《建筑环境学》（第三版）朱颖心主编
高压钠灯等，它们的光谱功率分布形式与黑体辐射相差甚大，光谱是不连续的，有多个峰值存在。严格地说，不应当用色温来描述这类光源的色表，但是允许用与某一温度黑体辐射最接近的颜色来近似地确定这类光源的色温，成为相关色温。
图8-19 不同的光源的光谱功率分布
l－日光 2－睛天空 3－白炽灯 4－日光色荧光灯
CIE将室内照明常用的光源按其色温分成三类。表8-3给出了这三种分类与各自的用途。
表8-3 光源的色表类别与用途 色表类别 1 2 3 （2）显色性
物体色随照明条件的不同而变化。物体在待测光源下的颜色同它在参照光源下的颜色相比的符合程度，定义为待测光源的显色性。
由于人眼适应日光光源，因此，以日光作为评定人工照明光源显色性的参照光源。CIE及我国制订的光源显色性评价方法，都规定相关色温低于 5000 K的待测光源以相当于早晨或傍晚时日光的完全辐射体作为参照光源；色温高于 5000 K的待测光源以相当于中午日光的组合昼光做为参照光源。
从室内环境的功能角度出发，光源的显色性具有重要作用。印染车间、彩色制版印刷、美术品陈列等要求精确辨色的场所要求良好的显色性；顾客在商店选择商品、医生察看病人的气色，也都需要真实地显色。此外，有研究表明，在办公室内用显色性好的灯，达到与显色性差的灯同样满意的照明效果，照度可以减低25%，节能效果显著。
CIE取一般显色指数Ra做指标来评价灯的显色性。显色指数的最大值定为100。一般认
色 表 暖 中间 冷 相关色温（K） <3300 3300~5300 >5300 用 途 客房、卧室、病房、酒吧 办公室、教室、商场、诊室、车间 高照度空间、热加工车间 《建筑环境学》（第三版）朱颖心主编
为在100～80范围内，显色性优良；Ra=79~50显色性一般；Ra<50显色性较差。据此将灯的显色性能分为 5类，并提出了每一类显色性能适用的范围（表8-4），供设计时参考。 表8-4 灯的显色类别与适用范围 显色类别 显色指数范围 色表 暖 IA Ra?90 中间 冷 暖 IB 80 ? Ra < 90 中间 冷 暖 Ⅱ 60 ? Ra < 80 中间 冷 Ⅲ Ⅳ 40 ? Ra < 60 20 ? Ra < 40 显色要求低的工业 工业建筑 中间 应用示例 优先采用 颜色匹配 临床检验 绘画美术馆 家庭、旅馆 餐馆、商店、办公室 学校、医院 印刷、油漆和纺 织工业、需要的 工业操作 办公室 学校 工业建筑 显色要求低的工业 允许采用 虽然高显色指数的灯是理想的选择，如白炽灯，但是这类灯的光效不高。反之，光效很高的普通高压钠灯的显色指数又很低，所以，实际的选择应当显色性与光效两者兼顾。
开发显色性与光效俱优的新节能光源始终是光源研究致力的目标。 四、避免眩光干扰
当直接或通过反射看到灯具、窗户等亮度极高的光源，或者在视野中出现强烈的亮度对比时（先后对比或同时对比），我们就会感受到眩光。眩光可以损害视觉（失能眩光），也能造成视觉上的不舒适感（不舒适眩光），这两种眩光效应有时分别出现，但多半是同时存在着。对室内光环境来说，控制不舒适眩光更为重要。只要将不舒适眩光控制在允许限度以内，失能眩光也就自然消除了。
眩光效应同光源的亮度与面积成正比，同周围环
图8-20 光源位置对眩光的影响
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境亮度成反比，随光源对视线的偏角而变化。光源位置对眩光的影响见图8-20，其中视线方向为水平线。多个光源产生的总眩光效应为单个光源的眩光效应之和。
第三节 天然采光
天然采光的意思是利用天然光源来保证建筑室内光环境。在良好的光照条件下，人眼才
能进行有效的视觉工作。尽管利用天然光和人工光都可以创造良好的光环境，但单纯依靠人工光源（即电光源）需要耗费大量常规能源，间接造成环境污染，不利于生态环境的可持续发展。而天然采光则是对太阳能的直接利用，将适当的昼光引进室内照明，可有效降低建筑照明能耗。
近年来的许多研究表明，太阳的全光谱辐射，是人们在生理上和心理上长期感到舒适满
意的关键因素。此外，窗户在完成天然采光的同时，还可以满足室内人员与自然界视觉沟通的心理需求。无窗的房间容易控制室内热湿与洁净水平，节省空调能耗，但不能满足室内人员与外界环境接触的心理需要。在室内有良好光照的同时，让人能透过窗子看见室外的景物，是保证人的工作效率高、身心舒适健康的重要条件。因此，建筑物充分利用天然光照明的意义，不仅在于获得较高的视觉功效、节能环保，而且还是一项长远的保护人体健康的措施。无论从环境的实用性还是美观的角度，采用被动或主动的手段，充分利用天然光照明是实现建筑可持续发展的路径之一，有着非常重要的意义。 8.3.1天然光源的特点 一、天然光源
天然光就是室外昼光，其强弱随时变化不定。如果不了解在任一给定时刻的建筑基址上有多少昼光可以利用，我们就不可能对天然光环境进行正确的设计和预测。
太阳是昼光（Daylight）的光源。部分日光（Sunlight）通过大气层入射到地面，它具有一定的方向性，会在被照射物体背后形成明显的阴影，称为太阳直射光。另一部分日光在通过大气层时遇到大气中的尘埃和水蒸气，产生多次反射，形成天空扩散光，使白天的天空呈现出一定的亮度，这就是天空扩散光（ Skylight）。扩散光没有一定的方向，不能形成阴影。昼光是直射光与扩散光的总和。
地面照度来源于直射光和扩散光，其比例随太阳高度与天气而变化。通常，按照天空云量的多少将天气分为三类： （1）晴天——云量为0～3； （2）多云天——云量为4～7； （3）全阴天——云量为8～10。
晴天时，地面照度主要来自直射日光，直射光在地面形成的照度占总照度的比例随太阳高度角的增加而加大，阴影也随之明显。全阴天时室外天然光全部为天空扩散光，物体背后
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没有阴影，天空亮度分布比较均匀且相对稳定。多云天介于二者之间，太阳时隐时现，照度很不稳定。图8-21给出了晴天时天空直射光与扩散光的照度变化。
图8-21天空直射光与扩散光随时间的照度变化
在采光设计中提到的天然光往往指的是天空扩散光，它是建筑采光的主要光源。由图8-21可知，直射日光强度极高，而且逐时有很大变化。为防止眩光或避免房间过热，工作房间常需要遮蔽直射日光，所以在采光计算中一般不考虑直射日光的作用，而是把全阴天空看作是天然光源。但是，由于直射日光所能提供的光能要远远大于扩散光，如果能够动态控制直射日光的光路，并能够在其落到被照面前将其有效扩散，则直射光也是非常好的天然光源。
二、天然光的光谱能量分布特征
天然光是太阳辐射的一部分，它具有光谱连续且只有一个峰值的特点，见图8-19。人
们长期生活在天然光下，天然光是人们生活中习惯的光源。近年来的许多研究表明，太阳的全光谱辐射是人们在生理上和心理上长期感到舒适满意的关键因素。而人工光的光谱由于其发光机理各不相同，其光谱分布也不相同。大多数人工光源的光谱分布有二个以上的峰值，且不连续，如图8-19的荧光灯，容易引起视觉疲劳。人眼像透镜一样要形成色差，对于全光谱的白光而言，眼睛聚焦时，黄色光的焦点正好落在蓝光和红光的焦点之间，在视网膜上形成了平衡状态，不易产生视觉疲劳；当采用特殊峰值光谱成分的光照明时，峰值光谱对应的颜色的焦点与白光对应的聚焦位置相差很远，眼睛的聚焦位置需要加以调节，就很容易产生视觉疲劳。一般来讲，光谱能量分布较窄的某种纯颜色的光源照明质量较差，光谱能量分布较宽的光源照明质量较好。前者的视觉疲劳高于后者。光谱成分不佳引起视觉疲劳是由于有明显的色差的缘故。因此，人们总希望人工光尽量接近天然光，不仅要求光谱分布接近或基本相同，并且也只有一个峰值，还要求有接近的光色感觉。 8.3.2天然采光设计原理 一．天然光环境的评价方法
