室內光環(huán)境（裝修室內環(huán)境檢測）

室內光環(huán)境光環(huán)境基本度量及各參數(shù)使用對象和相互聯(lián)系知識要點：人與視覺環(huán)境的關聯(lián)室內一般天然采光概念人工光源和燈具的光學特性基礎人工光環(huán)境質量與評價人工照明節(jié)能措施概略

第6章建筑光環(huán)境

第6章建筑光環(huán)境

第6章建筑光環(huán)境知識框架材料的光學特性顏色的基本概念人眼的視覺特征光氣候與采光標準采光及天然光環(huán)境人工光源及其燈具照明方式和照明種類人工光環(huán)境質量與評價建筑光環(huán)境視覺環(huán)境天然光環(huán)境光學基本知識視覺功效照明對視覺的影響天然光環(huán)境設計人工光照明光與顏色基本知識人工照明節(jié)能室內工作照明設計基礎6.1光與顏色的基本知識6.1.1光學基本知識光是以電磁波形式傳播的輻射能。較短的波長為主較長波長為主1。光的基本特性什么是光在帶有多種光譜成分的光源中，如果某一部分占比例較大，就呈現(xiàn)出那個波長對應的顏色。單一波長的光呈現(xiàn)一種顏色。不同波長的光在視覺上形成不同的顏色。日光和燈光都是由不同波長的光混合而成的復合光，復合光中，不同波長光參數(shù)的量值關系形成了“光譜”。6.1.1光學基本知識紅橙黃綠藍綠藍藍紫紫黃綠波長/m光譜光視效率V(

)視感覺/lm/W暗視覺明視覺>3cd/m2波長/nmCIE光譜光視效率V(

)曲線507nm555nm人眼在觀看同樣功率的輻射時,在不同波長時感覺到的亮度是不同的，人眼的這種特性用相對光譜光視效率V(

)來表示。光譜光視效率1。光的基本特性明視覺：V(

)max對應波長555nm(黃綠光)暗視覺：V(

)max為507nm(藍綠光)國際照明委員會：CommissionInternationaleDeL’E’-clairage定義：光源在單位時間內以電磁輻射的形式向外輻射的能量稱輻射功率或輻射通量(W)。光源的輻射通量中被人眼感覺到的光的能量(波長380－780nm)稱光通量。CIE光譜光視效率:V(

)曲線查得最大光譜光視效能，Km=683lm/W——輻射轉換成光的參量白熾燈日光燈100W40W1250lm2500lm12.5lm/W62.5lm/W波長為

的單色輻射能通量/W，由光源的輻射光譜得到Φ物理意義：衡量光源向四周發(fā)射光的能力的大小光通量Φ/流明(lm)

6.1.1光學基本知識2。光的量度光電轉換差距大光強度I(又稱光強、發(fā)光強度)/坎德拉(1cd=1lm/sr)立體角：rAΩ點光源/均勻擴散：40W物理意義：反映光源在空間上的能量分布。衡量燈具受燈罩影響在不同方向上的發(fā)光能力定義：光源在照射方向上單位立體角內發(fā)出的光通量(和距離無關)。40W6.1.1光學基本知識2。光的量度全反射光通量相同，發(fā)光強度卻不同，其值與燈具性質有關。光通量與光強度6.1.1光學基本知識2。光的量度均勻照射時定義：落在單位面積被照面上的光通量的數(shù)值。表示被照面被照射的程度。物理意義：衡量受照面上的光強度，相當于1lm的光通量均勻分布在1m2的被照面上，常用于了解工作面或工作室所具有的光強度（光環(huán)境）。光照度E/勒克斯(1lx=1lm/m2)6.1.1光學基本知識2。光的量度性質：可疊加性。幾個光源同時照射被照面時，實際照度為單個光源分別存在時形成照度的代數(shù)和。已知點光源發(fā)光強度I以及與被照面的距離r，則垂直于二者連線的被照面的照度為：晴天中午的室外陰天中午的室外月光下40W白熾燈以下1m40W白熾燈(有搪瓷罩)以下1m40W白熾燈的臺燈下80000～1200008000～20000＜103073200～300光強度與光照度6.1.1光學基本知識2。光的量度E=Encos

=(I

/r2)cos

I

ErEn例6-2dAdAcos

定義：發(fā)光體在視線方向單位投影面積上的發(fā)光強度。稱為該發(fā)光體的表面亮度.一定面積內：6.1.1光學基本知識2。光的量度光亮度L/尼特、熙提(1nt=1cd/m2,1sb=104nt,1asb=1/

nt)物理意義：是引起視感的物理量。取決于進入眼睛的光通量在視網膜物象上的密度/物象照度.光亮度是將某一正在發(fā)射光線的表面的明亮程度定量表示出來的量,在光度單位中,它是唯一能引起眼睛視感覺的量.物體表面在各個方向的物理亮度不一定相同。物理亮度：發(fā)光體在視線方向上單位面積的發(fā)光強度主觀亮度：視感所感受到的亮度(受背景亮度影響)6.1.1光學基本知識2。光的量度光亮度L/尼特、熙提(1nt=1cd/m2,1sb=104nt,1asb=1/

nt)白熾燈燈絲熒光燈管太陽表面無云藍天電視屏幕300～5000.8～0.920×1040.2～2.00.017～0.035sb光源的亮度與被照面的照度關系受照面上的照度與亮度：反光材料，亮度高吸光材料，亮度低立體角投影定律，表明發(fā)光表面在被照面上形成的照度，僅與發(fā)光表面的亮度及其在被照面上形成的立體角投影有關，與發(fā)光表面的面積無關。

L

r光源面積A

E6.1.1光學基本知識2。光的量度光亮度(nt)與光照度(lx)光通量Φ發(fā)光強度I照度E亮度Lθ光源光源受照面光源、受照面描述對象量綱：lm1cd=lm/sr1lx=lm/m21nt=lm/(sr·m2)=cd/m2與視感密切的相關參數(shù)評價光環(huán)境的主要參數(shù)評估光源發(fā)光能力參數(shù)反映燈具空間發(fā)光能力使用場合1sb=104nt1asb=1/

cd/m2定義：6.1.1光學基本知識2。光的量度小結亮度(cd/m2)光遇到介質會發(fā)生反射、透射和吸收，并遵守能量守恒定律：6.1光的性質與度量6.1.2材料的光學特性視感視感

視感的形成來自于物體表面的反射光和透射光。光問題與熱問題的共同點：熱問題：相同條件下，投入能量越多，溫度就越高。光問題與熱問題的不同點：光問題：相同條件下，可見光區(qū)投入能量越多，亮度就越高熱量守恒：熱源停止供熱，已有的熱量也不會消失；熱被材料吸收了仍然存在。亮度不守恒：光源停止發(fā)光，光就沒了；光被材料吸收了就不存在了，變成了熱。光照射與熱輻射定向擴散反射混合反射均勻漫反射定向反射鏡面玻璃拋光金屬面平板玻璃粉刷涂料乳膠漆乳白玻璃粗糙金屬面光滑紙磨砂玻璃油漆表面c類材料的理想情況規(guī)則反射（又稱定向反射）：入射角＝反射角，透射方向與入射方向一致定向擴散反射：與入射角相同的反射角方向上、與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，透射雷同6.1光的性質與度量6.1.2材料的光學特性1。反射6.1光的性質與度量6.1.2材料的光學特性2。透射b)a)c)d)規(guī)則透射定向擴散透射漫透射均勻漫透射能清晰看清背側光源和物象如透明材料模糊看清光源如磨砂玻璃模糊看清背側光源，且亮度均勻如透明玻璃涂白漆完全看不清背側光源和物象，量度均勻如乳白玻璃6.1光的性質與度量6.1.2材料的光學特性3。折射光的折射規(guī)律：光的散色：因折射將白光中各頻率不同的單色光分離形成各種顏色6.1光的性質與度量6.1.3顏色的基本概念1。顏色的特性顏色的形成：不同波長組成的光在視覺上反映出不同的顏色紅橙黃綠藍綠藍藍紫紫黃綠白色光是由各種波長光輻射均勻分布所致物體顏色是由于照射到物體表面后，因表面對不同波長的吸收率不同所致，物體吸收率較差的波長（即反射率較高）所對應的顏色便是物體呈現(xiàn)的顏色色調H(色別、色的相貌)：各彩色彼此區(qū)分的視感覺的特性，它取決于光的波長。6.1光的性質與度量6.1.3顏色的基本概念1。顏色的特性顏色的三屬性：如：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫明度V(明暗、深淺程度)：相對明暗的視感覺的特性，它是物體反射比大小的度量，反射比大的物體明度則高。明度主要決定于物體反射率的高低。無彩色則僅此屬性

黃色調的明度最高，紫色調的明度最低色調H：各彩色彼此區(qū)分的視感覺的特性，它取決于光的波長。明度V：相對明暗的視感覺的特性，它是物體反射比大小的度量，反射比大的物體明度則高。無彩色則僅此屬性

彩度C(飽和度)：色彩的純潔度（即色彩的飽和度，或鮮艷度），混合色成分越多，其彩度就越低。彩度主要決定于物體反射率光譜選擇性。1。顏色的特性顏色的三屬性：

第6章建筑光環(huán)境

第6章建筑光環(huán)境

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6.1.3顏色的基本概念3。光源的顏色光源的色溫定義：標準黑體加熱升溫時顏色由紅→淺紅→橙黃→白→藍白→藍變色時的溫度作為光源的色溫。黑體加熱軌跡20000K10000K7000K6000K5000K2000K2700K4000K3000K熱輻射光源： 最接近標準黑體非熱輻射光源：可采用相關色溫表示6.1.3顏色的基本概念光源的顯色性何謂顯色性：光源顯現(xiàn)物體顏色的特性，即物體色在不同照明條件下的顏色感覺發(fā)生變化的特性,即逼真程度。顯色性研究方法：選用參照標準（以接近日光的色溫為基準，低溫：接近早晨、傍晚日光，高溫：接近中午日光）顯色性定量：顯色指數(shù)Ra，100：顯色性最好；80～100：顯色性優(yōu)良；50～79：顯色性一般；＜50顯色性較差。3。光源的顏色No.222。亮度閾限——視覺閾6.2視覺環(huán)境6.2.1人眼的視覺特征里科定律： 亮度×面積＝常數(shù)目標越小要求越高邦森一羅斯科定律： 亮度×時間＝常數(shù)呈現(xiàn)時間越短要求越高視覺閾亮度： 視覺可以忍受的亮度上限，一般:106cd/m26.2視覺環(huán)境6.2.1人眼的視覺特征3。韋勃定律描述：剛能察覺的刺激變化

I

與刺激水平I的比值是常數(shù)：客觀物理量主觀心理量推論：人的視覺能力與其所處的環(huán)境亮度（背景亮度）密切相關4。視野6.2.1人眼的視覺特征

中心視野：偏離視野中心＜30

物體在中心凹成像(錐桿細胞集中處)，清晰度最高，可辨色辨細部雙眼視野/同時看到：水平：120

；垂直：與單眼相同單眼視野/綜合視野：水平：180

；上60，下705。對比敏感度6.2.1人眼的視覺特征亮度閾限對比：能使正常人引起視知覺的最小亮度對比為物體背景亮度對比度：均勻漫反射Lb/cd/m2

Lb＞5000cd/m2→Sc↓→眩光產生Lopt對比敏感度：6。視覺敏銳度和視覺速度6.2.1人眼的視覺特征視力/視覺敏銳度：辨認目標或細節(jié)的敏銳程度

視角定義視覺速度：物體出現(xiàn)到形成視知覺所需時間的倒數(shù)1/t。100~1000lx：E

1/t

運動物體的識別需有足夠的照度>1000lx：E

1/t上升不大l=5m,d=1.46mm——=1:視力正常①同樣的視覺功效： E↑→C↓②α↓→E↑③同樣的視覺功效，天然光所需照度低于人工光④對視覺功效影響的還有：年齡、視力、操作熟練程度等生理因素亮度對比度6.2視覺環(huán)境6.2.2視覺功效視覺功效特性光污染：過量的光輻射對人類生活和生產環(huán)境造成的不良影響的現(xiàn)象，包括可見光、紅外線和紫外線造成的污染。

①可見光污染?？梢姽馕廴颈容^多見的是眩光。如汽車夜間行駛照明用的頭燈等?？梢姽馕：^大的是核武器爆炸時的強閃光，它可使幾公里范圍內人的眼睛受傷害。激光光譜屬于可見光部分的對人眼有較大的傷害作用。②紅外線污染。紅外線是一種熱輻射。較強的紅外線可造成皮膚傷害。不同波長的紅外線對眼睛可產生不同的傷害作用。③紫外線污染。紫外線對人體主要是傷害眼角膜和皮膚。造成角膜損傷的紫外線主要為波長2500—3050埃部分，其中2880埃的作用最強。紫外線對皮膚的傷害作用主要是引起紅斑和小水泡，嚴重時會使表皮壞死和脫皮。

國際上一般將光污染分成3類，即白亮污染、人工白晝和彩光污染。白亮污染陽光照射強烈時，城市里建筑物的玻璃幕墻、釉面磚墻、磨光大理石和各種涂料等裝飾反射光線，明晃白亮、眩眼奪目。專家研究發(fā)現(xiàn)，長時間在白色光亮污染環(huán)境下工作和生活的人，視網膜和虹膜都會受到程度不同的損害，視力急劇下降白內障的發(fā)病率高達45%。還使人頭昏心煩，甚至發(fā)生失眠、食欲下降、情緒低落、身體乏力等類似神經衰弱的癥狀。夏天，玻璃幕墻強烈的反射光進入附近居民樓房內，增加了室內溫度，影響正常的生活。有些玻璃幕墻是半圓形的，反射光匯聚還容易引起火災。烈日下駕車行駛的司機會出其不意地遭到玻璃幕墻反射光的突然襲擊，眼睛受到強烈刺激，很容易誘發(fā)車禍。人工白晝夜幕降臨后，商場、酒店上的廣告燈、霓虹燈閃爍奪目，令人眼花繚亂有些強光束甚至直沖云霄，使得夜晚如同白天一樣，即所謂人工白晝。在這樣的“不夜城”里，夜晚難以入睡，擾亂人體正常的生物鐘，導致白天工作效率低下。人工白晝還會傷害鳥類和昆蟲，強光可能破壞昆蟲在夜間的正常繁殖過程。彩光污染舞廳、夜總會安裝的黑光燈、旋轉燈、熒光燈以及閃爍的彩色光源構成了彩光污染。據(jù)測定，黑光燈所產生的紫外線強度大大亮于太陽光中的紫外線，且對人體有害影響持續(xù)時間長。人如果長期接受這種照射，可誘發(fā)流鼻血、脫牙、白內障，甚至導致白血病和其他癌變。彩色光源讓人眼花繚亂，不僅對眼睛不利，而且干擾大腦中樞神經，使人感到頭暈目眩，出現(xiàn)惡心嘔吐、失眠等癥狀?？茖W家最新研究表明，彩光污染不僅有損人的生理功能，還會影響心理健康。6.3天然光環(huán)境6.3.3天然光環(huán)境設計基礎基本概念采光設計——通過采光窗的面積和布置等的設計，通過采光系數(shù)的計算，預測由此所營造的室內光環(huán)境是否符合標準規(guī)定的各項指標。采光計算——主要指采光系數(shù)的設計計算和校核計算，前者是預測，后者是驗證，目的是修正采光設計或改造設計。天然光環(huán)境設計——包含采光設計，同時還包含室內各表面的亮度、色彩等的規(guī)劃與設計，室內光的遮光、控光、以及眩光避免等的設計1。設計內容、2。設計原則

第6章建筑光環(huán)境

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6.4人工照明6.4.1人工光源光通量/lm →反映光源的發(fā)光能力。1。電光源性能指標光源色表/K→反映光源所呈現(xiàn)的色調。發(fā)光效率（光效）/lm/W→光源發(fā)出的光通量與其消耗的電功率之比——反映光源的節(jié)能性。平均亮度/sb→反映光源產生眩光的可能性。顯色指數(shù) →反映光源照射下物體呈現(xiàn)顏色的逼真性。壽命/h →反映光源的使用（或更換）周期。電費/元 →反映光源的經濟性（使用費用）。設備費/元 →反映光源的經濟性（投資費用）。其它特性

→發(fā)熱量、所需附件等等。新建筑物理TAB2.3-10項目普通白熾燈鹵鎢燈熒光燈熒光高壓汞燈金屬鹵化物燈高壓鈉燈光效(lm/W)6.5-1920-2125-6030-5060-8080-100色溫（K）280032006500(日光色)600060002100顯色指數(shù)(Ra)95-9995-9955-9340-5085-9521平均壽命(小時)1000800-20002000-50004000-90001000-200006000-10000表面亮度較大大小較大較大較大(再)啟動時間瞬時瞬時較短長長長受電壓波動影響大大較大較大較大較大受環(huán)境溫度影響小小大較小較小較小耐震性較差差較好好較好較好所需附件無無電容/鎮(zhèn)流/啟動器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器頻閃現(xiàn)象無無有有有有發(fā)熱量(功率)57(100W)41(500W)13(40W)17(400W)12(400W)8(400W)初始價格最低中中高高高運行價格最高低低中中中不同電光源性能比較熱輻射氣體放電表面溫度小空間適用2。電光源的種類不同電光源發(fā)光能力比較6.4.1人工光源燈絲高溫(2300K以上)，高亮度，有眩光光效低色偏紅壽命短無頻閃現(xiàn)象調光性好耐頻繁開關白熾燈2。電光源的種類熒光燈光效較高，壽命長，顯色性好，表面溫度低所謂節(jié)能燈就是緊湊型熒光燈，33~58lm/W6.4人工光環(huán)境6.4.1人工光源2。電光源的種類熒光高壓汞燈光效高壽命長顯色性差鹵鎢燈光效和壽命均高于白熾燈，燈絲溫度很高2。電光源的種類氣體放電光源光譜低壓鈉燈的主要波長為589nm的黃光，最接近555nm，故發(fā)光效率最高。高壓鈉燈光譜分布金屬鹵化燈光譜分布/日光色鏑燈2。電光源的種類6.4人工光環(huán)境6.4.1人工光源6.4.2燈具/各種燈具格柵燈具-辦公室照明高天棚照明燈具-廠房、公共設施光纖照明-裝飾照明熱輻射光源氣體放電光源投光燈具-室外照明筒燈燈具-商業(yè)照明3。電光源的選擇6.4人工光環(huán)境6.4.1人工光源選擇原則根據(jù)所需的光環(huán)境選用合理的電光源性能參數(shù)，以創(chuàng)造舒適的光環(huán)境，如色溫、顯色指數(shù)等。

——舒適在獲得同樣的發(fā)光能力的同時，選擇高效節(jié)能燈，即選擇光效高的電光源?！?jié)能運行在滿足舒適的光環(huán)境與光效的同時，降低一次投資成本?！跬顿Y低在兩個扁圓吸頂燈下有工作臺P1和P2，如果光源為100W白熾燈,光效為12.5，求P1和P2點的照度（不計反射光的影響）解：燈具Ⅰ在P1形成的照度為：E1-1=I0cos0°/r2=130cos0°/42=8.125(lx)計算燈具Ⅱ在P1形成的照度:6.4.2照明燈具1。燈具的光特性配光曲線：發(fā)光強度的空間分布反映發(fā)光能力6.4.2照明燈具1。燈具的光特性燈具效率反映燈具的經濟性表6-16

熒光燈、高強度氣體放電燈的下限燈具效率/%燈具出光口形式開敞式格柵透光罩保護罩（玻璃或塑料）透明磨砂、棱鏡熒光燈燈具75606555高強度氣體放電燈燈具756060《建筑照明設計標準》GB50034-2004規(guī)定：

遮光角和亮度分布：反映視覺舒適性No.23照明TAB5-2+新建筑物理TAB2.3-12上半球0-10%0-10%40-60%60-90%90-100%下半球100-90%90-60%60-40%40-10%10-0%光照特性高←燈具光通利用率中等→低小←室內表面反射比對照度影響中等→大少←設備投資中等→多少←維護使用費中等→多不均←亮度分布較均勻→均勻濃←陰影稍淡→無

燈具形式直接半直接全漫射(直接-間接)半間接間接光強分布6.4.2照明燈具2。燈具分類3。燈具選擇原則與光源類似1。照明方式6.4人工光環(huán)境6.4.3照明方式和照明種類確定原則：舒適節(jié)能運行初投資低1。照度水平6.4人工光環(huán)境6.4.4人工光環(huán)境質量及其評價標準以介紹《建筑照明設計標準》GB50034-2004為主照明數(shù)量：室內工作面上的照度值。按視覺工作規(guī)定。 0