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第八章第八章 建筑光建筑光环境境.2光光环境控制的意境控制的意义B 减少减少视觉疲疲劳，保，保证视觉健康和身健康和身心健康心健康B 提高提高劳动生生产率率B 降低能耗降低能耗J 人工照明能耗人工照明能耗J 空空调能耗能耗.390年代末上海市公共建年代末上海市公共建筑的一次能源消耗比例筑的一次能源消耗比例.4光的性光的性质和度量和度量B 光的特征光的特征J 以以电磁波形式磁波形式传播的播的辐射能射能J在在带带有多种光有多种光谱谱成分的光源中，如果成分的光源中，如果某一部分占比例某一部分占比例较较大，就呈大，就呈现现出那个出那个波波长对应长对应的的颜颜色。色。较短的波长为主较短的波长为主较短的波长为主较短的波长为主较长波长为主较长波长为主较长波长为主较长波长为主.5光通量光通量 B 物理意物理意物理意物理意义义：说说明明明明光源光源光源光源发发光能力的基光能力的基光能力的基光能力的基本量，能量本量，能量本量，能量本量，能量单单位。位。位。位。JJ 定定定定义义：辐辐射体射体射体射体单单位位位位时间时间内以内以内以内以电电磁磁磁磁辐辐射射射射的形式向外的形式向外的形式向外的形式向外辐辐射的能量称射的能量称射的能量称射的能量称辐辐射功率射功率射功率射功率或或或或辐辐射通量射通量射通量射通量(W)(W)。光源的。光源的。光源的。光源的辐辐射通量射通量射通量射通量中被人中被人中被人中被人眼感眼感眼感眼感觉为觉为光的能量光的能量光的能量光的能量(波波波波长长380380780nm)780nm)称称称称为为光通量光通量光通量光通量。JJ 单单位位位位:流明流明流明流明(lumen(lumen，lm)lm)。JJ 人眼在人眼在人眼在人眼在观观看同看同看同看同样样功率的功率的功率的功率的辐辐射射射射时时,在不同在不同在不同在不同波波波波长时长时感感感感觉觉到的亮度是不同的，人眼到的亮度是不同的，人眼到的亮度是不同的，人眼到的亮度是不同的，人眼的的的的这这种特性用相种特性用相种特性用相种特性用相对对光光光光谱谱光效率光效率光效率光效率V(V()来来来来表示。表示。表示。表示。.6发光光强度度 IB 发发光光光光强强度：表示度：表示度：表示度：表示光源光源光源光源光通量的空光通量的空光通量的空光通量的空间间密度密度密度密度JJ 定定定定义义：光源在某一方向的：光源在某一方向的：光源在某一方向的：光源在某一方向的发发光光光光强强度定度定度定度定义为义为光光光光源在源在源在源在这这方向上方向上方向上方向上单单位立体角内位立体角内位立体角内位立体角内发发出的光通量出的光通量出的光通量出的光通量(和和和和距离无关距离无关距离无关距离无关)。JJ 单单位：坎德拉位：坎德拉位：坎德拉位：坎德拉(candela,cd)(candela,cd)dsds.7光通量相同，光通量相同，发光光强度度却不同却不同.8B 定定定定义义：落在：落在：落在：落在单单位面位面位面位面积积被照面被照面被照面被照面上的光通量的数上的光通量的数上的光通量的数上的光通量的数值值。表示被照面被照射的程度。表示被照面被照射的程度。表示被照面被照射的程度。表示被照面被照射的程度。B 表达式：表达式：表达式：表达式：B 单单位：勒克斯位：勒克斯位：勒克斯位：勒克斯(lux,lx)(lux,lx)，相当于，相当于，相当于，相当于1 lm1 lm的光通量的光通量的光通量的光通量均匀分布在均匀分布在均匀分布在均匀分布在1m1m2 2的被照面上的被照面上的被照面上的被照面上B 性性性性质质：可叠加性。几个光源同：可叠加性。几个光源同：可叠加性。几个光源同：可叠加性。几个光源同时时照射被照面照射被照面照射被照面照射被照面时时，实际实际照度照度照度照度为单为单个光源分个光源分个光源分个光源分别别存在存在存在存在时时形成照形成照形成照形成照度的代数和。度的代数和。度的代数和。度的代数和。照度照度 E.9照照度度.10亮度亮度 LB 定定定定义义：正在：正在：正在：正在发发光光光光 (或反光或反光或反光或反光)表面表面表面表面的明亮程度。的明亮程度。的明亮程度。的明亮程度。B 亮度是与眼睛感亮度是与眼睛感亮度是与眼睛感亮度是与眼睛感觉觉有关的量，取决于有关的量，取决于有关的量，取决于有关的量，取决于进进入眼入眼入眼入眼睛的光通量在睛的光通量在睛的光通量在睛的光通量在视视网膜物象上的密度。网膜物象上的密度。网膜物象上的密度。网膜物象上的密度。B 物理亮度：物理亮度：物理亮度：物理亮度：发发光体在光体在光体在光体在视线视线方向上方向上方向上方向上单单位面位面位面位面积发积发出的出的出的出的发发光光光光强强度，尼特度，尼特度，尼特度，尼特(nit,nt)(nit,nt)、熙提熙提熙提熙提(stilb,sb)(stilb,sb)1 nt=1 cd/m1 nt=1 cd/m2 2，1 sb=1 cd/cm1 sb=1 cd/cm2 2=10=104 4 ntntB 视视亮度：考亮度：考亮度：考亮度：考虑虑背景亮度的作用背景亮度的作用背景亮度的作用背景亮度的作用B 视视网膜只可承受网膜只可承受网膜只可承受网膜只可承受 16 sb16 sb以下的亮度！以下的亮度！以下的亮度！以下的亮度！.11亮度和照度有何区亮度和照度有何区别？照了不一定亮！照了不一定亮！照度相同照度相同吸光材料，亮度低吸光材料，亮度低吸光材料，亮度低吸光材料，亮度低反光材料，亮度高反光材料，亮度高反光材料，亮度高反光材料，亮度高.12亮度表达式亮度表达式当量面积当量面积当量面积当量面积 dScosdScos dIdI .13光源的亮度与被照面的光源的亮度与被照面的照度关系照度关系ELAcos cos /r2.14光源的光源的发光光强度与被照度与被照面的照度关系面的照度关系B 已知点光源已知点光源已知点光源已知点光源发发光光光光强强度以及与度以及与度以及与度以及与被照面的距离，即可求得垂被照面的距离，即可求得垂被照面的距离，即可求得垂被照面的距离，即可求得垂直于二者直于二者直于二者直于二者连线连线的被照面的照的被照面的照的被照面的照的被照面的照度：度：度：度：E En nI/rI/r2 2B 再通再通再通再通过过三角三角三角三角转换转换即可求得即可求得即可求得即可求得实实际际被照面的照度：被照面的照度：被照面的照度：被照面的照度：E E=E En ncos cos =(I/rI/r2 2)cos cos B 线线光源是点光源的光源是点光源的光源是点光源的光源是点光源的积积分叠加，分叠加，分叠加，分叠加，面光源是面光源是面光源是面光源是线线光源的光源的光源的光源的积积分叠加。分叠加。分叠加。分叠加。原理相同。原理相同。原理相同。原理相同。I IE Er r.15光的光的传播特性播特性B 光遇到介光遇到介光遇到介光遇到介质质会会会会发发生反射、透射和吸收。生反射、透射和吸收。生反射、透射和吸收。生反射、透射和吸收。B 反射、透射光使人眼可以看反射、透射光使人眼可以看反射、透射光使人眼可以看反射、透射光使人眼可以看见见。=+.16B 定向反射与透射材料：入射角反射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角，透射方向与入射方向一致J 镜面玻璃面玻璃J 平板玻璃平板玻璃B 均匀均匀扩散反射、透射材料散反射、透射材料J 粉刷涂料粉刷涂料J 乳白玻璃乳白玻璃反光和透光材料反光和透光材料.17B 定向定向扩散反射与透射材料：与入射角相散反射与透射材料：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，其它方向也有一射方向上有最大亮度，其它方向也有一定亮度定亮度J 光滑的光滑的纸J 油漆表面油漆表面J 磨砂玻璃磨砂玻璃反光和透光材料反光和透光材料.18视野和野和视场水平方向单眼视野水平方向单眼视野水平方向单眼视野水平方向单眼视野180180 双眼视野双眼视野双眼视野双眼视野180180 斜线区为单眼视野范围，斜线区为单眼视野范围，斜线区为单眼视野范围，斜线区为单眼视野范围，白色区为双眼视野范围。白色区为双眼视野范围。白色区为双眼视野范围。白色区为双眼视野范围。单眼向上单眼向上单眼向上单眼向上6060 ，向下，向下，向下，向下7070 。.19颜色色 三个基本属性：三个基本属性：色调色调明度明度彩度彩度.20颜色色产生的心理效果生的心理效果B 情情绪感感觉J 积极色：暖色极色：暖色调高亮度高亮度J 消极色：冷色消极色：冷色调低亮度低亮度B 温度感温度感觉：红热蓝冷，主冷，主观温差效果可温差效果可达达34B 大小大小轻重感重感觉：明度影响。高明度者大：明度影响。高明度者大而而轻，低明度小而重，低明度小而重.21舒适光舒适光环境境评价价B 适当的照度水平适当的照度水平适当的照度水平适当的照度水平B适合的亮度比适合的亮度比适合的亮度比适合的亮度比B 适宜色温与适宜色温与适宜色温与适宜色温与显显色性色性色性色性B 无眩光干无眩光干无眩光干无眩光干扰扰.22适当的照度或亮度水平适当的照度或亮度水平 亮度到一定程度亮度到一定程度亮度到一定程度亮度到一定程度后，反而会超后，反而会超后，反而会超后，反而会超过过过过眼睛眼睛眼睛眼睛的适的适的适的适应应应应范范范范围围围围。当物体。当物体。当物体。当物体亮度超亮度超亮度超亮度超过过过过一定一定一定一定值时值时人人人人眼会感到刺眼，不能眼会感到刺眼，不能眼会感到刺眼，不能眼会感到刺眼，不能工作工作工作工作。对对对对于人眼于人眼于人眼于人眼视视视视力力力力而言，存在着最佳亮而言，存在着最佳亮而言，存在着最佳亮而言，存在着最佳亮度。度。度。度。.23合理的照度分布合理的照度分布B 照度分布照度分布照度分布照度分布应该满应该满应该满应该满足一定的均匀性。足一定的均匀性。足一定的均匀性。足一定的均匀性。视场视场视场视场中各点中各点中各点中各点照度相差照度相差照度相差照度相差悬悬悬悬殊殊殊殊时时时时，瞳孔就，瞳孔就，瞳孔就，瞳孔就经经经经常改常改常改常改变变变变大小以适大小以适大小以适大小以适应应应应环环环环境，引起境，引起境，引起境，引起视觉视觉视觉视觉疲疲疲疲劳劳劳劳。B 照度均匀度照度均匀度照度均匀度照度均匀度工作面最低照度工作面最低照度工作面最低照度工作面最低照度/工作面最高照度工作面最高照度工作面最高照度工作面最高照度.24有突出亮的面有突出亮的面.25有突出暗的面有突出暗的面.26亮度分布适宜亮度分布适宜.27眩光眩光B 当当当当视视视视野内出野内出野内出野内出现现现现高亮度高亮度高亮度高亮度的光的光的光的光时时,使眼睛不能完使眼睛不能完使眼睛不能完使眼睛不能完全全全全发挥发挥机能，机能，机能，机能，这这种种种种现现象成象成象成象成为为眩光。眩光。眩光。眩光。在眩光下，在眩光下，在眩光下，在眩光下，瞳孔会瞳孔会瞳孔会瞳孔会缩缩小，以提高小，以提高小，以提高小，以提高视视野的适野的适野的适野的适应应亮度，也就亮度，也就亮度，也就亮度，也就降低了眼睛的降低了眼睛的降低了眼睛的降低了眼睛的视觉视觉敏感度。敏感度。敏感度。敏感度。JJ 视视力降低眩光：如白天眼睛正力降低眩光：如白天眼睛正力降低眩光：如白天眼睛正力降低眩光：如白天眼睛正视视太阳，太阳太阳，太阳太阳，太阳太阳，太阳光直射工作面、夜光直射工作面、夜光直射工作面、夜光直射工作面、夜间间眼睛正眼睛正眼睛正眼睛正视视迎面而来的汽迎面而来的汽迎面而来的汽迎面而来的汽车车灯光。灯光。灯光。灯光。JJ 不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近视线视线视线视线的高度上，的高度上，的高度上，的高度上，虽虽虽虽不会降低不会降低不会降低不会降低视视视视力，但会引起力，但会引起力，但会引起力，但会引起视视视视觉觉觉觉上的不舒适。如看阳光下的上的不舒适。如看阳光下的上的不舒适。如看阳光下的上的不舒适。如看阳光下的积积积积雪等。雪等。雪等。雪等。.28.29光光污染染B 玻璃幕玻璃幕玻璃幕玻璃幕墙墙的反的反的反的反射眩光不射眩光不射眩光不射眩光不仅仅会会会会影响司机影响司机影响司机影响司机视视力，力，力，力，而且而且而且而且还还会干会干会干会干扰扰附件建筑的室附件建筑的室附件建筑的室附件建筑的室内光内光内光内光环环境。境。境。境。.30天然采光天然采光BB 天然采光特点天然采光特点JJ 节节能：能：能：能：104 lm/W104 lm/WJJ 视觉视觉效果好，不易效果好，不易效果好，不易效果好，不易导导致致致致视觉视觉疲疲疲疲劳劳JJ 健康，健康，健康，健康，连续连续的的的的单单峰峰峰峰值值光光光光谱满谱满足人的心理和足人的心理和足人的心理和足人的心理和生理需要生理需要生理需要生理需要JJ 难难度大，受光气候条度大，受光气候条度大，受光气候条度大，受光气候条件和建筑件和建筑件和建筑件和建筑设计设计制制制制约约JJ 采光与遮阳有矛盾采光与遮阳有矛盾采光与遮阳有矛盾采光与遮阳有矛盾.31有无采光窗的心理影响有无采光窗的心理影响.32人工照明效果人工照明效果.33天然采光效果天然采光效果.34天然采光原理天然采光原理B 天然光直射光散射光。全云天只有天然光直射光散射光。全云天只有天然光直射光散射光。全云天只有天然光直射光散射光。全云天只有扩扩散光。散光。散光。散光。B 直射光随太阳高度角增加而增加直射光随太阳高度角增加而增加直射光随太阳高度角增加而增加直射光随太阳高度角增加而增加B 扩扩散光：散光：散光：散光：散射光在太阳高度角散射光在太阳高度角散射光在太阳高度角散射光在太阳高度角较较较较小小小小时变时变时变时变化快，化快，化快，化快，到太阳高度角到太阳高度角到太阳高度角到太阳高度角较较较较大大大大时变时变时变时变化小。化小。化小。化小。B 最不利天气：全云天最不利天气：全云天最不利天气：全云天最不利天气：全云天晴天室外照晴天室外照晴天室外照晴天室外照度变化度变化度变化度变化.35中国光气候分区与光气候系数中国光气候分区与光气候系数IIIIIIK=0.85K=0.85K=1.0K=1.0室外总照度年室外总照度年室外总照度年室外总照度年平均值平均值平均值平均值31.46 lx 31.46 lx K=0.9K=0.9室外总照度年室外总照度年室外总照度年室外总照度年平均值平均值平均值平均值21.18 lx 21.18 lx K=1.2K=1.2K=1.1K=1.1V VV VI IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIVIVIVIV.36侧窗采光窗采光.37侧窗采光窗采光 用于有外墙的房间用于有外墙的房间.38 窗台高度变高时窗台高度变高时,室内深处的照度室内深处的照度变化不大，近窗处的照度变化很大，变化不大，近窗处的照度变化很大，而且出现拐点。而且出现拐点。.39 窗台高度不变窗台高度不变,窗的上沿高度降窗的上沿高度降低时的室内照度的变化，近窗处照度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。变小，离窗远处照度的下降明显。.40不同不同侧窗位置窗位置对室内照度的影响室内照度的影响平平平平面面面面图图图图剖剖剖剖面面面面图图图图.41天窗采光天窗采光 用于内区、中庭、顶层用于内区、中庭、顶层.42天然采光控制：天然采光控制：节能舒适能舒适B 仅靠靠门窗天然采光的局限窗天然采光的局限J 天然采光受建筑天然采光受建筑设计制制约J 过强的光照的光照导致不舒适致不舒适B 控制天然采光的方法控制天然采光的方法J 百百页控制控制J 光光电玻璃控制玻璃控制J 反射反射镜控制控制J 天然采光与人工照明天然采光与人工照明联合控制合控制.43百百页控控制制.44利用反射利用反射镜：香港：香港汇丰丰银行行.45利用反射利用反射镜：香港：香港汇丰丰银行行.46利用反利用反射射镜照照射内区射内区.47利用反射利用反射镜照射内区照射内区.48 利用反光利用反光利用反光利用反光镜镜和和和和吊吊吊吊顶顶反射反射反射反射英国英国议会大厦会大厦.49Day light usageDay light usageLightingLightingOptimum brightnessOptimum brightness(750 lx)(750 lx)自控可自控可自控可自控可调百页调百页调百页调百页可调灯光照度控制可调灯光照度控制可调灯光照度控制可调灯光照度控制百百页照明照明联合控制：合控制：东京京电力会社力会社.50人工照明人工照明B 特点特点特点特点JJ 不受光气候影响不受光气候影响不受光气候影响不受光气候影响JJ 不受建筑不受建筑不受建筑不受建筑设计设计影响影响影响影响JJ控制方便控制方便控制方便控制方便JJ 需要消耗大量需要消耗大量需要消耗大量需要消耗大量电电能能能能JJ 增加夏天空增加夏天空增加夏天空增加夏天空调负调负荷荷荷荷.51人工光源人工光源B 种种类J 热辐射光源：白射光源：白炽灯、灯、卤钨灯灯J 气体放气体放电光源：光源：荧光灯、光灯、节能灯、高能灯、高压汞灯、金属汞灯、金属卤化物灯、高化物灯、高/低低压钠灯灯.52白白炽灯灯B 光效低光效低光效低光效低B 色偏色偏色偏色偏红红B 灯灯灯灯丝丝高温高温高温高温(2300(2300 KK以上以上以上以上)，高亮，高亮，高亮，高亮度，有眩光度，有眩光度，有眩光度，有眩光B 寿命短寿命短寿命短寿命短B 无无无无频闪现频闪现象象象象B 调调光性好光性好光性好光性好B 耐耐耐耐频频繁开关繁开关繁开关繁开关.53卤钨灯灯B 光效和寿命均高于白光效和寿命均高于白光效和寿命均高于白光效和寿命均高于白炽炽灯，灯灯，灯灯，灯灯，灯丝丝温度很高温度很高温度很高温度很高.54荧光灯光灯B 光效光效光效光效较较高，寿命高，寿命高，寿命高，寿命长长，显显色性好，表面温度低色性好，表面温度低色性好，表面温度低色性好，表面温度低B 所所所所谓节谓节能灯就是能灯就是能灯就是能灯就是紧紧凑型凑型凑型凑型荧荧光灯，光灯，光灯，光灯，3358 lm/W3358 lm/W.55荧光高光高压汞灯汞灯B 光效高光效高光效高光效高B 寿命寿命寿命寿命长长B 显显色性差色性差色性差色性差.56照明方式照明方式一般照明一般照明一般照明一般照明分区一般照明分区一般照明分区一般照明分区一般照明局部照明局部照明局部照明局部照明混合照明混合照明混合照明混合照明.57局部照明局部照明(混合照明混合照明).58分区照明分区照明(分区一般照明分区一般照明).59思考思考题B 人工照明与天然采光在舒适性和建筑能耗人工照明与天然采光在舒适性和建筑能耗人工照明与天然采光在舒适性和建筑能耗人工照明与天然采光在舒适性和建筑能耗方面有何差方面有何差方面有何差方面有何差别别？B 光通量与光通量与光通量与光通量与发发光光光光强强度、亮度与照度的关系与度、亮度与照度的关系与度、亮度与照度的关系与度、亮度与照度的关系与区区区区别别是什么？是什么？是什么？是什么？.
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