建筑环境08第8章建筑光环境

反光和透光材料
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
16
反光和透光材料
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
d
单位：坎德拉(candela, cd)
d
dS r2
ds
6
光通量相同，发光强度 却不同
7
照度 E
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： E d
dA
单位：勒克斯(lux, lx)，相当于1 lm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。
29
天然采光
天然采光特点
节能：104 lm /W 视觉效果好，不易导
致视觉疲劳 健康，连续的单峰值
光谱满足人的心理和 生理需要 难度大，受光气候条 件和建筑设计制约 采光与遮阳有矛盾
30
有无采光窗的心理影响
31
人工照明效果
32
天然采光效果
33
天然采光原理
天然光＝直射光＋散射光。全云天只有扩散光。 直射光随太阳高度角增加而增加 扩散光：散射光在太阳高度角较小时变化快，
动力与其他 9.4 15.2 17 14
3
光的性质和度量
光的特征
以电磁波形式传播的辐射能
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。
8
照 度
9
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) 1 nt =1 cd/m2，1 sb = 1 cd/cm2 = 104 nt 视亮度：考虑背景亮度的作用 视网膜只可承受 16 sb以下的亮度！
17
视野和视场
180 双眼视野 水平方向单眼视野180
斜线区为单眼视野范围， 白色区为双眼视野范围。 单眼向上60 ，向下70 。
18
颜色
三个基本属性： 色调 明度 彩度
19
颜色产生的心理效果
情绪感觉
积极色：暖色调＋高亮度 消极色：冷色调＋低亮度
温度感觉：红热蓝冷，主观温差效果 可达3~4℃
照度： En＝I / r2
I
再通过三角转换即可求得
实际被照面的照度： E=Encos α= (I / r2) cos α
r α
线光源是点光源的积分叠
加，面光源是线光源的积分
E
叠加。原理相同。
14
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。
= + +τ
τ
15
视力降低眩光：如白天眼睛正视太阳，太阳 光直射工作面、夜间眼睛正视迎面而来的汽 车灯光。
不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近 视线的高度上，虽不会降低视力，但会引起 视觉上的不舒适。如看阳光下的积雪等。
27
28
光污染
玻璃幕墙的反 射眩光不仅会 影响司机视力， 而且还会干扰 附件建筑的室 内光环境。
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
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)。 I d
10
亮度和照度有何区别？
照了不一定亮！
照度相同
反光材料，亮度高
吸光材料，亮度低
11
亮度表达式
L
dI
dScos
当量面积 dScos
dI
12
光源的亮度与被照面的 照度关系
E＝LAcos cos / r2
13
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
第八章
建筑光环境
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
2
90年代末上海市公共建 筑的一次能源消耗比例
% 宾馆 商场 办公楼 医院
空调 46.1 40.5 49.7 30.3
照明 13.5 33.7 33.3 13.9
热水 31 10.7 2.7 41.8
大小轻重感觉：明度影响。高明度者 大而轻，低明度小而重
20
舒适光环境评价
适当的照度水平 适合的亮度比 适宜色温与显色性 无眩光干扰
21
适当的照度或亮度水平
亮度到一定程度 后，反而会超过眼 睛的适应范围。当 物体亮度超过一定 值时人眼会感到刺 眼，不能工作。对 于人眼视力而言， 存在着最佳亮度。
22
合理的照度分布
照度分布应该满足一定的均匀性。视场中各点 照度相差悬殊时，瞳孔就经常改变大小以适应 环境，引起视觉疲劳。
照度均匀度＝工作面最低照度/工作面最高照度
23
有突出亮的面
24
有突出暗的面
25
亮度分布适宜
26
眩光
当视野内出现高亮度的光时, 使眼睛不能完 全发挥机能，这种现象成为眩光。 在眩光下， 瞳孔会缩小，以提高视野的适应亮度，也就 降低了眼睛的视觉敏感度。
37
窗台高度变高时,室内深处的照度变 化不大，近窗处的照度变化很大，而 且出现拐点。
38
窗台高度不变,窗的上沿高度降低 时的室内照度的变化，近窗处照度变 小，离窗远处照度的下降明显。
39
不同侧窗位置对室内照度的影响
到太阳高度角较大时变化小。 最不利天气：全云天
晴天室外照 度变化
34
中国光气候分区与光气候系数
室外总照度年 平均值31.46 lx
K=0.9
室外总照度年
平均值21.18 lx
K=1.2
V
ຫໍສະໝຸດ Baidu
III
K=1.0
IV
II
III III
K=0.85 I
V IV
K=1.1
III
35
侧窗采光
36
侧窗采光 用于有外墙的房间