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辦公照明設計指南

 省電師 2015-09-13


現(xiàn)代辦公照明設計指南


現(xiàn)代辦公照明設計指南之需求分析


一、辦公照明的重要性


對于大多數(shù)人來說,辦公室和家是待的時間最長的地方,而這兩者的界限因為 soho 的出現(xiàn)以及辦公樓多元化設計的出現(xiàn)而越來越模糊。但是有一點卻從未改變,那就是追求更舒適更人性化的設計。


單調(diào)乏味的“白領(lǐng)車間”漸漸變身成配有健身房游戲室室內(nèi)操場的豪華辦公樓,對于職員的效率產(chǎn)生很大影響的光環(huán)境也有了許多改變。


辦公室照明的目的簡單說就是為辦公室使用者提供完成工作任務所需的光線,并進一步從使用者生理和心理的需要出發(fā),創(chuàng)造高質(zhì)量的舒適光環(huán)境。


辦公室照明設計的重點是創(chuàng)造明亮舒適的光環(huán)境,以提高工作人員的工作積極性,提高工作效率。照明專家和一般人都已經(jīng)認同照明環(huán)境的質(zhì)量能夠影響視覺功效和人的主觀感受?!保?span style='font-size: 14px; color: rgb(0, 112, 192);'>資料來源:復旦大學光源與照明工程系 袁樵


然而,大多數(shù)公司仍然認為:他們最重要的投資是他們的雇員,給他們豐厚的薪酬,能夠使公司最有希望獲得忠誠和富于激情的勞動力。



但是,良好的照明環(huán)境能夠提高工作效率,使工作富于情趣、充滿激情。



實際上,“平均來說,單位面積上的人力資源費用是照明費用的300多倍”。(資料來源:zumtobel


現(xiàn)代企業(yè)主對于辦公照明重要性的了解和在照明方面的重視程度是遠遠不夠的。


二、現(xiàn)代辦公室的特點


1、大多數(shù)辦公建筑的主體結(jié)構(gòu)是一層一層的樓板壘疊而成,這樣就會封閉阻擋了日光自然地投射進室內(nèi)。


加上墻壁,就阻擋了更多的日光,所以,實際上一個典型的建筑內(nèi)可利用的有效日光僅僅是自然狀態(tài)下的2%左右。



因此,人為地制造出一種分布了太多太重的明暗對比,這比在自然情況下所見到的要嚴重的多。。雖然日光是真實自然的,但由于日光進入室內(nèi)的途徑受到局限,從而制造出不舒適不自然的環(huán)境。



2、現(xiàn)代辦公室工作需要大量使用臺式機、筆記本、平板電腦和手機等視覺終端設備。



3、現(xiàn)代辦公空間不再只是員工獨立完成工作的地方,而是更多地成為交流中心,是員工之間、員工和客戶之間進行溝通和交流信息的場所,他們相互間的溝通和交流對完成工作起到日益重要的作用。



三、現(xiàn)代辦公照明的需求


由于現(xiàn)代辦公環(huán)境空間特點、辦公方式和利用辦公場所的方式的變化,問題也就接踵而至。如何解決過度的對比度、合理布局空間亮度分布來解決視覺單調(diào)性帶來的疲勞?如何有效避免眩光(直接和間接眩光)導致的工作效率降低?如何更好地提供一個舒適高效的溝通環(huán)境?都變成了現(xiàn)代辦公照明的新需求。


需求發(fā)生變化,照明設計重點也有所轉(zhuǎn)移,不再是單單滿足于在工作面上提供足夠的照度、均勻度以及顯色性的控制,還需要通過合理分布空間亮度、有效避免眩光、提供垂直面的照明以及進行照明控制和引入自然光等等來滿足人們深層次的需要,更加節(jié)能、舒適,而且人性化成為現(xiàn)代辦公照明設計的追求。


現(xiàn)代辦公照明設計指南之燈具選型


根據(jù)現(xiàn)代辦公空間的特點和需求,以及對照明光源、電器技術(shù)和產(chǎn)品的了解和把握,設計師在辦公室照明設計時的框架就基本確立了。今天我們來看如何為辦公室照明選擇合適的燈具。


小編認為,在燈具推薦這個環(huán)節(jié),照明設計師的角色就像一個獵頭,她負責把最合適的產(chǎn)品推薦應用到最合適的空間。最后這個產(chǎn)品,能不能勝任這個空間,就像這個人是否勝任這個崗位。與獵頭不同的是,獵頭不負責設計崗位職責,只是按照業(yè)主的需求找到合適的人,而設計師,是空間本身的光環(huán)境塑造的第一負責人,而且,之后這個案子本身會成為設計師的一個產(chǎn)品,所以理應承擔有更重要的責任。


我們前面已經(jīng)對光源的色溫、顯色性、能效等做了評價,如果把這一部分當做是候選人的知識儲備的話,那么今天我們看燈具,就是對他是否勝任工作的一個能力評估。(所有比喻都是蹩腳的,哈哈,湊合著理解吧~)當然,我們設計師常有的,還有對燈具的尺寸、外形、材質(zhì)、做工的要求,不在本篇討論之列。


針對現(xiàn)代辦公空間而言,燈具評價的主要方面涉及到:出光方式、出光效率、配光曲線和燈具亮度限制曲線,主要關(guān)系到空間的能效水平、眩光控制和亮度分布,后兩者直接關(guān)系到視覺舒適度。我們以辦公空間最常用的燈盤為例進行分析。


魚和熊掌不可兼得,光源的顯色性和發(fā)光效率是一對矛盾,光的利用效率和舒適性也是一對冤家。


光譜光效率曲線


【插播】為什么說光源的顯色性和光效是一對矛盾?


根據(jù)上面的光譜光效率曲線(視見函數(shù)),明視覺下,人眼對 555nm 綠色光線的感覺最為敏銳。值得注意的是:當 555nm 綠光的輻射功率為1W時,發(fā)出的光通量是 683lm,這時 1W 的功率產(chǎn)生的光通量最大,也就是說1lm相當于 1/683W,這是產(chǎn)生1lm光通量所需要的最小功率。


我們可以看到,如果要求光效高,則光源的輻射波長需要盡量向 555nm 集中。但顯色性的要求則是需要光源的輻射波長分布在各個波段。SO。。。desnie!


我們再來看這一對冤家:光的利用效率和舒適度。從光的利用效率而言,我們希望所有的光線可以直接用在工作面上,但是從舒適性而言,我們卻喜歡空間里彌漫著光線(無論是均質(zhì)光線還是更有趣味性的亮度分布)。




在挑選燈具時,我們需要在這兩者之間進行平衡,然后可以初步確定燈具的出光方式:



如果按照直接/間接照明對辦公室燈具進行區(qū)分的話,根據(jù)下面的燈具實例,我們不難看懂上面的九個圖標。它們之間的區(qū)別我們可以用一個參數(shù):FFR(相對光通量比:下射光通量DLOR/上射光通量ULOR)來描述。



當 FFR=0 時,意味著燈具只有下射光。這可以是一個完全直接的散射燈具,通常會是一個格柵燈具,盡管這樣的燈具可以提供很高的直射比,可在工作區(qū)產(chǎn)生高的光效,但也會由于其較高的明暗對比度而產(chǎn)生壓抑的氣氛。這種燈具可是嵌入式、吸頂式或懸掛式安裝。



當 FFR=0.1 時,這種燈具不能嵌入安裝也不能吸頂式安裝。它產(chǎn)生少量上射光,可幫助緩解因純粹的下向光而產(chǎn)生的壓抑氣氛,此外,它還可使陰影變得柔和。


當FFR=1時,燈具所產(chǎn)生的上射光和下射光的比例是相同的,而且,這時,術(shù)語“直接/間接比率”將變成“間接/直接比率”。陰影變得柔和了很多,對比度也得到降低,只是燈具效率要比具有高直接照度比的燈具稍低一些。



當 FFR=10 時,燈具幾乎純上射光線的燈具,只有一小部分下射光,通常也會被遮蓋或散射。下射光的模式不同,其大部分也被散射。照明效果取決于天花板的光潔度、燈具之間的間距以及燈具和天花之間的距離。




當 FFR=∞ 時, 一種純粹的向上照射的燈具,能夠產(chǎn)生特別的散射效果,對比度非常低,有一種單調(diào)的傾向。同樣,最終的效果主要取決于天花板的光潔度、燈具之間的間距以及燈具與天花之間的距離。



而同時,燈具的出光方式除了對利用效率產(chǎn)生影響外,也決定了光源的可見度。把FFR和光源可見度結(jié)合起來,我們可以對舒適度做一個評價:



根據(jù)研究,間接光的比例,在不同的照度水平下,對電腦和桌面閱讀產(chǎn)生的影響不同。



同樣,由間接照明方式形成的對視覺心理學上的影響,在使員工重視工作、被激勵和感到愉悅方面的表現(xiàn),也跟照度水平有關(guān),并不是越多越好。



關(guān)于舒適度的考量,在充分利用間接光的同時,我們還需要嚴格限制眩光,以免在視覺生理上影響工作效率。



限制直接眩光的方法之一是控制燈具的保護角,這是下照型格柵燈具的優(yōu)勢。根據(jù)坐姿視角,辦公室燈具的保護角最好控制在30°以上。



GB50034 對直接型燈具的遮光角也做了要求:



但對于采用白色格柵或者雖然采用鏡面鋁格柵但是控光設計不好的燈具而言,簡單的幾何原理并不足以反應實質(zhì)問題。再考慮到現(xiàn)代辦公室視覺顯示終端的使用,需要進一步看燈具的表面亮度限制曲線。


GB50034 是這么要求的:


圖示如下:


借鑒了 CIBSE 的 Cat2 標準:


根據(jù)目前的視覺顯示終端的實際情況和經(jīng)驗,建議做法如下:


此外,燈具本身以外,室內(nèi)其它受光面的亮度也會對視覺產(chǎn)生影響。下圖是歐洲關(guān)于室內(nèi)表面反光率的最新標準,可供設計參考。


總的來說,現(xiàn)代辦公照明設計是一個綜合性工程,在燈具選型時,既需要考量能源利用效率,眩光的控制,同時也需要考慮考慮燈具的形式和空間亮度分布導致的舒適性方面的視覺心理作用,并控制在合理的正面作用的范圍。(寫到這里,小編已經(jīng)累死了?。?/span>


感謝 zumtobel 和 THORN 提供資料。


現(xiàn)代辦公照明設計指南之光源選擇


我們認為:一個好的照明解決方案是從客戶需求和空間需求出發(fā),基于設計師的理念和創(chuàng)意,通過合理的設計,選擇正確的光源、電器技術(shù)和合適的燈具產(chǎn)品,并通過富于經(jīng)驗和創(chuàng)造性的現(xiàn)場配合和持續(xù)性的照明運行管理能力來實現(xiàn)的。



如果對以上六個方面做一個分類的話:客戶需求和空間需求基本屬于“知道要什么”(know what)和“知道為什么”(know why)的范疇,剩下就是照明設計師的“知道怎么做”(know how)問題。


所以對于一個照明設計團隊而言,合理的搭配應該是設計師和工程師的共同協(xié)作,也就是說,照明設計其實是一個藝術(shù)和技術(shù)的綜合。對于設計理念和表現(xiàn)形式而言,千人千面,見仁見智,所以本文僅就技術(shù)層面上如何滿足空間功能需求進行闡述,以一個照明工程師的角度解決燈具選擇的 know how 問題。


——我是分割線——


根據(jù)現(xiàn)代辦公空間的特點和照明需求,我們在進行照明設計時需要解決兩個方面的問題:照明數(shù)量和照明質(zhì)量。


具體包括:


照明數(shù)量:照度水平,照度分布及均勻度,節(jié)能。

照明質(zhì)量:顯色性、色溫選擇、眩光和空間亮度分布。


這些參數(shù),在國家照明設計標準 GB50034-2004(修訂版于2014年6月1日起實施,大家可以關(guān)注)都有一個基本的要求,這里就不再贅述。從照明解決方案的角度來看,主要涉及到光源、電器技術(shù)和燈具的選擇。


限于篇幅,今天只講光源的選擇。


光源技術(shù)的選擇關(guān)乎三個重要參數(shù):顯色性、色溫和節(jié)能。其中各類光源在功率上的可選性,也影響到照度水平。


1、顯色性


國家標準關(guān)于辦公場所顯色性的要求,是 Ra 大于80。詳細了解顯色指數(shù)的概念和內(nèi)涵,請查看熱門文章別跟我說你懂顯色指數(shù)》。


2、色溫


關(guān)于色溫的基礎知識,微課堂也有專文討論,請點擊查看文章:色溫圖解。


先前的研究和看法認為,色溫的選擇和舒適度之間存在下圖所示的關(guān)系:


所以按照現(xiàn)行的照度標準,通常辦公照明會選擇 4000K 左右色溫。但是也有新的關(guān)于視覺生理和心理學的學術(shù)研究認為,色溫和視覺舒適度之間并不存在這種必然的關(guān)系。大家可以自行斟酌,小編的不權(quán)威觀點認為其中的關(guān)系還是成立的。


說到色溫,LED 時代,讓色溫的調(diào)節(jié)變化成為可能。而說到 LED,我們可能就會想到一個熱門詞匯:藍光危害(小編一個在二級市場選擇 LED 企業(yè)作為投資標的的朋友,就特意問過小編這個問題,可見大家的關(guān)注程度),雖然這并不是 LED 所獨有的。


那藍光危害究竟是什么呢?我們來看兩張圖:



藍光危害的藍光主要指的是 464nm 波長的光線?,F(xiàn)代科學發(fā)現(xiàn),人眼的三種視覺細胞對藍光比較敏感,而這種光線從生理上會抑制褪黑激素的產(chǎn)生,讓人比較興奮而不至于昏昏欲睡。(褪黑激素的分泌會使人產(chǎn)生睡意)。


從上圖可以看出,藍光的入射角度對人體的影響。圖中值得注意的是,反射眩光里的藍光成分會對人體產(chǎn)生不舒適的影響。(那我們看反射 464nm 光線的藍色物體時,是不是會不舒適呢?小編也不知道,大家可以自行實驗,有實驗結(jié)果歡迎跟微課堂的微友們一起分享。)



藍光會否產(chǎn)生危害,其實不是一個定性的問題,而是一個定量的問題,需要看光源光譜里所含的藍光成分的多少。因為,日光中本來就包含有藍光成分。上圖是自然光線下,人體在一天中所產(chǎn)生的荷爾蒙可的松和褪黑激素的變化曲線(荷爾蒙可的松可以刺激人體的新陳代謝)。


問題就來了!


1、我們怎么判斷一種光源是否產(chǎn)生藍光危害呢?


小編建議設計師選擇光源時,采用相對比較專業(yè)的做法:看光源光譜,并與日光光譜進行比對分析。這樣能幫助你進行選擇,尤其是針對現(xiàn)在市場上良莠不齊的 LED 光源,明顯藍光成分過高的就不要選啦~~


另外,我們都有經(jīng)驗,標注相同色溫的不同廠家的光源,或者是同一廠家不同種類的光源,我們的視覺觀感是不一樣的。原因之一在于廠家的標注本身可能有問題,還有就是我們都是采用相關(guān)色溫來標注,同樣相關(guān)色溫的光源,其光譜成分存在差異。因此,看光源光譜是最根本的解決辦法。


2、如果光譜中缺少藍光成分(或者不足)豈不是會影響人們在工作時的狀態(tài)呢?


答案是:對的!為什么很多場所的燈光讓人昏昏欲睡?低色溫的環(huán)境更讓人容易產(chǎn)生困意?小編覺得都跟這點有一定關(guān)系。解決辦法,還是看光源光譜!


下圖是日光光譜表現(xiàn)出不同色溫時,光譜成分的變化曲線,大家從中可以看出色溫的原理,并作為看光源光譜時的比對借鑒(光源顯色性評估的最佳方式也是通過光譜分析):


回到藍光的問題。既然藍光能使人產(chǎn)生不同的生理反應,那怎么合理利用這種生理反應,是設計師值得去思考的問題。


事分兩頭說。藍光多了會產(chǎn)生生理危害,藍光少了會降低工作效率,尋求這兩者之間的平衡點是通常意義上的最佳選擇。


凡事都有特例:對事關(guān)重大的三班倒的工作場所,提高藍光的成分,從而抑制人體褪黑激素的產(chǎn)生,使人保持亢奮,雖然有違人的生理需求,但卻是一種必須的設計。這也是夜班場所尤其是控制室和工廠等通常采用高色溫光源的原因所在。當然啦,平時上班的場所,還是人性一點,就不要為了刺激大家采用過高色溫的光源了,哈哈。


剛才講到,LED使色溫的調(diào)節(jié)成為可能。應用到室內(nèi),由于辦公空間內(nèi)長時間的日光不足,人們在一種不自然的光線下長期工作和生活,必然產(chǎn)生一些不良的影響。因此,根據(jù)時間調(diào)節(jié)色溫來模擬日光,也是值得研究和推廣應用的。


3、節(jié)能

照明的節(jié)能,需要一種貫穿照明解決方案始終的整體考量,不只是如何選擇光源,或者電器和燈具的問題。


詳情請看文章《照明節(jié)能十八式》。這里只提供一張“光源效率比較表”供大家參考。


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