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如何正确理解照度和亮度的关系?
发布于:2016/1/7 14:44:45 点击量:

问:我们通常在做设计时说照度,但评价效果时却提亮度,如何理解这两者之间的关系?


答:在理解这两者关系前,我们需要先了解「照度」和「亮度」这两者的概念区别:



或者我们以更简单直观的方式来解释:亮度是指能进入人的眼中被感受到的光线强度,照度是指被照射面得到光的数量。


这两个都能用物理硬指标表示的概念基础上,亮度更侧重的是人的感受程度,我们常说一个地方很亮而不会说很“照”,就是人的感受,指的就是这个地方的物品被照射后,反射到我们眼中的光线相对多。而照度,指的是有多少光线落在被照的物品表面。



为什么我们常用照度衡量场所照明质量?


无法很简单获得亮度数值的前提下,我们使用照度对场所照明质量进行评估。


以学校为例,我们实际上走进课室去衡量它是否达到我们学习、上课的标准,看的是什么?不是灯有多亮对吧,而是我们看黑板、课桌、书本够不够亮、或者会不会太刺眼,那些其实是黑板、课桌、书本被灯照射后反射进我们眼中的光线多少,实际上,那些是亮度概念。


但有个问题就出现了,黑板是黑色磨沙的、课桌是黄色光滑的、课本是白色既有光滑也有哑光的,那同样的照度前提下,上述物品的反射率是不一样的,我们肉眼看到的亮度自然就不一样。


既然亮度才是人眼的感知,那是否我们应该规定:“教室中各处的亮度应为50cd/m²”呢?我们根据各个物体反射率倒推一下,那样就是照在黑板上的照度应该700lx,照在桌子上的照度应该是500lx,课本上的照度应该是300lx……显然,这样会更加的混乱。


我们经常讲空间照明设计是空间亮度分布的设计,但是很显然,在实际设计时,如果对每一个物体表面的亮度分布进行规定,是不太可能的。设计和检测时候都非常困难。


因此,这就是一个我们显然没法通过规定亮度去衡量照明质量的案例,我们只能通过设定一个一揽子常规状况范围的前提下,去评判被照物品得到的光线是多少,去综合评判照明质量。


这个一揽子常规状况,就是一个探索的前提,包括假设大部分的书是白色的、黑板是黑色磨沙的、课桌是淡黄的等等,他们有着一个加权平均的反光率和使用常规,而在这个常规下,我们可以简单地测定他们被光源照射得到的光线多少,去评估我们适合阅读、写作的舒适程度。


图:A教室中使用白墙白板浅色书桌,学生看白纸印刷的书,那可能就和我们目前的一揽子常规状况接近,我们用300lx照度就基本能满足日常的课堂、阅读、写作需求。但极端状况B教室中,使用黑墙(譬如,类比电影院中的深红色吸音面板墙)、黑板、黑课桌,看的书是用黑色纸张印刷的,那么要得到与A教室中同样的课堂、阅读、写作需求,或许就要把照度标准提高到500lx才能获得。


事实上,我们国家标准规定,在符合七种理由的前提下,允许照度提高或降低一档,比方说这个地方的人眼睛很敏感,那可以适当降低。


什么情况下用亮度进行衡量?


和上述相反,在容易获取亮度数据的情况下,就会使用亮度作为衡量标准。举两个例子:


第一,灯具表面亮度。表面亮度通常指的就是灯具眩光,如果一个房间内都是一些表面亮度很高的灯具,人进去之后就会很不舒服,因为上面有光刺眼。这种情况光线就是直射进眼睛的,没有经过反射,所以无法形成照度。


这个数据是灯具厂家在做专业光学检测时可以得到的,数据比较容易获取,因而我们使用得相对较多,并且会用它去衡量一款灯具在空间中所造成的直接和间接眩光。


第二,道路照明。与室内不同,道路照明与驾驶安全的关系特别重大。我们知道,我们看到东西的是否明亮或者明暗对比都是因为亮度,所以道路照明更应该使用驾驶者观察方向的亮度来衡量,但是由于道路路面材质相对比较单一:沥青或是混凝土,所以国家标准同时也有一套直接按照照度标准来衡量的体系。


在计算这个亮度时有个模型,可以计算观察者(如司机)得到的亮度数据。因为我们清楚知道道路的反射率,因此不管你使用的是沥青还是混凝土,亮度都必须达到1.0cd/m²的话,设计者可以通过调整在不同路面铺装的材质上的照度去达到同样的亮度标准。


图:左侧沥青铺装路面,反射率较右侧混凝土铺装路面低,达到同样亮度标准的照度就会比混凝土稍高。

 




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