照明设计照明技术的未来与发展趋势
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社会生产力的高速发展,材料、技术在不断的革新,照明设计的研究焦点也在不断的变迁,个人认为,照明设计的需求已经从对产品的需求升华进阶为对照明系统解决方案的需求,从最初区域对灯具的要求转变为环境对整个照明系统的需求。在如今这个规则与个性并存的时代,照明设计与照明产品供应商以及建筑设计多方应共同协作,对项目进行多角度分析,实现项目的特定照明方式,表达出建筑,空间应有的内涵。
1、照明设计目前的需求
1.1 系统化,现代建筑的发展进入了一个高水平,大跨越的跃进时代,这样高速发展的高潮下,建筑电气设计同时也有了更高的标准,而照明设计是其重要组成部分,它保证了建筑的舒适性、安全性、环保性,美观度等综合要求。
在照明设计领域,我们把创意和主题进行实施时,需要大量的技术保障,这其中包含着产品材料、组织施工、电气控制、环保节能等。照明设计在表达项目的内涵时,这些环节往往会相互冲突,互相受制,因此一个能从制造时便能把控施工,控制的系统便为至关重要,从厂商到客户形成点对点的设计,以客户需求为导向,通过对照明装置结构、外观、安装、电气控制、配光等的设计与开发,这将是未来照明设计的重中之重。埃素灯光设计。
1.2 差异化,照明行业涉及了诸多专业领域,不同环境下对照明的需求也变得比较苛刻,常规的灯具在特殊的环境下会心有余而力不足,所以需要针对具体环境设计照明系统,例如:在钢铁加工厂中,常规的照明设备在高温、粉尘和水雾环境下使用寿命极大程度缩减。
因此,在未来,照明设备会朝着更为专业的领域前进,有针对性的某个特殊环境的进行开发,朝着种类更丰富,性能更稳定的方向发展。
1.3 环保化,人类文明兴起之初便一直追寻着光,从人类学会钻木取火,照明经历了从火,油到电的发展历程,在满足了基本生活需求后,人类的照明史就一直离不开对能源的消耗,“节能”一词也在一次又一次的照明革命上占领越来越多分量。至第六代照明设备LED灯具的诞生,“绿色建筑,节能环保”正式向照明领域进行巨大冲击。如何能用最小的能耗,产生最大的照明效果是所有照明行业不得不面对的巨大挑战。
2008年12月底,国家发改委启动《中国逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯行动计划》编制工作。2013年4月,住房城乡建设部制订的《“十二五”绿色建筑和绿色生态城区发展规划》提出了“十二五”时期推进绿色建筑和绿色生态城区发展的指导思想、发展战略、实施路径以及重点任务。目前,灯具研发和照明设计已经向使用寿命长,节能的方向进发,而基于无线技术或有线控制技术的科技发展下诞生的智能控制更能进一步优化能耗。如今,AI人工智能已经介入智能家居,照明行业也随之受到影响,在未来,一个更为智能,无需人为控制的环保照明将会成为市场主流趋势。
2、照明装置的发展趋势
2.1 照明装置的节能,2011年,国家发改委下发淘汰普通照明白炽灯的文件,淘汰步骤分为5个步骤,第5阶段已从2016年10月1日起禁止进口和销售15瓦及以上普通照明白炽灯。如今已经第五年,除去部分豁免产品,白炽灯已经从日常生活中消失,取而代之的是LED半导体照明方式,比较与传统白炽灯,在相同的亮度下,LED照明的能耗是白炽灯的十分之一,这是巨大的节能胜利。而科技不会停止脚步,在现时代的科技水平下,除了利用智能控制达成节能环保,降低能耗外,一些发光材料或新的发光技术也加入照明环保的赛道中,如,与LED仅有一字之差的OLED在近期也被重新加入照明行业的主流中。OLED即是有机发光半导体,在制造上,目前产业化的OLED主要以小分子有机材料为主,使用价格低廉的玻璃作为基板,通过真空热蒸镀成膜工艺,比较与LED的制程工艺要更为简单,成本也较为低廉,但受限于产业规模和材料利用率等诸多因素,有机材料仍比无机材料价格高,不过相信在不久的将来,随着产业规模的扩大,OLED将取代LED成为主流光源,从生产环节对LED光源进行环保的弯道超车。
另外,由于OLED产品结构的特殊性,OLED本身几乎就是一个灯具,无需搭配灯罩,其本身就是先天的面光源技术;并且OLED具有较广的发光面积,从散热的角度出发,OLED比LED更适合成为照明光源,无需搭配散热系统,造型也不再受限,可以有很多不同的应用空间;更为重要的是,OLED有无可代替的可透明特性,有着颠覆性的应用方式,如将OLED制造在外幕墙的玻璃上,在外界光线充足时,利用外部光线照明,而外面光线昏暗时,可作为灯具补光。搭配于智能物联技术,可以实现令人无法想象的节能目标。
照明装置不仅是电力照明系统,早在十几年前就已经在使用的导光管采光系统,现如今已经在全球范围内开始大量使用,多用于公共建筑上,公共建筑的照明有着使用时间长,亮化面积广等特点,因此,使用不需要电的导光管采光系统能大幅度的降低建筑能耗,搭配光伏储能解决夜间照明问题,这同样是给未来公建项目上关于绿色建筑,环保节能的一份满分答卷。
除了照明系统转变外,一个新型的科学技术也不容小觑,2021年4月的一个知名期刊《自然》上,中国科大的一个研究团队发表了一篇期刊,该期刊表明,该团队成功将一束600米的光存储在一个5毫米的晶体中一个小时后放射出来。该研究如今只是初步成功,且运用在通信领域。不过当该研究获得重大突破后,未来很有可能改变当前照明领域的格局。不妨设想,如将来的某一天,我们能将大量的光存储于某一介质中,需要用时再将其释放,这和如今灯具有着异曲同工之妙。如这一技术完全成熟且成本得到控制,实现从“制造光”变为“搬运光”,这将完全颠覆照明领域的格局。
2.2 外观设计与创新,灯具设计风格的发展是从整个工业设计体系中衍生出来的,目前来说,整个工业设计史已经经历了200多年的历程,从19世纪末的启蒙期,再到由包豪斯时代的成型期,由包豪斯理论为基础发展来的现代主义风在过去几十年中占据了工业设计的半壁江山,现新时代的来临,工业设计也进入了多元化时代,多种设计风格涌入市场,灯具设计也要跟随时代发展,打破现代主义对市场的统治,跟随时代浪潮,在多种设计风格中大放光彩。
目前,设计出紧凑,方便,美观的灯具已成为灯具设计的主要目标,从材料、结构、光效、成本的完美结合是客户的期望,但多元化时代的到来,灯具设计的目标不能仅是满足功能性,照明不能还停留在传统的照亮空间和美化载体。对于美的的态度不能保留在“辅助”的位置上,要跳脱出照明设备的身份,融入空间,结合建筑,参与进项目的美,与项目互动,要保留下记忆。
灯具的外观设计要积极寻求新的艺术表现形式,注重灯具的艺术感,在不影响其功能性下,追求照明以外的艺术可能性。国外某品牌举例,灯体以铝管为主材,经过设计的组合排列,完成灯具由实至虚的转化,光与影完美交融,给人带来极大的视觉冲击力;还有与之不同的新式工矿灯,取材于老旧矿工灯结构设计,一改过时的外观,赋予色彩以及现代工艺的打磨,成功踏上高端典雅的殿堂。
灯具设计不仅仅是受设计风格的影响,与其最新技术也大有关联,首先是外观设计,项目已不在满足于灯具的照明功能,要灯具外观与项目完美结合,随之而来的问题是固有化的灯具与个性化的项目不相匹配。近些年来,3D打印技术的成熟度是有目共睹的,已经有3D打印房屋的案例成功实施,在这里不禁想问,能否将3D打印技术应用至灯具外观生产上,通过对核心部件结构的模块化,根据项目随心打印灯具外壳,使其灯具生产不受定制产线的高额成本。
上文中提到的OLED光源也会对灯具设计产生影响,由于OLED的特性,拓展了灯具的应用方式,因为OLED光源在照明上具有轻、薄、柔等特点,更重要的是OLED无需搭配体积庞大的散热系统,所以在外观上使用了OLED光源的灯具与传统灯具可以大不相同,这与传统LED照明有着无法比拟的优势,并且由于其薄平面和柔软的特性,可以考虑往高阶消费领域发展。目前的OLED产品只输出一半的光,在提高光效方面还有巨大的潜力,在全球能源资源相当有限的情况下,OLED灯具的开发设计很有可能引发一场划时代的照明革命,可望在继白炽灯和传统LED灯之后,进入千家万户的新一代光源。
2.3 健康化,健康化的发展不容置疑的,照明领域也不例外。所谓健康照明,就是通过照明,改善并提高人的工作效率,促进生理和心理健康。众所周知,太阳光谱是最健康的光谱,人类在经过上千的进化已经完美适应太阳光。而健康照明的本质就是指用于照明的人造光源要尽可能的接近太阳可见光谱,即仿自然光照明。而照明必须满足场所的功能性,又要求灯光的舒适度,在色温、亮度、光影的营造上满足人们的心理需求。在高显色指数的基础上,减弱R12的相对能量,防止蓝光危害,增加R9的相对能量,以促进人的心理健康。更不可忽视的是眩光,眩光是造成眼疲劳的主要原因之一,眩光还会导致人的视力下降,影响注意力的集中。另外,眩光如同噪音一样,是一种环境污染,所以对眩光的控制与研究对健康化发展有着十分重要的意义。埃素灯光设计将光、影戏剧化、个性化、情感化、责任化;传递光与人、光与环境、光与自然的和谐统一;研究色彩、材质、结构形态、光的属性、照明器具、智能交互、可持续系统。
2.4 智能化,随着现代通信技术,计算机网络技术以及现场总线控制技术的飞速发展,数字化,网络化和信息化正日益融入人们的生活中,而智能化建筑已经被提上日程,智能照明系统是其中相当重要的一环。人们物质水平逐渐提高,对生活的要求也在不断拔高,传统照明的灯具开关已经无法满足日常的生活需求,如半夜起来上洗手间,传统的夜间照明方式会使灯具全亮,光线的强烈变化会使人眼受到刺激而感觉不舒服。智能照明系统能针对性配合不同时间段,不同场景变化灯具的光色、亮度、暗灭等,以营造出不同的氛围和效果。
目前智能照明系统还处于刚起步的阶段,智能控制系统层出不穷,控制方式繁琐,安装成本高昂且效果并未达到预期,还处于“轻智能”阶段。目前的智能照明只是将传统的开关按键变为语音控制,手机控制等。本质上,现在智能照明还是属于人为操控,没有达到真正的智能。
在未来,AI人工智能会给照明领域带来意想不到的可能性,人工智能可以通过大数据分析,精细化的调节各个场景去服务消费者,而不是现在的开关预设。
照明领域经过一步步的发展至今,未来的发展方向需要跟随全球经济发展的脚步,需要与国家政策与大环境相协调。2019年,中央“不忘初心,牢记使命”主题教育领导组对景观亮化工程作出了规定,对一些过度的亮化工程,超资源的面子工程给予了批评。各地方相继发布有关于照明的指导文件,诸多项目深受影响。笔者认为,未来照明领域不同于现在表达建筑的外在特征,而是需要整个照明系统对环境的本质表达出来。这让人们感受文化、增强认同感。注重建筑、空间、环境等更深层次的文化,以感受到设计对人们内心的触动。
在科技水平与经济发展不断提高的未来,照明行业的关键词应该在于“融合”和“创新”,产业、文化、艺术的不断融合;形式、内容、技术的不断创新。身为照明大家庭的一份子,我们应不断努力,勇于挑战,抓住契机,迎接未来。
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