第一章 室内光环境概述
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
再通过三角转换即可求得实际
被照面的照度：E=Ensin = (I / r2) sin
线光源是点光源的积分叠加， 面光源是线光源的积分叠加。 原理相同。
I
r
E
照 度
国际照明委员会CIE对不同作业和活动 推荐的照度
作业或活动类型
室外入口区域 短暂停留交通区 衣帽间、门厅 讲堂、粗加工 办公室、控制室 缝纫、绘图、检验室 辨色、精密加工和装配 手工雕刻、精细检验 手术室、微电子装配
发光强度：表示光源 光通量的空间密度
定义：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 d
单位：坎德拉
(candela, cd)
ds
光通量相同，发光强度却不同
1.1.2.3 照度 E
定义：受照物体表面
单位面积所接受E到的 光通量。表示被照面A
被照射的程度。
10000 Lux
照度范围(lx)
20 ~ 30 ~ 50 50 ~ 75 ~ 100 100 ~ 150 ~ 200 200 ~ 300 ~ 500 300 ~ 500 ~ 750 500 ~ 750 ~ 1000 750 ~ 1000 ~ 1500 1000 ~ 1500 ~2000 >2000
1.1.2.4 亮度 L
反光材料，亮度高
吸光材料，亮度低
亮度表达式
L
I
A c os
当量面积 Acos
I
1.2 光与室内环境的关系
视觉：是因光作用于视觉器官，经由整个视 觉系统加工后而产生，即视觉依赖于光。
明视觉、暗视觉与中介视觉
视网膜是人眼感受光的部位，网膜 上的视细胞层包括杆细胞和锥细胞
视杆细胞：Rod cells
主要分布在中央窝周围及视网膜的 边缘
仅在暗处起作用，接受微弱光线刺 激，分辨物体明暗和轮廓，不分辨 细节和颜色。 几十个连接到一个双极细胞，含视 紫红质一种感光色素 获得对光的高度灵敏，但降低了分 辨率
视椎细胞： Cone cells
主要分布在网膜中央凹 仅在中等和强的光亮条件下起作 用，能分辨颜色和细节。 一对一或几个对一个连接到双极细 胞，含红色、感绿色、感蓝色三种 感光色素 感光灵敏度低，分辨率高
40W荧光灯
白炽灯2100lm10
-
lm/W 15
卤素灯
15 - 25
发光效率定义：电源所金发卤灯出的光通60量-1与00 其所
高压钠灯 100－130
光效η 消耗的电功率的比值荧称光灯为发光效60率-1。00
单位：lm/W
LED
60 -120
光效是指电能转换成光能
的效率。
P
1.1.2.2 发光强度
定义：正在发光体 (或反光体) 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，单位：坎德拉 cd/cm2 主观亮度：考虑背景亮度的作用 视网膜只可承受 16cd/cm2以下的亮度！
亮度和照度有何区别？照了不一定亮！ 照度相同
➢ 失能眩光：造成视觉降低。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。
眩光产生的原因
不恰当的自然采光口，不合理的光亮度， 不恰当的强光方向，都会在室内造成眩光现 象。
中介视觉
亮度在10-2~10坎德拉/米2 时，杆细胞和锥细胞同时 起作用，称为中介视觉。
暗视觉
视杆细胞对光的敏感性高，能接受微弱光线的刺激；不 能分辨物体的细节和颜色，只能分辨出物体的形状和明 暗；往往几十个连在一起向视神经输送信息；适合在暗 条件下工作（亮度<10-2坎德拉/米2 ） 。
可能产生眩光的地方
玻璃办公桌面 局部照明的展板 不恰当的工作面照明
黄种人眼睛的黑色素较白种人的多，对眩 光的忍受力比白种人强。白种人比黄种人的 耐暗程度强。
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。
复习思考题
表示光强弱的物理量有哪些？ 光通量，单位：lm流明; 发光强度,单位: cd, 坎德拉 亮度，单位： cd/m2, 坎德拉/米2 照度，单位： 流明 / 米2
阴影表处达式：6000 Lux 在蓬下
单位：勒克斯(lux, 100000 Lulxx)，相当于1 lm的光
I阳光下
通量均匀分布在1m2 的被照面上
300 Lux 房屋里
2500 Lux 窗内
10 Lux 在地窖里
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照度： En＝I / r2
明视觉
锥体细胞对光的敏感性差，对微弱光线不敏感；能分辨 物体的细节和颜色；与视神经一对一连接输送信息；适 合在明亮条件下工作（亮度10坎德拉/米2 ） 。
因为锥体细胞都分布在视网膜中央窝附近，所以正对眼 睛的物体看得最清晰
1.2.1.3 明适应和暗适应
1.2.1.4 视力
1.2.1.5 后像
1.1.2 光的度量
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：光源在单位时间内发出的光(波长 380－780nm)的总量。
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。
40W白炽灯 350lm
第一章 室内光环境概述
1.1 基本光学知识
百度文库
1.1.1 光的特性
光是一种电磁波 光的传播实际是电磁 波的传播。作为一种波， 它向外辐射能量.
光源的光谱（光源中含各种波长成分的情
况）
较短的波长为主
较长波长为主
1. 可见光的范围
红橙黄绿青蓝紫 红橙黄绿青蓝紫
不同的波长，其光的颜色也各不相同
单色光：只有单一波长成分的光 复色光：含有两种以及两种以上波长成分的光
后像定义：视觉不会瞬时产生，也不会瞬时 消失，特别是在高亮度的闪光之后往往还能 感到有一连串的影像，称为后像。
正后像
电影
负后像
高亮光之后眼前一黑
1.2.1.6 眩光
➢ 眩光定义：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。
被照面的照度：E=Ensin = (I / r2) sin
线光源是点光源的积分叠加， 面光源是线光源的积分叠加。 原理相同。
I
r
E
照 度
国际照明委员会CIE对不同作业和活动 推荐的照度
作业或活动类型
室外入口区域 短暂停留交通区 衣帽间、门厅 讲堂、粗加工 办公室、控制室 缝纫、绘图、检验室 辨色、精密加工和装配 手工雕刻、精细检验 手术室、微电子装配
发光强度：表示光源 光通量的空间密度
定义：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 d
单位：坎德拉
(candela, cd)
ds
光通量相同，发光强度却不同
1.1.2.3 照度 E
定义：受照物体表面
单位面积所接受E到的 光通量。表示被照面A
被照射的程度。
10000 Lux
照度范围(lx)
20 ~ 30 ~ 50 50 ~ 75 ~ 100 100 ~ 150 ~ 200 200 ~ 300 ~ 500 300 ~ 500 ~ 750 500 ~ 750 ~ 1000 750 ~ 1000 ~ 1500 1000 ~ 1500 ~2000 >2000
1.1.2.4 亮度 L
反光材料，亮度高
吸光材料，亮度低
亮度表达式
L
I
A c os
当量面积 Acos
I
1.2 光与室内环境的关系
视觉：是因光作用于视觉器官，经由整个视 觉系统加工后而产生，即视觉依赖于光。
明视觉、暗视觉与中介视觉
视网膜是人眼感受光的部位，网膜 上的视细胞层包括杆细胞和锥细胞
视杆细胞：Rod cells
主要分布在中央窝周围及视网膜的 边缘
仅在暗处起作用，接受微弱光线刺 激，分辨物体明暗和轮廓，不分辨 细节和颜色。 几十个连接到一个双极细胞，含视 紫红质一种感光色素 获得对光的高度灵敏，但降低了分 辨率
视椎细胞： Cone cells
主要分布在网膜中央凹 仅在中等和强的光亮条件下起作 用，能分辨颜色和细节。 一对一或几个对一个连接到双极细 胞，含红色、感绿色、感蓝色三种 感光色素 感光灵敏度低，分辨率高
40W荧光灯
白炽灯2100lm10
-
lm/W 15
卤素灯
15 - 25
发光效率定义：电源所金发卤灯出的光通60量-1与00 其所
高压钠灯 100－130
光效η 消耗的电功率的比值荧称光灯为发光效60率-1。00
单位：lm/W
LED
60 -120
光效是指电能转换成光能
的效率。
P
1.1.2.2 发光强度
定义：正在发光体 (或反光体) 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，单位：坎德拉 cd/cm2 主观亮度：考虑背景亮度的作用 视网膜只可承受 16cd/cm2以下的亮度！
亮度和照度有何区别？照了不一定亮！ 照度相同
➢ 失能眩光：造成视觉降低。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。
眩光产生的原因
不恰当的自然采光口，不合理的光亮度， 不恰当的强光方向，都会在室内造成眩光现 象。
中介视觉
亮度在10-2~10坎德拉/米2 时，杆细胞和锥细胞同时 起作用，称为中介视觉。
暗视觉
视杆细胞对光的敏感性高，能接受微弱光线的刺激；不 能分辨物体的细节和颜色，只能分辨出物体的形状和明 暗；往往几十个连在一起向视神经输送信息；适合在暗 条件下工作（亮度<10-2坎德拉/米2 ） 。
可能产生眩光的地方
玻璃办公桌面 局部照明的展板 不恰当的工作面照明
黄种人眼睛的黑色素较白种人的多，对眩 光的忍受力比白种人强。白种人比黄种人的 耐暗程度强。
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。
复习思考题
表示光强弱的物理量有哪些？ 光通量，单位：lm流明; 发光强度,单位: cd, 坎德拉 亮度，单位： cd/m2, 坎德拉/米2 照度，单位： 流明 / 米2
阴影表处达式：6000 Lux 在蓬下
单位：勒克斯(lux, 100000 Lulxx)，相当于1 lm的光
I阳光下
通量均匀分布在1m2 的被照面上
300 Lux 房屋里
2500 Lux 窗内
10 Lux 在地窖里
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照度： En＝I / r2
明视觉
锥体细胞对光的敏感性差，对微弱光线不敏感；能分辨 物体的细节和颜色；与视神经一对一连接输送信息；适 合在明亮条件下工作（亮度10坎德拉/米2 ） 。
因为锥体细胞都分布在视网膜中央窝附近，所以正对眼 睛的物体看得最清晰
1.2.1.3 明适应和暗适应
1.2.1.4 视力
1.2.1.5 后像
1.1.2 光的度量
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：光源在单位时间内发出的光(波长 380－780nm)的总量。
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。
40W白炽灯 350lm
第一章 室内光环境概述
1.1 基本光学知识
百度文库
1.1.1 光的特性
光是一种电磁波 光的传播实际是电磁 波的传播。作为一种波， 它向外辐射能量.
光源的光谱（光源中含各种波长成分的情
况）
较短的波长为主
较长波长为主
1. 可见光的范围
红橙黄绿青蓝紫 红橙黄绿青蓝紫
不同的波长，其光的颜色也各不相同
单色光：只有单一波长成分的光 复色光：含有两种以及两种以上波长成分的光
后像定义：视觉不会瞬时产生，也不会瞬时 消失，特别是在高亮度的闪光之后往往还能 感到有一连串的影像，称为后像。
正后像
电影
负后像
高亮光之后眼前一黑
1.2.1.6 眩光
➢ 眩光定义：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。