建筑光环境详解
建筑光环境设计的方法与实践
建筑光环境设计的方法与实践建筑光环境设计是一门集建筑学、光学、人类视觉、心理学和工程学等多学科于一体的综合性设计学科。
它的目的是通过创造良好的光环境，提高建筑空间的舒适性、美观度和功能性。
在建筑设计中，如何科学合理地设计好建筑的光环境是一个十分重要的问题，而建筑光环境设计的方法和实践也是一个值得深入探究的话题。
一、建筑光环境设计的方法建筑光环境设计的方法是多方面的，下面我们将分别从光线摄入、光线反射、照明灯具、颜色等几个方面进行讲解。
1、光线摄入光线是建筑光环境最基本的要素。
我们必须考虑光线的摄入方向和扫射角度，以及光线的路径和入射角度等因素，来设计出建筑合理的光线摄入方案。
2、光线反射光线反射是建筑内部光环境设计的重要方面。
我们应该设法将光线反射的方向引导到需要的方向，同时考虑到光线的强度，并设备一定的光防眩。
光线反射的设计能够使建筑室内自然而明亮，形成舒适的环境。
3、照明灯具照明灯具的设置是建筑光环境设计的重要部分。
我们应该考虑灯具的布置方式和数量，从而达到最佳的审美和功能性。
同时，还要考虑灯具可调性及其节能措施。
不同种类的建筑需要不同设计风格的灯具来使其达到最佳的效果。
4、颜色颜色是建筑光环境设计中的重要因素。
我们可以通过色温、色彩、色度、折射率等方式来设计建筑颜色，让建筑室内和室外环境达到完美的视觉效果。
二、建筑光环境设计的实践建筑光环境设计的实践是一个复杂和细致的过程，下面我们将从如何进行环境评估、如何设计出最佳的方案、如何进行施工等几个方面进行讲解。
1、环境评估首先，我们需要对建筑内部和外部环境进行全面的评估。
具体来说，需要考虑的元素包括建筑的朝向、周围的环境、建筑内部的采光和照明、室内颜色和材料等等。
我们必须全面了解这些元素对光环境的影响，才能设计出最合理的光环境。
2、方案设计在进行实际的光环境设计时，我们应该依据不同的光环境需求，从以上4个方面进行方案设计。
在设计方案时，我们需要根据建筑的特性和使用要求，选择合适的灯具、颜色和反射材料等。
建筑行业中的建筑光环境设计
建筑行业中的建筑光环境设计建筑光环境设计是指考虑建筑物内外的光线条件，通过设计手段来创造良好的光照环境的过程。
在建筑设计中，光的运用不仅能够提供合适的照明条件，还可以对建筑空间的美感、舒适度和功能性产生重要影响。
本文将探讨建筑行业中的建筑光环境设计的重要性、设计原则以及应用案例等内容。
一、建筑光环境设计的重要性1. 提供舒适的环境光线是我们日常生活中不可或缺的一部分，良好的光照环境可以提高人们在建筑空间中的舒适度和幸福感。
适宜的自然光和人工光照明布局可以为人们创造宜人的居住和工作环境，减少眩光和阴影，提高视觉舒适度和工作效率。
2. 塑造建筑形象光线是建筑物与环境互动的媒介，合理运用光线可以为建筑物增添动感和立体感。
光线能够凸显出建筑物的形状、结构和材料特性，突出建筑的独特之处，提升建筑物的整体美感。
3. 节约能源光线是一种可再生的自然资源，合理运用光线可以最大程度地利用自然光，减少对人工照明的依赖。
通过合理的建筑光环境设计，可以在光线分布均匀的前提下最大限度地降低对能源的消耗，实现绿色建筑的目标。
二、建筑光环境设计的基本原则1. 充分利用自然光自然光是最理想的照明光源，合理利用自然光可以为建筑物提供柔和、均匀的照明效果。
在建筑设计中，应充分考虑建筑朝向、窗户布置、遮阳设施等因素，合理引入自然光，最大限度地利用自然光源。
2. 控制视觉舒适度合理的光线控制可以减少眩光和阴影对人视觉的影响，提高视觉舒适度。
在建筑光环境设计中，需要注重光线亮度、色彩温度和光源选择等因素，以确保建筑环境中的光线质量与人的视觉需求相匹配。
3. 考虑建筑功能要求不同的建筑功能对光线需求有所不同，光环境设计应根据建筑的具体用途来进行设计。
例如，办公室需要充足亮度和减少反射，而艺术展览馆则可能需要特定的光线照射角度和光照强度来展示艺术品。
三、建筑光环境设计的应用案例1. 大型会议中心大型会议中心通常有复杂的空间布局和多功能需求。
建筑光环境1光学基本知识
• 眩光就是通常所说的“晃眼”,它会使人感 到刺眼,引起眼睛酸痛、流泪和视力降低， 甚至因明暗不能适应而丧失明视能力。
• 分类
– 失能眩光：如白天眼睛正视太阳、夜间眼睛正视 迎面而来的汽车灯光。
亮度反映该 发光体在人 眼视线方向 上单位面积 发出的发光 强度。
若光源照射 物体N，人看 N。
则照度反映 研究表面接 收到的发光 强度。
亮度反映人 眼感觉到的 研究表面反 射的发光强 度。
5.2 亮度表达式
由于物体表面亮度在各方向不一定相同，与 表面法线成角方向上的亮度（假设角方 向上射束截面A的发光强度 I 均相等时）：
1.视角不变时，对比的不足，可增加照度来弥补。 2.目标愈小（视角愈小），需要的照度愈高。 3.天然光比人工光更有利于视度的提高。
4.识别时间
在一定条件下，亮度×时间＝常数（邦森-罗斯科定律）
即呈现时间越少，越需要更高亮度才能引起视感觉。故识别移 动对象，时间短促而辨认困难时，照度标准需提高。
5.避免眩光
• 混合反射与透射材料—— 同时具有规则和扩散两种 性质
– 与入射角相同的反射角方向 上、与入射方向一致的透射 方向上有最大亮度，其它方 向也有一定亮度
– 例子：光滑的纸、较粗糙的 金属表面、油漆表面及磨砂 玻璃（注意与压花玻璃不同）
– 应用：办公桌表面材质
可见度及其影响因素
人眼辨认物体存在或形状的难易程 度称为可见度（视度） ，定量表示 人眼看物体的清楚程度
（3）视网膜：成像部位，光线经过瞳孔、水晶体在视网 膜上成像。相当于胶卷。视网膜上布满了感光细胞。
建筑光环境的基本知识
亮度与照度的区别问：亮度与照度这两个物理概念，是一样的，还是不一样的，之间有没有关联和不同。
回答：亮度与照度，是两个既关联又不同的物理量。
1、亮度：指的是人在看光源时，眼睛感觉到的光亮度。
亮度高低决定于光源的色温高低和光源的光通量，光源的光通量多少是决定性因素。
光源的光通量多，亮度就高。
2、照度：指的是光源照射到周围空间或地面上，单位被照射面积上的光通量。
单位被照射面积上的光通量多，照度就高。
3、亮度和照度的关联与不同：关联点是：影响光源亮度和照度高低的物理量是共同的，即：光通量。
不同点一：影响光源亮度的光通量，是光源表面辐射出来的光通量的多少。
不同点二：影响光源照度的光通量，是光源辐射到被照面（如墙壁、地面、作业台面）上的光通量的多少。
不同点三：两者位置不同，受外界影响因素也不同。
同一只光源，光源表面辐射出来的光通量、与光源辐射到被照面（如墙壁、地面、作业台面）上的光通量，在数量关系上是不相等的。
4、特别说明：光源的亮度视觉感，有时受色温影响较大。
在光通量相同的光源中，色温高的光源会产生亮度高的错误的视觉感。
这种“高亮度“光源，光效并不一定比其它光源高，照度也并不一定比其它光源高，只是一种刺眼的“虚假亮“。
5、在实际照明应用设计和照明节能中，主要评估照度、特别是有效视觉照度，这个物理量数值的高低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380～780nm。
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Ф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)。
建筑环境学-6光环境
该方向上的发光强度为 I= d/dΩ；
在该方向上的发光强度平均值为 I= /Ω (坎德拉cd)；
即1cd=1lm/1Sr ,表示:在1球面度立体角内均匀发射出1lm的光通量 例:一只裸露的40W的白炽灯,光通量=350lm,求其平均发光强度.
解: I=/Ω=350/4π =28cd
（2）表达式：
dIθ Lθ = dScos θ
其中: θ—发光面法线与视线方向夹角
即该物体亮度与该物体在视线方向上的发光强度成正比, 与该物体在视线方向上的投影面积成反比。 物理亮度的常用单位为:坎德拉每平米(cd/㎡);又称尼脱(nt) 它表示1㎡表面上,沿法线方向发出1坎德拉的发光强度
2、主观亮度：
（二）均匀扩散反射、透射材料
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。
1、均匀扩散材料： 定义：将入射光线均匀地向四面八方反射或透射，并且，从各
个角度看，其亮度完全相同，看不见光源形象，这类材料被称 为～。
均匀扩散材料包括： 1)均匀扩散反射材料：如：氧化镁、石膏、及大部分无光泽、
（六）光的方向性
§6-3
一、自然光源与人工光源
二、自然采光原理与设计
§6-3 天然采光
6.3.1 自然光源与人工光源
（一）天然光与人工光的视觉 效果 在相同的照度条件下，人 眼在天然光下比在人工光下有 更高的灵敏度。 （二）天然光 和人工光的光谱能量分透明度。
§6-3 天然采光
(二)不同采光口形式的特征及其对室内光环境的影响
1) 2)
3)
4)
1、侧窗 它是在房间的一侧或两侧墙上开的采光口，是最常见 的一种采光形式。 适用场合： 用于进深 不大的房间采光。 如：教室、住宅、办公室等 特点： 构造简单、布置方便、造价低廉； 光线具有明确的方向性，利于形成阴影； 可通过它看到外界景物，扩大视野； 由于窗位置低，人眼易看到明亮的天空，易造成眩光；
建筑光环境设计
建筑光环境设计在建筑设计中，光环境的创造是提升空间品质、营造氛围和提高使用舒适度的关键因素之一。
良好的光环境设计不仅能够节约能源，还能对人们的身心健康产生积极影响。
本文将探讨建筑光环境设计的基本概念、原则及其在现代建筑设计中的应用。
基本概念建筑光环境设计是指在建筑设计过程中，通过合理规划和设计自然光和人工照明系统，以达到适宜的光照水平、光色温度和光线分布，从而满足人们视觉舒适性、健康和功能性的需求。
它包括自然采光设计和人工照明设计两个重要组成部分。
设计原则- 充分利用自然光：自然光是最理想的光源，它能够提供动态变化的光照效果，同时减少能源消耗。
设计时应考虑窗户的大小、位置和遮阳设施，以优化自然光的使用。
- 平衡光照强度：避免过强或过弱的光照，以免造成视觉不适或能源浪费。
合理的光照强度有助于提高工作效率和生活质量。
- 考虑光色温度：不同场合需要不同色温的光源。
例如，办公室适合使用接近日光的色温以保持警觉性，而住宅区则适合使用较暖色温以营造温馨氛围。
- 避免眩光和阴影：设计时应注意避免直接或间接眩光，同时考虑室内外物体的阴影对光环境的影响，确保光线均匀分布。
应用实例自然采光设计在现代办公建筑设计中，通过设置天窗和采用透光材料，可以将自然光引入室内深处，减少对人工照明的依赖。
例如，某绿色办公大楼采用了可调节遮阳系统，根据日照角度自动调整，既保证了充足的自然采光，又避免了强烈日照带来的不适。
人工照明设计在商业空间设计中，通过分区照明和场景模式设置，可以创造出多样化的光环境，满足不同功能区域的需求。
比如，商店入口区域采用高亮度照明吸引顾客，而休息区则使用柔和的灯光营造出放松的氛围。
结论建筑光环境设计是一门综合性很强的学科，它要求设计师不仅要有艺术感和创新意识，还需要掌握相关的技术知识。
通过精心设计的光环境，可以极大地提升建筑空间的品质和使用者的体验。
随着科技的发展和人们对健康生活品质的追求，建筑光环境设计将持续成为建筑设计领域的一个重要研究方向。
第二篇 第7章 光环境基本知识1-2节
光谱光视效率曲线
重点关注V(λ)
（五）错觉
由于记忆、经验和情感的介入，有时眼睛不能知觉物 体的正确形状的现象，称为错视。
斑点效应：即白色条纹 的交点在边缘视觉情况下，
变成灰点。如果顶棚灯具的
布局出现黑色与光亮区域的 交替则会形成斑点效应，产 生目眩的感觉。
三、照度E
照度是表示被照面上光通量的密度，符号E，单位为勒克斯
（lx）。 E = Φ/A
照度单位很小
40W白炽灯下1m处的照度约为30lx； 加一搪瓷伞形罩后照度就增加到73lx； 阴天中午室外照度为8000～20000lx； 晴天中午在阳光下的室外照度可高达80000～120000lx; 月光下照度只有几lx。 房间内同一位置，放置黑色和白色两物体，虽照度相同， 但在人眼中引起不同视觉感觉，白色物体看起来亮得 多。——表面照度并不能直接表明人眼视觉感觉。——引 入亮度
视角正好为1分——把能识别1分视角的视标的视力作为1，
3、视野
人双眼不动的视野范围为：水平面180°；垂直
面130°，上方为60°，下方为70°。
双眼视野剖面
—— 中心视场：黄斑区对应的角度约为2°，即视线上 下约1°。具有最高的视觉敏锐度，能分辨最微小的细 部，提供最佳的颜色响应。——锥状细胞多 —— 视觉清楚区域：视线上下约30°范围，观看物体总 体有利的位置。 站在距离被观 察物高度2～ 1.5倍的位置， 能处于视觉清 楚区域内
站立或坐姿放松 状态视觉中心
（二）明适应与暗适应
亮度单位
1、明、暗视觉 —— 明视觉 当环境亮度超过3cd／m2时，视觉完全由锥状细胞 起作用，称明视觉。明视觉能够辨认很小细节，具有
第五章建筑光环境分析
第五章建筑光环境分析
1.1基本光度单位
▪ 发光强度（Luminous intensity）简称光强，通常用I来表示， 单位是candela（坎德拉）简写cd（国际单位制的七个基本单 位之一）。1cd是指单色光源（频率540X1012HZ，波长 555nm）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为 1/683W/sr）的单位立体角内发出的发光强度。它表明了发 光体在空间发射的汇聚能力，可以说，发光强度就是描述了 光源到底有多亮。发光强度针对点光源而言，或者发光体的 大小与照射距离相比较小的场合。
▪ 点击
按钮，显示分析网格。
▪ 点击
(适配网格到物体)，弹
出适配网格对话框，使用默认设置即可，点击“OK”
完成设置。
▪ 再次点击
按钮恢复到分析网格模式，完
成网格的手动调整。
第五章建筑光环境分析
2.3设置分析网格
§ 设定采光分析的参考平面：根据《建筑采光设计标准》规定民用建筑参考平面（假定工作 面）取距地面0.8m。
▪ 在2001年开始实施的《建筑采光设计标准》GB/T 50033-2001中规定了视觉作业场 所工作面上的采光系数标准值，也给出了侧窗采光与天窗采光的采光系数的计算方法。 其方法主要是：按侧窗和天窗分别利用两个不同的图表，根据有关数据查出相应的采 光系数值。这里的窗，是指未装上窗扇的无限长带性空洞，即是窗洞口。然后按实际 情况考虑各种因素，加以修正而得到采光系数最低值（侧面采光）或平均值（顶部采 光）。
并不适于分析反光板之类的二次反射采光构件，这一方面的分析应该同Radiance结 合起来。
第五章建筑光环境分析
1.5设计天空照度和室外临界照度
▪ 在Ecotect Analysis中，室外照度采用的是设计天空照度。设计天空照度根据室外照 度的统计分析取得，其表示了全年（工作日）从早晨9点到下午5点超过85%的时间 的水平照度，也就是说，它提供了一种可用于设计的并至少有85%的时间能满足所需 照度的最不利的场景。在确定纬度的情况下（确定了气象数据）Ecotect Analysis提 供了两周简便的计算方法：一是程序由Tregenza散射天空照度公式计算；另一种是 程序依据实测数据由三次拟合而成（结果如图），相对来说后者更接近实际情况。
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光与影编织的图案
• 疏影横斜水清浅 • 月移花影上栏杆
• 美国加利福尼亚纳帕山谷的多 明莱斯葡萄酒厂
• 赫尔佐格和德梅隆 设计
• 风之塔 • 伊东丰雄
2.2印象派绘画与光环境设计
印象派绘画给光环境设计的启示
1. 设计空间就说设计光亮 2. 建筑是捕捉光的容器，光需要可使其展示的
建筑 3. 建筑设计就是要截取无所不在的光 4. 以视觉为起点，以亮度空间为核心向两方向
英国伦敦斯坦斯德机场 新候机大厅，1991年建
位于曼哈顿哥伦布环岛附近哈 斯特(Hearst)公司的总部
北京国际机场3号航站楼
路易·康： 设计空间就是设计光亮
2.光环境设计与建筑设计
2.1 光是建筑艺术的灵魂
1. 光塑造形象 2. 光构建空间 3. 光渲染气氛 4. 光突出重点 5. 光渲染色彩 6. 光装饰环境
建筑光环境
概论
1.光环境概述 2.光环境设计与建筑设计艺术 3.光环境课程安排
1.光环境概述
• 光环境 ( luminous environment ) 由光与颜色在室内建立的同房间形状有 关的生理和心理环境。
• 安腾忠雄：建筑设 计就是要截取无所
不在的光，并在特
定的场合去表现的
光的存在，建筑将
展开：一方面把亮度空间作为空间的明暗构 成，探讨亮度空间作为视觉艺术的构成和表 现规律，另一方面从光学理论展开，阐述光 与实体互动规律和亮度转化方式，探讨各种 环境中亮度空间的设计方法。
2.3 光环境设计内容
1. 天然光环境设计 2. 人工光环境设计
3.光环境课程安排
1. 光环境与视觉 2. 光与颜色的基本概念 3. 空间光环境设计与光环境质量评价 4. 昼光光源与采光 5. 天然光环境设计 6. 照明光源与灯具 7. 人工光环境设计
光凝缩成最简约的
存在，建筑空间的
创造即是对光之力 量的纯化和浓缩。
• 种特征，在空间和光 影的相互作用下，我们可以创造出戏剧 性。
我认为建筑应该给人一种强调的感觉， 一种戏剧性的效果，给人带来宁静。机 场是一个旅行的场所，它必须有助于将 航空旅行从一个烦恼的过程变成一种轻 松愉快的体验。如果你到施坦斯德机场， 你肯定会享受到自然光的趣味，会看到 清晰的屋顶结构形式，你就像回到了过 去的那种挡雨采光的老式机场。许多东 西都是仿照这种形式，它重新评价了建 筑的自然性，凌乱的管道、线路和照明 装置以及悬挂天花板的问题，都不存在 了。取而代之的是结构形式的清晰和天 然光的趣味。屋顶实际上是一个照明屏， 同时使室内免受外界天气的影响。同时 这体现一种精神。