适当的照度或亮度水平 合理的照度分布 舒适的亮度分布：适合的亮度对比很重要 宜人的光色：影响对物体颜色的判别和人
的心理感觉 无眩光干扰 光的方向性：使被视物体有立体感
33
适当的照度或亮度水平
亮度到一定程度 后，反而会超过眼 睛的适应范围。当 物体亮度超过一定 值时人眼会感到刺 眼，不能工作。对 于人眼视力而言， 存在着最佳亮度。
人工照明设计中的灯具 利用系数Cu
影响因素
灯具类型 灯具间隔 各内壁面反射率 房间的长宽 灯具到工作面的距离
实用形式：查手册中的表格
55
天然采光
天然采光特点
节能：104 lm /W 视觉效果好，不易导
致视觉疲劳 健康，连续的单峰值
光谱满足人的心理和 生理需要 难度大，受光气候条 件和建筑设计制约 采光与遮阳有矛盾
5
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)
6
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)。 I d
第六章
建筑光环境
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
2
90年代末上海市公共建 筑的一次能源消耗比例
% 空 调照 明热 水动 力 与 其 他
宾 馆 46.1 13.5 31
9.4
商 场 40.5 33.7 10.7 15.2
IV
II
III III
K=0.85 I
V IV
K=1.1
III
63
侧窗采光
64
侧窗采光 用于有外墙的房间
65
窗台高度变高时,室内深处的照度变 化不大，近窗处的照度变化很大，而 且出现拐点。
66
窗台高度不变,窗的上沿高度降低 时的室内照度的变化，近窗处照度变 小，离窗远处照度的下降明显。
67
不同类型玻璃的采光效果
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。
20
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？
办 公 楼 49.7 33.3 2.7
17
医 院 30.3 13.9 41.8
14
3
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。
较短的波长为主
较长波长为主
4
光通量
物理意义：说明光源发光能t, 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！
13
亮度和照度有何区别？
照了不一定亮！
照度相同
反光材料，亮度高
吸光材料，亮度低
14
不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近 视线的高度上，虽不会降低视力，但会引起 视觉上的不舒适。如看阳光下的积雪等。
39
眩光产生的原因
不恰当的自然采光口，不合理的光亮度，不 恰当的强光方向，都会在室内造成眩光现象。
可能产生眩光的地方
玻璃办公桌面 局部照明的展板 不恰当的工作面照明
黄种人眼睛的黑色素较白种人的多，对眩光 的忍受力比白种人强。白种人比黄种人的耐 暗程度强。
9
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
I
再通过三角转换即可求得
实际被照面的照度：
r
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
E
叠加。原理相同。
10
34
合理的照度分布
照度分布应该满足一定的均匀性。视场中各点 照度相差悬殊时，瞳孔就经常改变大小以适应 环境，引起视觉疲劳。
一般认为空间内的照度最大值、最小值与平均 值的相差不超过1/6是可以接受的。
照度均匀度＝工作面最低照度/工作面最高照度 人工照明，照度均匀度需大于1/3；自然采光，
照度均匀度需大于1/10。
光谱特点
非连续 多峰值
44
白炽灯
光效低 色偏红 灯丝高温(2300
K以上) ，高亮 度，有眩光 寿命短 无频闪现象 调光性好 耐频繁开关
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白炽灯的光谱特性
46
卤钨灯
光效和寿命均高于白炽灯，灯丝温度很高
47
荧光灯
光效较高，寿命长，显色性好，表面温度低 所谓节能灯就是紧凑型荧光灯，33~58 lm/W
71
百 页 控 制
72
光电玻璃：根据室内照 度改变玻璃透光率
电解质层
被动反电极
锂离子
主动电光层
73
利用反射镜：香港汇丰银行
74
利用反射镜：香港汇丰银行
75
利用反 射镜照 射内区
76
利用反射镜 照射内区
77
英国议会大厦
利用反光镜和 吊顶反射
亮度表达式
L
dI
dScos
当量面积 dScos
dI
15
光源的亮度与被照面的 照度关系
光源 面积A
E＝L sin ＝Acos / r2
L
r
E
16
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。
= + +c
c
17
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
33 30 37
30
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。
主要与视角、照度、亮度对比系数和识别 时间有关。
研究方法：实验研究 识别几率：正确识别的次数与识别总次数
的比率
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视觉功效曲线
条件：识别几率95％
32
舒适光环境评价
d
单位：坎德拉(candela, cd)
d
dS r2
ds
7
光通量相同，发光强度 却不同
8
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： E d
dS
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。
35
有突出亮的面
36
有突出暗的面
37
亮度分布适宜
38
眩光
当视野内出现高亮度的光时, 使眼睛不能完 全发挥机能，这种现象成为眩光。 在眩光下 ，瞳孔会缩小，以提高视野的适应亮度，也 就降低了眼睛的视觉敏感度。
视力降低眩光：如白天眼睛正视太阳，太阳 光直射工作面、夜间眼睛正视迎面而来的汽 车灯光。
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
21
眼睛的生理特点
视网膜的两种感光细胞
亮度高于3 nt(cd/m2)时主要由锥状细胞发
挥作用 在亮度低于0.01 nt时主要由杆状细胞发挥
56
有无采光窗的心理影响
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人工照明效果
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天然采光效果
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天然采光原理
天然光＝直射光＋散射光。全云天只有扩散光。 直射光随太阳高度角增加而增加 扩散光：散射光在太阳高度角较小时变化快，
到太阳高度角较大时变化小。 最不利天气：全云天
晴天室外照 度变化
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天然采光标准
采光系数C
定义：室内某一点的天然照度 Ei 与同一时间 的室外照度Eo 的比值。
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
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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
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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
B 彩度
级均为 5 。10Y 表示黄
与黄绿的中间色，即淡
R
P
黄绿色。
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孟赛尔表色系(镜像)
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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
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颜色产生的错觉
照 度
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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