綠色建筑概論第三講建筑聲環境1.光通量與發光強度、亮度與照度的關系和區別是什么？2.窗戶的位置與面積對采光有什么影響？建筑光環境基本知識/3.1建筑光環境基本知識3光環境的設計和評價離不開定量的分析和說明，這就需要借助一系列的物理光度量來描述光源與光環境的特征。常用的光度量有光通量、照度、發光強度和（光）亮度。參數之間的關系輻射體單位時間內以電磁輻射的形式向外輻射的能量稱為輻射功率或輻射通量。光通量照度是受照平面上接受的光通量的面密度。照度點光源在給定方向的發光強度，是光源在這一方向上單位立體角元內發射的光通量。發光強度發光體在某一方向上單位面積的發光強度。亮度建筑光環境基本知識——光通量4輻射體單位時間內以電磁輻射的形式向外輻射的能量稱為輻射功率或輻射通量（W）。光源的輻射通量中可被人眼感覺的可見光（波長380～780nm）能量按照國際約定的人眼視覺特性評價換算為光通量，其單位為流明（lumen，lm）。可見光波長范圍建筑光環境基本知識——照度5照度是受照平面上接受的光通量的面密度，符號為E。若照射到表面一點面元上的光通量為dφ（lm），該面元的面積為dA（m2），則有：照度的單位是勒克斯（lux，lx）。1lx等于1lm的光通量均勻分布在1m2表面上所產生的照度，即1lx=1lm/m2。勒克斯是一個較小的單位，例如：夏季中午日光下，地平面上的照度可達105lx；在裝有40W白熾燈的書寫臺燈下看書，桌面照度平均為200～300lx；月光下的照度只有幾個勒克斯。建筑光環境基本知識——發光強度6點光源在給定方向的發光強度，是光源在這一方向上單位立體角元內發射的光通量，符號為I、單位為坎德拉（Candela，cd），其表達式為：式中的

為立體角，以任一錐體頂點O為球心，任意長度r為半徑作一球面，被錐體截取的一部分球面面積為S，則此錐體限定的立體角

為：立體角的定義建筑光環境基本知識——光亮度7光亮度簡稱亮度，單位是尼特（nit，nt），1nt=1cd/m2。其定義是發光體在某一方向上單位面積的發光強度，以符號Lθ表示，其定義式為：亮度的定義亮度還有一個較大的單位為熙提（stilb，sb），1sb＝104nt，相當于1cm2

面積上發光強度為1cd。太陽的亮度高達2×105sb，白熾燈絲的亮度為300～500sb，而普通熒光燈表面的亮度只有0.6～0.8sb，無云藍天的亮度范圍在0.2～2.0sb。眼睛的視覺特征與視覺舒適評價/3.2眼睛的視覺特征與視覺舒適評價——靜態光環境指標9人眼對于不同顏色的視野范圍是不同的。白色區域的視野范圍最大，向下依次為藍色和紅色，視野范圍最小的是綠色。左右眼的視野范圍是基本相同的，但有微小的差別，一般來說可以忽略不計。右眼的顏色視野雙眼視野眼睛的視覺特征與視覺舒適評價——靜態光環境指標10照度均勻度是指工作面上的最低照度與平均照度之比，也可認為是室內照度最低值與平均值之比。照度分布應該滿足一定的均勻性。照明光源不僅要求光效高、發光強度大，而且具有良好的色表和顯色性。采光系數是指在室內參考平面上的某點水平照度??_??，由直接或間接地接收來自假定和已知天空亮度分布的天空漫射光而產生的照度與同一時刻該天空半球在室外無遮擋水平面上產生的天空漫射光照度??_??之比，以百分數表示為：人們感到滿意的照度值色溫與顯色指數11通常照明亮度用平面照度來表示。照度以外的照明評價新指標Feu。Feu的空間照度評價，是打破平面概念，從空間的角度來評價明亮度的方法。眼睛的視覺特征與視覺舒適評價——靜態光環境指標觀察空間時的視點看地板時的視點Feu所捕捉到的視點捕捉地板照度時的視點12空間A空間B眼睛的視覺特征與視覺舒適評價——靜態光環境指標眼睛的視覺特征與視覺舒適評價——眩光指標1301統一眩光值UGR度量處于視覺環境中的照明裝置發出的光對人眼引起不舒適感主觀反應的心理參量。統一眩光值適用于簡單的立方體形房間的一般照明設計，不適用于間接照明和發光頂棚的房間。02自然采光眩光指數DGI基于亮度的眩光指標通?？梢愿玫乇碚饕曈X舒適度，因此在不同的年代通過分析視野內的亮度分布提出了若干個不同的眩光指數。其中具有代表性的是1972年學者Hopkinson提出的自然采光眩光指數（DaylightGlareIndex，DGI）。我國現行的采光國家標準中使用DGI作為評價天然光眩光的指標。03采光眩光發生概率DGP在考慮視野內亮度對比的同時也將視線方向上的垂直照度納入考量，經過天然光研究領域研究學者的多次驗證試驗，普遍認為DGP指標的表現優于DGI指標，DGP指標用于預測視覺舒適程度的靈敏性較高、不容易出錯，且由于Wienold開發出了計算DGP的軟件工具，使得DGP數值的獲取較為方便，進一步促進了DGP的廣泛應用。眼睛的視覺特征與視覺舒適評價——動態光環境指標1401全自然采光時間比DA全年工作時間中單獨依靠自然采光就能達到最小照度要求的時間比02有效全自然采光時間比UDI針對能有效利用自然光的時間，因此采光條件既不能太暗（小于100lx），也不能太亮（大于2000lx）。03連續全自然采光時間比cDA與DA相比，cDA在自然采光照度小于最小設計照度時采用權衡系數的方式來綜合考察其不滿足程度。04年日照曝光量ASE指超過指定直射陽光照度水平且超過指定小時數的區域面積的比，是描述室內環境中潛在的視覺不適的指標。05空間日光自治指數sDA一般將sDA表述為sDA300/50%,用來表述空間所有水平照度計算點中有多少計算點在一年中可以有超過50%的時間僅在自然光照射下就達到300lx。建筑光環境現行標準/3.3建筑光環境現行標準——建筑采光設計標準16采光標準綜合考慮了視覺試驗結果，通過對已建成建筑的采光現狀進行現場調查，結合窗洞口經濟分析、我國光氣候特征及我國國民經濟發展等建筑因素，將視覺工作劃分為Ⅰ～Ⅴ級，并提出了各級視覺工作要求的采光系數標準值和室內天然光照度標準值。采光等級側面采光頂部采光采光系數標準值（%）室內天然光照度標準值（lx）采光系數標準值（%）室內天然光照度標準值（lx）Ⅰ57505750Ⅱ46003450Ⅲ34502300Ⅳ23001150Ⅴ11500.575各采光等級參考平面上的采光標準值和室內天然光照度標準值建筑光環境現行標準——建筑采光設計標準17視野內照度分布不均勻，易使人眼疲乏。視覺功效下降，影響工作效率。因此，要求房間內照度分布應有一定的均勻度，一般以最低值與平均值之比來表示。采光等級眩光指數值DGIⅠ20Ⅱ23Ⅲ25Ⅳ27Ⅴ28窗的不舒適眩光指數（DGI）采光均勻度表面名稱反射比頂棚0.60~0.90墻面0.30~0.80地面0.10~0.50桌面、工作臺面、設備表面0.20~0.60室內各表面的光反射比建筑光環境現行標準——建筑照明設計標準18房間或場所參考平面及其高度照度標準值（lx）Ra起居室一般活動0.75m水平面10080書寫、閱讀300*臥室一般活動0.75m水平面7580床頭、閱讀150*餐廳0.75m餐桌面15080廚房一般活動0.75m水平面10080操作臺臺面150*衛生間0.75m水平面10080電梯前廳地面7560走道、樓梯間地面5060車庫地面3060住宅建筑照明標準建筑光環境現行標準——建筑照明設計標準19辦公建筑照明標準值房間或場所參考平面及其高度照度標準值（lx）UGRU0Ra普通辦公室0.75m水平面300190.6080高檔辦公室0.75m水平面500190.6080會議室0.75m水平面300190.6080視頻會議室0.75m水平面750190.6080接待室、前臺0.75m水平面200—0.4080服務大廳、營業廳0.75m水平面300220.4080設計師實際工作面500190.6080文件整理、復印、發行室0.75m水平面300—0.4080資料、檔案存放室0.75m水平面200—0.4080《綠色建筑評價標準》（GB/T50378—2019）205.2.8充分利用天然光，評價總分值為12分，并按下列規則分別評分并累計：1、住宅建筑室內主要功能空間至少60%面積比例區域，其采光照度值不低于300lx的小時數平均不少于8h/d，得9分。2、公共建筑按下列規則分別評分并累計：1）內區采光系數滿足采光要求的面積比例達到60%，得3分；2）地下空間平均采光系數不小于0.5%的面積與地下室首層面積的比例達到10%以上，得3分；3）室內主要功能空間至少60%面積比例區域的采光照度值不低于采光要求的小時數平均不少于4h/d，得3分；3、主要功能房間有眩光控制措施，得3分。光源介紹/3.4光源介紹——天然光22全天日射計全日射光直射光擴散光晝光天然采光光源太陽直射光天空擴散光不同光源的光譜功率分布光源介紹——天然光23

側窗采光

特點①結構簡單、施工容易、易于操作、維修、防雨②有利于通風。③室內照度分布不均、容易受到旁邊建筑物的影響光源介紹——天然光24

頂窗采光光源介紹——天然光25

頂側窗采光(a)頂側窗(b)通風頂(c)鋸齒狀(d)模擬天窗光源介紹——人工光源26發光原理熱輻射光源通電加熱鎢絲發光：白熾燈氣體放電光源利用低氣壓的汞蒸氣在通電后釋放紫外線，從而使熒光粉發出可見光的原理發光半導體光源鎢絲光源介紹——人工光源27在照明設計中、照明方式的選擇對光質量、照明經濟性和建筑藝術風格都有重要的影響，合理的照明方式應當既符合建筑的使用要求，又和建筑結構形式相協調。不同照明方式及照度分布（a）一般照明；（b）局部照明；（c）分區一般照明；（d）混合照明光源介紹——人工光源28工位區+低照度全體照明（大成建設ZEB棟）光源介紹——人工光源29綠色建筑光環境技術/3.5綠色建筑光環境技術——采光技術31

鏡面導光管（MirrorLightPipe，MLP）或管狀日光導引系統（TubularDaylightGuidanceSystem，TDGS）的組成是：一個置于建筑物屋頂上的室外收集器。圖3-11是導光管的室外收集器部分。在大多數情況下，它是一個凈片聚碳酸酯圓頂，濾除紫外輻射，并排除雨水和灰塵。一個空心管，內表面反射率很高，一般是用陽極氧化鋁或疊層銀膜制成的。室內散光器。它將導光管發射出的、方向高度集中的光線轉換成對整個房間表面更為均勻得多的分布。導光管綠色建筑光環境技術——采光遮陽技術32百葉窗（遮光格柵）百葉窗簾光轉向遮陽角度選擇型天窗綠色建筑光環境技術33

自動追蹤太陽光反光板一級反光鏡三級反光鏡二級反光鏡中庭主鏡太陽追蹤二級鏡二級