投光灯具与其他投射灯具的区别

投光灯具与其他投射灯具的区别

Distinguish floodlights from other projectors

王 晔 施晓红 陈超中 陆世鸣

Wang,Ye Shi,Xiaohong Chen,Chaozhong & Lu,Shiming

[中国照明学会灯具专业委员会、全国照明电器标准化技术委员会灯具分技术委员会、国家灯具质量监督检验中心、国家电光源质量监督检验中心(上海)、上海时代之光照明电器检测有限公司上海 201114]

[Luminaires Specialty Committee of China Illuminating Engineering Society (LUMCIES), Subcommittee 2 on Luminaires of National Technical Committee 224 on Lamps and Related Equipment of Standardization Administration of China, China National Lighting Fitting Quality Supervision Testing Centre (CLTC), National Center of Supervision & Inspection on Electric Light Source Quality (Shanghai),Shanghai Alpha Lighting Equipment Testing Ltd.(SALT), Shanghai 201114]

摘 要:针对目前存在的将投光灯具依据固定式通用灯具安全标准考核的个别现象,文章主要阐述了投光灯具与聚光灯具、探照灯具、洗墙灯具投光照明与其他投射照明的应用特点以及投光灯其他投射灯具的结构特点,强调GB 7000系列灯具安全标准适用性的顺序是:首先应考虑细分产品的标准要求;在没有细分产品的标准要求的前提下,再考虑通用产品的标准要求。本文有助于在固定式灯具中辨别出哪些是投光灯具,使得能够正确地使用相应的产品标准。

Abstract:Under several phenomenon that floodlights are undertook safety tests as the fixed general purpose luminaries, the article expatiates the difference between the floodlight and spotlight, searchlight, wall wash. It also introduces application specialty and structure specialty of floodlight and other projectors. The article emphasize the applicable sequence of standards of GB 7000 series. Firstly subdivision standard for the product should be applied. Premising no applicable subdivision standard the general purpose standard will be used. The article help to distinguish floodlights from fixed general purpose luminaries, and to use aright applicable product standard.

关键词:投射灯具; 投光灯具; 聚光灯具; 探照灯具;洗墙灯具;辨别

Key words: projector; floodlight; spotlight; searchlight; wall wash; fixed luminaire; distinguish

目前存在将投光灯具依据固定式通用灯具安全标准考核的个别现象,以致于风压、固定装置、定位锁紧装置、振动、玻璃罩试验、标记等没有加以考核,这些产品一旦在室外使用时存在安全隐患。作为灯具的制造商和检验部门应正确认识投光灯具,了解其应用特点和结构特征。

一般将光束的投射角度可以调节的灯具归为投射灯具。投射灯具包括投光灯具、聚光灯具、探照灯具、洗墙灯具和其它投射灯具。投光灯具的英文名称是floodlight ,投光照明的英文是floodlighting 。在GB 7000.7-2005《投光灯具安全要求》的标准中,投光floodlighting 定义为“投射到整个面或受照物的照度远大于其周围环境照度的照明”。投光灯具floodlight 定义为“用作投光照明的灯具”。这些是非常简单的定义,对于了解什么是投光灯具显然是不够的。清楚认识投光灯具还需要从应用的角度去了解投光灯具的使用范围,从CIE 相关照明标准中了解投光灯具的工作方式,从而辨识投光灯具。

一、投光照明与其他投射照明的应用特点

(一)投光灯具、聚光灯具、探照灯具和洗墙灯具是不同用途的专业投射灯具

在国际照明委员会CIE 17.4-87《照明术语》中,投光照明的定义为“通常用投射灯具照明某个场面或物体,为了使它的照度水平在相邻环境的照度水平上大幅提高”。投光照明是将光线充满某个场面或物体上,因此投光灯具的另一种称呼更接近它的应用特点,那就是泛光灯具,和英文名词floodlighting 的直译是一致的;用于投光照明的灯具是专门用于泛光照明的投射灯具,因此,投光灯具是的投射灯具一种。

在CIE 94-1993《投光照明指南》中,介绍了在城市夜景照明中,投光照明的六种对象:1) 经典建筑; 2) 商业和工业建筑;3) 自然景观;4) 桥梁、铁路站、水塔等实用建筑;5) 雕像、雕塑等艺术作品;6) 停车场、公园和花圃。除此之外,投光照明还用于各种室内外的体育场馆。投光灯具的应用举例见图1。

图1 a) 古典建筑

图1b )办公建筑

图1c )体育场馆

图1d )公园

图1 投光照明的对象举例

聚光照明(英文名为;spotlighting )在CIE 17.4-87《照明术语》中定义为“相比于周围大幅提高某个物体上有限区域的照度,且产生最少的漫射光”。聚光灯具的应用形式效果。用于商店商品、展览馆作品展示的灯具形式见图2。舞台灯具的产品形式见图3。

图2 用于商店、展览馆的聚光灯具

图3 舞台灯具

在CIE 17.4-87《照明术语》中,探照灯具(英文名为;searchlight )的定义为“出光孔径大于0.2m ,出射平行光束的高光强投射灯具”。探照灯具应用于远距离的,以搜索为目的的照明,多用于航运、运输和野外作业。探照距离可以达到500m 以上。

洗墙灯具是指定照明对象的灯具,仅用于提高墙面表面亮度和得到一定均匀性的照明灯具,灯具的使用方式通常是将灯具正对墙面,沿纵向连接排列,在一组灯具照射某一块墙面时,灯具在垂直方向上的角度调整是相同的。

(二)投光灯具注重多灯光束交汇,形成照明效果

在照明应用中,投光灯具照明的对象是某个场面或大型的建筑的整体照明效果,通用使用多个或者许多灯具,以不同的投射角度,照明不同的区域,光晕的交错叠加,形成均匀的效果,或勾勒建筑的外形,或照明建筑的外墙。

聚光照明的照明对象是目标物体上那些需要重点突出的有限区域,投射的光斑面积很小,单个灯具能够完成某个重点照明的意途。聚光灯具的应用举例见图4。

图4a )展览馆展示作品

图4b )商店展示商品

图4c) 舞台

图4 聚光灯具的应用举例

探照灯具是单灯作远距离的探照作业。

洗墙灯具虽然也是多灯配合使用,但灯具通常是沿灯具纵向排列连接,照射一块墙面时,灯具的投射角度差异不大,很多情况下就以相同的投射角度进行照射。洗墙灯具的应用举例见图5。

图5 洗墙灯具的应用举例

二、投光灯具与其他投射灯具的结构特点

投光灯具的照明用途决定了灯具角度调整装置和光学结构不同于聚光灯具、探照灯具和洗墙灯具的特殊性。

1、角度调整装置

— 投光灯具:包括水平和垂直两个方向,且垂直轴通过含出光口面几何中心的垂直截面。

在照明工程中,投光灯具的瞄准是完成投光照明安装的最后一步。瞄准到设计的最终目标位置,才能达到照度和均匀度的设计水平。最初的瞄准是按半峰角度位置将投光灯具的光束拼凑起来,然后根据测试结果进行微调。投光灯具的瞄准方法有两种:(1)目标瞄准,用于安装在不同的适当位置上的投光灯具。照明的主要活动区域(PPA )被均匀分格。标记足够大使得在投光灯具的位置可以看到格子线的交叉位置或每个格子区域的中心位置。(2)角度瞄准,用于安装在灯杆上的投光灯具,通常在安装灯杆前预先设置好。对于角度瞄准,靠设置投光灯具提供的水平、垂直量角器来调整灯具的角度或方位。角度的设置必须和现场的尺寸有关。通常情况下,水平角度的0度设置为垂直于场地边线的方向。

在对投光灯具进行瞄准时,照明设计师必须熟悉灯具的配光,因为确定照度和溢出光线量的过程是严峻和复杂的。为适应投光灯具的工作方式,角度调整装置应满足以下特殊要求:

a) 角度调整包括水平和垂直两个方向

投射灯具的角度应可以调节,无论是水平的或是垂直,或是水平和垂直都可以调节。但投光灯具的角度调整结构一定是水平和垂直都可以调节。仅水平或垂直的调节不能满足调整灯光位置的需要。灯具的水平、垂直轴的示意图见图6。灯具绕水平轴调整垂直角度,绕垂直轴调整水平角度。

图6 灯具的水平、垂直方向旋转的示意图

b) 垂直轴的位置

投光灯具的照明目标较大,距离较远,设计师根据灯具的配光特性,在水平和垂直方向上调整角度对目标进行投射,因此灯具的垂直轴应通过含出光口面几何中心的垂直截面。否则,灯具角度装置的角度变化和光束投射角度的变化不一

致,照明设计师将无法根据配光数据估计调整一定角度后的数据变化量,不能确定灯具应处于的水平和垂直角度,现场的调整也难以进行准确的操作。典型的投光灯具见图7。

图7 典型的投光灯具的示意

— 聚光灯具:商业销售货品陈列展示用的灯具,不限制旋转轴的方向和垂直轴位置;舞台灯光的要求和投光灯具相同。

商业销售货品陈列的展示用的聚光灯具的照明目标通常较近,光斑在视角范围内容易辨别,通常可以在现场靠观察光斑的位置调整灯具的投射角度,聚光灯具的角度调整形式不严格,对灯具垂直轴的位置不作要求,而且可以任意方向或仅有一个方向上的调整。舞台灯光,追求光影变幻的舞台效果,光束角度需要随故事情节和音乐节奏的改变而改变,因此,精确控制光束投射角度的要求比较高。

— 探照灯具:要求与投光灯具相同

探照灯具角度调整形式和投光灯具一样严格,可以在水平和垂直方向上进行调整,并且灯具的垂直轴应通过含出光口面几何中心的垂直截面。

— 洗墙灯具:仅绕水平轴旋转

洗墙灯具用于提高墙面表面亮度和一定亮度均匀性的照明灯具,灯具的配光设计为旋转对称型,外形为长线条形,灯具纵向排列连接,靠近墙面进行照射,垂直方向上调节投射角度,不需要水平方向的角度调整,见图8。在一组灯具照射某一块墙面时,灯具在垂直方向上的角度调整是相同的。

图8 洗墙灯具

c) 调节装置应有锁紧措施

— 投光灯具:承受风、交通和自重作用,长时间固定在瞄准角度位置。 投光照明中光束的瞄准角度一旦确定,投光灯具必须配备一个有效的系统将调节位置锁紧在位。由于投光灯具的自重作用,如果在使用过程里灯具自重使承受弯矩的角度锁紧装置失效,灯具的投射方向改变,照明效果就会变化。室外安装时,由于风、交通、鸟类栖息等因素,投光灯具承受着各种形式的振动,锁紧装置失效的风险很高,不但照明效果会改变,同时也造成安全的隐患。在进行灯具维护和每一次换光源时必须检查投光灯具的调节、定位、锁紧系统。

— 聚光灯具:商业销售货品陈列展示用的灯具,自重轻、出光口小;舞台灯具,角度多变,固定的时间很短。

聚光灯具在商店商品、展览馆作品展示的重点照明的灯具形式通常是出光口径小于15cm、体积较小、重量较轻的灯具,角度固定装置不经受较严酷的工作环境。舞台灯具追求舞台灯光效果,投射角度经常会处于不断的变换中,需固定的时间很短,因此,对角度固定装置的要求与投光灯具不同。

— 探照灯具:手持操作,固定时间短

探照灯具在灯光扫射某一范围时,运用手持操作,使角度的变换,同样没有对角度固定装置有较高要求。

— 洗墙灯具:迎风量小,不构成严酷条件

洗墙灯具和投光灯具的使用环境是相似,但由于洗墙灯具出光口面多成狭长的线条形,垂直面上的迎风量小,不构成对角度固定装置的严酷性。

2、光学结构

a) 光学结构的对称性

在投光照明的设计里,投光灯具通常被安装在被照区域的侧边进行投射,光束的投射角度与被照面成某个角度,因此,当灯具的光斑形状是圆形,投射到被照区域的光斑会变成瘦长的椭圆形状,只有灯具的光班是扁长的形状,投射到被

照区域的光斑才会形成覆盖较大面积的圆形。这种光斑扁长的灯具配光属两面对称型或是一面对称型。光斑形状为圆形的灯具配光属旋转对称型,泛光照明中使用的比较少。

聚光灯具的光学结构大多属于旋转对称型。探照灯具的光学结构只有旋转对称型。洗墙灯具的光学结构一般属于旋转对称型。

配光的两面对称是指灯具关于两个互相垂直平面具有对称的配光。

配光的一面对称型是指灯具关于一个平面具有对称的配光。

配光的旋转对称是指灯具关于所有平面具有对称的配光。

光学结构决定了配光的对称性。可以从灯具光学结构内光源、反射器和(或)棱镜的形状和光源在反射器或棱镜的位置判断灯具配光的对称类型。图9例举两面对称的灯具,图10例举一面对称的灯具,图11例举旋转对称的灯具。

9 两面对称的投光灯具

图10 一面对称的投光灯具

图11 旋转对称的投光灯具

b. 光束角

投光灯具的光束角大于10度,分窄、中、宽型。聚光灯具的光束角小于20度。探照灯具的光束角小于10度。在产品说明书内,投光灯具和聚光灯具一般会声称灯具的光束角,而探照灯具会说明探照的功能性,比如能照射多远的距离。

除了以上说明的专业用途投射灯具的特点,其它的结构形式都属于一般投射灯具。比如:1) 单向旋转的灯具,光束角较大的灯具。2)双向旋转,且垂直轴未处于含出光口面几何中心的垂直截面出,光束角较大的灯具。 三、不同投射灯具的区别

投光灯具、聚光灯具、探照灯具和洗墙灯具的区别见表1。

表1 不同投射灯具的区别

比较内容

投光灯具 floodlight 通常用投射灯具照明某个场面或物体,为了使

照明术语

它的照度水平在相邻环境的照度水平上大幅提高。(源自CIE17.4-1987) 应用1:经典建筑、商业和工业建筑、实用建筑;

应用场所

应用2:自然景观;应用3:雕塑;应用4:停车场、花园、苗圃;应用5:体育场馆

角度调节装置的调节方向 垂直旋转轴位置

通过含出光口面几何中

心的垂直截面 需要承受风、交通和自

固定角度的重要性

重的作用,长期固定在瞄准的角度位置。锁紧所需的力矩一般较大,如用工具锁紧。

光学结构对称性 光源

两面对称、一面不对称

和旋转对称 气体放电灯、卤钨灯、LED,不使用PAR 灯

应用:商业销售货品陈列的展示,不限制应用:商业销售货品陈列的展示,灯具自重很轻、出光口径小,角度固定装置不经受严酷条件。

两面对称、旋转对称

PAR 灯、卤钨灯、氙气灯金属卤化物灯、LED

旋转对称 氙气灯、金属卤化物

灯、白炽灯

应用:舞台灯光,角度变换,需固定的时间很短。

手持操作,且固定时间很短。

应用:舞台灯光,通过含出光口面几何中心的垂直截面

通过含出光口面几何中心的垂直截面

不适用

水平和垂直

水平,或垂直,或水平和垂直,或任意方向

水平和垂直

垂直

应用:商业销售货品陈列的展示、展览馆收藏品的展示

应用:舞台灯光

远距离的,以探照为目的的照明,多用于航运和野外作业。

墙面照明

相比于周围大幅提高某个物体上有限区域的照度且产生最少的漫射光。(源自CIE17.4-1987)

出光孔径大于0.2m,洗墙灯具是仅用于出射平行光束的高光强投射灯具。(源自CIE17.4-1987)

提高墙面表面亮度和亮度均匀性的照明灯具。

聚光灯具 spotlight

探照灯具searchlight

洗墙灯具 wall wash

出光口面成线条形,迎风量小,未对角度固定装置构成严酷条件。

旋转对称 双端荧光灯、LED

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比较内容

投光灯具 floodlight

聚光灯具 spotlight

商业、展馆等聚光灯具:

舞台灯具:GB7000.217-2008灯具第2-17部分:特殊要求舞台灯光、电视、电影及摄影场所(室内外)用灯具

探照灯具searchlight GB7000.201-2008灯具第2-1部分:特殊要求固定式通用灯具或GB7000.204-2008灯具第2-2部分:特殊要求可移式通用灯具

洗墙灯具 wall wash

GB7000.201-2008灯具第2-1部分:特殊要求固定式通用灯具

对应安全国家标准

GB7000.7-2005投光灯具安全要求

GB7000.201-2008灯具第2-1部分:特殊要求固定式通用灯具

四、总结

由投光照明与其他投射照明的应用特点和投光灯具与其他投射灯具的结构特点可知,投光灯具与工厂灯具等固定式通用灯具的区别也是明显的。GB 7000系列灯具安全标准适用性的顺序是:首先应依据细分产品的标准加以考核;在没有细分产品的标准的前提下,再依据通用产品的标准加以考核。投光灯具应该依据GB 7000.7《投光灯具安全要求》考核,而不是依据GB 7000.201-2008《灯具 第2-1部分:特殊要求 固定式通用灯具》加以考核。希望本文对正确地使用产品标准有所帮助。 五、参考文献

[1] CIE 17.4-1987照明术语. [2] CIE 94-1993投光照明指南. [3] GB 7000.7-2005投光灯具安全要求.

[4] GB 7000.217-2008 灯具 第2-17部分:特殊要求 舞台灯光、电视、电影及摄 影场所(室内外)用灯具.

[5] GB 7000.201-2008灯具 第2-1部分:特殊要求 固定式通用灯具. [6] GB 7000.204-2008灯具 第2-2部分:特殊要求 可移式通用灯具.

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投光灯具与其他投射灯具的区别

Distinguish floodlights from other projectors

王 晔 施晓红 陈超中 陆世鸣

Wang,Ye Shi,Xiaohong Chen,Chaozhong & Lu,Shiming

[中国照明学会灯具专业委员会、全国照明电器标准化技术委员会灯具分技术委员会、国家灯具质量监督检验中心、国家电光源质量监督检验中心(上海)、上海时代之光照明电器检测有限公司上海 201114]

[Luminaires Specialty Committee of China Illuminating Engineering Society (LUMCIES), Subcommittee 2 on Luminaires of National Technical Committee 224 on Lamps and Related Equipment of Standardization Administration of China, China National Lighting Fitting Quality Supervision Testing Centre (CLTC), National Center of Supervision & Inspection on Electric Light Source Quality (Shanghai),Shanghai Alpha Lighting Equipment Testing Ltd.(SALT), Shanghai 201114]

摘 要:针对目前存在的将投光灯具依据固定式通用灯具安全标准考核的个别现象,文章主要阐述了投光灯具与聚光灯具、探照灯具、洗墙灯具投光照明与其他投射照明的应用特点以及投光灯其他投射灯具的结构特点,强调GB 7000系列灯具安全标准适用性的顺序是:首先应考虑细分产品的标准要求;在没有细分产品的标准要求的前提下,再考虑通用产品的标准要求。本文有助于在固定式灯具中辨别出哪些是投光灯具,使得能够正确地使用相应的产品标准。

Abstract:Under several phenomenon that floodlights are undertook safety tests as the fixed general purpose luminaries, the article expatiates the difference between the floodlight and spotlight, searchlight, wall wash. It also introduces application specialty and structure specialty of floodlight and other projectors. The article emphasize the applicable sequence of standards of GB 7000 series. Firstly subdivision standard for the product should be applied. Premising no applicable subdivision standard the general purpose standard will be used. The article help to distinguish floodlights from fixed general purpose luminaries, and to use aright applicable product standard.

关键词:投射灯具; 投光灯具; 聚光灯具; 探照灯具;洗墙灯具;辨别

Key words: projector; floodlight; spotlight; searchlight; wall wash; fixed luminaire; distinguish

目前存在将投光灯具依据固定式通用灯具安全标准考核的个别现象,以致于风压、固定装置、定位锁紧装置、振动、玻璃罩试验、标记等没有加以考核,这些产品一旦在室外使用时存在安全隐患。作为灯具的制造商和检验部门应正确认识投光灯具,了解其应用特点和结构特征。

一般将光束的投射角度可以调节的灯具归为投射灯具。投射灯具包括投光灯具、聚光灯具、探照灯具、洗墙灯具和其它投射灯具。投光灯具的英文名称是floodlight ,投光照明的英文是floodlighting 。在GB 7000.7-2005《投光灯具安全要求》的标准中,投光floodlighting 定义为“投射到整个面或受照物的照度远大于其周围环境照度的照明”。投光灯具floodlight 定义为“用作投光照明的灯具”。这些是非常简单的定义,对于了解什么是投光灯具显然是不够的。清楚认识投光灯具还需要从应用的角度去了解投光灯具的使用范围,从CIE 相关照明标准中了解投光灯具的工作方式,从而辨识投光灯具。

一、投光照明与其他投射照明的应用特点

(一)投光灯具、聚光灯具、探照灯具和洗墙灯具是不同用途的专业投射灯具

在国际照明委员会CIE 17.4-87《照明术语》中,投光照明的定义为“通常用投射灯具照明某个场面或物体,为了使它的照度水平在相邻环境的照度水平上大幅提高”。投光照明是将光线充满某个场面或物体上,因此投光灯具的另一种称呼更接近它的应用特点,那就是泛光灯具,和英文名词floodlighting 的直译是一致的;用于投光照明的灯具是专门用于泛光照明的投射灯具,因此,投光灯具是的投射灯具一种。

在CIE 94-1993《投光照明指南》中,介绍了在城市夜景照明中,投光照明的六种对象:1) 经典建筑; 2) 商业和工业建筑;3) 自然景观;4) 桥梁、铁路站、水塔等实用建筑;5) 雕像、雕塑等艺术作品;6) 停车场、公园和花圃。除此之外,投光照明还用于各种室内外的体育场馆。投光灯具的应用举例见图1。

图1 a) 古典建筑

图1b )办公建筑

图1c )体育场馆

图1d )公园

图1 投光照明的对象举例

聚光照明(英文名为;spotlighting )在CIE 17.4-87《照明术语》中定义为“相比于周围大幅提高某个物体上有限区域的照度,且产生最少的漫射光”。聚光灯具的应用形式效果。用于商店商品、展览馆作品展示的灯具形式见图2。舞台灯具的产品形式见图3。

图2 用于商店、展览馆的聚光灯具

图3 舞台灯具

在CIE 17.4-87《照明术语》中,探照灯具(英文名为;searchlight )的定义为“出光孔径大于0.2m ,出射平行光束的高光强投射灯具”。探照灯具应用于远距离的,以搜索为目的的照明,多用于航运、运输和野外作业。探照距离可以达到500m 以上。

洗墙灯具是指定照明对象的灯具,仅用于提高墙面表面亮度和得到一定均匀性的照明灯具,灯具的使用方式通常是将灯具正对墙面,沿纵向连接排列,在一组灯具照射某一块墙面时,灯具在垂直方向上的角度调整是相同的。

(二)投光灯具注重多灯光束交汇,形成照明效果

在照明应用中,投光灯具照明的对象是某个场面或大型的建筑的整体照明效果,通用使用多个或者许多灯具,以不同的投射角度,照明不同的区域,光晕的交错叠加,形成均匀的效果,或勾勒建筑的外形,或照明建筑的外墙。

聚光照明的照明对象是目标物体上那些需要重点突出的有限区域,投射的光斑面积很小,单个灯具能够完成某个重点照明的意途。聚光灯具的应用举例见图4。

图4a )展览馆展示作品

图4b )商店展示商品

图4c) 舞台

图4 聚光灯具的应用举例

探照灯具是单灯作远距离的探照作业。

洗墙灯具虽然也是多灯配合使用,但灯具通常是沿灯具纵向排列连接,照射一块墙面时,灯具的投射角度差异不大,很多情况下就以相同的投射角度进行照射。洗墙灯具的应用举例见图5。

图5 洗墙灯具的应用举例

二、投光灯具与其他投射灯具的结构特点

投光灯具的照明用途决定了灯具角度调整装置和光学结构不同于聚光灯具、探照灯具和洗墙灯具的特殊性。

1、角度调整装置

— 投光灯具:包括水平和垂直两个方向,且垂直轴通过含出光口面几何中心的垂直截面。

在照明工程中,投光灯具的瞄准是完成投光照明安装的最后一步。瞄准到设计的最终目标位置,才能达到照度和均匀度的设计水平。最初的瞄准是按半峰角度位置将投光灯具的光束拼凑起来,然后根据测试结果进行微调。投光灯具的瞄准方法有两种:(1)目标瞄准,用于安装在不同的适当位置上的投光灯具。照明的主要活动区域(PPA )被均匀分格。标记足够大使得在投光灯具的位置可以看到格子线的交叉位置或每个格子区域的中心位置。(2)角度瞄准,用于安装在灯杆上的投光灯具,通常在安装灯杆前预先设置好。对于角度瞄准,靠设置投光灯具提供的水平、垂直量角器来调整灯具的角度或方位。角度的设置必须和现场的尺寸有关。通常情况下,水平角度的0度设置为垂直于场地边线的方向。

在对投光灯具进行瞄准时,照明设计师必须熟悉灯具的配光,因为确定照度和溢出光线量的过程是严峻和复杂的。为适应投光灯具的工作方式,角度调整装置应满足以下特殊要求:

a) 角度调整包括水平和垂直两个方向

投射灯具的角度应可以调节,无论是水平的或是垂直,或是水平和垂直都可以调节。但投光灯具的角度调整结构一定是水平和垂直都可以调节。仅水平或垂直的调节不能满足调整灯光位置的需要。灯具的水平、垂直轴的示意图见图6。灯具绕水平轴调整垂直角度,绕垂直轴调整水平角度。

图6 灯具的水平、垂直方向旋转的示意图

b) 垂直轴的位置

投光灯具的照明目标较大,距离较远,设计师根据灯具的配光特性,在水平和垂直方向上调整角度对目标进行投射,因此灯具的垂直轴应通过含出光口面几何中心的垂直截面。否则,灯具角度装置的角度变化和光束投射角度的变化不一

致,照明设计师将无法根据配光数据估计调整一定角度后的数据变化量,不能确定灯具应处于的水平和垂直角度,现场的调整也难以进行准确的操作。典型的投光灯具见图7。

图7 典型的投光灯具的示意

— 聚光灯具:商业销售货品陈列展示用的灯具,不限制旋转轴的方向和垂直轴位置;舞台灯光的要求和投光灯具相同。

商业销售货品陈列的展示用的聚光灯具的照明目标通常较近,光斑在视角范围内容易辨别,通常可以在现场靠观察光斑的位置调整灯具的投射角度,聚光灯具的角度调整形式不严格,对灯具垂直轴的位置不作要求,而且可以任意方向或仅有一个方向上的调整。舞台灯光,追求光影变幻的舞台效果,光束角度需要随故事情节和音乐节奏的改变而改变,因此,精确控制光束投射角度的要求比较高。

— 探照灯具:要求与投光灯具相同

探照灯具角度调整形式和投光灯具一样严格,可以在水平和垂直方向上进行调整,并且灯具的垂直轴应通过含出光口面几何中心的垂直截面。

— 洗墙灯具:仅绕水平轴旋转

洗墙灯具用于提高墙面表面亮度和一定亮度均匀性的照明灯具,灯具的配光设计为旋转对称型,外形为长线条形,灯具纵向排列连接,靠近墙面进行照射,垂直方向上调节投射角度,不需要水平方向的角度调整,见图8。在一组灯具照射某一块墙面时,灯具在垂直方向上的角度调整是相同的。

图8 洗墙灯具

c) 调节装置应有锁紧措施

— 投光灯具:承受风、交通和自重作用,长时间固定在瞄准角度位置。 投光照明中光束的瞄准角度一旦确定,投光灯具必须配备一个有效的系统将调节位置锁紧在位。由于投光灯具的自重作用,如果在使用过程里灯具自重使承受弯矩的角度锁紧装置失效,灯具的投射方向改变,照明效果就会变化。室外安装时,由于风、交通、鸟类栖息等因素,投光灯具承受着各种形式的振动,锁紧装置失效的风险很高,不但照明效果会改变,同时也造成安全的隐患。在进行灯具维护和每一次换光源时必须检查投光灯具的调节、定位、锁紧系统。

— 聚光灯具:商业销售货品陈列展示用的灯具,自重轻、出光口小;舞台灯具,角度多变,固定的时间很短。

聚光灯具在商店商品、展览馆作品展示的重点照明的灯具形式通常是出光口径小于15cm、体积较小、重量较轻的灯具,角度固定装置不经受较严酷的工作环境。舞台灯具追求舞台灯光效果,投射角度经常会处于不断的变换中,需固定的时间很短,因此,对角度固定装置的要求与投光灯具不同。

— 探照灯具:手持操作,固定时间短

探照灯具在灯光扫射某一范围时,运用手持操作,使角度的变换,同样没有对角度固定装置有较高要求。

— 洗墙灯具:迎风量小,不构成严酷条件

洗墙灯具和投光灯具的使用环境是相似,但由于洗墙灯具出光口面多成狭长的线条形,垂直面上的迎风量小,不构成对角度固定装置的严酷性。

2、光学结构

a) 光学结构的对称性

在投光照明的设计里,投光灯具通常被安装在被照区域的侧边进行投射,光束的投射角度与被照面成某个角度,因此,当灯具的光斑形状是圆形,投射到被照区域的光斑会变成瘦长的椭圆形状,只有灯具的光班是扁长的形状,投射到被

照区域的光斑才会形成覆盖较大面积的圆形。这种光斑扁长的灯具配光属两面对称型或是一面对称型。光斑形状为圆形的灯具配光属旋转对称型,泛光照明中使用的比较少。

聚光灯具的光学结构大多属于旋转对称型。探照灯具的光学结构只有旋转对称型。洗墙灯具的光学结构一般属于旋转对称型。

配光的两面对称是指灯具关于两个互相垂直平面具有对称的配光。

配光的一面对称型是指灯具关于一个平面具有对称的配光。

配光的旋转对称是指灯具关于所有平面具有对称的配光。

光学结构决定了配光的对称性。可以从灯具光学结构内光源、反射器和(或)棱镜的形状和光源在反射器或棱镜的位置判断灯具配光的对称类型。图9例举两面对称的灯具,图10例举一面对称的灯具,图11例举旋转对称的灯具。

9 两面对称的投光灯具

图10 一面对称的投光灯具

图11 旋转对称的投光灯具

b. 光束角

投光灯具的光束角大于10度,分窄、中、宽型。聚光灯具的光束角小于20度。探照灯具的光束角小于10度。在产品说明书内,投光灯具和聚光灯具一般会声称灯具的光束角,而探照灯具会说明探照的功能性,比如能照射多远的距离。

除了以上说明的专业用途投射灯具的特点,其它的结构形式都属于一般投射灯具。比如:1) 单向旋转的灯具,光束角较大的灯具。2)双向旋转,且垂直轴未处于含出光口面几何中心的垂直截面出,光束角较大的灯具。 三、不同投射灯具的区别

投光灯具、聚光灯具、探照灯具和洗墙灯具的区别见表1。

表1 不同投射灯具的区别

比较内容

投光灯具 floodlight 通常用投射灯具照明某个场面或物体,为了使

照明术语

它的照度水平在相邻环境的照度水平上大幅提高。(源自CIE17.4-1987) 应用1:经典建筑、商业和工业建筑、实用建筑;

应用场所

应用2:自然景观;应用3:雕塑;应用4:停车场、花园、苗圃;应用5:体育场馆

角度调节装置的调节方向 垂直旋转轴位置

通过含出光口面几何中

心的垂直截面 需要承受风、交通和自

固定角度的重要性

重的作用,长期固定在瞄准的角度位置。锁紧所需的力矩一般较大,如用工具锁紧。

光学结构对称性 光源

两面对称、一面不对称

和旋转对称 气体放电灯、卤钨灯、LED,不使用PAR 灯

应用:商业销售货品陈列的展示,不限制应用:商业销售货品陈列的展示,灯具自重很轻、出光口径小,角度固定装置不经受严酷条件。

两面对称、旋转对称

PAR 灯、卤钨灯、氙气灯金属卤化物灯、LED

旋转对称 氙气灯、金属卤化物

灯、白炽灯

应用:舞台灯光,角度变换,需固定的时间很短。

手持操作,且固定时间很短。

应用:舞台灯光,通过含出光口面几何中心的垂直截面

通过含出光口面几何中心的垂直截面

不适用

水平和垂直

水平,或垂直,或水平和垂直,或任意方向

水平和垂直

垂直

应用:商业销售货品陈列的展示、展览馆收藏品的展示

应用:舞台灯光

远距离的,以探照为目的的照明,多用于航运和野外作业。

墙面照明

相比于周围大幅提高某个物体上有限区域的照度且产生最少的漫射光。(源自CIE17.4-1987)

出光孔径大于0.2m,洗墙灯具是仅用于出射平行光束的高光强投射灯具。(源自CIE17.4-1987)

提高墙面表面亮度和亮度均匀性的照明灯具。

聚光灯具 spotlight

探照灯具searchlight

洗墙灯具 wall wash

出光口面成线条形,迎风量小,未对角度固定装置构成严酷条件。

旋转对称 双端荧光灯、LED

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比较内容

投光灯具 floodlight

聚光灯具 spotlight

商业、展馆等聚光灯具:

舞台灯具:GB7000.217-2008灯具第2-17部分:特殊要求舞台灯光、电视、电影及摄影场所(室内外)用灯具

探照灯具searchlight GB7000.201-2008灯具第2-1部分:特殊要求固定式通用灯具或GB7000.204-2008灯具第2-2部分:特殊要求可移式通用灯具

洗墙灯具 wall wash

GB7000.201-2008灯具第2-1部分:特殊要求固定式通用灯具

对应安全国家标准

GB7000.7-2005投光灯具安全要求

GB7000.201-2008灯具第2-1部分:特殊要求固定式通用灯具

四、总结

由投光照明与其他投射照明的应用特点和投光灯具与其他投射灯具的结构特点可知,投光灯具与工厂灯具等固定式通用灯具的区别也是明显的。GB 7000系列灯具安全标准适用性的顺序是:首先应依据细分产品的标准加以考核;在没有细分产品的标准的前提下,再依据通用产品的标准加以考核。投光灯具应该依据GB 7000.7《投光灯具安全要求》考核,而不是依据GB 7000.201-2008《灯具 第2-1部分:特殊要求 固定式通用灯具》加以考核。希望本文对正确地使用产品标准有所帮助。 五、参考文献

[1] CIE 17.4-1987照明术语. [2] CIE 94-1993投光照明指南. [3] GB 7000.7-2005投光灯具安全要求.

[4] GB 7000.217-2008 灯具 第2-17部分:特殊要求 舞台灯光、电视、电影及摄 影场所(室内外)用灯具.

[5] GB 7000.201-2008灯具 第2-1部分:特殊要求 固定式通用灯具. [6] GB 7000.204-2008灯具 第2-2部分:特殊要求 可移式通用灯具.

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