建筑光環境及光污染防治研究

■艾 靜 萬新宇 周 軍

建筑光環境及光污染防治研究

■艾 靜 萬新宇 周 軍

由光(照度水平和分布、照明的形式)與顏色（色調、色飽和度、室內顏色分布、顏色顯現）在室內建立的同房間形狀有關的生理和心理環境。人們通過聽覺、視覺、嗅覺、味覺和觸覺認識世界，在所獲得的信息中有80%來自光引起的視覺。因此,創造舒適的光環境,提高視覺效能，是建筑光學的主要研究課題。光環境對人的精神狀態和心理感受也產生積極的影響。例如對于生產、工作和學習的場所，良好的光環境能振奮精神，提高工作效率和產品質量；對于休息、娛樂的公共場所，合宜的光環境能創造舒適、優雅、活潑生動或莊重嚴肅的氣氛。

光環境設計是現代建筑設計的一個有機組成部分，其目的是追求合理的設計標準和照明設備,節約能源,使科學與藝術融為一體。

建筑物理環境是研究空氣、熱、聲、光、色彩等因素在建筑上應用的理論和實踐的科學分支，光環境是其中的一個主要研究方向。光環境（Luminous environment）的內涵很廣，是由光與顏色在室內建立的同房間形狀有關的生理和心理環境。人們依靠不同的感覺器官從外界獲得各種信息，其中約有80%來自視覺器官。

一、光環境的研究內容

光環境可以下分為兩個分支：天然光環境和人工光環境。

天然光環境的光源是太陽，日光穿過大氣層時被大氣中的氣體分子、云和塵埃擴散，使天空具有一定的亮度。地球上接受的天然光就是由直射日光和天空擴散光形成的。通常以地平面照度、天空亮度和天然光的色度值來定量描述天然光環境。地面照度取決于太陽高度角、天空亮度和大氣透明度。

為了利用天然光創造美好舒適的光環境，環境光學還要研究天然光的控制方法、光學材料和光學系統。這方面的成果已為建筑采光普遍應用。近年又發展了通過定日鏡、反射鏡和透鏡系統，或是用光導纖維將日光遠距離輸送的設備，使建筑物的深處以至地下、水下都能得到天然光照明。

天然光環境包括室外天然光環境和室內天然光環境兩部分。而人工光環境包括室內人工光環境和室外人工光環境。

1879年愛迪生發明了白熾燈。一個世紀以來，電光源迅速普及發展。現在不同規格的電光源已有數千種世界年產量達百億支以上，人工照明消費的電力占電力總產量的10～15%。

對于室內光環境來說，它是建筑內部由光照射而創造的環境，是建筑內部環境的一個組成部分。它的功能是要滿足物理、視覺、心理及美觀等方面的要求。主要有：住宅室內照明；公共建筑室內照明；影視演播藝術照明等。

而夜晚的光環境是城市環境的一個組成部份。在城市中建筑物、公園、雕塑、噴水池以及其它室外空間依靠照明技術能夠形成壯麗優美的夜晚景觀，具有裝飾和美化環境的作用，因而可以吸引人們的注意力，使人們產生對夜景喜愛的印象。夜晚的光環境與晝間的不同之點在于充分利用現代化的照明技術。實質上，夜景照明是利用照明技術結合建筑藝術處理而獲得美麗的光環境的綜合處理手法。其效果不僅能夠解決城市中人們在夜晚的生活、交通、娛樂等功能問題，而且能夠解決人們的心情愉快舒適的心理問題。主要涵蓋：建筑物與夜景照明：建筑物的輪廓照明、建筑物的泛光照明和建筑物內部照明的透射；道路與夜景照明；綠化與夜景照明；水面與夜景照明；公園與夜景照明；影視演播藝術照明等。

夜晚室外照明創造的絢麗多彩的光環境，與其它室外環境因素協調，將成為美化城市環境的綜合處理手法之一。在照明技術方面，隨著新光源的創制，可以利用不同的光色、色溫等取代利用電能，為城市夜景創造出氣氛照明。此外，根據節能的要求，從產品、設計、管理等方面還要探索節約電能的途徑并發揮其潛力，以利于夜景照明的發展。

二、光和視覺的關系

人借助視覺器官完成一定視覺任務的能力叫做視覺功能。眼睛區分識別對象細節的能力和辨認對比的能力，是表述視覺功能的常用指標。兩者都受照明量的影響而且彼此相關。研究視覺功能與照明條件之間的定量關系，為制訂照明標準提供依據，是環境光學的重要任務。

30年來，世界各國就視覺功能和照明對人的生理及心理影響等問題開展了大量研究工作。國際照明委員會總結各國的研究成果，先后發表《對照明在視覺功能方面進行評價的統一方法綱要》和《描述照明參量對視功能影響的分析模型》等文件，提出了根據視覺功能選擇照明標準的統一方法。中國科學工作者近年也在實驗室條件下，對青年工人的視覺功能進行了試驗研究，結果說明了照度、視角和對比三者的相互關系。

視覺與觸覺不同。觸覺單獨感知一個物體的存在，視覺感知的卻是全部環境。因此，視覺功能不但與識別對象的照度有關，還與整個光環境的質量，包括光的表觀顏色、環境亮度、光的方向、光源的顯色性能、直射與反射眩光等有密切聯系。

優良的光環境能提高人的工作效率，保護人的健康，使人感到安全、舒適、美觀，產生顯著良好的心理效果。所以，研究光環境的質量評價指標，同樣具有十分重要的意義。

[1]王蕭.建筑裝飾光環境工程[M].中國建筑工業出版社,2006.

[2]陳亢利,錢先友,許浩瀚.物理性污染與防治[M].化學工業出版社,2006.

中國礦業大學環境與測繪學院2009級環境科學類）