心,教授读者如何将光度学知识应用于实际的室内外照明设计。 第七章:照明设计计算基础 (Fundamentals of Lighting Design Calculations) 光通量法 (Lumen Method): 详细介绍如何使用光通量法估算所需的平均照度,包括如何确定维护系数(MF)和利用系数(CU)。 点光源与面光源的照度计算: 推导和应用基础的照度公式(如平方反比定律),并介绍如何通过叠加原理计算复杂布局下的综合照度。 光分布与配光曲线 (Photometric Data): 解释如何读取和解读制造商提供的配光数据(IES 文件),以及如何使用这些数据来评估灯具的投光角度和眩光控制能力。 第八章:室内照明设计 (Indoor Lighting Design) 任务照明与环境照明: 区分功能性照明(如阅读、精细装配)与环境氛围照明。讨论了如何通过分层照明(Layered Lighting)策略创造丰富且高效的空间。 视觉舒适度与眩光控制: 深入分析了不同类型的眩光(如不便性眩光和侵入性眩光),并介绍了UGR(统一眩光值)的计算和控制方法。探讨了对显示器工作站进行照明设计时的特殊要求。 照明质量因素: 讨论了频闪效应(Flicker)对视觉疲劳的影响,并提供了减少频闪的设计建议。 第九章:室外与专业照明 (Outdoor and Specialized Lighting) 室外照明规范: 针对道路照明、停车场和公共区域照明,讨论了平均照度、均匀度、最小/最大照度比以及眩光限制的标准要求。强调了安全性和视觉引导的重要性。 建筑外立面照明: 介绍了洗墙、投射和轮廓照明的技术,以及如何利用光影效果来增强建筑的形态和材质感。 专业应用案例: 简要介绍了博物馆照明(对文物保护的特殊要求)、体育场馆照明(高速运动对频闪和光效的要求)以及植物照明(光谱配比)。 --- 总结与展望 《Fundamentals of Lighting》不仅是知识的传授,更是解决实际工程问题的工具。本书结构清晰,图表丰富,包含了大量的工程实例和案例分析,旨在培养读者严谨的科学思维和创新的设计能力,使他们能够应对未来照明技术不断演进的挑战。掌握本书内容,即意味着掌握了当代照明工程的核心技术和设计哲学。

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这本书对于“光照度”、“亮度”、“显色指数”等核心概念的阐释,更是让我受益匪浅。我之前对这些术语模棱两可,而《Fundamentals of Lighting》通过生动的图例和清晰的文字,将它们一一剖析,让我明白在不同的场景下,需要何种级别的光照度才能满足视觉需求,又如何通过选择合适的光源来保证物体的真实色彩还原。特别是关于显色指数(CRI)的讲解,让我深刻认识到,并非所有的“白光”都一样,高CRI的光源对于展示艺术品、服装、食材等至关重要,直接影响着人们对物品的感知和购买决策。书中还提供了一些实用的计算方法和工具,虽然我还没有完全掌握,但已经能感受到它们在实际工程中的巨大价值,为我未来的工作打下了坚实的基础。

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我特别欣赏《Fundamentals of Lighting》在实际应用案例分析上的详尽程度。书中不仅仅停留在理论层面,而是通过大量真实的照明项目案例,展示了不同类型空间(如住宅、办公室、零售店、博物馆、户外广场等)在照明设计中所面临的挑战以及解决方案。对于每一个案例,书中都细致地分析了设计目标、所选用的光源类型、灯具配置、控制方式,以及最终达到的效果。这让我能够直观地理解理论知识如何在实践中落地,并且学习到不同场景下设计师的思考过程和创新方法。例如,在处理博物馆照明时,书中强调了如何平衡文物保护(避免紫外线和红外线损伤)与视觉展示的需求,让我对专业照明的严谨性有了更深的认识。

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《Fundamentals of Lighting》在空间照明设计方面的探讨,更是让我看到了照明艺术的魅力所在。书中不仅讨论了基本的照明布局原则,如任务照明、一般照明、装饰照明的组合运用,还深入探讨了如何利用光影来塑造空间氛围,营造特定的情绪和体验。例如,在描述餐厅照明时,书中不仅仅是提及使用暖色温的光源,更是详细分析了如何通过局部照明突出餐桌上的食物,同时保持整体环境的温馨舒适,让用餐者感到放松和愉悦。对于商业空间,它也提供了如何在购物环境中利用灯光吸引顾客、引导流线、突出商品卖点的专业建议。这些都远远超出了我之前对照明的简单理解,让我意识到照明设计是一门融合了科学、艺术和心理学的综合性学科。

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作为一名刚刚接触照明设计行业的新人,《Fundamentals of Lighting》这本书确实给我打开了一扇全新的大门。在阅读之前,我对照明的理解仅仅停留在“提供光线”这个层面,殊不知,其中蕴含着如此丰富和深刻的理论与实践。这本书的优点在于,它并没有一开始就抛出那些高深的公式和复杂的图表,而是循序渐进地从最基础的概念讲起,比如光的基本性质——波长、频率、光谱,以及我们如何感知光,这让我能够轻松地理解后续的内容。接着,它深入浅出地介绍了不同光源的特性,包括白炽灯、荧光灯、HID灯,以及新兴的LED技术,并且详细比较了它们在光效、显色性、寿命、成本等方面的优劣,这对于我这种初学者来说,无疑是宝贵的指导,让我在面对各种照明项目时,能够有一个清晰的认知和选择方向。

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《Fundamentals of Lighting》对于照明控制系统的介绍,可以说是为我打开了另一个全新的视野。我之前以为灯光就是简单的开关控制,但这本书让我了解到,现代照明设计早已进入了智能化、系统化的时代。书中详细介绍了各种照明控制技术,包括开关调光、相位调流调光、0-10V调光,以及更先进的DALI、KNX等数字总线控制系统。它解释了这些系统如何能够实现灯光的亮度、色温的精确控制,如何根据自然光的变化自动调节,如何进行分组控制和场景预设,甚至如何与建筑管理系统集成。这对于节能减排、提升空间舒适度和使用便捷性都具有重要的意义,也让我看到了照明技术发展的未来趋势。

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《Fundamentals of Lighting》在“色彩照明”这一部分,更是让我领略到了光线与色彩之间奇妙的互动。书中不仅介绍了不同光源的光谱特性如何影响物体的色彩呈现,还探讨了如何利用彩色光源来营造特定的氛围和情绪。例如,在舞台照明中,不同颜色的光可以表达喜悦、悲伤、神秘等各种情感。在商业空间中,恰当运用色彩照明可以吸引顾客的注意力,提升商品的吸引力。这本书让我意识到,色彩不仅仅是物体本身的属性,更是可以通过光线来“调配”和“塑造”的,这为我的设计思路提供了更广阔的空间。

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作为一名建筑行业的从业者,《Fundamentals of Lighting》为我提供了一个全新的视角来理解建筑本身。我以前更多关注建筑的形态、结构和材料,但这本书让我意识到,照明是构成建筑空间体验不可或缺的一部分,甚至是决定性的一部分。它让我明白,建筑师在设计时,应该与照明设计师紧密合作,共同考虑光线如何穿透建筑,如何照亮内部空间,如何塑造建筑的外部形象,以及如何在不同时间、不同季节呈现不同的光影效果。这本书帮助我理解了“光的建筑”这一概念,并将我今后的工作重心从单纯的“遮蔽”转向了对“光影”的营造。

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《Fundamentals of Lighting》在“眩光控制”这一重要议题上,给予了非常深入的讲解。我之前可能只是凭感觉觉得“刺眼”或者“不舒服”,但这本书让我从科学的角度理解了眩光的分类(如直接眩光、反射眩光),以及它们是如何产生的,并且详细阐述了不同类型的眩光对视觉功能和舒适度造成的负面影响。更重要的是,书中提供了一系列切实可行的眩光控制策略,包括选择合适的灯具配光、调整灯具安装位置和角度、合理布置工作区域等。这对于任何一个希望创造舒适、高效照明环境的设计师来说,都是极其宝贵的知识。

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在探讨不同“照明参数”时,《Fundamentals of Lighting》的专业性令人印象深刻。书中对“照度”、“亮度”、“平均照度”、“均匀度”、“眩光”、“显色指数”、“相关色温”等一系列专业术语的定义和解释,都非常严谨和准确。它不仅给出了这些参数的数值范围,还详细说明了不同参数对人们视觉舒适度、工作效率以及空间感知的影响。例如,在讨论“均匀度”时,书中阐述了为什么过高或过低的均匀度都可能导致不适,并提供了实现良好均匀度的设计方法。这种对细节的关注,使得这本书不仅仅是一本入门读物,更是可以作为一本案头的参考手册,随时翻阅以解决实际工作中的疑问。

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这本书在“节能照明”和“可持续照明”方面的论述,更是契合了当下的环保趋势。在书中,我看到了对不同光源能耗的详细对比,对LED技术在节能方面的巨大潜力进行了深入分析,并且探讨了如何通过智能照明控制系统实现能源的 tối ưu hóa 利用。它强调了不仅仅是选择节能的光源,更重要的是通过科学的设计和控制,减少不必要的能源浪费。这让我意识到,作为一名照明从业者,肩负着重要的社会责任,需要将节能理念融入到每一个照明项目中。

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