第五章建筑光环境分析.
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▪ 照度（）：从同一方向看，在给定方向上的任何表面的每单位投影面积上的光照强度即 为照度，常用符号为E。它表示被照面上的光通量密度，单位是或（勒克斯）。在英制 单位中，为（英尺烛光），10.76。
▪ 亮度（）指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。人眼从一个方向观察光 源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度， 即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是2（坎德拉/平方米）或者（熙提）， 11042；有时亮度的单位也写作，11 2。
▪ 发光效率（ ）是一个与发光效能有关的概念，发光效率是指光源发出的可见光 占总发射辐射的比值。理论上，理想的绿色单色光源（波长555 ）具有最高的发 光效能，683，发光效率是100%，即该光源发出的所有辐射都为可见光。
1.1基本光度单位
▪ 发光强度（ ）简称光强，通常用I来表示，单位是（坎德拉）简写（国际单位制的七个 基本单位之一）。1是指单色光源（频率540X1012，波长555）的光，在给定方向上 （该方向上的辐射强度为1/683）的单位立体角内发出的发光强度。它表明了发光体在 空间发射的汇聚能力，可以说，发光强度就是描述了光源到底有多亮。发光强度针对点 光源而言，或者发光体的大小与照射距离相比较小的场合。
1.4采光系数
▪ 在 中，使用了英国建筑研究中心（）的分项法( )来计算采光系数。分项法假设 到达房间内任一点上的天然光由三个独立的部分组成，如图4-4：
▪ （1）天空组分 ()：用过窗户直接从天空射入房间内的部分。 ▪ （2）外部反射组分 ()：被大地、树及其他建筑物反射入房间的部分。 ▪ （3）反射组分 ()：前两部分在室内表面上的内部反射。 ▪ 在分项法中，房间采光系数是以上三部分的总和：
▪ 影响室外地面照度的因素包括了：太阳高度、云状、云量、日照率（太阳出现时 数和可能出现时数之比晴天是指天空无云或很少云（运量为0～3级）。
该情况地面照度是由太阳直射光和天空漫反射 光两部分组成。由于太阳在天空中的位置是变 化的，所以天空亮度分布也是变化不定的，这 导致室内采光很不稳定。 ▪ 为了在采光设计中应用标准化得光气候数据， 国际照明委员会（）根据世界各地对天空亮度 观测的结果，提出了标准全晴天空亮度分布数 学模型，其大致的被描述为：天空中亮度随太 阳高度角和方位角变化，太阳附件位置最亮， 其镜像位置亮度最低，地平线的亮度位于两者 之间。
天时，云的数量和在天空中的位置瞬时变化，太阳时隐时现， 因此照度值和天空亮度分布都极不稳定，需要从长期的观测 中找出其规律。目前较多采用标准全阴天作为设计的依据， 这显然不适合于晴天多的地区，所以有人提出按所在地区占 优势的天空状况或者按“标准一般天空”（ 15369:2004 S 011:2003 ）来进行采购设计合计算。标准一般参考天 空模型分为晴天空、阴天空和多云天空（中间天空）三大类， 其中每大类包含5小类不同的天空类型，它们涵盖了大多数 实际天空。其中的多云天（中间天）模型的天空亮度分布与 晴天模型类似，但亮度较低且变化较为舒缓。
▪ 在2001年开始实施的《建筑采光设计标准》 50033-2001中规定了视觉作业场 所工作面上的采光系数标准值，也给出了侧窗采光与天窗采光的采光系数的计算 方法。其方法主要是：按侧窗和天窗分别利用两个不同的图表，根据有关数据查 出相应的采光系数值。这里的窗，是指未装上窗扇的无限长带性空洞，即是窗洞 口。然后按实际情况考虑各种因素，加以修正而得到采光系数最低值（侧面采光） 或平均值（顶部采光）。
1.2光气候
▪ 光气候是指有太阳直射光、天空漫射光和地面反射光形成的天然光平均状况。太 阳辐射透过大气层入射到地面，一部分为定向透射光，成为太阳直射光，其具有 方向性，能形成明显的阴影；另一部分太阳辐射遇到大气层中的空气分子、灰尘、 水蒸气等微粒，产生多次反射，形成天空扩散光，其没有一定的方向，不能形成 明显的阴影。
1.3天空分布模型
▪ 全阴天模型 ▪ 全阴天是指天空全部被云层遮盖的天气。全阴天中
室外天然光全部为天空扩散光，其天空亮度分布相 对稳定。标准全阴天天顶亮度为地平线附件天空亮 度的三倍，天空中的亮度只随太阳高度角变化。
1.3天空分布模型
▪ 多云天（中间天）模型 ▪ 除了晴天和全阴天这两种极端状况外，还有多云天。在多云
▪ 光通量（ ）指人眼所能感觉到的辐射能量，它等于单位时间内某一波段的辐射 能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。光通量通常用Φ来表示 ，其单位为“流明”（）。
▪ 发光效能（ ）指灯的光通量与灯消耗电功率的商。可以理解为每瓦功率产生可 见光的总量，单位是。发光效能越高，就意味着可以用更少的能源产生同样多的 光通量。
▪
1.4采光系数
▪ 注意： ▪ 分项法使用权重表面反射系数计算室内反射光线，相对来说这种处理较为简单，
所以并不适于分析反光板之类的二次反射采光构件，这一方面的分析应该同结合 起来。
1.5设计天空照度和室外临界照度
▪ 在 中，室外照度采用的是设计天空照度。设计天空照度根据室外照度的统计分 析取得，其表示了全年（工作日）从早晨9点到下午5点超过85%的时间的水平 照度，也就是说，它提供了一种可用于设计的并至少有85%的时间能满足所需照 度的最不利的场景。在确定纬度的情况下（确定了气象数据） 提供了两周简便 的计算方法：一是程序由散射天空照度公式计算；另一种是程序依据实测数据由 三次拟合而成（结果如图），相对来说后者更接近实际情况。
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▪ ▪
光环境分析
简介
▪ 可以针对各种自然采光、人工照明提供精确地模拟结果（包括采光系数、照度、 亮度等），也可对建筑照明节能提供一定的分析。
▪ 结合可以模拟更加丰富的内容，比如采光权、具体地点具体时间的光环境模拟。 ▪ 而 与、的结合，更加可以方便的参与的相关评价。
1.1基本光度单位
1.4采光系数
▪ 室外照度是经常变化的，这必然是室内照度随之而变，不可能是一个固定值，因 此对采光数量的要求，我国和其他许多国家都用相对值。这一相对值称为采光系 数，它是在全阴天空漫反射光照射下，室内给定平面上的某一点由天空漫反射光 所产生的照度与室内某一点照度同一时间、同一地点，在室外无遮挡水平面上有 天空漫反射所产生的照度的比值。
▪ 亮度（）指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。人眼从一个方向观察光 源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度， 即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是2（坎德拉/平方米）或者（熙提）， 11042；有时亮度的单位也写作，11 2。
▪ 发光效率（ ）是一个与发光效能有关的概念，发光效率是指光源发出的可见光 占总发射辐射的比值。理论上，理想的绿色单色光源（波长555 ）具有最高的发 光效能，683，发光效率是100%，即该光源发出的所有辐射都为可见光。
1.1基本光度单位
▪ 发光强度（ ）简称光强，通常用I来表示，单位是（坎德拉）简写（国际单位制的七个 基本单位之一）。1是指单色光源（频率540X1012，波长555）的光，在给定方向上 （该方向上的辐射强度为1/683）的单位立体角内发出的发光强度。它表明了发光体在 空间发射的汇聚能力，可以说，发光强度就是描述了光源到底有多亮。发光强度针对点 光源而言，或者发光体的大小与照射距离相比较小的场合。
1.4采光系数
▪ 在 中，使用了英国建筑研究中心（）的分项法( )来计算采光系数。分项法假设 到达房间内任一点上的天然光由三个独立的部分组成，如图4-4：
▪ （1）天空组分 ()：用过窗户直接从天空射入房间内的部分。 ▪ （2）外部反射组分 ()：被大地、树及其他建筑物反射入房间的部分。 ▪ （3）反射组分 ()：前两部分在室内表面上的内部反射。 ▪ 在分项法中，房间采光系数是以上三部分的总和：
▪ 影响室外地面照度的因素包括了：太阳高度、云状、云量、日照率（太阳出现时 数和可能出现时数之比晴天是指天空无云或很少云（运量为0～3级）。
该情况地面照度是由太阳直射光和天空漫反射 光两部分组成。由于太阳在天空中的位置是变 化的，所以天空亮度分布也是变化不定的，这 导致室内采光很不稳定。 ▪ 为了在采光设计中应用标准化得光气候数据， 国际照明委员会（）根据世界各地对天空亮度 观测的结果，提出了标准全晴天空亮度分布数 学模型，其大致的被描述为：天空中亮度随太 阳高度角和方位角变化，太阳附件位置最亮， 其镜像位置亮度最低，地平线的亮度位于两者 之间。
天时，云的数量和在天空中的位置瞬时变化，太阳时隐时现， 因此照度值和天空亮度分布都极不稳定，需要从长期的观测 中找出其规律。目前较多采用标准全阴天作为设计的依据， 这显然不适合于晴天多的地区，所以有人提出按所在地区占 优势的天空状况或者按“标准一般天空”（ 15369:2004 S 011:2003 ）来进行采购设计合计算。标准一般参考天 空模型分为晴天空、阴天空和多云天空（中间天空）三大类， 其中每大类包含5小类不同的天空类型，它们涵盖了大多数 实际天空。其中的多云天（中间天）模型的天空亮度分布与 晴天模型类似，但亮度较低且变化较为舒缓。
▪ 在2001年开始实施的《建筑采光设计标准》 50033-2001中规定了视觉作业场 所工作面上的采光系数标准值，也给出了侧窗采光与天窗采光的采光系数的计算 方法。其方法主要是：按侧窗和天窗分别利用两个不同的图表，根据有关数据查 出相应的采光系数值。这里的窗，是指未装上窗扇的无限长带性空洞，即是窗洞 口。然后按实际情况考虑各种因素，加以修正而得到采光系数最低值（侧面采光） 或平均值（顶部采光）。
1.2光气候
▪ 光气候是指有太阳直射光、天空漫射光和地面反射光形成的天然光平均状况。太 阳辐射透过大气层入射到地面，一部分为定向透射光，成为太阳直射光，其具有 方向性，能形成明显的阴影；另一部分太阳辐射遇到大气层中的空气分子、灰尘、 水蒸气等微粒，产生多次反射，形成天空扩散光，其没有一定的方向，不能形成 明显的阴影。
1.3天空分布模型
▪ 全阴天模型 ▪ 全阴天是指天空全部被云层遮盖的天气。全阴天中
室外天然光全部为天空扩散光，其天空亮度分布相 对稳定。标准全阴天天顶亮度为地平线附件天空亮 度的三倍，天空中的亮度只随太阳高度角变化。
1.3天空分布模型
▪ 多云天（中间天）模型 ▪ 除了晴天和全阴天这两种极端状况外，还有多云天。在多云
▪ 光通量（ ）指人眼所能感觉到的辐射能量，它等于单位时间内某一波段的辐射 能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。光通量通常用Φ来表示 ，其单位为“流明”（）。
▪ 发光效能（ ）指灯的光通量与灯消耗电功率的商。可以理解为每瓦功率产生可 见光的总量，单位是。发光效能越高，就意味着可以用更少的能源产生同样多的 光通量。
▪
1.4采光系数
▪ 注意： ▪ 分项法使用权重表面反射系数计算室内反射光线，相对来说这种处理较为简单，
所以并不适于分析反光板之类的二次反射采光构件，这一方面的分析应该同结合 起来。
1.5设计天空照度和室外临界照度
▪ 在 中，室外照度采用的是设计天空照度。设计天空照度根据室外照度的统计分 析取得，其表示了全年（工作日）从早晨9点到下午5点超过85%的时间的水平 照度，也就是说，它提供了一种可用于设计的并至少有85%的时间能满足所需照 度的最不利的场景。在确定纬度的情况下（确定了气象数据） 提供了两周简便 的计算方法：一是程序由散射天空照度公式计算；另一种是程序依据实测数据由 三次拟合而成（结果如图），相对来说后者更接近实际情况。
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光环境分析
简介
▪ 可以针对各种自然采光、人工照明提供精确地模拟结果（包括采光系数、照度、 亮度等），也可对建筑照明节能提供一定的分析。
▪ 结合可以模拟更加丰富的内容，比如采光权、具体地点具体时间的光环境模拟。 ▪ 而 与、的结合，更加可以方便的参与的相关评价。
1.1基本光度单位
1.4采光系数
▪ 室外照度是经常变化的，这必然是室内照度随之而变，不可能是一个固定值，因 此对采光数量的要求，我国和其他许多国家都用相对值。这一相对值称为采光系 数，它是在全阴天空漫反射光照射下，室内给定平面上的某一点由天空漫反射光 所产生的照度与室内某一点照度同一时间、同一地点，在室外无遮挡水平面上有 天空漫反射所产生的照度的比值。