黃 澍 (廣州美術學院城市學院 510260)
淺談藝術作品欣賞中光源的選擇
黃 澍 (廣州美術學院城市學院 510260)
藝術作品欣賞的過程中對照明光源有著較高的要求,特別是對光源顯色性的要求。通過對白熾燈、熒光燈、鹵素燈、LED燈四種常用光源的照度、性能和顯色性的分析比較,尋找一種高顯色性,節能環保,使用壽命長,適合欣賞藝術作品的光源。
光源;色溫;顯色性;聚光性
在藝術作品欣賞的過程中,不同的光源選擇對作品的展示效果有很大的影響。
由于所選擇光源的不同,眼睛所觀察到的色彩也不一樣。
光源通常可以按照白熾燈、熒光燈、氙氣燈、LED燈四大光源。
白熾燈是通過加熱燈絲使之發光,因此燈泡溫度較高。白熾燈有兩大特征,在人工光源中屬于最接近自然光的光線,顯色性也極高。但光效(lm/W)較低,從節能的角度考慮,要是真的采用白熾燈會比采用其他光源的照明效果更好,才會優先采用白熾燈。
燈泡的玻璃(泡殼)內部充入了惰性氣體,普通燈泡里充的是氫氣。白熾燈給人的印象一般是壽命短,但白熾燈的光通量維持率高,即使即將結束壽命之前它的亮度也沒有太大改變。此外,白熾燈容易調光,可以根據降低亮度來減少耗電,延長燈泡的壽命。
鹵素燈在白熾燈、熒光燈、氙氣燈、LED燈四大光源中,被歸類為白熾燈這一類。鹵素燈與白熾燈的發光原理是一樣的,與白熾燈相比色溫高、光效高、外形更小。
鹵素燈的發光部分很小,容易控制光線,從筒燈或射燈等技術性燈具到壁燈、吊燈、臺燈等裝飾性燈具,被使用的范圍極其廣泛。更由于顯色性好,聚光性強,瓦數種類也多,在重視顯色性及工作室照明中被使用較多。
鹵素燈分為帶反射鏡和不帶反射鏡的兩種,如果按照電壓又可大致分為100V和12V。12V鹵素燈,開燈時需要使用能將100V變為12V的降壓變壓器。
鹵素燈因鎢極惰性氣體作用使得光通量維持率高,直到壽命即將結束時燈泡本身的亮度也幾乎沒有變化。與白熾燈一樣容易調光,可以下調亮度來減少耗電,并延長壽命。鹵素燈因為存在叫做衰減的化學反應,燈泡的玻璃內的溫度即使再高,燈絲也不易斷掉。
熒光燈是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線,從而使熒光粉發出可見光的原理發光。
接口以及燈管形狀的種類多也是熒光燈的一個特征。熒光燈管雖然可以用在各種燈具上,但因從熒光管發出的光線不聚光,適合用在需要均勻照射柔和光線的地方。另外,點燈后不會瞬間達到100%的亮度,只需要短時間內用光的地方不太適合(短時間內頻繁的開關燈會影響燈管的壽命)。
熒光燈管通常光通量維持率低,壽命不太長,而且在壽命末期光通量會下降2-3成,因此設計時要考慮亮度的變化。另外,因為燈管內充入了汞蒸氣,更換或扔掉燈管時要注意不要打破燈管。
高壓氣體放電燈又叫HID燈(High Intensity Dis-charge),發光原理與熒光燈相同,點燈時需要鎮流器。因為發光效率高,不光外形尺寸多,從高效型到高顯色型的種類也十分豐富。除了用在天花板較高的空間以外,室外的路燈以及打燈用的燈飾都使用這一類型的燈為多。
但是高壓氣體放電燈的一個突出特點是:達到最大亮度需要花上幾分鐘的時間。有的類型的燈,一旦關閉后,發光管內的溫度下降,達到可以放電的程度需要10分鐘左右。大部分都是不可調光的。
高壓氣體放電燈根據發光管內的金屬種類不同,可分類為“金鹵燈”“高壓汞燈”“高壓鈉燈”。
金鹵燈中,發光管用陶瓷制成的叫陶瓷金鹵燈,具有效率高、顯色好、壽命長的特點,是HID燈中主要使用的類型。低瓦數的陶瓷金鹵燈還可代替鹵素燈使用。
高壓汞燈在HID燈中屬于最便宜的,不僅發光效率差,而且因為使用了水銀,從減低環境負擔的角度也不建議使用。最好采用可以換做陶瓷金鹵燈或LED燈的燈具。
高壓鈉燈在傳統光源中屬于發光效率最好的,常用在維修較為麻煩的道路或隧道中。但是效率高的顯色性差,基本上不會在住宅中使用。雖然這類燈中也有顯色性好的,但最近基本上被陶瓷金鹵燈中的暖色光類型所代替。
1993年成功制造出高輝度藍色LED后,光的三原色RGB(紅綠藍)在LED燈中終于湊齊了。通過將RGB的256個色彩分別混合,產品的光色終于可達到1670萬種,由于LED燈開發當初就在壽命方面具有優越性,一開始主要用在了室外的燈飾方面。
之后,因環保活動的推進,白色LED燈得到普及,燈泡本身、模塊還是燈具,都在耐熱、耐濕等方面得到改進,開發技術不斷上升,且LED燈的相關標準和規格也逐漸得以完善。現在已經基本可以替代傳統光源和現有的燈具。燈泡形LED燈在配光等方面,與傳統光源還是有不同的特性。
LED是英文Light Emitting Diode(發光二極管)的簡稱,屬于一種半導體。近年來,因藍色LED燈輝度越來越高,罩在黃色、紅色、綠色熒光燈外面可以形成白色體系,白色LED燈越來越普及。以炮彈型、平射型為首,LED素子的開發也得以進步,利用小燈泡做燈飾等,其使用范圍也不斷擴大。
與傳統光源相比,LED最大的魅力在于具有調光、調色用的燈泡和燈具。光色與亮度對人的生理和心理都能產生一定的影響。雖然現在LED燈泡和燈具的種類尚屬有限,但作為今后的照明方案,是值得考慮的工具之一。
因為LED是用直流電點亮,通常需要一個將直流電變為交流電的電源裝置。LED燈泡,與傳統的燈泡形狀、大小相似,將這一電流裝置內置在燈泡中,基本上可以與其他燈泡一樣使用。但是因為光線擴散的方式不同,需要考慮與燈具組合后的照明效果。
另外,LED對高溫、濕氣的抵抗能力較弱,用在浴室需要考慮防濕燈具、用在室外需要考慮防雨燈具,選擇時要特別注意。
其他需要注意的還有LED等的亮度問題。通常產品上面標注的是“相當于白熾燈XX瓦”,但事實上向下垂直光線的亮度即使一樣,橫向擴散的光線亮度并不同,周圍墻壁顯得較暗等,空間氛圍可能不能獲得同樣的明亮感覺。
燈泡型的LED燈在規格方面已經得以完善,但燈泡的大小、光線的擴散情況、光色等,還是會因廠家不同而差距較大,僅從壽命長短來選擇燈泡是否合適還值得考慮。
直管式熒光燈除了辦公室以外,在車站、電車內使用得也很多,屬于最普及的一種燈。
與燈泡式LED燈不同,直接接到商用電源上,或者將鎮流器換成交流轉直流的電源裝置的話,需要電氣施工。如果沒有事先調查燈具與LED燈管是否匹配就更換上與熒光燈相同接口的直管LED燈,容易發生無法正確點燈、不點燈,或無法發揮LED燈的節能、壽命長的優勢,因此更換時一定要注意。
為了防止這些問題的發生,雖然制定了新的接口制式,但市面上銷售著不少與傳統熒光燈管同樣接口的LED燈管,需要重新設計電氣施工時,要注意接線方式,并采取防止LED燈管掉落的措施。
①瞬間能點亮→適合短時間使用的地方
熒光燈不太適合用在低溫處,亮度達到最大限度需要一定的時間。與傳感器(熱感)并用時或在廁所、門廳、走廊等處短時間使用的地方,會給鎮流器帶來一定負擔,在節能、壽命方面都沒有什么優越性。而LED燈在低溫處也能瞬間點亮,并達到最大亮度,適合用于室外及短時間使用的地方。
②誘蟲性(容易引誘昆蟲聚集)較低→適合用在室外或需要有衛生管理的區域
昆蟲能看見的紫外線區域呈峰值狀。比較主要光源的誘蟲指數后,幾乎不含紫外線的LED燈,誘蟲性很低,適合用在廚房、飯廳等需要有衛生管理的地方以及室外平臺或陽臺、庭院之類的地方。
③不會損壞照射對象→適合用于美術品及貴重品的照明
美術館或博物館從觀賞作品的角度考慮,曾使用過顯色性高的鹵素燈、遮擋了紅外線的濾膜等,為保護作品以及調光時使用。但這種做法因色溫下降使得光色發紅,不適合用來照射描繪白天景色的繪畫。LED燈中因幾乎不含紫外線和紅外線,擔心光線損壞美術品及貴重品的情況已經減少。
④光色(色溫)豐富→適合用于多種目的
自熾燈的色溫一般在3000K左右,是通過調光來降低色溫的,因此在需要放松的酒店、餐廳、酒吧等地方采用調光的白熾燈較多。
相比之下,LED燈低溫的可選擇幅度較大,僅購買一個燈具即可具備調色、調光功能的種類也在逐漸增多。
⑤配光與光色組合后類型豐富→顯色性高
出于熒光燈本身聚光較難的特性,以往想要聚集白色光線,曾使用的是陶瓷金鹵燈以及帶二向色反射鏡的鹵素燈的高色溫類型。LED燈本來聚光性就極高,應該說開發重點一直放在如何擴散光線方面。因此,除了光色豐富以外,與配光組合后的類型更加豐富。
⑥波長控制性好→顯色性高
最近開發的LED燈中,通過控制白色波長,特別是黃色系的波長,用來防止照出肌膚暗斑、照射新鮮食品時更能突出新鮮感的產品。以藍色LED為基調的白色LED燈,因藍色光有峰值,被擔心會對睡眠以及視網膜造成損害,最近改善藍色光峰值的技術開發也在不斷更新中。
⑦壽命長→減輕維修管理的負擔
要維持照明效果,還需要經常更換燈泡及清潔等維修工作。LED燈屬于壽命長的燈泡,更換頻次可以減少,但并非不需更換,安裝時也要考慮維修計劃。
隨著技術的不斷完善,LED燈的高顯色性,節能環保,使用壽命長的特性使其成為美術館或博物館的主要照明光源。
[1]張綺曼,鄭曙旸.室內設計資料集.中國建筑工業出版社,2000-1.
[2]西里爾.貝雷特著.朱國勤譯.光效應藝術.上海人民美術出版社,1992-6.