4第三讲：空间光环境设计和光环境质量评价(NXPowerLite精品资料

曲线表明：
①从同一根曲线来看，观看对象在眼睛处形成的 视角不变时，若亮度对比下降，则需要增加照度 度才能保持相同视度。
②不同的曲线(表示在不同视角时)，目标愈小(视 角愈小)，需要的照度愈高。
③天然光(红线)比人工光(蓝线)更有利于视度的提 高。但在观看大的目标时，这种差别不明显。
1.1.4 识别时间
实现照明节能、提高视觉环境质量（明暗对比）以及更为 理想的表现三维空间方面，有着持续深入发展的前景。
2.1 光箱实验设计
假设人们身处于一个没有采光口的空间内， 外面是明亮的天空半球。每当在建筑的壁面 上开凿出孔洞或缝隙，光线就会射人空间， 照在不同方位的界面上，形成具有各种明暗 层次的亮度空间。
D、通过增大光源的仰角，消除直接眩光。
1.2 主动式光源和被动式光源
人们习惯上有这样一个认识，只有太阳、灯 管、灯泡这些自身发光的才叫光源，而实际 上被照亮的界面也是一种光源。它们是两种 不同的光源，前者可称之为主动式光源，后 者为被动式光源；
主动式光源在光环境设计中大多存在这样一 个矛盾，由于表面亮度极高以至于成为眩光， 在亮度空间中是一个“畸点”，因此主动式 光源只能提供光照而不能参与亮度空间的构 成。 被动式光源自身是一种适宜的亮度，是一个 美丽的“光亮”,因而可直接成为亮度空间构 成的有机组成部分，使光照与亮度统一起来 。
根据眩光对视觉的影响的程度可分为：失能眩光 和不舒服眩光。对于室内光环境来说，只要将不 舒适眩光限制在允许的限度内，失能眩光也就消 失了。
根据眩光的形成过程，眩光可分为直接眩光 和反射眩光：
直接眩光是由视野中的高亮度的或未曾充分遮蔽 的光源所产生的。
反射眩光是由视野中的光泽表面的反射所产生的， 反射眩光往往难以避开。
亮度空间会随着孔洞或缝隙的位置、大小或 数量的变化而变化：
如果在孔洞或缝隙中加人遮光、反光、光扩 散等构件并配以各种光学材料，亮度空间会 更加丰富和细腻，而这些构件自身亦会成为 亮度空间中耀眼的“光亮”。
在这样一个对“亮度空间”进行动态设计的过程中，必须 精心设计孔洞或缝隙的形式，并不断调整孔洞或缝隙与构 成空间之界面的位置关系，以及界面与界面之间的位置关 系；
优良光环境的基本要素和评价方法共有五项： ⑴ 适当的照度水平 确定照度水平要综合考虑视觉功效、舒适感 与经济、节能等因素。在没有专门规定工作 位置的情况下，通常以假想的水平工作面照 度作为设计标准。对于站立的工作人员水平 面距地0.9m; 对于坐着的人是0.75m（或 0.8m）。
任何照明装置获得的照度，在使用过程中都 会逐渐降低，这是由于灯的光通量衰减，灯、 灯具和房间表面受污染造成的。这时，只有 换用新灯，清洗灯具，甚至重新粉刷房间表 面，才能大体恢复原来的照度水平。故一般 不以初始照度作为设计标准，而采用使用照 度、或维持照度制定标准 。
人们看物体的清楚程度 叫着视度。视度受以下 因素的影响。
1.1.1 亮度 1.1.2 物件尺寸
(视角大小) 1.1.3 亮度对比
1.1.4 识别时间 1.1.5 避免眩光
1.1.1 亮度
当物体发光或反光时，人们才能看见它。
实验表明：人们能看见的最低亮度叫最低亮度阈，
最低亮度阈仅
。
若亮度过大，超出眼睛的适应范围，眼睛的灵敏
一、光环境质量评价 二、空间光环境设计
一、光环境质量评价
1.1 视度及其影响因素 1.2 主动式光源和被动式光源 1.3 光环境质量的评价标准
一、光环境质量评价
一个优良的光环 境，应能充分发挥 人的视觉功效，使 人轻松、安全、有 效地完成视觉作业， 同时又在视觉和心 理上感到舒适满意。
1.1 视度及其影响因素
亮度对比是视野中目标和背景的亮度差与背景亮度之比。 符号为C。 亮度差越大，视度也高：
式中：Li ——目标亮度； Lb——背景亮度。
对于均匀照明的无光泽的背景和目标，亮度对比
可用光反射比表示，即
C i b b
式中：ρi —目标光反射比； ρb—背景光反射比。
视功能实验表明：物体亮度、视角大小、亮度对 比三个因素对视度的影响是相互有关的。图所示 辨别几率为 时，三个因素之间的关系。
度反而会下降，当物体亮度超过16sb时，人们就
感到刺眼。
以感到“满意”的人所占的百分数为统计结果，符合正
则分布。最大百分比在1500～30001x之间。
1.1.2 物件尺寸(视角大小)
物体尺寸以及眼睛至物件的距离均影响人们观看物件的
视度。物件尺寸 d、眼睛至物件的距离l、形成视角 ，
其关系：
（单位：分或 ′）
它的起点（初始的已知条件）是天空半球的“亮度空间” 和一片漆黑、界面亮度为零的建筑空间，终点（目标和结 果）是该建筑空间最终形成的理想的“亮度空间”，中间 部分是建筑（或室内）设计与光环境设计的一体化设计过
2.2 光箱设计模式
“亮度空间”不仅取决于对采光口和界面的设 计与调整，还取决于天空半球的亮度及其分 布——天空半球的“亮度空间”，它是形成 建筑空间界面亮度的源泉。
使用照度：是一个维护周期内平均照度的中 值。
维护照度：是在必须换灯或清洗灯具和房间 表面，或者同时进行上述维护工作的时刻所 达到的平均照度，因此使用中的照度水平不 得低于这个数值。维持照度不应低于使用照 度标准的80%。
⑵ 舒适的亮度比
在作业房间中，作业近邻环境的亮度应当尽 可能低于作业本身亮度，但最好不低于作业 亮度的1/3，而周围视野（顶棚、墙、窗）的 平均亮度，应尽可能不低于作业亮度的1/10， 灯和白天的窗亮度，应控制在作业亮度的40 倍以内。
人们必须从界面或构件对光的导向性和通过反射或透射而 对其他界面产生的影响来确定构件和界面的造型和材料；
以使“亮度空间”达到最佳的视觉效果。可以看出在这个 模式中，建筑（或室内）设计过程与光环境设计过程是同 时的、融合的和一体化的。
感受光压
建筑的表皮与界面是亮度的转化器
把天空半球发展为完整的“光球”——“天空 全球”，并把整个设计过程抽象为这样一个 模式：
1.1.4 识别时间
当人们从明亮环境走到黑暗处(或相反)，就会由原来看 得清，突然变成看不清，经过一段时间才由看不清东西 到逐渐又看得清的变化过程，这叫做“适应”。从暗到 明的适应时间短，称“明适应”。
在照明设计中应考虑人们流动过程 中可能出现的视适应问题。当出现环境 亮度变化过大的情况，应考虑在其间设 置必要的过渡空间，使人眼有足够的适 应时间。
眼睛观看物体时，只有当该物体发出足够的光能，形成 一定的刺激，才能产生视觉感觉。在一定条件下符合：
亮度ⅹ时间=常数 (邦森—罗斯科定律)
可见，物体愈亮，察觉它的时间就愈短。
人眼能够分辨事物变化的最短时间
大概在0.3秒左右右，这是肉眼分辨事物变化形成影象之 后传给大脑，让大脑作出判断，再游大脑传递给眼部神 经，再做出反应的最短时间。
②应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反 射区域； ③使用发光表面面积大、亮度低的光源； ④使引起镜面反射的光源形成的照度在总照度中所占比例 减少，从而减少反射眩光的影响。（不可避免的眩光源可 想法降低其照度、亮度，）
例题：下列减少反射眩光措施的叙述中，
（ D ）是错误的？
A、尽量使视觉作业的表面为无光泽表面； B、使视觉作业避开照明光源同人眼形成的镜
“造型”主要由光的投射方向及直射光同漫射 光的比例决定的。目前有三种评价造型立体 感的指标：
⑴、照度矢量与标量之比。 ⑵、平均柱面照度于水平面照度之比。 ⑶、垂直照度与水平面照度之比。
二、空间光环境设计
好的光学设计，应该让光的表现有非 常强的目的性，每一种光都对应着一 种实体，如设计走廊里的灯，灯光不 是照亮头顶，而是照在旁边的景物或 壁画，景物形成二次光源照在地面， 给人一种舒适、雅致的视觉。
消除或减轻直接眩光的措施：：
①限制光源亮度（增大面积，降低亮度）如加灯罩等。 ②增加眩光源的背景亮度，减 少二者之间的亮度对比。
③减少形成眩光的光源的 视看面积（既光源对观测 者眼睛形成的立体角）。
④尽可能增大眩光源的 仰角。
减少反射眩光的方法：
①尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射 而形成的反射眩光；
例题：在下列措施中，（ D ）对提高
视度是无益的。 A、增加照度 B、增大视角 C、提高视看对象与背景之间亮度之比 D、将识别物体时间提到5 min 以上。.
1.1.5 避免眩光 眩光就是在视野中由于亮度的分布或范围不适宜， 或在空间或时间上存在着极端的亮度对比，以致 引起不舒服和降低物体可见度的视觉条件。
1.3 光环境质量的评价标准
评价一个光环境的质量好坏，用户的意见和 反映很重要，但往往在事先提不出具体的物 理指标作为设计依据。 为了具有人对光环境的主观评价与客观的物 理指标的对应关系，现讨论优良光环境的基 本要素和评价方法：
优良光环境的基本要素和评价方法共有五项： ⑴ 适当的照度水平 ⑵ 舒适的亮度比 ⑶ 宜人的光色，良好的显色性 ⑷ 避免眩光干扰 ⑸ 正确的投光方向与完美的造型立体感。
⑶ 宜人的光色，良好的显色性
光源色表的选择取决于光环境所要形成的气 氛，比如，照度水平低的“暖”色灯光（低 色温）接近日暮黄昏的情调，能在室内创造 亲切轻松的气氛；而希望紧张、活跃、精神 振奋的进行工作的房间，易于采用“冷”色 灯光（高色温），提供较高照度。
⑷ 避免眩光干扰 ⑸ 正确的投光方向与完美的造型立体感。
物件尺寸 d是只需 要辨别的尺寸，如 图需看清开口方向 时，物件尺寸 d指 开口尺寸。
1.1.2 物件尺寸(视角大小)
人分辨物体的最小视角是0.67分，约1分左右。视 角小于 0.67分的时候，在视网膜上所成的像，就 落在同一个感光细胞上，物体上的两点看上去就 缩成一点，无从分辩。
1.1.3 亮度对比