第七章城市光环境

不适宜的光环境会严重影响人们的身心健康。
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建筑光环境
自然采光、人工照明
2016/4/19 孙凤明
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建筑与城市物理环境之光环境
2016/4/19 孙凤明
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加强城市夜景照明总体规划 夜景照明总体规划是指对于一个城市、 一个地区、或是一条街道的夜景照明的功能 和艺术表现的总体把握。根据规划对象的地 位和性质，恰如其分地选择夜景照明重点景 区和景点，形成完整的照明体系，从宏观上 规定和协调整个区域的照明水平和照明艺术 风格。
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建筑与城市物理环境之光环境
2016/4/19 孙凤明
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建筑与城市物理环境之光环境
2016/4/13
城市光污染
玻璃幕墙造成的反射眩光
不适当的城市照明对居民的干扰 不适当的道路照明对司机的干扰
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光 污 染 的 定 义
目前关于光污染还没有统一的定义，较常用的 是：
5、对能源利用的危害
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1、对人的危害
对人的心理的危害： 人在缤纷多彩的环境中待一段时间，就会感觉到心理和情绪 受影响，使得人情绪低落，导致工作效率低下，造成心理压力。 对人的身体的危害： 首先是眼睛，长时间在光污染环境下工作和生活的人，白内 障的发病率高达45 %。光污染还会使人失眠，食欲下降，情绪 低落等神经衰弱症状。 对人的生活的危害：
客厅中合适的亮度分布设计使人对室内空间产生形象感。
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良好的显色性
从建筑空间的功能，或 从真实显示装修色彩的 光环境设计效果来说， 光源的良好的显色性具 有重要的作用。
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第二节 城市光环境
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全球的夜间照明亮度分别
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光辐射引起人的视觉，人们才能看到五彩缤纷的
光 环 境 的 定 义
（6）可见波长：可见光的波长范围380～780 nm；
（7）颜色感：不同波长的单色光引起人不同的颜色感；
（8）亮度感的光谱效应：人对555nm的黄绿光最敏感；
（9）视觉锐度（分辨率）；
（10）视觉惰性、对比效应、双眼效应、视错觉等。
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人工发光光源分类
①热辐射光源
②气体放电光源 ③电致发光光源
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第七章 城市光环境
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第一节 光环境基础
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一、人类对光的认识------早期与宗教的关系
1中国 盘古—盘古开天辟地 夸父—夸父追日 2北欧 巴尔德尔（Baldur）：光明之神。 3.希腊 阿波罗：（罗马也称阿波罗）Apollo，在诗与艺术中表 现为光明、青春和音乐之神，又是太阳神，与阿尔忒弥 斯是孪生姐弟。 4.埃及 光明：太阳神拉 5基督 光明：上帝 6.印度 苏利耶：太阳神。 7.祆教（波斯神话） 光明：光明（就是火）
3、光与色彩




色调：只含有唯一波长的光是单色光，其颜色称之为光谱色。光的波 长不同，则它的颜色也不同。 显色性：指显色指数。当显色指数在90—100范围时，显示物体的颜 色可达到正确可靠的程度。符号：Ra。 色表：观察光源本身时所得到的颜色印象。 彩度：是颜色色调的表现程度。 色温：光源与黑色的颜色相同时，该黑色的温度就称为光源的色温。 黑体在800—900K温度是的颜色是红色。3000K时为黄白色。
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二、人类对光的应用
1、早期的应用
火
2、电的发明与电灯的发明
1879年10月22日，爱迪生点燃了 第一盏真正有广泛实用价值的电 灯。从这时候开始人类对光的应 用开始出现大的分化，自然光与 人工光应用。
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三、人类对光的特性的认识
1、光的度量






辐射通量：光源在单位时间内发射或接收的辐射能量。符号: Φe, 单位：瓦特（W） 光通量：光源的光输出量。符号：φv,单位：流明（lm） 发光效率：单位辐射通量所产生的光通量。单位：流明每瓦（lm/W ） 立体角：以O为原点做一射线，该射线围绕原点在空间运动，且最 终仍回到初始位置，射线扫过形成一个锥面，该锥面所包围的空间 称为立体角。符号：d Ω，单位：球面度（sr） 发光强度：光源在指定方向上单位立体角内发出的光通量。简称光 强。符号I，单位：坎德拉（cd）. 照度：被照明单位面积上接收的光输出量。符号E，单位：勒克斯 （lx）或流明每平方米。（lm/m2） 亮度：表征发光表面或被照面反射光的发光强弱的物理量。符号： L，单位：坎德拉每平方米
光污染会给人们的日常生活带来不便。在炎炎夏日，玻璃幕 墙等会将强烈阳光反射到附近居民家中，不仅产生耀眼的光线， 还会使室内温度升高，影响居民正常生活。
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2、对生态环境的危害
大面积的玻璃幕墙在夏天把阳光反射回局部空间，导致 城市局部环境温度上升，而照明设备排放的热量也会使城 市的温度升高，导致“城市热岛效应”加剧，进一步恶化 城市小气候。 城市的夜景照明特别是“不夜城”的夜景照明会产生大 量的二氧化碳、二氧化硫等废弃物，对城市的大气环境造 成严重的污染。 很多动植物的生长同光照有直接的关系，城市中过量的 人工光照破坏了它们的生物周期、生活习惯和新陈代谢。
世界，光环境对人类是至关重要的。
光环境的内涵很广，它指的是由光（照度水平 和分布等）与颜色（色调、亮度、色饱和度）在 室内外环境中建立的同空间形状有关的生理和心
理环境。
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人们对光环境的需求与他从事的活动有密切关系 。
光 环 境 的 定 义
在进行工业生产、工作和学习的场所，优良的光环境 能振奋人的精神、提高工作效率和生产产品的质量， 保障人身安全与视力健康。 而在休息、娱乐和公共活动的场合，光环境的首要作 用则在于创造舒适优雅、生动活泼，或庄重严肃的特 定环境气氛。
冷色表面的物体 更适合用冷光照 射
对一定范围的物 体颜色来说，最 适合的光源是介 于冷和暖之间的 光。即安全光源。
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背景的最佳颜色不是白色就是饱和度非常低的淡色。 这样的颜色被称为安全的背景色。中等明度和中等 饱和度的墙面颜色则是所以背景色中最差的。
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照度均匀度和舒适的亮度比

照度均匀度以工作面上的最低照明与平均照度之比表示，不得低于 0.7.CIE（国际照明委员会）建议的数值是0.8.
光辐射过量而对生活、生产环境以及人体健康
产生的不良影响。
它主要来源于人类生存环境中日光、灯光以及
各种反射、折射光源造成的各种过量和不协调 的光辐射。
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二、光污染的特点
局部性 光 污 染 的 特 点
光污染随距离的增加而迅速减弱。
不残余性
在环境中光源消失，污染即消失。
相对性
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三、光污染的分类
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格罗斯泰斯特 （ 1168—1253） 中世纪数学家、牛津主教。他认为光的性质在自然这些中占有重要的 地位，并在研究中特别强调数学和几何的运用。他认为颜色紧紧与亮 度有关，推测彩虹是由于光通过水汽的云层时发生反射和折射而形成 的。

他认为颜色是亮度胡变化,从白色到 红色、黄色、蓝色、紫色最后到黑 色，亮度依次变小。 罗吉尔 培根 （ 约1214—约1292） 英国思想家，实验室科学的先驱，曾设想过眼睛、望远镜、显微镜等发 明。他认为彩虹是阳光在一个个单个小水滴之间进行反射所形成的。
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1、与中国宗教的关系
盘古开天劈地
他的左眼变成了太阳，右眼变成了月亮；头发和胡须变成了 夜空的星星；
夸父追日
据说“夸父”本是一个巨人族的名称，住在遥远北方一座名 叫“成都载天”的大山上。夸父族的人想，要是能把太阳追 回来，让它永久高悬在成都载天的上空，不断地给大地光和 热，那该多好啊！于是他们从本族中推选出一名英雄，去追 赶太阳，他的名字就叫“夸父”。
白亮污染
光 污 染 的 分 类
人工白昼污染 彩光污染（P238）
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现代城市中，宾馆、饭店、歌舞厅、写字楼等建 筑物常使用玻璃、釉面砖、铝合金、磨光大理石
等来装饰外墙，在太阳光的强烈照射下，这些装
饰材料的反射光线明晃白亮、眩眼夺目。反射强 度比一般的绿地、森林和深色装饰材料大10倍左 右，大大超过了人体所能承受的范围，使人宛如 生活在镜子世界中，分不清东南西北。
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夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹
灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至
直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，即所谓的 人工白昼。
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舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以 及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。
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四、光污染的危害
1、对人的危害
光 污 染 的 危 害
2、对生态环境的危害 3、对交通安全的危害 4、对天文观测的危害
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城市夜景照明
夜景照明的设计原则：主体选择、突出重点、显示主题、 创造特色、慎用彩光、提高品位、实用安全、节电节能。 城市夜景照明的作用：安全保障、定位和导向、繁荣城市、 美化城市。 交通照明：道路、桥梁、车站、航空港、码头等的照明； 公众活动照明：广场、休闲场地、文体活动场地等的照明；
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色适应
色适应是指眼睛适应周围颜色的能力。由于这种色适应 现象，使处于不同光谱组成和不同色表光源下的物体颜 色看起来没什么差别。
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光环境中的色彩设计

色彩是影响光环境设计视觉舒适感的一个重要因素。人对色彩的嗜好 随年龄、性别、气候、社会风气甚至种族差异而不同。
暖色表面的物体在暖色 光照射下看起来更愉悦 些
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开普勒 （1571----1630） 德国天文学家，发现行星沿椭圆轨道运动，提出行星运
动三定律。1604年开普勒在其著作《对威蒂略的补充 ——天文光学说明》中认为从一个点光源发出的光的强 度与距离的平方成反比。 笛卡尔 （1596—1650） 法国哲学家、物理学家、数学家、生理学家。解析几何 的创始人。《屈光学》是笛卡尔《方法论》的三个附录 之一。在《屈光学》中提出了关于光的本性的两种假说 。一种认为，光是类似于微粒的一种物质，另一种假说 认为光是一种以“以太”为媒介的压力。笛卡尔的这两 种假说为后来的“微粒说”与“波动说”的大争论埋下 了伏笔。