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1、第五章 室内采光与照明第五章 室内采光与照明 第一节 采光照明的基本概念与要求 就人的视觉来说，没有光也就没有一切在室内设计中，光不仅是为满足人们视觉功能的帚要，而且是一个重要的美学因素。光可以形成空间，改变空间或者破坏空间，它直接影响到人对物体大小、形状、质地和色彩的感知近几年来的研究证明，光还影响细胞的再生长、激素的产生、腺体的分泌以及如体温、身体的活动和食物的消耗等的生堙节奏因此，室内照明是室内设计的重要组成部分之一，在设计之初就应该加以考虑 一、光的特性与视觉效应 光象人们已知的电磁艇一样，是一种能的特殊形式，是具有波状运动的电磁辐射的巨大的连续统一体中的很狭小的一部分这种射线按其波长
2、是可以度量的，它规定的度量单位是纳米 (nm) ，即 lo m 图 5 1 表明电磁波在空间穿行有相同的速率，电磁波波长有很大的不同，同时有相应的频率，波长和频率成反比人们谈到光，经常以波长做参考，辐射波在它们所含的总的能量上，也是各不相同的 ( 作功的能 ) ，辐射波的力量 ( 它们的工作等级 ) 与其振幅 (Amplitude) 有关。一个波的振幅是它的高或深，以其平均点来度量，象海里的波升到最高峰，井有最深谷，深的波比浅波具有更大的力量 二、照度、光色、亮度 1 照度 (IntensityOIllumination) 人眼对不同波长的电磁波，在相同的辐射量 (RadiantFlux) 时
3、，有不同的明暗感觉。人眼的这个视觉特性称为视觉度，井以光通量 (LuminousFlux) 作为基准单位来衡量。光通量的单位为流明 (1m) ，光源的发光效率的单位为流明瓦特 (1m W) 不同的日光源和电光源，发光效率如表 5 1 所示。 光源在某一方向单位立体角内所发出的光通量叫做光源在该方向的发光强度 (LuminousIntenmty) ，单位为坎德拉 (cd) 被光照的某一面上其单位面积内所接收的光通量称为照度，其单位为勒克斯 (h) 2 光色 光色主要取决于光源的色温 (K) ，井影响室内的气氛色温低，感觉温暖；色温高，感觉凉爽。一般色温 3300K 为暖色， 3300K 色愠 5
4、300K 为冷色。光源的色沮应与照度相适应，即随着照度增加，色温也应相应提高否则，在低色温、高照度下，会使人感到酷热；而在高色温，低照度下，会使人感到阴森的气氛 ( 图 5 2) 设计者应联系光、目的物和空间彼此关系，去判断其相互影响。光的强度能影响人对色彩的感觉，如红色的帘幕在强光下更鲜明，而弱光将使蓝色和绿色更突出。设计者应有意识地去利用不同色光的灯具，调整使之创造出所希望的照明效果如点光源的白炽灯与中间色的高亮度荧光灯相配合。 人工光源的光色，一般以显色指数 (Ad) 表示， Ra 最大值为 100 ， 80 以上显色性优良， 7950 显色性一般； 50 以下显色性差 白炽灯 Ra-9
5、7 ；卤钨灯 Ra 95 99 ；白色荧光灯 只 d 55 85 ；日光色灯 Ra 75 94 ；高压汞灯天 d 20 一 20 ；高压钠灯置 d 二 20 一 25 ；氙灯 Ra 9094 。 3 亮度 Lununous Kadlance) 亮度作为一种主观的评价和感觉，和照度的概念不同，它是表示由被照面的单位面积所反射出来的光通量，也称发光度 (Luminosity) ，因此与被照面的反射亭有关例如在同样的照度下，白纸看起来比黑纸要亮有许多因素影响亮度的评价，诸如照度、表面特性、视觉、背景、注视的持续时间甚至包括人跟的特性 4 材料的光学性质 光遇到物体后，某些光线被反射，称为反射光；光也
6、能被物体吸收，转化为热能，使物体温度上升，并把热量辐射至室内外，被吸收的光就看不见；还有一些光可以透过物体，称透射光 ( 图 5 3) 。这三部分光的光通量和等于入射光通量。 设入射光通量为 J ，反射光通量为几，透射光通量为尸 t 。 则 反射率 几 f 透射率，： 9 ： F 吸收率 d 二 (9 一芦 l 一几 ) 芦 即 十 r 十。二 l 当光射到光滑表面的不透明材料上，如镜面和金属镜面，则产生定向反射，其入射角等于反射角，并处于同一干面，如果射到不透明的粗糙寝面时，剐产生漫射光 ( 见表 5 2 田 ) 材料的透明度导致透射光离开物质以不同的方式透射，当材料两表面平行，透射光线方向
7、和入射光线方向不变；两表面不平行，则因折射角不同，透过的光线就不干行；非定向光被称为漫射光，是由一个相对租糙的表面产生非定向的反射，或由内部的反射和折射，以及由内部相对大的粒子引起的 ( 见表 5 3 图 ) 不同材料的光学性质及透明材料的透射系数如表 5 2 、表 5 3 所示 三、照明的控制 l. 眩光的控制 眩光与光源的亮度、人的视觉有关。图 5 4 为成年人坐立时的正常视角。由强光直射入眼而引起的直射眩光，应采取遮阳的办法，对人工光源，避免的办法是降低光源的亮度、移动光源位置和隐蔽光源。当光源处于眩光区之外，即在视乎线 45 之外，眩光就不严重，遮光灯罩可以隐蔽光源，避免眩光 ( 见图
8、 5 5) 遮挡角与保护角之和为 90 ，遮挡角的标准各国规定不一，一般为 60 一 ?o ，这样保护角为 30 20 固反射光引起的反射眩光，决定于光潭位置和工作面或注视面的相互位置，避免的办法是，将其相互位置调整到反射光在人的视觉工作区域之外人的写、读、工作的正常视觉范围见图 5 6 当决定了人的视点和工作面的位置后，就可以找出引起反射眩光的区域，在此区域内不应布置光源 ( 田 5 7) 从田中可以看出利用倾斜工作面，较之平面不宜布置光源的区域要小此外，如注视工作面为粗糙面或吸收面，使光扩散或吸收，或适当提高环境亮度，减少亮度对比，也可起到减弱眩光的作用 2 亮度比的控制 控制整个室内的合
9、理的亮度比例和照度分配，与灯具布置方式有关 (1) 一般灯具布置方式 1) 整体照明：其特点是常采用匀称的镶嵌于天棚上的固定照明，这种形式为照明提供了一个良好的水于面和在工作面上照度均匀一致，在光线经过的空间没有障碍，任何地方光线充足，便于任意布置家具，井适合于空调和照明相结合但是耗电量大，在能源紧张的条件下是不经济的，否则就要将整个照度降低。 2) 局部照明；为了节约能源，在工作需要的地方才设置光源，并且还可以提供开关和灯光减弱装备，使照明水平能适应不同变化的需要。但在晴的房间仅有单独的光源进行工作，容易引起紧张和损害眼睛。 3) 整体与局部混合照明 x 为了改善上述照明的缺点，将 90 9
10、5 的光用于工作照明，瞄一 loX 的光用于环境照明 4) 成角厢明，是采用特别设计的反射罩，使光线射向主要方向的一种办法。这种照明是由于墙表面的厢明和对表现装饰材料质感的需要而发展起来的 (2) 照明地带分区 1 ）天棚地带，常用为一般厢明或工作照明，由于天棚所处位置的特殊性，对照明的艺术作用有重要的地位。 2) 周围地带：处于经常的视野范田内，照明应特别需要避免眩光，并希望简化。周围地带的亮度应大于天棚地带，否则将造成视觉的混乱，而妨碍对空间的理解和对方向的识别，并妨碍对有吸引力的趣味中心的识别。 3) 使用地带；使用地带的工作用明是需要的，通常各国颁布有不同工作场所要求的最低照度标准 上
11、述三种地带的照明应保持微妙的平衡，一般认为使用地带的照明与天棚和周围地带照明之比为 2 3 1l 或更少一些，视觉的变化才趋向于最小图 5 8 为在工作面上良好的亮度分配，其最大的极限比为 lo ： 3 ， 1 。 (3) 室内各部分最大允许亮度比 1) 视力作业与附近工作面之比 3 ： 11 2) 视力作业与周围环境之比 10 ： 1 ； 3) 光源与背景之比 20 ： 1 4) 视野范围内最大亮度比 40 ： 1 美国菲利普照明实验室还对在办公室内整体照明和局部照明之间的比例作了调查，如桌上总照明度为 1000lx ，则整体照明大于 50X 为好，在 35% 一 50 为尚好，少于 35
12、则不好。 第二节 室内采光部位与照明方式 一、采光部位与光潭类型 1 ，采光部位 利用自然采光，不仅可以节约能源，并且在视觉上更为习惯和舒适，在心理上能和自然接近、协调，可以看到室外最色，更能满足精神上的要求，如果按照精确的采光标准，日光完全可以在全年提供足够的室内照明室内采光效果，主要取决于采光部位和采光口的面积大小和布置形式，一般分为侧光、高侧光和顶光 三种形式侧光可以选择良好的朝向、室外景观，使用维护也较方便，但当房间的进探增加时；采光效串很快降低因此，常加高宙的高度或采用双向采光或转角采光来弥补这一缺点图 5 9 为某晦滨别墅和珠海石景山庄，窗高，不但有良好的景魂，而且室内充满阳光，明
13、朗而富有生气高侧采光，照度比较均匀，留出较多的墙面可以布置家具、陈设，常用于展览、商场，但使用不便 顶光的照度分布均匀，影响室内照度的因素较少，但当上部有障碍物时，照度就急剧下降此外，在管理、维修方面较为困难田 5 10 为采光面积相同的侧窗和高侧宙室内照度的比较。图 5 11 为屋顶采光的室内照度分布顶部采光常用于大厅 ( 图 5 12) 。 室内采光还受到室外周围环境和室内界面装饰处理的影响，如室外临近的建筑物，既可阻挡日光的射入，又可从墙面反射一部分日光进入室内此外，窗面对室内说来，可视为一个面光源 (AreaSource) ，它通过室内界面的反射，增加了室内的照度。由此可见，进入室内的
14、日光 ( 昼光 ) 因素 (DayhtFactor ： DF) 由下列三部分组成 ( 田 5 13) ： ? 直接天光 (SkyComponent ： SC) ； (2) 外部反射光 (ExternaRyReflectedComponent ： ERC)( 室外地面及相邻界面的反射 )I (3) 室内反射光 (InternallyReflectedComponent ； IRC)( 由天棚、墙面、地面的反射 ) DFSC+ERC+IRC 图 5 14 表明室内不同的黑 ( 暗 ) ，白 ( 亮 ) 表面均布置在面向有宙的墙面，其 目的在于增加工作面上的亮度，从图中可见天棚对反射光的作用最大，而
15、地面最小一般白色表面反射系数约为 90X ，而黑色表面的反射系数约为 20 。此外，窗于的方位也影响室内的采光，当面向太阳时，室内所接收的光线要比其他方向的要多窗子采用的玻璃材料的透射系数不同，则室内的采光效果也不同 自然采光一般采取遣阳措蓖，以避免阳光直射室内所产生的眩光和过热的 不适感觉温州期滨饭店休息厅 ( 图 5 15) 采用垂直百叶昆明金龙饭店中庭天窗采用白色和浅黄色榷幔 ( 图 5 16) ，使室内产生漫射光，光线柔和平静。但阳光对活跃室内气氛，创造空间立体感以及光影的对比效果，起着重要的作用 ( 图 5 17) 2 光潭类型 光源类型可以分为自然光源和人工光源。我们在白天才能感到自然光，昼光 (1yLight) 。昼光由直射地面的阳光 ( 或称日光 SunLight) 和天空光 ( 或称天光
