绿色建筑光环境及其保障技术

1、1绿色建筑光环境及其保障技术 绿色建筑相关的建筑技术绿色建筑相关的建筑技术 3主要内容o 光的性质和度量光的性质和度量o 视觉与光环境视觉与光环境o 天然采光天然采光o 人工照明人工照明天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University4一、光的性质和度量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 光通量：（luminous flux）指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能

2、量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。白炽灯日光灯100W40W1250 lm2500 lm12.5 lm/W62.5 lm/W光电转换差距大5一、光的性质和度量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl发光强度：luminous intensity .描述点光源发光强弱的一个基本度量。以点光源在指定方向上的立体角元内所发出的光通量来度量。国际单位是candela（坎德拉）简写cd。坎德拉(1cd=1lm/sr

3、)7一、光的性质和度量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒克斯(Lux,lx) ，即 lm/m2 。 1 勒克斯等于 1 流明(lumen,lm)的光通量均匀分布于 1m2 面积上的光照度。照度是以垂直面所接受的光通量为标准，若倾斜照射则照度下降。常用于了解工作面或工作室所具有的光强度（光环境）。F=dEdA8一、光的性质和度量天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building En

4、ergy Efficiency Center, Tianjin Universityl亮度：指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度。称为该发光体的表面亮度。即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米（cd/m2） l亮度是人对光的强度的感受。它是一个主观的量。与亮度不同的，由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个量在一般的日常用语中往往被混淆。v物理意义：是引起视感的物理量。取决于进入眼睛的光通量在视网膜物象上的密度/物象照度.光亮度是将某一正在发射光线的表面的明亮程度定量表示出来的量,在光度单位中,它是唯一能引起眼睛视感觉的量.物

5、体表面在各个方向的物理亮度不一定相同。光源光源受照面光源、受照面,( )lllF =FmeKVddIdF=W=dEdAcosdILdAqqq=lm1cd=lm/sr1lx=lm/m21nt = lm/(srm2) =cd/m2与视感密切的相关参数评价光环境的主要参数评估光源发光能力参数反映灯具空间发光能力1sb = 104nt1asb =1/ cd/m2亮度(cd/m2)10二、视觉与光环境天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 颜色对视觉的影响及颜色产生的心理效果l 视觉功效舒适的光

6、环境要素111、颜色对视觉的影响及颜色产生的心理效果天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 颜色量不是一个单纯的物理量，包括心理量。涉及物理光学、生理学以及心理物理学1、表现色，直接看到的光源的颜色2、物体色，光投射到物体上，物体对光源的光谱辐射有选择的反射或投射对人体所产生的颜色感觉称为物体色。l 颜色是正常人一生中一种重要的感受（红色的热水和蓝色的热水）l 明度（是眼睛对光源和物体表面的明暗程度的感觉，主要是由光线强弱决定的一种视觉经验）对轻重感的影响比色相大，l 歌德把颜色分为积

7、极色和消极色心理感受左趋势 积极色中性色 消极色右趋势白 黄 橙绿、红灰 灰 青紫黑 橙 红黄灰 绿 青紫白胀缩感膨胀 红 橙 灰 绿 青紫 收缩距离感近 黄 橙 绿 青紫 远重量感轻盈白 黄 橙 灰 绿 青紫黑 沉重白 红 橙红 黄红绿紫 灰 绿 青绿 青紫 黑积极色：暖色调高亮度； 消极色：冷色调低照度。主观温差效果可达34高明度者大而轻，低明度小而重色适应是人们工作、学习、生活中对照明光色度感觉的偏爱13 清晨时，照明系统提供高色温（是表示光源光色的尺度）和高照度的照明，清新的冷色光使人精神十足；午餐时，降低的照度和暖色光有助于人们放松；午饭后，人们通常会感到困倦，这时照度又升高，且改为

8、冷白色，以避免午饭后打盹；在下班前，转变为稍冷的白光，以使人们在回家的路上保持警觉。1、颜色对视觉的影响及颜色产生的心理效果142、视觉功效舒适的光环境要素天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 视觉功效：人借助视觉器官完成一定视觉作业的能力。通常用完成作业的速度和精度来评定视觉功效。除了人的因素外，在客观上，它既取决于作业对象的大小、形状、位置、作业细节与背景的亮度对比等作业本身固有的特性，也与照明密切相关。在一定范围内，随着照明的改善，视觉功效会有显著的提高。研究视觉功效与照明之间

9、的定量关系可为制定照明标准提供视觉方面的依据。153、舒适光环境要素与评价标准天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University（1 1）适当的照度或亮度水平）适当的照度或亮度水平。物体的亮度取决于照度，照度过大，会使物体过亮，易引起视觉疲劳和灵敏度降低。 （2 2）合理的照度分布。）合理的照度分布。空间内照度最大值、最小值和平均值相差不超过1/6是可以接受的。（3 3）舒适的亮度分布。）舒适的亮度分布。防止产生眩光、加重眼睛瞬时适应的负担，提高人的工作效率。（4 4）宜人的光色）宜人的光色（5 5

10、）避免眩光干扰。）避免眩光干扰。当视野内出现高亮度或过大亮度对比时，会引起视觉上的不舒适、厌烦或视觉疲劳，这种高亮度或亮度对比称为眩光。（6 6）光的方向性。）光的方向性。方向性不能太强，否则会出现生硬的阴影；也不能过分漫射，以致被照射体没有立体感，平淡无奇。 16三、天然采光天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 最好的照明实际上是来自天然光线，而人工照明一般都是静态的，与天然采光相比，缺少了活力。l 人工光源需要耗费大量常规能源，自然采光是对自然资源的利用l 自然采光房间可以满足室

11、内人员和室内外视觉沟通的心理需求，提供工作效率；l 无窗的房间无法满足人对日光和外界环境接触的需求。建筑光环境采光设计评价因素：建筑光环境采光设计评价因素：1 1、是否节能、是否节能2 2、是否改善了建筑内部环境质量、是否改善了建筑内部环境质量171、天然光与人工光的视觉效果天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 人眼习惯于在天然光下视看物体；l 人眼在天然光下比在人工光下有更高的灵敏度，尤其在低照度下或视看小物体时，这种视觉区别更加显著；l 在相同照度条件下，天然光的视觉工作能力高于

12、人工光，天然光的视觉效果优于人工光。l 天然光的光质好，形成的照明质量高。182、光气候分区天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University注：按年平均总照度（klx） 、Eq28 、26Eq28 、24Eq26 、22Eq24 、Eq85lm/w）、长寿命（40000小时）、光谱连续、光色好（色温6000-7000K，显色指数Ra75）、无汞污染、良好的流明维持率、瞬时启动、低紫外和红外输出、发光体小等优点微波硫灯的功率比较大，都在千瓦以上，主要适用于大范围室外照明561、选用绿色照明产品天津大

13、学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University（6）光纤照明系统 光纤本身的导体主要是由玻璃材料（SiO2）所抽丝而制成，它的传输是利用光经由高折射率的介质，以高于临界角的角度进入低折射率介质会产生全反射的原理，让光在这个介质里能够维持光波形的特性来进行传输。 其中高折射率的核心部分，就是光传输的主要通道。571、选用绿色照明产品天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University（7）发光二极管LED LE

14、D(Light Emitting Diode) 就是发光二极管，属于一种固态的半导体器件。它由两个半导体(P型和N型半导体)和中间一个有源层组成。当它两端加上正负电压时。电子开始移动并和空穴(带正电的离子)结合产生辐射光，即直接把电转化为光。1、环保灯具，保护地球。LED日光灯不使用水银，也不含铅。2、高效转换，减少发热。LED灯具把90%电能全都转换为光能3、清静舒适，没有噪音。LED灯具不会产生噪音4、光线柔和，保护眼睛。LED灯具是把交流电直接转换为直流电，不会产生闪烁现象，保护眼睛。581、选用绿色照明产品天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Effi

15、ciency Center, Tianjin University（7）发光二极管LED 5、无紫外线，没有蚊虫。LED灯具不会产生紫外线，因此不会象传统的灯具那样，有很多蚊虫围绕在灯源旁。室内会变得更加干净卫生整洁。 6、电压可调110V270V。传统的日光灯是通过整流器释放的高电压来点亮的，当电压降低时则无法点亮。而LED灯具在一定范围的电压之内都能点亮，还能调整光亮度。7、节省能源,寿命更长。LED日光灯的耗电量是传统日光灯的三分之一以下，寿命也是传统日光灯的10倍8、坚固牢靠,长久使用。LED灯体本身使用的是环氧树脂而并非传统的玻璃，更坚固牢靠59常用光源性能比较天津大学建筑节能中心天

16、津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University 光源类型光源类型光效（光效（lm/wlm/w）显色指数（显色指数（RaRa）平均寿命（平均寿命（h h） 绿色节能评价绿色节能评价普通白炽灯151001000较差玻璃射灯12-1581-832000-6000较差石英卤素灯251002000-3000较差普通荧光灯70708000一般紧凑型荧光灯85858000-12000较好金属卤化物灯75-9565-926000-20000较好无极感应灯708580000好LED80-20080100000好602、选用高效率灯具原

17、则和要求天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University（1）注重灯具效率 在防眩光要求下，优先选用开启式直接照明灯具，尽量少用带漫射透光罩的包含式灯具和装有格栅的灯具样式，室内灯具效率要大于70%（2）选用光利用系数高的灯具灯具发出光越多照射在工作面上，利用率越高，节约灯具数量。利用系数取决于灯具效率、配光形状、房间颜色装修和反射比、房间形体特点。（3）选用高光通量维持率的灯具灯具反射面收到环境污染，反射逐渐降低而导致反射光通量下降，灯具效率降低。加光触媒或活性炭612、选用高效率灯具原则和要求

18、天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin University（4）灯具布置原则 灯具均匀布置，使室内获得匀质的照明效果灯具与建筑围护结构的距离。采用均匀漫射配光的灯具，灯具与顶棚的距离和顶棚与工作面的距离之比宜在0.2-0.5之间灯具的距高比。灯具间距与灯具与工作面距离的比影响照明质量和灯具数量（5）采用节能型镇流器气体放电灯，普通电感镇流器、节能型电感镇流器和电子镇流器623、智能化的照明控制系统天津大学建筑节能中心天津大学建筑节能中心Building Energy Efficiency Center, Tianjin Universityl 照明系统：照明控制、光源、灯具、线路。照明控制系统决定了照明系统运行的调节程度和功能。 l 照明控制系统：（1）控制。时钟控制、光控、声控、红外控制、电脑智能化控制（2）调节。通过调节照明的电压、光源功率、频率，以调节灯具的光通量（3）稳定。稳定灯具的输入电压达到光线的稳定（4）监测。测量各种参数