1、第八章 建筑光环境,2,主要内容,光的性质与度量 视觉与光环境 天然采光 人工照明 光环境控制技术的应用,第一节光的性质与度量,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380780nm)称为光通量。 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。,5,不同波长的相对光谱光效率,光视效能K( )描述光能和辐射能之间关系的量，单位lm/W 明视觉：V()max
2、 对应波长555nm (黄绿光)，光视效能是683 lm/W。 暗视觉：V() max 510nm (蓝绿光)单色光的光谱光视效率波长为555nm的辐射通量与视亮度感觉相等的波长为 的辐射通量的比值，V( ) 明视觉,单色光谱光视效率,6,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)。 单位：坎德拉(candela, cd),r,7,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： 单位：勒克斯(lux, lx)，相当于1 lm的光通量均匀分布在1 m2的被照面上,照度 E
3、,8,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 主观亮度：考虑背景亮度的作用 视网膜只可承受 16 sb以下的亮度！,光源或被照面,9,亮度和照度有何区别？,照了不一定亮！,10,光源的发光强度I与被照面的照度E的关系,点光源的发光强度I与被照面照度E 的关系： 线光源是点光源的积分叠加，面光源是线光源的积分叠加。,11,光源的亮
4、度L与被照面的照度E关系,12,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,13,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,14,光问题与热问题的比较,共同点 热问题：相同条件下，投入能量越多，温度就越高 光问题：相同条件下，可见光区投入能量越多，亮度就越高 不同点 热量守恒：热源停止供热，已有的热量也不会消失；热被材料吸收了仍然存在。 亮度不守恒：光源停止发光，光就没了；光被材料吸收了就不
5、存在了，变成了热。,第二节视觉与光环境,16,视觉敏锐度,视角 视觉敏锐度：刚刚能分辨的视角的倒数,弧度,17,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：冷色调低照度 温度感觉：红热蓝冷，主观温差效果可达34,18,光源的色表与色温,光源的色表类别与用途,常见光源的色温蜡烛：2000 K白炽灯：3000 K荧光灯：5000 K色温越高，舒适照度越高色温与显色性： 显色指数Ra20100,19,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 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
6、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。,20,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。,第三节天然采光,22,天然采光特点,光效高：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,23,天然采光能量分布,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，到太阳高度角较大时变化小。 最不利天气：全阴天（云量为810 ）,晴天室外照度变化,第四节人工照明,25,人工照明,特点 不受光气候影响 不受建筑设计影响,控制方便 需要消耗大量电能 增加夏天空调负荷,26,人工光源类型与特点,种类 热辐射光源：白炽灯、卤钨灯 气体放电光源：荧光灯、节能灯、高压汞灯、金属卤化物灯、高/低压钠灯 光谱特点 非连续 多峰值,27,人工照明设计中的灯具利用系数Cu,单灯光通量计算 影响Cu因素 灯具类型 灯具间隔 各内壁面反射率 房间的长宽 灯具到工作面的距离 实用形式：查手册中的表格,
