建筑光環(huán)境及光污染防治研究

■艾 靜 萬新宇 周 軍

建筑光環(huán)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(diào)、色飽和度、室內(nèi)顏色分布、顏色顯現(xiàn)）在室內(nèi)建立的同房間形狀有關(guān)的生理和心理環(huán)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(chuàng)造舒適的光環(huán)境,提高視覺效能，是建筑光學(xué)的主要研究課題。光環(huán)境對人的精神狀態(tài)和心理感受也產(chǎn)生積極的影響。例如對于生產(chǎn)、工作和學(xué)習的場所，良好的光環(huán)境能振奮精神，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量；對于休息、娛樂的公共場所，合宜的光環(huán)境能創(chuàng)造舒適、優(yōu)雅、活潑生動或莊重嚴肅的氣氛。

光環(huán)境設(shè)計是現(xiàn)代建筑設(shè)計的一個有機組成部分，其目的是追求合理的設(shè)計標準和照明設(shè)備,節(jié)約能源,使科學(xué)與藝術(shù)融為一體。

建筑物理環(huán)境是研究空氣、熱、聲、光、色彩等因素在建筑上應(yīng)用的理論和實踐的科學(xué)分支，光環(huán)境是其中的一個主要研究方向。光環(huán)境（Luminous environment）的內(nèi)涵很廣，是由光與顏色在室內(nèi)建立的同房間形狀有關(guān)的生理和心理環(huán)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(huán)境的研究內(nèi)容

光環(huán)境可以下分為兩個分支：天然光環(huán)境和人工光環(huán)境。

天然光環(huán)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(huán)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(chuàng)造美好舒適的光環(huán)境，環(huán)境光學(xué)還要研究天然光的控制方法、光學(xué)材料和光學(xué)系統(tǒng)。這方面的成果已為建筑采光普遍應(yīng)用。近年又發(fā)展了通過定日鏡、反射鏡和透鏡系統(tǒng)，或是用光導(dǎo)纖維將日光遠距離輸送的設(shè)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(huán)境包括室外天然光環(huán)境和室內(nèi)天然光環(huán)境兩部分。而人工光環(huán)境包括室內(nèi)人工光環(huán)境和室外人工光環(huán)境。

1879年愛迪生發(fā)明了白熾燈。一個世紀以來，電光源迅速普及發(fā)展?，F(xiàn)在不同規(guī)格的電光源已有數(shù)千種世界年產(chǎn)量達百億支以上，人工照明消費的電力占電力總產(chǎn)量的10～15%。

對于室內(nèi)光環(huán)境來說，它是建筑內(nèi)部由光照射而創(chuàng)造的環(huán)境，是建筑內(nèi)部環(huán)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(nèi)照明；公共建筑室內(nèi)照明；影視演播藝術(shù)照明等。

而夜晚的光環(huán)境是城市環(huán)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(shù)能夠形成壯麗優(yōu)美的夜晚景觀，具有裝飾和美化環(huán)境的作用，因而可以吸引人們的注意力，使人們產(chǎn)生對夜景喜愛的印象。夜晚的光環(huán)境與晝間的不同之點在于充分利用現(xiàn)代化的照明技術(shù)。實質(zhì)上，夜景照明是利用照明技術(shù)結(jié)合建筑藝術(shù)處理而獲得美麗的光環(huán)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(nèi)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(shù)照明等。

夜晚室外照明創(chuàng)造的絢麗多彩的光環(huán)境，與其它室外環(huán)境因素協(xié)調(diào)，將成為美化城市環(huán)境的綜合處理手法之一。在照明技術(shù)方面，隨著新光源的創(chuàng)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(chuàng)造出氣氛照明。此外，根據(jù)節(jié)能的要求，從產(chǎn)品、設(shè)計、管理等方面還要探索節(jié)約電能的途徑并發(fā)揮其潛力，以利于夜景照明的發(fā)展。

二、光和視覺的關(guān)系

人借助視覺器官完成一定視覺任務(wù)的能力叫做視覺功能。眼睛區(qū)分識別對象細節(jié)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(guān)。研究視覺功能與照明條件之間的定量關(guān)系，為制訂照明標準提供依據(jù)，是環(huán)境光學(xué)的重要任務(wù)。

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(jié)各國的研究成果，先后發(fā)表《對照明在視覺功能方面進行評價的統(tǒng)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(jù)視覺功能選擇照明標準的統(tǒng)一方法。中國科學(xué)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(jié)果說明了照度、視角和對比三者的相互關(guān)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(huán)境。因此，視覺功能不但與識別對象的照度有關(guān)，還與整個光環(huán)境的質(zhì)量，包括光的表觀顏色、環(huán)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(lián)系。

優(yōu)良的光環(huán)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(chǎn)生顯著良好的心理效果。所以，研究光環(huán)境的質(zhì)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(huán)境工程[M].中國建筑工業(yè)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(xué)工業(yè)出版社,2006.

中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院2009級環(huán)境科學(xué)類）