建筑环境学(清华)课件_6.建筑光环境

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1、第六章建筑光环境清华大学建筑学院建筑技术科学系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38

2、0－780nm)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()max507nm(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

3、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1lm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

4、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

5、面积发出的发光强度，尼特(nit,nt)、熙提(stilb,sb)1nt=1cd/m2，1sb=1cd/cm2=104nt主观亮度：考虑背景亮度的作用视网膜只可承受16sb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＝Lsin＝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

6、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

7、力气而清楚地看到所有搜索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点视网膜的两种感光细胞亮度高于3nt(cd/m2)时主要由锥状细胞发挥作用在亮度低于0.01nt时主要由杆状细胞发挥作用，但不能分辨颜色绝对光阈：背景亮度为0时可识别的临界亮度目标越小要求越高呈现时间越短要求越高视野和视场视觉特征描述亮度对比度视觉特征描述视角视觉敏锐度：刚刚能分辨的视角的倒数视觉特征描述视觉适应颜色度量：孟赛尔表色系相邻色调间逐步过渡相同黄色Y也有偏红黄YR和偏绿黄GY之分每种色调分为10个等级

8、，主色调和中间色调的等级均为5。10Y表示黄与黄绿的中间色，即淡黄绿色。孟赛尔表色系(镜像)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3~4℃大小轻重感觉：明度影响。高明度者大而轻，低明度小而重颜色产生的错觉视觉功效人借助于视觉器官完成视觉作业的效能称视觉功效。一般用完成作业的速度和精度来定量评价视觉功效。主