现代灯具产品开发基础和设计探讨.docVIP

摘要：介绍灯源灯具的基本属性，分析现代灯具产品的固有属性以及应用特点，根据人机工程学、产品语义学以及视觉性文化性等因素，结合工程项目的开发实践，探讨灯具新产品开发设计的方法及原则。?关键词：基础；灯具产品；开发；设计?引言?灯具的历史古老悠久，最早可以追溯到原始人学会使用火。从火堆开始，到后来发明的油灯、煤气灯、电灯这样一个灯的发展历程，可以说灯具是人类文明进步的见证者。如今，新型光源和新型材料的发明又使灯具的设计生产进入了一个崭新的时代。以LED为主体的点光源器件不断微型化趋于纳米级尺度的技术，创造了灯具新产品开发设计的新机遇平台。本文从灯具的基础属性以及应用属性两个方面着眼，归纳和分析灯具产品设计中所涉及的光源、材料、操作方式、象征含义等设计基础要素，并结合人机工程学和产品语义学的原理，探讨新型灯具产品开发和设计的方法。?1 灯源灯具的基础属性?1.1 灯具的概念?所谓灯具，是指承载了一个或多个光源，并能够转换某种能源，使这些光源发出光线（亮）的器具。一般来说，灯具都需要具备一些其他构件来支撑、固定和保护光源，以及容纳或者连通光源工作所必需的导线。?1.2 灯具的光源特性?（1）色温?色温（Color Temperature）： 是指光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。色温是衡量光源光色的指标，色温偏低表示光色偏暖（红色），偏高则表示光色偏冷（蓝色）。颜色实际上是视觉心理和物理上的综合结果，所有颜色感知的产生，是由于时断时续的光谱在眼睛上的反应，所以色温也可以称为对颜色的视觉印象[1]。?（2）显色性?显色性（Color Rendering）：是光源对物体颜色呈现的逼真程度。光源的显色性越好，在光源下的物体所显示出的颜色就越接近日光下物体所显示的颜色。相反的，光源的显色性越差，在光源下物体显示出的颜色就与实际颜色偏差越大。因此，显色性的高低从一定程度上决定了光源的质量。?（3）光效?光效（Luminous Efficacy）：是指光源发出的总光通量与光源消耗的电功率的比值。光效高的灯具，在产生同等亮度的情况下，所消耗的电能要比光效低的灯具少，在消耗同等电能的情况下，所产生的光源亮度要比光效低的灯具高。通常，若加大电流强度，虽然光通量会增加，但是电功率由于发热效果而大量损失，灯具的光效会下降。因此，光通量是衡量一种光源是否节能环保的一项重要指标。?（4）寿命?寿命（Life）：顾名思义，就是能持续发出稳定光源的最长时间。灯具的寿命长就意味着用户不需要经常去更换，而且能节约生产一个新灯具所需要耗费的资源，普通的家用荧光灯的寿命也已经达到了10000小时左右，技术含量更高的灯具甚至可以达到80000小时，而led灯具的寿命一般在5万-10万小时之间[2]。?1.3 灯光能源型?（1）油（植物油、动物油、石油）?人类历史上最早具备承载光源和燃料能力的灯具是油灯，且持续时间漫长。在中国，油灯的使用最早可以追溯到黄帝时期。据考证[3]，最古老的油灯燃料是豆脂。中国古籍亦有相关记载：灯源于豆，瓦豆谓之登。这种油灯的制作相当简易，将豆脂倒在瓦质容器中，放一根灯芯，点燃灯芯就能照明。后来，油灯的燃料经过了多次更替，从豆油改为动物油（羊油，猪油等），又从动物油回到植物油（玉米油，花生油等）。最后，在18、19世纪石油提炼的发展中，被煤油取代。?（2）蜡烛（蜂蜡、石蜡）?据记载，早在战国时期，就有用蜂蜡做成了最早的蜡烛[4]。由于生产能力和科学技术的不发达，古时蜡烛受热就会变形，外形也不是很规则。到了18世纪，由于石油工业的发展，人们从石油中提炼出了用石蜡来制作蜡烛，其受热不易变形，而且适合用机器大量生产，因而很快取代了蜂蜡，携带方便。蜡烛灯今天仍在一些场合中使用，不过其照明的基本功能作用已消失，而多为象征情感表述的意义。?（3）煤气?煤气是以煤为原料制取的气体燃料或气体原料，煤气具有可燃值高，燃烧发光明亮，不冒烟，因此是灯具的上佳燃料。?（4）电?19世纪末，爱迪生发明了电灯，这一事件标志着灯具使用的能源从燃料转变为电能。电能要比上述的任何一种燃料都要安全和洁净，通过电线传导的方式能够便捷地输送到千家万户。且通过不同技术手段，使电触发气体分子电离，而产生了五彩缤纷的灯光，使得灯具拥有了装饰作用。可以说，电是现代灯具产生和发展的先决条件，电灯是人类文明发展的一大里程碑。?1.4 发光原理?（1）燃烧发光?即燃烧如木材、动植物油、煤气或者其他可燃固体、液体、气体来产生光源。燃烧发光是较为原始的发光方法，不稳定、能量转换率低而且会产生烟雾污染环境。?（2）电光源发光?即使用电能，通过电阻、电弧、