建筑光环境-网络.doc

（1）建筑光环境的基本知识主要包括如下内容光的基本属性光是以电磁波形式传播，并能为人眼感觉到的那一部分辐射能，其波长范围为380780nm。光的强度由发光强度及亮度描述，光的色彩由色温描述。光的基本描述参量光通量：以人眼为基准，对光的感觉量的描述参量,常用符号表示,单位流明(lm)。发光强度：表征光源在空间的光通量分布状况，即光通量的空间分布密度，常用符号I表示，单位坎德拉（cd）。照度：对于被照面而言，表征落在其单位面积上的光通量程度，即表示被照面上的光通量密度，常用符号E表示，单位勒克斯(Lux或lx)。亮度：表征发光体在视线方向上单位投影面积发出的发光强度，或人眼所看到发光体的明亮程度。常用符号L表示，单位坎德拉平方米(cd/m2)。材料的光特性在光的传播过程中，遇到各种材料、当介质发生变化时，入射光通量中的一部分被反射，一部分被吸收，一部分可能透过介质进入另一侧的空间。反射，吸收和透射光通量与入射光通量之比，分别为光反射比、光吸收比、光透射比。用以表征材料对光的作用状况。材料对光的两种特殊作用方式。光线射到表面很光滑的不透明材料上，就出现定向反射现象。光线射到透明材料上则产生定向透射。半透明材料使入射光线发生扩散透射，表面粗糙的不透明材料使入射光线发生扩散反射，使光线分散在更大的立体角范围内。当反射或透射的光线满足朗伯余弦定律时，其反射或透射分别称为均匀扩散反射或均匀扩散透射。人眼的视觉特性人眼在观看同样功率的可见辐射时，对于不同波长，感觉到的明亮程度不一样。人眼的这种特性常用国际照明委员会的光谱光视效率（V）曲线来表示。明暗视觉表示人眼的两种视觉状态。明视觉是指在明亮环境中，人眼对外界亮度变化的适应能力强，能够辨认物体的细节，具有颜色感觉。暗视觉是指在黑暗环境中，人眼对外界亮度变化的适应能力弱，只有明暗感觉而无颜色感觉，也无法分辨物体的细节。光的危害眩光就是在视野中，由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在着极端的亮度对比，以至引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。根据眩光产生的来源，可分为直接眩光、反射眩光和光幕眩光。根据眩光对视觉的影响程度，又可分为失能眩光和不舒适眩光。降低视觉功效和可见度的眩光称为失能眩光。而引起不舒适感觉，但并不一定降低视觉功效和可见度的眩光称为不舒适眩光。不舒适眩光会影响人们的注意力，长时间就会增加视觉疲劳。（2）发光强度与照度的关系点光源在一表面上形成的照度与它在这一方向上的发光强度成正比，和入射光线与被照面法线形成的夹角余弦成正比，和它到被照面的距离成反比。（3）亮度与照度的关系亮度与照度之间的关系常用的立体角投影定律来表述。它表示某一亮度为的发光表面在被照面上形成的照度，是这一发光表面的亮度与该发光表面在被照点上形成的立体角在被照面的投影（cos）的乘积。（1）天然采光的基本知识主要包括如下内容：天然光的组成通常到达地表的天然光由太阳直射光和天空扩散光两部分组成。在全云天的情况下，室外天然光只有天空扩散光。全云天的亮度分布和水平面照度的关系。全云天亮度分布相对稳定,不受太阳位置的影响。全云天时天顶亮度(Lz)最大,为地平线附近天空亮度的3倍。采光标准采光标准从采光数量和采光质量两个方面对天然采光提出要求。采光数量是根据视觉工作的精细程度，划分为五个等级，并依据采光的形式用采光系数的形式给出标准值。采光系数是室内给定水平面上某一点的由全云天天空漫射光所产生的照度和同一时间同一地点,在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度的比值。采光质量包括采光均匀度、眩光的控制、合适的亮度比等方面。侧窗的采光特性低窗时，近窗处照度很高，往里则迅速下降。当窗的位置提高后，虽然*近窗口处照度下降，但离窗口远的地方照度却提高不少，均匀性得到很大的改善。侧窗的有效采光范围为窗高的35倍。影响房间横向采光均匀性的主要因素是窗间墙。窗间墙越宽，横向均匀性越差。常用天窗的采光特性矩形天窗、横向天窗和锯齿型天窗相当于提高位置(安装在屋顶上)的高侧窗，光特性与高侧窗相似。采光系数最高值一般在5%7%以内。平天窗由于不需安装天窗架，简化结构。平天窗采光效率高，而且更易获得均匀的照度。采光设计的主要步骤和采光计算原理采光设计的主要步骤：收集设计要求、条件和环境方面等的基础资料，选择采光口形式，确定采光口位置及可能开设的窗口面积，估算采光口尺寸，布置采光口。采光计算原理：这种计算方法是根据有关数据查出相应的理想条件下的采光系数值。然后按实际情况考虑各种影响因素，加以修正而得到室内最暗处的采光系数值。（2）人工照明的基本知识主要包括如下内容：光源的主要类别热辐射光源,主要包括白炽灯和卤钨灯。气体放电光源,主要包括荧光灯、荧光高压汞灯、金属卤化物灯、钠灯、氙灯等。光源特性的主要描述参量色温：某一光源的光色与某一温度下的完全辐射体的光色完全相同时，完全辐射体的温度表示该光源的光色。显色指数：光源的显色性用显色指数来表示。即在该光源下人眼分辨物体真实颜色的程度。即用某一光源和标准光源照明时，在适当考虑色适应状态下，物体的心理、物理色符合程度。此外还有发光效率、平均寿命等技术参量。灯具光特性的主要描述参数配光曲线：任何光源或灯光处于工作状态，就向周围投射光通量。把灯具各方向的发光强度在三维空间用矢量表示出来，把终端连接起来，构成一封闭的光强体。当光强体被通过Z轴线的平面截割时，在平面上获得一封闭的交线。此交线以极坐标的形式绘制在平面图上，就是灯具的配光曲线。此外还有遮光角、灯具效率等技术参量。主要照明的方式功能照明的主要方式有：一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明。照明设计标准的主要方面照明数量：照明设计标准就是根据识别物体的大小、物件与背景的亮度对比，识别物体本身的亮度等因素确定相关的标准值。照明质量：考虑到有利于视功能、舒适感、安全与适宜的亮度分布等方面，包括眩光、颜色、扩散、方向性、均匀度、亮度和亮度对比等技术方面的要求。室内照明设计需考虑的主要方面和手法处理室内环境照明时，必须充分估计到光的表现能力。要结合建筑物的使用要求、建筑空间尺度及结构形式等实际条件，对光的分布、光的明暗构图、装修的颜色和质量作出统一的规划，利用灯具自身的艺术性或灯具的规律的布置方式，在满足使用功能的基础上，使之达到预期的艺术效果，并形成舒适宜人的光环境。室外环境照明设计需考虑的主要方面和手法处理室外环境照明时，要结合室外环境特征、使用功能或功能分划区结构形式等实际条件，结合地域文化的要素，对光的分布、明暗构图及视觉景观中心作出统一的规划，利用灯具自身的艺术性、灯具的规律布置方式以及光色、亮度、光斑图案的合理调控等手法，使之形成舒适宜人的光环境。同时还需注意限制眩光、节能及选择合理的灯具。光环境是建筑环境中的重要组成部分，也是影响人员视觉工作效率的直接因素。合理地利用天然光在提高室内视觉舒适度的同时，降低了能源消耗水平。对建筑光环境和能耗需求情况进行分析评价，是进行高质量照明设计的前提。目前，国内外建筑光环境评价方法大体上可以分为两类主观投票评价和客观测试分析。主观投票的方法旨在寻求影响室内办公人员光舒适感的指标，确定影响因素的权重系数，建立集视觉、工作效率和心理舒适的综合评价体系1，2。此外，基于环境行为学的一些成熟理论也被应用到建筑光环境的研究中3。由于人们具有复杂的心理活动，评价结果主观作用比较明显，受专家经验及受试者心理，行为习惯等影响较大。 客观测试分为物理模型测试和计算机模拟测试两类。物理模型实验的特点是制作建筑的缩尺模型，其制作费用高制作精度对测量结果影响大，实验周期长成为限制其广泛应用的主要原因4。但由于其直观、精准，该方法在进行软件标定的过程中得到广泛应用。 计算机模拟是通过在计算机中建立虚拟的模型，可快速计算照度、亮度和眩光等参数，并可生成具有真实感的渲染图形。由于其花费最少，发生错误的代价最小易于控制和重复，并可模拟任何地点、时间、天气状况下的天然光光环境，因而得到了广泛的应用4。 国内模拟设计还处于起步阶段。只有经济发达城市的一些大型建筑项目会采用光环境模拟设计5。并且对光环境的模拟研究主要采用静态的研究方法6，即建立虚拟的办公建筑模型，计算出最不利时刻或典型日(夏至日或冬至日)中某几个时刻点工作平面的照度、亮度和采光系数等指标值，再依据标准或设计准则中对办公室光环境指标值的规定，来评价该建筑内部光环境的质量。大多采用的软件是Ecotect，Desktop Radiance。但天然光是高度动态变化的，随时间、地点和天气条件差异很大，应用于建筑内部，对光环境的影响需要考虑到窗户结构，室内环境布置以及能源消耗等因素，是个动态耦合的过程，需要一套新的建立在动态环境模拟基础上的评价方法来对办公建筑光环境进行评价。办公建筑光环境及能耗评价方法研究作者： 孙婵娟， 连之伟， Harry Giles， Sun Chanjuan， Lian Zhiwei， Harry Giles作者单位： 孙婵娟,连之伟,Sun Chanjuan,Lian Zhiwei(上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院建筑学系 上海,200240)， Harry Giles,Harry Giles(美国密西根大学建筑与城市规划学院)刊名：建筑学报英文刊名： Architectural Journal年，卷(期)： 2013(2)参考文