清华大学：《环境建筑学》第六章（6-2） 光环境控制的意义

第六章 建筑光环境 清华大学建筑学院 建筑技术科学系 2001年

第六章 建筑光环境 清华大学 建筑学院 建筑技术科学系 2001年

光环境控制的义 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 屯人工照明能耗 迅空调能耗

2 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 空调照明热水动力与其他 宾馆46.113531 94 商场40.533710.7 15.2 办公楼49.733327 17 医院30.313948 14

3 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 办公楼 49.7 33.3 2.7 17 医院 30.3 13.9 41.8 14

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

光通量Φ 物理意义:说明光源发光能力的基 本量,能量单位 也定义: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闺 眼感觉为光的能量(波长380-780nm)通白炽灯 100W普 =1250|m 称为光通量 单位:流明(umen,m) 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来 表示。 40瓦的荧光灯光通量=20001m

5 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380－780nm) 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 幽明视觉:V()max0 对应波长55m.04啼规 明视觉 黄绿光),光效是E 68olm/W。 0.5 物0 画暗视觉:V() 女0.3 max要 507nm(蓝绿光) 0.2 0.1 380420460500540580620660700740 波长A(nm) 图6-2相对光谱光效率

6 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)

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 d④ dQ 单位:坎德拉( candela,cd) de ds do ds odn ds (a (b)

7 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) 2 r dS d =   d d I = ds

光通量相同。光强度 却不同 盏带灯罩的100白炽灯 在一只裸露的40w白炽灯 上加一白色搪瓷灯罩 发光强度7080cd 盏不带灯罩的100白炽灯 给一只裸露的40W白炽灯配上 个聚焦的镜面反射灯罩 发光强度300500cd 一只裸露的40W白炽灯 光通量相同,光分布不同 平均发光强度28cd

8 光通量相同，发光强度 却不同

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 d④ 单位:勒克斯(x,Ix),相当于1Im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

9  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：  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。 dS d E  = 照度 E

光源的光强度与被照 面的照度关系 画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/P2 画再通过三角转换即可求得 实际被照面的照度 E= sin 0=(/r)sin 8 6 画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

10 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=En sin  = (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。  I E r