環(huán)境建筑學(xué)第章建筑光環(huán)境wowowo

第六章

建筑光環(huán)境清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系2001年1光環(huán)境控制的意義減少視覺疲勞，保證視覺健康和身心健康提高勞動(dòng)生產(chǎn)率降低能耗人工照明能耗空調(diào)能耗290年代末上海市公共建筑的一次能源消耗比例3光的性質(zhì)和度量光的特征電磁波的一部分，光子的波動(dòng)運(yùn)動(dòng)可見光和良好視覺的共同作用

在帶有多種光譜成分的光源中，如果某一部分占比例較大，就呈現(xiàn)出那個(gè)波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的顏色。較短的波長(zhǎng)為主較長(zhǎng)波長(zhǎng)為主4光通量物理意義：說明光源發(fā)光能力的基本量，能量單位。

定義：輻射體單位時(shí)間內(nèi)以電磁輻射的形式向外輻射的能量稱輻射功率或輻射通量(W)。光源的輻射通量中被人眼感覺為光的能量(波長(zhǎng)380－780nm)稱為光通量。單位:流明(lumen，lm)。人眼在觀看同樣功率的輻射時(shí),在不同波長(zhǎng)時(shí)感覺到的亮度是不同的，人眼的這種特性用相對(duì)光譜光效率V()來表示。5不同波長(zhǎng)的相對(duì)光譜光效率明視覺：V()max對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)555nm(黃綠光)，光效是680lm/W。暗視覺：V()max507nm(藍(lán)綠光)6發(fā)光強(qiáng)度I發(fā)光強(qiáng)度：表示光源光通量的空間密度定義：光源在某一方向的發(fā)光強(qiáng)度定義為光源在這方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量(和距離無關(guān))。單位：坎德拉(candela,cd)ds7光通量相同，發(fā)光強(qiáng)度卻不同8定義：落在單位面積被照面上的光通量的數(shù)值。表示被照面被照射的程度。表達(dá)式：?jiǎn)挝唬豪湛怂?lux,lx)，相當(dāng)于1lm的光通量均勻分布在1m2的被照面上性質(zhì)：可疊加性。幾個(gè)光源同時(shí)照射被照面時(shí)，實(shí)際照度為單個(gè)光源分別存在時(shí)形成照度的代數(shù)和。照度E9光源的發(fā)光強(qiáng)度與被照面的照度關(guān)系已知點(diǎn)光源發(fā)光強(qiáng)度以及與被照面的距離，即可求得垂直于二者連線的被照面的照度：En＝I/r2再通過三角轉(zhuǎn)換即可求得實(shí)際被照面的照度：E=Ensin=(I/r2)

sin線光源是點(diǎn)光源的積分疊加，面光源是線光源的積分疊加。原理相同。IEr10照度11國(guó)際照明委員會(huì)CIE對(duì)不同作業(yè)和活動(dòng)推薦的照度作業(yè)或活動(dòng)類型照度范圍(lx)室外入口區(qū)域20~30~50短暫停留交通區(qū)50~75~100衣帽間、門廳100~150~200講堂、粗加工200~300~500辦公室、控制室300~500~750縫紉、繪圖、檢驗(yàn)室 500~750~1000辨色、精密加工和裝配750~1000~1500手工雕刻、精細(xì)檢驗(yàn) 1000~1500~2000手術(shù)室、微電子裝配 >200012亮度L定義：正在發(fā)光(或反光)表面的明亮程度。亮度是與眼睛感覺有關(guān)的量，取決于進(jìn)入眼睛的光通量在視網(wǎng)膜物象上的密度。物理亮度：發(fā)光體在視線方向上單位面積發(fā)出的發(fā)光強(qiáng)度，尼特(nit,nt)、熙提(stilb,sb)1nt=1cd/m2，1sb=1cd/cm2=104nt主觀亮度：考慮背景亮度的作用視網(wǎng)膜只可承受16sb以下的亮度！13亮度和照度有何區(qū)別？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亮度表達(dá)式當(dāng)量面積dScosdI15光源的亮度與被照面的照度關(guān)系

E＝Lsin＝Acos/r2LEr光源面積A16光的傳播特性光遇到介質(zhì)會(huì)發(fā)生反射、透射和吸收。反射、透射光使人眼可以看見。c

=++c17定向反射與透射材料：入射角＝反射角，透射方向與入射方向一致鏡面玻璃平板玻璃均勻擴(kuò)散反射、透射材料粉刷涂料乳白玻璃反光和透光材料18定向擴(kuò)散反射與透射材料：與入射角相同的反射角方向上、與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紙油漆表面磨砂玻璃反光和透光材料19光問題與熱問題的比較共同點(diǎn)

熱問題：相同條件下，投入能量越多，溫度就越高光問題：相同條件下，可見光區(qū)投入能量越多，亮度就越高不同點(diǎn)熱量守恒：熱源停止供熱，已有的熱量也不會(huì)消失；熱被材料吸收了仍然存在。亮度不守恒：光源停止發(fā)光，光就沒了；光被材料吸收了就不存在了，變成了熱。20視覺與光擦環(huán)境良好的且光環(huán)境翻是保證貼視覺功殿能舒適致有效的駐基礎(chǔ)什么是良急好光環(huán)境啟？人們可以均不必通過塞意識(shí)的作語用強(qiáng)行將搜注意力集周中到所要冰看的地方梢，就能不賴費(fèi)力氣而冶清楚地看牲到所有搜確索的信息獲得的匠信息與喇實(shí)際情庫況相符據(jù)合背景中也怒沒有視覺疲“噪聲”裂干擾注蹦意力21眼睛的夫生理特鋸點(diǎn)視網(wǎng)膜的浙兩種感光含細(xì)胞亮度高于期3nt蹄(cd/苦m2)時(shí)主要迫由錐狀坦細(xì)胞發(fā)幟揮作用在亮度低繪于0.0倍1nt少時(shí)主要由巖桿狀細(xì)胞建發(fā)揮作用棄，但不能唱分辨顏色絕對(duì)光閾貍：背景亮谷度為0鋤時(shí)可識(shí)杏別的臨界什亮度目標(biāo)越糠小要求突越高呈現(xiàn)時(shí)積間越短勿要求越談高22視野和三視場(chǎng)水平方向單眼視野180雙眼視野180斜線區(qū)為果單眼視野鑰范圍，白色區(qū)絹為雙眼填視野范程圍。單眼向上工60，向下詠70。23視覺特勸征描述亮度對(duì)比坑度亮度對(duì)比聚度對(duì)人眼看丘物體的趴清晰程堤度的影響24視覺特?cái)z征描述視角視覺敏友銳度：憐剛剛能光分辨的院視角的芳倒數(shù)25視覺特黎征描述視覺適應(yīng)26顏色彩度RYGBP明度YGRPBRPYRGYBGPB度量：孟原賽爾表色癢系相鄰色屯調(diào)間逐縫步過渡相同黃色薯Y也有肆偏紅黃Y賠R和偏綠跡黃GY莖之分每種色吃調(diào)分為肅10個(gè)列等級(jí)，努主色調(diào)咳和中間植色調(diào)的券等級(jí)均渠為5退。1漠0Y念表示黃纖與黃綠雙的中間撞色，即膜淡黃綠尾色。27孟賽爾手表色系哲(鏡像沖)28顏色產(chǎn)生塌的心理效誕果情緒感功覺積極色鍋：暖色甘調(diào)＋高航亮度消極色永：冷色翅調(diào)＋低瞎照度溫度感覺擁：紅熱藍(lán)勵(lì)冷，主觀芬溫差效果撕可達(dá)3~比4℃大小輕重姿感覺：明據(jù)度影響。晴高明度者卷大而輕，啄低明度小震而重29顏色產(chǎn)醉生的錯(cuò)豆覺33303730視覺功效人借助于墳視覺器官單完成視覺吉作業(yè)的效控能稱視覺施功效。一灰般用完成厘作業(yè)的速三度和精度康來定量評(píng)賊價(jià)視覺功施效。主要與視照角、照度買、亮度對(duì)養(yǎng)比系數(shù)和婚識(shí)別時(shí)間及有關(guān)。研究方法漫：實(shí)驗(yàn)研燭究識(shí)別幾童率：正禽確識(shí)別拳的次數(shù)削與識(shí)別課總次數(shù)抱的比率31視覺功椒效曲線條件：識(shí)鞏別幾率95％32舒適光近環(huán)境評(píng)禁價(jià)適當(dāng)?shù)恼辗然蛄炼染舅胶侠淼恼諗偠确植际孢m的冠亮度分至布：適賴合的亮戀度對(duì)比斤很重要宜人的址光色：冠影響對(duì)壁物體顏圈色的判刮別和人雁的心理盤感覺無眩光捷干擾光的方富向性：籃使被視繪物體有姓立體感33適當(dāng)?shù)恼招然蛄炼染炙搅炼鹊揭还穸ǔ潭群髠z，反而會(huì)葡超過眼睛爹的適應(yīng)范吵圍。當(dāng)物旬體亮度超娃過一定值龍時(shí)人眼會(huì)達(dá)感到刺眼屠，不能工臣作。對(duì)于人眼渡視力而言歲，存在著技最佳亮度監(jiān)。34合理的墊照度分楊布照度分乖布應(yīng)該余滿足一肌定的均培勻性。饞視場(chǎng)中精各點(diǎn)照旗度相差槐懸殊時(shí)鐮，瞳孔羅就經(jīng)常笛改變大修小以適護(hù)應(yīng)環(huán)境塔，引起夜視覺疲無勞。一般認(rèn)為懲空間內(nèi)的荒照度最大輸值、最小疤值與平均矮值的相差獎(jiǎng)不超過1紹/6是可伏以接受的愚。照度均勻擺度＝工作面最茂低照度/針工作面最寫高照度人工照明調(diào)，照度均浴勻度需大晌于1/3談；自然采也光，照度沸均勻度需貸大于1/注10。35有突出寨亮的面36有突出暗伸的面37亮度分魄布適宜38眩光當(dāng)視野內(nèi)風(fēng)出現(xiàn)高亮超度的光時(shí)冶,使眼折睛不能完里全發(fā)揮機(jī)釋能，這種貧現(xiàn)象成為居眩光。壤在眩光下摔，瞳孔會(huì)洲縮小，以筐提高視野嫌的適應(yīng)亮蔽度，也就沈降低了眼畢睛的視覺熔敏感度。視力降低澇眩光：如評(píng)白天眼睛喇正視太陽拘，太陽光咬直射工作忘面、夜間榨眼睛正視侍迎面而來美的汽車燈抵光。不舒適推眩光：般一個(gè)很腦大的高失亮度光怪源在接倡近視線岸的高度應(yīng)上，雖吹不會(huì)降悅低視力板，但會(huì)判引起視乓覺上的梁不舒適桶。如看養(yǎng)陽光下膠的積雪需等。39眩光產(chǎn)生習(xí)的原因不恰當(dāng)檔的自然桌采光口熱，不合幸理的光至亮度，湖不恰當(dāng)煉的強(qiáng)光嫌方向，于都會(huì)在澡室內(nèi)造白成眩光牲現(xiàn)象?？赡墚a(chǎn)生希眩光的地域方玻璃辦公除桌面局部照明顆的展板不恰當(dāng)務(wù)的工作膊面照明黃種人肢眼睛的挖黑色素肢較白種裳人的多調(diào)，對(duì)眩艇光的忍伸受力比煮白種人心強(qiáng)。白屠種人比磁黃種人趴的耐暗膛程度強(qiáng)訴。4041光污染玻璃幕錦墻的反虎射眩光認(rèn)不僅會(huì)睜影響司丟機(jī)視力注，而且泳還會(huì)干捐擾附件湊建筑的船室內(nèi)光般環(huán)境。42人工照椒明特點(diǎn)不受光墻氣候影向響不受建江筑設(shè)計(jì)艱影響控制方神便需要消耗株大量電能增加夏挺天空調(diào)銜負(fù)荷43人工光源種類熱輻射序光源：叫白熾燈厘、鹵鎢釀燈氣體放自電光源燒：熒光留燈、節(jié)綁能燈、慣高壓汞匪燈、金閱屬鹵化熱物燈、浮高/低畢壓鈉燈光譜特蠻點(diǎn)非連續(xù)多峰值44白熾燈光效低色偏紅燈絲高溫租(230拿0K以芽上)，夾高亮度，光有眩光壽命短無頻閃現(xiàn)盛象調(diào)光性好耐頻繁開公關(guān)45白熾燈廢的光譜袖特性46鹵鎢燈光效和壽墨命均高于鳳白熾燈，稠燈絲溫度嶺很高47熒光燈光效較高刪，壽命長(zhǎng)劍，顯色性砍好，表面經(jīng)溫度低所謂節(jié)能匆燈就是緊蹄湊型熒光描燈，33雞~58撫lm/W48熒光高雨壓汞燈光效高壽命長(zhǎng)顯色性差49氣體放他電光源轎光譜低壓鈉巖燈的主幅要波長(zhǎng)粘為58彈9nm五的黃光授，最接懼近55昂5nm畏，故發(fā)波光效率促最高。50不同光源筒的光效表面溫域度小空間適牌用51照明方式一般照焦明分區(qū)一舉般照明局部照明混合照明52局部照明幕(混合照阻明)53分區(qū)照賭明(分裳區(qū)一般胞照明)54人工照明膚設(shè)計(jì)中的嚇燈具利用店系數(shù)Cu影響因素?zé)艟哳愖h型燈具間隔各內(nèi)壁面視反射率房間的長(zhǎng)蛙寬燈具到吉工作面捎的距離實(shí)用形黃式：查況手冊(cè)中爭(zhēng)的表格55天然采匯光天然采光弓特點(diǎn)節(jié)能：1啦04l程m/W視覺效姓果好，辮不易導(dǎo)烤致視覺汁疲勞健康，連委續(xù)的單峰提值光譜滿跳足人的心榴理和生理兄需要難度大俯，受光艦氣候條炎件和建材筑設(shè)計(jì)夢(mèng)制約采光與奔遮陽有章矛盾56有無采津光窗的閉心理影竹響57人工照明寨效果58天然采箱光效果59天然采光紡原理天然光＝怠直射光＋鉆散射光。盒全云天只繁有擴(kuò)散光余。直射光笛隨太陽柜高度角辛增加而理增加擴(kuò)散光：散射光廚在太陽錄高度角友較小時(shí)柴變化快匆，到太尸陽高度庫角較大遺時(shí)變化罰小。最不利抓天氣：鞭全云天晴天室蠟外照度惑變化60天然采光來標(biāo)準(zhǔn)采光系數(shù)C定義：稱室內(nèi)某恥一點(diǎn)的葡天然照忌度Ei與同一防時(shí)間的疏室外照癢度Eo的比值蜜。C=(Ei/Eo)×1域00%在采光標(biāo)偶準(zhǔn)中，室征外照度是染指全云天輪時(shí)的天空通擴(kuò)散光。采光系數(shù)澡標(biāo)準(zhǔn)值：釣不同情況介的視看對(duì)察象要求不婦同的照度者。一般將艦視覺工作況分為1~暮5級(jí)，各效級(jí)的天然使照度最低葵值分別為塵250、奪150、季100、拜50和叛25lx犬。61天然采光鄭標(biāo)準(zhǔn)下面的建采光系氧數(shù)乘以姑各光氣銀候分區(qū)筑的光氣代候系數(shù)丘K，即應(yīng)可得各棚分區(qū)的沫采光系唉數(shù)。采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值53210.575321350250150100502501501005025d0.150.15<d0.30.3<d1.01.0<d5.0d>5.062中國(guó)光霧氣候分摔區(qū)與光善氣候系姓數(shù)IIIK=0撒.85K=1.清0室外總照乎度年平均糖值31.4陣6lx遼K=0快.9室外總錘照度年禽平均值21.1磨8lx墨K=1宏.2K=1.司1VVIIIIIIIIIIIIIVIV63側(cè)窗采奔光64側(cè)窗采光用于有溜外墻的燦房間65窗臺(tái)高匠度變高草時(shí),室束內(nèi)深處沫的照度嶺變化不駐大，近瞧窗處的嫁照度變趕化很大負(fù)，而且然出現(xiàn)拐貫點(diǎn)。66窗臺(tái)高鑰度不變紹,窗的烈上沿高憂度降低謎時(shí)的室躺內(nèi)照度泡的變化籠，近窗異處照度另變小，盡離窗遠(yuǎn)呀處照度裕的下降壤明顯。67不同類型繩玻璃的采蠻光效果通過采用由乳白色玻摔璃，玻璃撫磚等擴(kuò)散勿透光材料比，可以在罰一定程度準(zhǔn)上提高房毯間深處的紛照度68不同側(cè)窗易位置對(duì)室胃內(nèi)照度的隊(duì)影響平面圖剖面圖69天窗采光用于內(nèi)區(qū)崖、中庭、講頂層70天然采肆光控制暮：節(jié)能烤舒適僅靠門家窗天然走采光的吩局限天