环境建筑学第章建筑光环境wowowo

第六章

建筑光环境清华大学建筑学院建筑技术科学系2001年1光环境控制的意义减少视觉疲劳，保证视觉健康和身心健康提高劳动生产率降低能耗人工照明能耗空调能耗290年代末上海市公共建筑的一次能源消耗比例3光的性质和度量光的特征电磁波的一部分，光子的波动运动可见光和良好视觉的共同作用

在带有多种光谱成分的光源中，如果某一部分占比例较大，就呈现出那个波长对应的颜色。较短的波长为主较长波长为主4光通量物理意义：说明光源发光能力的基本量，能量单位。

定义：辐射体单位时间内以电磁辐射的形式向外辐射的能量称辐射功率或辐射通量(W)。光源的辐射通量中被人眼感觉为光的能量(波长380－780nm)称为光通量。单位:流明(lumen，lm)。人眼在观看同样功率的辐射时,在不同波长时感觉到的亮度是不同的，人眼的这种特性用相对光谱光效率V()来表示。5不同波长的相对光谱光效率明视觉：V()max对应波长555nm(黄绿光)，光效是680lm/W。暗视觉：V()max507nm(蓝绿光)6发光强度I发光强度：表示光源光通量的空间密度定义：光源在某一方向的发光强度定义为光源在这方向上单位立体角内发出的光通量(和距离无关)。单位：坎德拉(candela,cd)ds7光通量相同，发光强度却不同8定义：落在单位面积被照面上的光通量的数值。表示被照面被照射的程度。表达式：单位：勒克斯(lux,lx)，相当于1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上性质：可叠加性。几个光源同时照射被照面时，实际照度为单个光源分别存在时形成照度的代数和。照度E9光源的发光强度与被照面的照度关系已知点光源发光强度以及与被照面的距离，即可求得垂直于二者连线的被照面的照度：En＝I/r2再通过三角转换即可求得实际被照面的照度：E=Ensin=(I/r2)

sin线光源是点光源的积分叠加，面光源是线光源的积分叠加。原理相同。IEr10照度11国际照明委员会CIE对不同作业和活动推荐的照度作业或活动类型照度范围(lx)室外入口区域20~30~50短暂停留交通区50~75~100衣帽间、门厅100~150~200讲堂、粗加工200~300~500办公室、控制室300~500~750缝纫、绘图、检验室 500~750~1000辨色、精密加工和装配750~1000~1500手工雕刻、精细检验 1000~1500~2000手术室、微电子装配 >200012亮度L定义：正在发光(或反光)表面的明亮程度。亮度是与眼睛感觉有关的量，取决于进入眼睛的光通量在视网膜物象上的密度。物理亮度：发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度，尼特(nit,nt)、熙提(stilb,sb)1nt=1cd/m2，1sb=1cd/cm2=104nt主观亮度：考虑背景亮度的作用视网膜只可承受16sb以下的亮度！13亮度和照度有何区别？照了不一定亮！照度相同吸光材料，亮度低反光材料，亮度高14亮度表达式当量面积dScosdI15光源的亮度与被照面的照度关系

E＝Lsin＝Acos/r2LEr光源面积A16光的传播特性光遇到介质会发生反射、透射和吸收。反射、透射光使人眼可以看见。c

=++c17定向反射与透射材料：入射角＝反射角，透射方向与入射方向一致镜面玻璃平板玻璃均匀扩散反射、透射材料粉刷涂料乳白玻璃反光和透光材料18定向扩散反射与透射材料：与入射角相同的反射角方向上、与入射方向一致透射方向上有最大亮度，其它方向也有一定亮度光滑的纸油漆表面磨砂玻璃反光和透光材料19光问题与热问题的比较共同点

热问题：相同条件下，投入能量越多，温度就越高光问题：相同条件下，可见光区投入能量越多，亮度就越高不同点热量守恒：热源停止供热，已有的热量也不会消失；热被材料吸收了仍然存在。亮度不守恒：光源停止发光，光就没了；光被材料吸收了就不存在了，变成了热。20视觉与光擦环境良好的且光环境翻是保证贴视觉功殿能舒适致有效的驻基础什么是良急好光环境启？人们可以均不必通过塞意识的作语用强行将搜注意力集周中到所要冰看的地方梢，就能不赖费力气而冶清楚地看牲到所有搜确索的信息获得的匠信息与喇实际情库况相符据合背景中也怒没有视觉疲“噪声”裂干扰注蹦意力21眼睛的夫生理特锯点视网膜的浙两种感光含细胞亮度高于期3nt蹄(cd/苦m2)时主要迫由锥状坦细胞发帜挥作用在亮度低绘于0.0倍1nt少时主要由岩杆状细胞建发挥作用弃，但不能唱分辨颜色绝对光阈狸：背景亮谷度为0锄时可识杏别的临界什亮度目标越糠小要求突越高呈现时积间越短勿要求越谈高22视野和三视场水平方向单眼视野180双眼视野180斜线区为果单眼视野钥范围，白色区绢为双眼填视野范程围。单眼向上工60，向下咏70。23视觉特劝征描述亮度对比坑度亮度对比聚度对人眼看丘物体的趴清晰程堤度的影响24视觉特摄征描述视角视觉敏友锐度：怜刚刚能光分辨的院视角的芳倒数25视觉特黎征描述视觉适应26颜色彩度RYGBP明度YGRPBRPYRGYBGPB度量：孟原赛尔表色痒系相邻色屯调间逐缝步过渡相同黄色薯Y也有肆偏红黄Y赔R和偏绿迹黄GY茎之分每种色吃调分为肃10个列等级，努主色调咳和中间植色调的券等级均渠为5退。1漠0Y念表示黄纤与黄绿双的中间撞色，即膜淡黄绿尾色。27孟赛尔手表色系哲(镜像冲)28颜色产生塌的心理效诞果情绪感功觉积极色锅：暖色甘调＋高航亮度消极色永：冷色翅调＋低瞎照度温度感觉拥：红热蓝励冷，主观芬温差效果撕可达3~比4℃大小轻重姿感觉：明据度影响。晴高明度者卷大而轻，啄低明度小震而重29颜色产醉生的错豆觉33303730视觉功效人借助于坟视觉器官单完成视觉吉作业的效控能称视觉施功效。一灰般用完成厘作业的速三度和精度康来定量评贼价视觉功施效。主要与视照角、照度买、亮度对养比系数和婚识别时间及有关。研究方法漫：实验研烛究识别几童率：正禽确识别拳的次数削与识别课总次数抱的比率31视觉功椒效曲线条件：识巩别几率95％32舒适光近环境评禁价适当的照幅度或亮度揪水平合理的照摊度分布舒适的冠亮度分至布：适赖合的亮恋度对比斤很重要宜人的址光色：冠影响对壁物体颜圈色的判刮别和人雁的心理盘感觉无眩光捷干扰光的方富向性：篮使被视绘物体有姓立体感33适当的照歇度或亮度局水平亮度到一柜定程度后俩，反而会葡超过眼睛爹的适应范吵围。当物旬体亮度超娃过一定值龙时人眼会达感到刺眼屠，不能工臣作。对于人眼渡视力而言岁，存在着技最佳亮度监。34合理的垫照度分杨布照度分乖布应该余满足一肌定的均培匀性。馋视场中精各点照旗度相差槐悬殊时镰，瞳孔罗就经常笛改变大修小以适护应环境塔，引起夜视觉疲无劳。一般认为惩空间内的荒照度最大输值、最小疤值与平均矮值的相差奖不超过1绍/6是可伏以接受的愚。照度均匀摆度＝工作面最茂低照度/针工作面最写高照度人工照明调，照度均浴匀度需大晌于1/3谈；自然采也光，照度沸均匀度需贷大于1/注10。35有突出寨亮的面36有突出暗伸的面37亮度分魄布适宜38眩光当视野内风出现高亮超度的光时冶,使眼折睛不能完里全发挥机释能，这种贫现象成为居眩光。壤在眩光下摔，瞳孔会洲缩小，以筐提高视野嫌的适应亮蔽度，也就沈降低了眼毕睛的视觉熔敏感度。视力降低涝眩光：如评白天眼睛喇正视太阳拘，太阳光咬直射工作忘面、夜间榨眼睛正视侍迎面而来美的汽车灯抵光。不舒适推眩光：般一个很脑大的高失亮度光怪源在接倡近视线岸的高度应上，虽吹不会降悦低视力板，但会判引起视乓觉上的梁不舒适桶。如看养阳光下胶的积雪需等。39眩光产生习的原因不恰当档的自然桌采光口热，不合幸理的光至亮度，湖不恰当炼的强光嫌方向，于都会在澡室内造白成眩光牲现象。可能产生希眩光的地域方玻璃办公除桌面局部照明颗的展板不恰当务的工作膊面照明黄种人肢眼睛的挖黑色素肢较白种裳人的多调，对眩艇光的忍伸受力比煮白种人心强。白屠种人比磁黄种人趴的耐暗膛程度强诉。4041光污染玻璃幕锦墙的反虎射眩光认不仅会睁影响司丢机视力注，而且泳还会干捐扰附件凑建筑的船室内光般环境。42人工照椒明特点不受光墙气候影向响不受建江筑设计艰影响控制方神便需要消耗株大量电能增加夏挺天空调衔负荷43人工光源种类热辐射序光源：叫白炽灯厘、卤钨酿灯气体放自电光源烧：荧光留灯、节绑能灯、惯高压汞匪灯、金阅属卤化热物灯、浮高/低毕压钠灯光谱特蛮点非连续多峰值44白炽灯光效低色偏红灯丝高温租(230拿0K以芽上)，夹高亮度，光有眩光寿命短无频闪现盛象调光性好耐频繁开公关45白炽灯废的光谱袖特性46卤钨灯光效和寿墨命均高于凤白炽灯，稠灯丝温度岭很高47荧光灯光效较高删，寿命长剑，显色性砍好，表面经温度低所谓节能匆灯就是紧蹄凑型荧光描灯，33鸡~58抚lm/W48荧光高雨压汞灯光效高寿命长显色性差49气体放他电光源轿光谱低压钠岩灯的主幅要波长粘为58弹9nm五的黄光授，最接惧近55昂5nm畏，故发波光效率促最高。50不同光源筒的光效表面温域度小空间适牌用51照明方式一般照焦明分区一举般照明局部照明混合照明52局部照明幕(混合照阻明)53分区照赌明(分裳区一般胞照明)54人工照明肤设计中的吓灯具利用店系数Cu影响因素灯具类议型灯具间隔各内壁面视反射率房间的长蛙宽灯具到吉工作面捎的距离实用形黄式：查况手册中争的表格55天然采汇光天然采光弓特点节能：1啦04l程m/W视觉效姓果好，辫不易导烤致视觉汁疲劳健康，连委续的单峰提值光谱满跳足人的心榴理和生理兄需要难度大俯，受光舰气候条炎件和建材筑设计梦制约采光与奔遮阳有章矛盾56有无采津光窗的闭心理影竹响57人工照明寨效果58天然采箱光效果59天然采光纺原理天然光＝怠直射光＋钻散射光。盒全云天只繁有扩散光余。直射光笛随太阳柜高度角辛增加而理增加扩散光：散射光厨在太阳录高度角友较小时柴变化快匆，到太尸阳高度库角较大遗时变化罚小。最不利抓天气：鞭全云天晴天室蜡外照度惑变化60天然采光来标准采光系数C定义：称室内某耻一点的葡天然照忌度Ei与同一防时间的疏室外照痒度Eo的比值蜜。C=(Ei/Eo)×1域00%在采光标偶准中，室征外照度是染指全云天轮时的天空通扩散光。采光系数澡标准值：钓不同情况介的视看对察象要求不妇同的照度者。一般将舰视觉工作况分为1~暮5级，各效级的天然使照度最低葵值分别为尘250、夺150、季100、拜50和叛25lx犬。61天然采光郑标准下面的建采光系氧数乘以姑各光气银候分区筑的光气代候系数丘K，即应可得各棚分区的沫采光系唉数。采光系数标准值53210.575321350250150100502501501005025d0.150.15<d0.30.3<d1.01.0<d5.0d>5.062中国光雾气候分摔区与光善气候系姓数IIIK=0撒.85K=1.清0室外总照乎度年平均糖值31.4阵6lx辽K=0快.9室外总锤照度年禽平均值21.1磨8lx墨K=1宏.2K=1.司1VVIIIIIIIIIIIIIVIV63侧窗采奔光64侧窗采光用于有溜外墙的灿房间65窗台高匠度变高草时,室束内深处沫的照度岭变化不驻大，近瞧窗处的嫁照度变赶化很大负，而且然出现拐贯点。66窗台高钥度不变绍,窗的烈上沿高忧度降低谜时的室躺内照度泡的变化笼，近窗异处照度另变小，尽离窗远呀处照度裕的下降壤明显。67不同类型绳玻璃的采蛮光效果通过采用由乳白色玻摔璃，玻璃抚砖等扩散勿透光材料比，可以在罚一定程度准上提高房毯间深处的纷照度68不同侧窗易位置对室胃内照度的队影响平面图剖面图69天窗采光用于内区崖、中庭、讲顶层70天然采肆光控制暮：节能烤舒适仅靠门家窗天然走采光的吩局限天