室内光环境光环境基本度量及各参数使用对象和相互联系知识要点

室内光环境光环境基本度量及各参数使用对象和相互联系知识要点：人与视觉环境的关联室内一般天然采光概念人工光源和灯具的光学特性基础人工光环境质量与评价人工照明节能措施概略

第6章建筑光环境

第6章建筑光环境

第6章建筑光环境知识框架材料的光学特性颜色的基本概念人眼的视觉特征光气候与采光标准采光及天然光环境人工光源及其灯具照明方式和照明种类人工光环境质量与评价建筑光环境视觉环境天然光环境光学基本知识视觉功效照明对视觉的影响天然光环境设计人工光照明光与颜色基本知识人工照明节能室内工作照明设计基础6.1光与颜色的基本知识6.1.1光学基本知识光是以电磁波形式传播的辐射能。较短的波长为主较长波长为主1。光的基本特性什么是光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。单一波长的光呈现一种颜色。不同波长的光在视觉上形成不同的颜色。日光和灯光都是由不同波长的光混合而成的复合光，复合光中，不同波长光参数的量值关系形成了“光谱”。6.1.1光学基本知识红橙黄绿蓝绿蓝蓝紫紫黄绿波长/m光谱光视效率V(

)视感觉/lm/W暗视觉明视觉>3cd/m2波长/nmCIE光谱光视效率V(

)曲线507nm555nm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视效率V(

)来表示。光谱光视效率1。光的基本特性明视觉：V(

)max对应波长555nm(黄绿光)暗视觉：V(

)max为507nm(蓝绿光)国际照明委员会：CommissionInternationaleDeL’E’-clairage定义：光源在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到的光的能量(波长380－780nm)称光通量。CIE光谱光视效率:V(

)曲线查得最大光谱光视效能，Km=683lm/W——辐射转换成光的参量白炽灯日光灯100W40W1250lm2500lm12.5lm/W62.5lm/W波长为

的单色辐射能通量/W，由光源的辐射光谱得到Φ物理意义：衡量光源向四周发射光的能力的大小光通量Φ/流明(lm)

6.1.1光学基本知识2。光的量度光电转换差距大光强度I(又称光强、发光强度)/坎德拉(1cd=1lm/sr)立体角：rAΩ点光源/均匀扩散：40W物理意义：反映光源在空间上的能量分布。衡量灯具受灯罩影响在不同方向上的发光能力定义：光源在照射方向上单位立体角内发出的光通量(和距离无关)。40W6.1.1光学基本知识2。光的量度全反射光通量相同，发光强度却不同，其值与灯具性质有关。光通量与光强度6.1.1光学基本知识2。光的量度均匀照射时定义：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。物理意义：衡量受照面上的光强度，相当于1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上，常用于了解工作面或工作室所具有的光强度（光环境）。光照度E/勒克斯(1lx=1lm/m2)6.1.1光学基本知识2。光的量度性质：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。已知点光源发光强度I以及与被照面的距离r，则垂直于二者连线的被照面的照度为：晴天中午的室外阴天中午的室外月光下40W白炽灯以下1m40W白炽灯(有搪瓷罩)以下1m40W白炽灯的台灯下80000～1200008000～20000＜103073200～300光强度与光照度6.1.1光学基本知识2。光的量度E=Encos

=(I

/r2)cos

I

ErEn例6-2dAdAcos

定义：发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度。称为该发光体的表面亮度.一定面积内：6.1.1光学基本知识2。光的量度光亮度L/尼特、熙提(1nt=1cd/m2,1sb=104nt,1asb=1/

nt)物理意义：是引起视感的物理量。取决于进入眼睛的光通量在视网膜物象上的密度/物象照度.光亮度是将某一正在发射光线的表面的明亮程度定量表示出来的量,在光度单位中,它是唯一能引起眼睛视感觉的量.物体表面在各个方向的物理亮度不一定相同。物理亮度：发光体在视线方向上单位面积的发光强度主观亮度：视感所感受到的亮度(受背景亮度影响)6.1.1光学基本知识2。光的量度光亮度L/尼特、熙提(1nt=1cd/m2,1sb=104nt,1asb=1/

nt)白炽灯灯丝荧光灯管太阳表面无云蓝天电视屏幕300～5000.8～0.920×1040.2～2.00.017～0.035sb光源的亮度与被照面的照度关系受照面上的照度与亮度：反光材料，亮度高吸光材料，亮度低立体角投影定律，表明发光表面在被照面上形成的照度，仅与发光表面的亮度及其在被照面上形成的立体角投影有关，与发光表面的面积无关。

L

r光源面积A

E6.1.1光学基本知识2。光的量度光亮度(nt)与光照度(lx)光通量Φ发光强度I照度E亮度Lθ光源光源受照面光源、受照面描述对象量纲：lm1cd=lm/sr1lx=lm/m21nt=lm/(sr·m2)=cd/m2与视感密切的相关参数评价光环境的主要参数评估光源发光能力参数反映灯具空间发光能力使用场合1sb=104nt1asb=1/

cd/m2定义：6.1.1光学基本知识2。光的量度小结亮度(cd/m2)光遇到介质会发生反射、透射和吸收，并遵守能量守恒定律：6.1光的性质与度量6.1.2材料的光学特性视感视感

视感的形成来自于物体表面的反射光和透射光。光问题与热问题的共同点：热问题：相同条件下，投入能量越多，温度就越高。光问题与热问题的不同点：光问题：相同条件下，可见光区投入能量越多，亮度就越高热量守恒：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。光照射与热辐射定向扩散反射混合反射均匀漫反射定向反射镜面玻璃抛光金属面平板玻璃粉刷涂料乳胶漆乳白玻璃粗糙金属面光滑纸磨砂玻璃油漆表面c类材料的理想情况规则反射（又称定向反射）：入射角＝反射角，透射方向与入射方向一致定向扩散反射：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，透射雷同6.1光的性质与度量6.1.2材料的光学特性1。反射6.1光的性质与度量6.1.2材料的光学特性2。透射b)a)c)d)规则透射定向扩散透射漫透射均匀漫透射能清晰看清背侧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侧光源，且亮度均匀如透明玻璃涂白漆完全看不清背侧光源和物象，量度均匀如乳白玻璃6.1光的性质与度量6.1.2材料的光学特性3。折射光的折射规律：光的散色：因折射将白光中各频率不同的单色光分离形成各种颜色6.1光的性质与度量6.1.3颜色的基本概念1。颜色的特性颜色的形成：不同波长组成的光在视觉上反映出不同的颜色红橙黄绿蓝绿蓝蓝紫紫黄绿白色光是由各种波长光辐射均匀分布所致物体颜色是由于照射到物体表面后，因表面对不同波长的吸收率不同所致，物体吸收率较差的波长（即反射率较高）所对应的颜色便是物体呈现的颜色色调H(色别、色的相貌)：各彩色彼此区分的视感觉的特性，它取决于光的波长。6.1光的性质与度量6.1.3颜色的基本概念1。颜色的特性颜色的三属性：如：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫明度V(明暗、深浅程度)：相对明暗的视感觉的特性，它是物体反射比大小的度量，反射比大的物体明度则高。明度主要决定于物体反射率的高低。无彩色则仅此属性

黄色调的明度最高，紫色调的明度最低色调H：各彩色彼此区分的视感觉的特性，它取决于光的波长。明度V：相对明暗的视感觉的特性，它是物体反射比大小的度量，反射比大的物体明度则高。无彩色则仅此属性

彩度C(饱和度)：色彩的纯洁度（即色彩的饱和度，或鲜艳度），混合色成分越多，其彩度就越低。彩度主要决定于物体反射率光谱选择性。1。颜色的特性颜色的三属性：

第6章建筑光环境

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6.1.3颜色的基本概念3。光源的颜色光源的色温定义：标准黑体加热升温时颜色由红→浅红→橙黄→白→蓝白→蓝变色时的温度作为光源的色温。黑体加热轨迹20000K10000K7000K6000K5000K2000K2700K4000K3000K热辐射光源： 最接近标准黑体非热辐射光源：可采用相关色温表示6.1.3颜色的基本概念光源的显色性何谓显色性：光源显现物体颜色的特性，即物体色在不同照明条件下的颜色感觉发生变化的特性,即逼真程度。显色性研究方法：选用参照标准（以接近日光的色温为基准，低温：接近早晨、傍晚日光，高温：接近中午日光）显色性定量：显色指数Ra，100：显色性最好；80～100：显色性优良；50～79：显色性一般；＜50显色性较差。3。光源的颜色No.222。亮度阈限——视觉阈6.2视觉环境6.2.1人眼的视觉特征里科定律： 亮度×面积＝常数目标越小要求越高邦森一罗斯科定律： 亮度×时间＝常数呈现时间越短要求越高视觉阈亮度： 视觉可以忍受的亮度上限，一般:106cd/m26.2视觉环境6.2.1人眼的视觉特