光环境研究

光照强度对人体生理节律的作用
人眼看到照度为100—200 lx的光 (“全光谱”荧光灯)能够在一定程度上 抑制褪黑素的产生，即水平工作面 500 lx的照度水平接近于可以抑制褪 黑素分泌的照度下限 。人体生物钟系 统需要的照度值最大，视觉工作需要 的照度要低几个数量级，而在黑暗环 境(如在月光下)下具有感知力需要的 照度值要比视觉工作需要的照度再低 几个数量级。 照度与生理节奏的相对灵敏度的函数曲线
视网膜感光器与神经细胞
类似照相机的成像机理
视觉系统的构造
视觉信息的传递路径： ⑴ 从外侧曲状体到达视辐 射，经视辐射到达大脑其 他部分。 ⑵ 从视觉神经到达面神经 后，再由此到达大脑其他 部分。
适应与亮度对比
暗适应
当从亮处进入暗处时，在一段时间内完全看不到视觉对象，或很难看 见，过一会儿，由于眼睛的感度逐渐升高便能看见视觉对象了。
光污染
光污染的定义： 光污染泛指影响自然环境，对人类正常生 活、工作、休息和娱乐带来不利影响，损害人 们观察物体的能力，引起人体不舒适感和损害 人体健康的各种光。 光污染的分类 1 白亮污染（如眩光污染） 2 人工白昼 （如不夜城） 3 彩光污染 （如紫外光，可见光和红外光）
人体光视觉工学
光环境研究
目录
光环境定义 光污染简介 人体视觉光学工学介绍 光环境对生物的影响
光环境的定义
光环境是物理环境中的一个组成部分。它与色环 境、质环境等并列。对建筑物来说，光环境是由光 照射于其内外空间所形成的环境。因此光环境形成 一个系统，包括室外光环境和室内光环境。 室外光环境：由光照射而形成的环境，它的功 能是要满足物理、生理(视觉)、心理、美学、社会 (指节能、绿色照明)等方面的要求； 室内光环境：在室内空间由光照射而形成的环 境，它的功能是要满足物理、生理(视觉)、心理、 人体功效学及美学等方面的要求。
光环境的研究方向
1．光环境除满足视觉功效、保障健康的要求以外，还要满足精神振 奋、心理舒畅的要求，为此应对光环境进行调查、探讨和制订设计标 准。 2．光环境已综合利用天然光与人工光为光源，应探讨在这两者共存 的情况下光环境的评价指标。 3．由于全国各地区的光气候复杂，当前又面临西部大开发，天然光 在这些地区变化更大，困此应对室内光环境的影响作周密的调查，尽 量利用日光。 4．在光环境中目前由于用光过量和过滥，以致造成严重的光害，诸 如眩光、光污染、光干涉、漏光等，应对光害进行调查，进行避免或 控翻。 5．在人工光环境方面，应提高硬件(光源、灯具等)技术和软件开发 的质量。 6．重视节约能源，继续开发节约能源的措施，例如推行绿色照明。 7．我国正在步人老龄化社会，而且老年人日益增多，为了满足老年 人的视觉功效的要求 应开发适应老年人需要的光环境。


朗道环的开口宽度阈眼睛形成的视角用（分）表示的情况下，视 力就是用它的倒数定义的： VA=1/60*57.3tan（ω/L） 式中，VA为视力，ω朗道环的开口宽度，L为观测距离
闪烁与眩光
闪烁：光亮灭的频率比较低的情况下，这种 亮灭的感觉。 融洽：亮灭的频率变高时，闪烁的感觉消失， 感觉光始终是连续不变的，这种感觉为融洽。 融合状态下感觉到的亮度： L=(L1*t1+L2*t2)/(t1+t2)
光的杀菌作用
紫外辐射的波长为136~400nm,有杀菌作用,紫外线波长以 265~266纳米的杀菌力最强，
人体光学Hale Waihona Puke Baidu动物的影响
外界环境中有很 多可变因素都对动物 的生存具有影响作用， 而外界环境变化的最 可靠的信息（包括季 节变化和日变化）是 来自光周期的改变。 例如：光照对哺乳 类动物生物钟的调节， 动物的冬眠，猫眼睛 随光强的变化等。
光环境分类
光环境分为：自然光环境、人工光环境、居 室光环境、公共空间光环境、展示空间光环 境等。 室内光环境的分类为人工采光和自然采光， 人工采光，又称之人辅助光源，可以包括很 多的照明方式；自然采光，又称之人原始光 源，可以包括反光，漫反射等原始光线。
光环境的影响因素
1）照度和亮度： 在光环境中辨认物体的条件有：1．物体的大小；2．照度 或亮度；3．亮度对比或色度对比；4．时间。其中只有照度和 亮度容易调节，其他三项较难调节。可以说，照度和亮度是明 视的基本条件。 2）光色（光源的颜色） 3）周围亮度：在光环境中周围亮度比视觉对象暗些为宜。 4）视野外的亮度分布：构成亮度对比 5）眩光：光环境中尽量避免眩光。 6）阴影：在光环境中希望存在着较为柔和的阴影，而要避免浓重 的阴影。
光环境设计建议
在住宅照明光环境设计中，应适当考虑不同季节灯 光色温的变化。即，夏季使用偏冷色的光源，冬季 偏暖色的光源。 当室内自然光照射不足而需要补充人工光源时，混 合光源照明的照度水平应高于夜晚人工光源单独照 明，这使人对光环境的舒适感受不至于有明显的下 降。 适当照顾性别差异对光环境的感受．某一区域的照 明光环境应以该区域的主要活动者的舒适感觉为依 据。（如卧室的化妆台附近的灯光照明更应体现女 人的个性和自信，又比如室内在一年四季的不同温 度下的照度水平差异应适当照顾家人的共同感受。）
明适应
当从暗处突然来到亮处时，开始感觉非常刺眼，更有甚者感 到晕眩，什么都看不见，过一会儿才能看清视觉对象。
中间视觉
视觉的中间状态，即背景亮度为0.01～2.0cd/m2时，锥状 体和杆状体同时发挥作用，此时被称为中间视觉。
视力与空间分辨率
1.根据能够识别视觉对象存在最小程度而定义的视觉视人阈或感知阈 2.根据把几个视觉对象分离的识别最小距离而定义的分辨阈 3.根据识别线的错位等图形的变化所需的最小位移而定义的认知阈或可读 阈 4.根据识别和读取文字、符号或图形的视觉对象的最小程度而定义的认知 阈或可读阈
人体光学对动、植物的影响
光环境对植物的影响 光合作用
光环境对微生物的影响
微生物对光线的利用 光合细菌
光合细菌（Photosynthetic bacteria，简称PSB）是具有原始 光能合成体系的原核生物的总称，是一类以光作为能源、能在厌氧光 照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢 体兼碳源进行光合作用的微生物。
光谱分布对人体生理节律的作用
明暗视觉的光谱光视效率曲线与生理节律的光谱灵敏度曲线
使用偏红色光谱的灯光照明有利于人们保持高质量的睡眠；而绿色 和蓝色对褪黑激素分泌的抑制能力较强，夜间照射会导致较浅的睡眠深 度，因而，使用偏蓝绿色光谱的灯光照明不利于人们保持高质量的睡眠。
照明对心理的影响
对灯光冷暖的选择存在两方面的原因： 1.心理感受，冬季人更希望选用暖色调的灯光，夏季 选用冷色调的灯光； 2.暖色调常用的白炽灯与荧光灯比较，发热量高得多。 Iauremin博士在发表的实验研究中得到的结果： 1）女性对环境的感受更加敏感，如当温度不可接受时， 照明环境也就难以接受。 2）对于人工光源照明，当环境温度不同时，作业面的 视觉舒适感觉相同，而眼睛对环境明亮感觉却不同。
光的特性人类生理的影响
1980年，Lewy和他的同事们证明了明亮的白光(夜间2：00—4：00， 照度为2500 Ix)能够抑制人体褪黑素的分泌，使夜间人体褪黑素的水 平与日间持平，后来他们又证明了明亮的白光能够缓解“季节性情绪 紊乱症”(Seasonal Afective Disorder，SAD，或者称“冬日抑郁 症”，具体症状为：情绪明显低落、易发怒、显著疲劳、嗜睡、糖代 谢增加等)的症状。这一成果激起了人们对这一领域的研究和探索， 以后的研究证明了： 1）白天明亮的光照及夜间的黑暗环境有助于AD症(Ahheimer’S Disease，具体症状为缺乏规律的活动与睡眠习惯)患者改进他们的活 动及睡眠结构。(VaI1Someren等) 2）有节奏的光照要比持续光更能促进未成年人的生长。(Miller等) 明亮的光照能够增强脑部活动(Badia等)、改善认识行为(Boyce等) 和主观的机敏性(Figueiro等)。 除此之外，相关的研究还发现光照可以提高夜班工人的工作效率；可 以直接影响人大脑皮层的活动等等。