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摘要：光源的色温是影响照明质量的重要因素之一，针对照明设计中如何选择光源的色温，该文阐述了色温的有关概念以及不同色温的灯光对人的心理、生理产生的不同影响，分析了这种影响的形成原因。从而总结了照明设计中可以从那些方面来考虑对色温的选择。
关键词：色温；光色；光的冷暖；照明设计
引言
如何针对不同的被照空间，运用掌握的照明知识把灯具、光源的各种特性与实际建筑物使用特点和人的心理需求协调起来，营造一个美观、舒适的建筑光环境是现代照明的一个重要课题。要完成一个优秀的照明设计，设计师需要考虑的方面很多，其中光源的色温是影响被照空间光环境舒适感的最重要因素之一。本文对色温的定义以及色温为何对使用者的心理能产生重要影响进行分析，通过分析总结出在照明设计中如何选择光源的色温，以设计出令人身心舒适的建筑光环境。
1 光源的色温
1.1 色温的概念
色温是用来定量描述灯光颜色（彩灯除外）的物理量，也是照明设计中需要注意的重点之一。某一光源的光色与某一温度下的完全辐射体的光色完全相同时，完全辐射体的温度称为该光源的色温，其符号为Tc，单位为开（K）。当光源的光色与某一温度下完全辐射体的光色最接近时，完全辐射体的温度称为该光源的相关色温，其符号为T，单位为开（K）。为什么会有色温和相关色温之分呢?这是因为白炽灯等热辐射光源发出的是连续光谱，黑体也是热辐射光源，也发出连续光谱，所以这种光源的光色就能与某一温度下的完全辐射体的光色完全一致，描述这种光源就用色温。对于荧光灯等气体放电光源，它们的发光原理和光谱辐射能量分布都与黑体发光不同，这种光源的光色就不能与某一温度下完全辐射体的光色完全相同，只能是最接近，因此用相关色温来描述。实际使用中对于气体放电光源的“相关色温”，也常常简称“色温”。
1.2 常见光源的色温及其颜色
我们人类所处的自然光环境，其色温是随着一天中时间的变化而变化。日出之初和日落之前的阳光，其色温大约是2000K，正午时分，天空的太阳光很白，色温约为5200K，朝北的窗口光色温约为6500K，阴天时的天空色温约为7000K，晴天时的蓝色天空色温为12000K。人工光源中，普通白炽灯色温大约为2800K，卤钨灯色温为3400K，日光色荧光灯色温大约为6500K，暖白色荧光灯色温大约为4500K，高压钠灯色温大约为2000K～2100K。常见光源的色温及其对应的颜色见表1。
由图1可知，低照度时低色温的光使人感到愉快、舒适，高照度时低色温的光使人感到闷热；高色温的光在低照度时会使人产生阴沉、昏暗、清冷的感觉，在高照度时才会使人感到舒适、愉快。人喜欢工作场所是高照度高色温光环境，休息场所是低照度低色温的光环境。另外，不同气候条件下的人对光色的爱好也不同，热带、亚热带气候环境里的人们大多喜欢白光或日光色灯光，而寒带地区的人们大多喜欢低色温的暖光源。
2.2.3 人对不同光色喜好的原因
和颜色使人产生冷暖感的原因不同，低色温的光使人感到温暖，并不是因为这种光能使人产生血压升高、脉搏加快等积极的生理反应，进而使体温升高才产生温暖感的，正相反，当人处在低色温的光环境（低照度）时，会有一种心情愉快、身心放松的舒适感。高色温的光给人清冷的感觉，也不是因为这种光有使人血压降低、脉搏减缓的作用，相反高色温（高照度）的光环境，能使人保持兴奋、警觉、注意力集中和产生适度的紧张感。
人们对不同色温的光之所以有不同的感受，主要是因为在人类漫长的进化过程中，由于对太阳和火光物理特性的适应，形成了人的视觉器官的特殊结构，以适应光线强度以及人的身体作息周期的变化。太阳的辐射光是连续光谱，在清晨和傍晚时色温较低，大约2000K～4000K，中午以及阴天时色温较高，大约5000K～7000K。在夜晚，人们利用火光照明，先是篝火、火把，后来发明了蜡烛、油灯，火光是色温较低的连续光谱。人类在长期的进化过程中，已经习惯于在白天高色温高照度的光照条件下打猎、捕鱼或田间劳作等生产活动，在劳动过程中，为了自身安全以及提高劳动生产率的原因，需要保持一种适当兴奋、警觉和冷静，于是在白色而明亮的阳光下，形成了能够在高频的呼吸、脉搏和心率下活动的身体机制。在清晨、傍晚以及夜晚，人们是处于低色温低照度的光环境中和家人团聚、休息，身心处于放松状态，有一种亲切、温暖的感觉。所以长期以来，人类就对日光和火光这两种光源的光色形成特殊的喜好和条件反射式的反应。于是，在人工光环境中，人类对高色温高照度和低色温低照度的光环境产生的反应就如同对日光和火光产生的反应一样。因此，不同色温的光也就使人产生了不同的冷暖感。
由于不同色温的光能给不同的冷暖感，所以寒冷地区的人们多喜欢低色温的暖光源，而热带地区的人们多喜欢高色温的冷光源。比如在欧美大约有80%～90%的住宅使用白炽灯，而亚洲的住宅多使用白或冷白色的荧光灯，就是这个原因。
3 照明设计中对不同色温的光源的选择
在照明设计中应该根据被照空间的不同性质，所在区域的气候特点以及该空间的照度要求，选择合适的光色。比如住宅的照明设计，由于家是人们饮食、起居、休闲和家庭成员团聚的场所，带着工作的疲惫回到家希望能让身心得到放松，一家人能在温馨、愉快的氛围中交流或从事其他休闲活动，而且住宅的照度标准也比较低，因此对于住宅的照明多选用低色温的暖光源。对于寒冷地区的住宅来说，这种选择无疑是很受欢迎的，可是对于炎热地区的住宅来说，也有许多人希望回到家能有一个凉爽的环境，因此可以选择高色温的荧光灯或紧凑型节能灯用于家庭照明，而且荧光灯光效高节能效果好。对于旅馆和酒店的照明，其光源选择基本上同住宅的照明。
办公室的照明设计，为了提高工作热情、工作效率和工作质量，使工作人员处于适度的兴奋、警觉和紧张状态，而且办公室的照度要求较高，灯具工作时间长，因此应该优先选择高色温高光效的冷光源。但是，对于办公楼里的食堂、酒吧、休息室等非办公空间，应该选择低色温的暖光源，而且照度也应控制在较低的水平，有助于工作时的紧张情绪得到有效的缓解和放松。
对于工业建筑的照明设计，如果是热加工车间，就应该用冷光源，因为冷白色的光让人感觉凉爽，在一定程度上可以缓解工人的烦躁情绪，从而提高生产的安全性和产品的合格率。当然在实际的照明设计中，选择光源是需要考虑的因素除了色温外还有节能、显色性、艺术性以及被照物体对光的敏感性等方面。
4 结语
照明设计是一个多学科交叉的领域，一个好的照明设计是技术与艺术的完美结合。随着人们生活水平的提高，对建筑光环境的舒适度要求在不断提高。由于人类文明的不断进步，将会有更多的人对照明设计的自由度。作为灯具设计的拓宽应用，既可适用高天花板（顶棚）采用的悬吊式照明（这对原来的日光灯是难于实现的）；又可用于办公桌上的照明，实现轻巧方便、照度又高的台灯结构（图4）。而且，近年来，照明设计中大量需求的建筑化照明（采用与建筑一体化的照明布局）；以及能考虑到配光、能把灯具作为装饰品的灵活空间配置，均充分展示了这一新型照明设计的应用前景。机械的作用是通过结构设计把灯具的光学系统、电气系统和热系统的位置和相互关系确定下来，使灯具得以在设定的环境中固定并安全的使用。
传统灯具的机械系统由固定光源、反射器、灯的控制装置等部件的结构、软缆或软线的走线结构、密封结构、机械防护结构、灯具固定结构和灯具调节结构等部分构成，具体由灯座或光源连接器、灯座安装支架、软线固定架、接线端子座、外壳、灯罩和灯具安装架等组成。由于LED光源的特性，LED灯有封装、模组、LED光引擎、整体式LED灯、非整体式LED灯等几种形式，除了最后两种形式可能具有与传统光源灯具类似内部结构以外，其他LED灯不带有标准灯头，这种情况下，LED灯具具有如下结构特征：
LED灯具中没有灯座，而是用连接件完成LED灯与灯具的电气连接，并采用其他方式将LED灯固定到灯具主体上。
为了导出LED芯片产生的热，LED灯具有大量的散热片，灯具的体积和重量比传统光源灯具大得多，灯具的安装结构应作相应考虑，以保证安装的安全性和可靠性。同时散热片应设计成容易清洁或不容易积灰的结构，否则，散热片的效率会很快降低。
当LED灯具使用了电源线，而且电源线是可以拆卸进行维护时，属于非Z型连接，与非Z型连接的传统光源一样，LED灯具也应使用软线固定架。
表3列出了照明灯具各部尺寸的比较；图5所示则为不同功率（20W、15W）下NeoCompactTM新型日光灯与原来的直管形灯的比较。由图5可见，在与现有灯具相同的宽度和高度情况下，灯的总长度大幅度缩短；装入开关部和镇流器等的空间也明显减小。
参考文献
[1]邓隐北.新型节能的灯泡式荧光灯.灯与照明，2015.
[2]姚涵春.光源的颜色.演艺设备与科技，2016.
[3][日]中岛龙兴.照明灯光设计.马卫星，译.北京：北京理工大学出版社，2016
论文作者:敖开
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/30
标签：色温论文; 光源论文; 照度论文; 灯具论文; 环境论文; 使人论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;