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第六章 建筑光环境 清华大学 建筑学院 建筑技术科学系 2001年 光环境控制的意义 减少视觉疲劳，保证视觉健康和身心健康 提高劳动生产率 降低能耗 人工照明能耗 空调能耗 90年代末上海市公共建筑的一次能源消耗比例 光的性质和度量 光的特征 电磁波的一部分，光子的波动运动 可见光和良好视觉的共同作用 在带有多种光谱成分的光源中，如果某一部分占比例较大，就呈现出那个波长对应的颜色。 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380－780nm)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。 不同波长的相对光谱光效率 明视觉：V(?)max 对应波长555nm (黄绿光)，光效是680lm/W。 暗视觉：V(?) max 507nm (蓝绿光) 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) 光通量相同，发光强度却不同 照度 E 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1m2的被照面上 性质：可叠加性。几个光源同时照射被照面时，实际照度为单个光源分别存在时形成照度的代数和。 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 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。 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 照度范围(lx) 室外入口区域 20 ~ 30 ~ 50 短暂停留交通区 50 ~ 75 ~ 100 衣帽间、门厅 100 ~ 150 ~ 200 讲堂、粗加工 200 ~ 300 ~ 500 办公室、控制室 300 ~ 500 ~ 750 缝纫、绘图、检验室 500 ~ 750 ~ 1000 辨色、精密加工和装配 750 ~ 1000 ~ 1500 手工雕刻、精细检验 1000 ~ 1500 ~2000 手术室、微电子装配 2000 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！ 亮度和照度有何区别？照了不一定亮！ 亮度表达式 光源的亮度与被照面的照度关系 E＝L ? sin? ? ＝Acos? / r2 光的传播特性 光遇到介质会发生反射、透射和吸收。 反射、透射光使人眼可以看见。 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 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 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存在了，变成了热。 视觉与光环境 良好的光环境是保证视觉功能舒适有效的基础 什么是良好光环境？ 人们可以不必通过意识的作用强行将注意力集中到所要看的地方，就能不费力气而清楚地看到所有有哪些信誉好的足球投注网站的信息 获得的信息与实际情况相符合 背景中也没有视觉“噪声” 干扰注意力 眼睛的生理特