默认字体 9pt 10pt 11pt 12pt 13pt 14pt 15pt 16pt 17pt 18pt 20pt 25pt  

 

光环境

 

人的视觉依赖光而存在，有利于人们身心健康的住所应该具备良好的光环境。良好的光环境包括充足的日照、采光和适宜的无污染的照明，在可持续观念深入人心的今天，还应该达到节能的要求。

 

1-1 天然光环境

 

一、日照

 

阳光是人类生存和保障人体健康的基本要素之一。在居室内部环境中能获得充足的日照是保证居者尤其是行动不便的老、弱、病、残者及婴儿身心健康的重要条件，同时也是保证居室卫生、改善居室小气候、提高舒适度等居住环境质量的重要因素。

 

人们需要太阳，有生理和心理两方面原因。从生理上来看，太阳光谱中的紫外线可以杀菌和净化空气，提高生存环境的质量；红外线可以散发热量，给人以温暖、使人精神愉悦；远红外线可以促进血液循环、加快新陈代谢，对人体有一定的治疗作用；多晒太阳有利于人体对钙的吸收，促进骨骼发育成长；另外人们对太阳光的成分、特性及作用还在不断探索之中，也许还有其它一些未知的有益于人类健康的因素存在。

 

从心理角度分析，阳光能给人带来美好的感受，提高人们的生活积极性，沐浴在阳光中，会使人感觉温暖、亲切、光明、安全，与自然得到充分交流。阳光的投射方向、色温和强度在一天中不断地变化着，由阳光而产生的光影使室内空间活跃、形体表达清晰，这种动态效果暗合人体的生物节奏，使我们动静相宜、生活有规律。

 

因此，人们的生活健康需要阳光，每一个人都有享受阳光的权利。但究竟晒多长时间的太阳才是合适的，阳光对人体健康和环境卫生所起的作用与室内日照时间的确切关系如何，到目前为止却还没有定论。在参考了一些国外标准之后，结合我国具体情况，《城市居住区规划设计规范》（GB 50180-93）中给出了关于住宅建筑日照标准的强制性规定（表6-1），标准中采用了日照时数这个衡量尺度。日照时数是指接受日照的小时数，这里的日照应该是满窗日照，即底层窗台面能够接受到的日照，而且应该在规定的有效日照时间带内，超出的部分不能计数。如果仅有窗户上部能射入阳光，或在有效日照时间带内的满窗日照不足规定时数，都不符合要求。

 

表6-1　住宅建筑日照标准 [1]

 

出于生理原因，老人和儿童尤其需要阳光，因此规范中规定：老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准 ^[2]。对于非居住建筑，如老人院和幼儿园，则日照时数比相应的住宅标准提高１小时 ^[3]。譬如北京住宅日照标准为大寒日满窗日照不少于2小时，换成幼儿园则在相同条件下不少于3小时。

 

《住宅设计规范》中规定：每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照，当一套住宅中居住空间总数超过四个时，其中宜有二个获得日照 ^[4]。获得日照要求的居住空间，其日照标准应符合表6-2的规定。

 

为了贯彻日照标准，我国各地根据不同的气候条件，提出了相应的住宅日照间距要求。住宅日照间距主要满足后排房屋（北向）不受前排房屋（南向）的遮挡，并保证后排房屋底层南面房间有一定的日照时间。

 

这种采用日照间距系数来确定日照间距的方法优点是容易掌握、审批速度快；缺点是偏于保守、不够灵活，对于具体审批建筑的实际情况（高层、异型、非正南正北方向等）考虑不到，遇到特别的案例不同人员的认识理解和把握的分寸各有不同，从而造成执法上的偏差。

 

由此可见，传统的日照系数法是技术手段落后的情况下产生的一种简化计算方法，是一种近似的方法，由于它无法考虑审批过程中具体的建筑形式，因此会导致一种粗放的和不规范的管理模式。

 

为了改进这种状况，许多城市的规划管理部门开始引进并使用计算机日照分析软件。日照分析软件建立了完整的地球与太阳的数学模型，它可以从几何和光学的角度进行大量的数学运算，轻松地对建筑群体间的相互影响进行分析，给出直观的图表结果，为规划审批提供科学依据。

 

需要注意的是，国家规范中给出的日照标准是最低标准，是权衡了日照得益和节约用地之间的矛盾后的折衷方案，目的在于保障人们基本的生活需求，它还达不到舒适的要求，不是舒适性标准。因此，居民要主动积极维护基本的居住权益，必要时采用法律手段捍卫自己的利益。

 

二、自然采光

 

自然采光顾名思义是指采用自然光，自然光包括直射阳光和天空漫射光。有时候，人们会把自然采光和日照混为一谈，认为它就代表着日照，其实不然。日照是指一个居室通过开窗可以获得的直射阳光，自然采光是指一个居室通过开窗可以获得的自然光，有采光并不一定有日照，后者的范畴要大于前者。

 

自然采光可以给人们带来很多好处。首先，它满足了基本的照明需求，使我们可以清楚地视物；其次，它为我们提供了变化的视野，与外界充分交流，放松眼睛和心情。

 

由于自然光会随着时间、季节、气候而随时发生变化，因此国际上通用以“采光系数”作为自然光照明的标准。采光系数是指在室内给定平面上的一点，由直接或间接地接收天空漫射光而产生的照度与同一时刻该天空半球在室外无遮挡水平面上产生的天空漫射光照度之比。

 

《住宅设计规范》（GB/T 50033-2001）在参考了国际标准并结合了我国光气候特点之后，给出了居住建筑采光系数标准值（表6-2）。在我国规定的5000lx临界照度下，1%的采光系数相当于50lx的照度，据调查，这个照度值作为居室一般照明是能满足要求的。实际上在白天大部分时间，没有遮挡的情况下，室内中央部分都要高于这一照度。至于窗地面积比（窗洞口面积与地面面积之比），严格地说并不是采光标准，而是权衡了采光、通风和热维护等诸多因素后的平衡指标。

表6-2 住宅室内采光标准 ^[5]

注：表中的数值适用于Ⅲ类光气候区。不同于Ⅲ类光气候区的住宅采光系数应作适当修正，其修正系数K值列于表6-3。

表6-3 光气候系数K

 

1-2 人工光环境

 

地球的自转产生了日夜，在没有阳光照耀的时段里，人们用灯来进行照明。为了满足健康住宅的要求，人工光环境需要实现以下三个目标：

 

一、优良的照明质量

 

1、  适当的照度水平

 

照度是指单位面积上接收的光通量，它反映了被照物体的照明水平。

 

在住宅中，不同房间有着不同的使用性质，不同活动对照度的要求也会不同。如阅读、写作、烹饪、缝纫等活动需要较高的照度水平，而听音乐、聊天、休息、睡眠则可以在柔和的灯光下进行。

 

因此，为了保持人体健康、心情愉悦，根据空间的使用功能和性质以及个人的视觉舒适标准来确定相应的照度水平是非常必要的。表6-4是我国住宅建筑的照度标准值，目前，新的照明设计标准正在紧锣密鼓的编制中，其中照度标准值普遍有所提高，已基本与国际水平看齐。

表6-4 住宅建筑照明的照度标准值 [6]

2、  舒适的亮度分布

 

亮度是指单位面积上的发光强度，它反映了光源或物体的明亮程度。

 

室内的亮度分布是由照度分布和表面反射比决定的，从节能角度考虑，室内表面宜采用高反射比的材料，即颜色宜浅。舒适的照明环境应该有着合理的亮度分布，做到明暗结合、生动实用。亮度对比过小会使环境显得平淡、枯燥乏味；亮度对比过大则容易产生不舒适眩光，影响人的正常视觉活动；两者都会引起视觉疲劳，应该尽量避免。

 

3、  宜人的光色和良好的显色性

 

光源的颜色质量包含光的表观颜色及光源显色性能两个方面。

 

光的表观颜色即色表，可以用色温来描述。人们对光源色表的选择取决于光环境所要营造的气氛，譬如含红光成分多的“暖”色灯光（低色温）能在室内形成亲切轻松的气氛，适于休息和娱乐场所的照明；而需要高效地、精神振奋地进行活动的房间则宜采用较高色温的灯光。我们平常所用的传统的白炽灯属于暖色光源，色温在3000K左右，而荧光灯则属于冷色光源，色温一般在6000K左右。

 

通常情况下，很多人宁愿多费电也要使用白炽灯，是因为它光色宜人、瞬时启动、可调光、无频闪，显色性好。不过，近年来随着荧光灯种类的增多、品质的完善（如显色性的提高和消除频闪的电子镇流器的应用），人们已渐渐乐于接受这种节能型光源了，而且，目前还开发了一系列低色温荧光灯，它们的光色基本上接近白炽灯，这样就在节能的同时兼顾了人们对暖色光的喜好，两全其美。

 

人们对光色的爱好与照度水平也有相应的关系，表6-5给出了各种照度水平下不同色表的荧光灯照明所产生的一般印象，从中可以看出，在低照度下，暖色光会显得舒适，而在高照度下，冷色光则更宜人。

表6-5 各种照度下灯光色表给人的不同印象

 

光源的显色性是指光源显现物体颜色的特性，它以显色指数Ra表示，Ra的最大值为100，值越高，表示光源的显色性能越好，所照物体颜色表现越逼真。一般情况下，住宅照明光源的显色指数不应低于80。

 

4、  避免眩光干扰

 

眩光是指在视野内有光亮度范围不适宜，在空间或时间上存在着极端的光亮度对比，以至引起不舒服或降低可见度的视觉现象。

 

如果居室内灯、灯具或其它区域的亮度比一般环境的亮度高得多，人们就会感受到眩光，用通俗的话说，就是刺眼。人眼不能直视太阳，不能长时间注视高亮度的光源，是因为眩光会产生不舒适感，严重的还会损害视觉，所以必须加以避免。

 

眩光是由灯或灯具过高的亮度直接进入视野造成的，眩光效应的严重程度取决于光源的亮度和大小、光源在视野内的位置、观察者的视线方向、照度水平和房间表面的反射比等诸多因素，其中光源的亮度是最主要的。因此，限制眩光要从源头做起，要尽量选用功率较小的光源，若有必要选择大功率光源，宜采取间接照明方式。

 

5、  正确的投光方向与良好的造型立体感

 

我们在室内从事不同活动，不仅需要不同的照度，也要考虑照明方式的差异。譬如在阅读及书写时，光线宜来自后方（最好是左后方），以提高阅读效率；而在观察立体的东西时，光线宜来自左侧或右侧，以突出材料的立体感。可见，正确的投光方向有助于我们进行相应的视觉活动。

 

如果一个房间对不同活动及对象采取正确的照明方式，就能美化房间的整体面貌。为此，照明光线的指向性不宜太强，以免阴影浓重，造型生硬；灯光也不能过于漫射和均匀，以免缺乏亮度变化，使造型平淡无奇，环境单调乏味。

 

二、安全的照明环境

 

用电安全是照明设计的首要前提，为了确保人身健康，防止用电事故，在照明线路铺设和灯具安装上应严格遵守国家颁布的电器规范（例如灯具的灯头不能暴露，儿童房的插座位置应该比较隐蔽等）。

 

三、照明节能

 

照明主要来源于由电能转换的光能，而电能又来自于石化燃料的燃烧。据估计，地球上的石油、天然气的可开采年限约为50年左右，煤炭的可开采年限约为300年左右，而且随着开采量的逐年增加，这些石化燃料的可开采年限还会进一步缩短，世界能源不容乐观。因此，积极推广照明节能是当务之急。

 

当前国际上普遍认为，在考虑和制定节能政策、法规和措施时所遵循的原则是，必须在保证足够的照明数量和质量的前提下，尽可能节约照明用电。照明节能主要是通过采用高效节能照明产品、提高质量、优化照明设计等手段达到受益的目的，即节能但不牺牲质量。

 

为节约照明用电，可以采取以下措施：

1、  采用合理的照明设计

照明节能首先要从设计做起，要选取合理的照度标准值，正确选用照度标准的高、中、低三档照度值；其次，要选用合适的照明方式，照度要求高的场所采用混和照明方式，少采用一般照明方式，适当采用分区一般照明方式。

2、  推广使用高光效光源

发光效率是指一个光源所发出的光通量与该光源所消耗的电功率之比，它反映了光源将电能转换为可见光的能力，为了充分利用电能，应优先选用高光效光源。

目前常见的各种照明光源中，高压钠灯光效最高，其次是金属卤化物灯和荧光灯，白炽灯最低。因此，从节能角度考虑，要尽量减少白炽灯的使用，推广使用各种荧光灯。

3、  采用高效率节能灯具

灯具效率是指在正常情况下灯具所发射的光通量与灯具内所有光源发出的光通量的比值，它反映了灯具对光的利用效率。为了充分利用光源所发出的光，应优先选用效率高的灯具。

我们住宅中常用的灯具根据配光方式的不同可分为直接型、半直接型、漫射型、半间接型、间接型五种，其中直接型灯具效率最高，间接型灯具效率最低，因此在满足眩光限制的前提下，应优先选用直接型灯具。

一般情况下，室内灯具效率不宜低于70%，室外灯具效率不宜低于55%。根据使用场所不同，应采用控光合理的灯具。另外，为了对照明产生的热量加以利用，可采用照明与空调一体化灯具。

4、  推广电子镇流器

住宅中常用的荧光灯是气体放电灯，气体放电灯是弧光放电，不能单独在电路里工作，必须与镇流器串联。目前市场上的镇流器有电子和电感两种，电子镇流器与电感镇流器相比，具有启动电压小、噪声小、温升低、重量轻、无频闪等优点，它比电感镇流器节电10%以上，自身功耗降低50%~75%，综合电输入功率降低18%~23%，节电效益显著，宜大力推广。

5、  实施照明控制

可调控的照明可以适应多种不同的活动需要，实现照明节能。正常使用中，应该合理选择照明控制方式，根据天然光的照度变化安排电气照明点亮的范围，并且根据照明使用特点，对灯光加以分区控制和适当增加照明开关点。住宅区公共场所照明和室外照明，可采用集中控制遥控管理的方式或采用自动控光装置。

6、  充分利用自然光

人工照明是对自然照明的补充，充分利用自然光，本身就可以达到节能的目的。目前，有些建筑利用各种集光装置进行采光，如反射镜、光导纤维、光导管等，这些装置使不具备直接自然采光条件的空间也能享受到自然光照明。当然，上述举措很少应用于住宅，作为节能型健康住宅，我们要做的就是保障足够的开窗面积和充分的直接自然采光。

 

1-3 光污染

 

随着现代都市的发展，出现了一种新的污染——光污染。光污染是指过量的光辐射、紫外线辐射和红外线辐射，它会对人体健康，人类生活和工作环境造成不良影响，是现代城市的环境公害之一。

 

目前常见的光污染主要有以下三种：

1、  眩光

造成光污染的光辐射中最常见的就是眩光。日常生活中的眩光污染有很多，如夜间迎面而来的汽车前灯的眩光会使受到光刺激的司机和行人控制力降低，容易发生危险；夏天玻璃幕墙强烈的反射光进入附近居民楼内，增加了二次光源，影响了正常生活等等。

2、日光

适量的阳光照射对人体健康是有好处的，但过量的光辐射却会损害人们的健康。

日光中紫外线的过度照射，会引起日光性皮炎，使身体暴露部位红肿、起水疱，患部有灼热、刺痒或疼痛感；病情严重时，可伴随身体不适、发烧、恶心及心跳加速等症状；长期日晒过量会造成慢性损害、诱发皮肤癌。因此，为健康着想，应控制日晒量、防止日光污染。

3、灯光

近几年，国内各大城市兴起了夜景照明，到了晚上，城市一片灯火通明，霓虹灯闪烁夺目，泛光灯亮如白昼，连树木也被打上了五颜六色的灯光。一些住宅小区为了跟上“形势“，也搞起了夜景照明，大功率泛光灯打在外墙上，灯光入户，使人夜晚难以入睡，扰乱了人体正常的生物钟，致使白天工作效率低下，影响了身体健康。除人以外，过度的人工照明还会影响动、植物的生长、繁衍，破坏城市生态。 因此，对夜景照明要持谨慎态度。

 

由此可见，光污染会对人体健康造成许多不利影响，应该积极加以预防。

 

首先，应从建筑材料上杜绝污染源。住宅区内应尽量不用反光、反热性强的建筑材料，以免产生二次光源。

 

其次，在光污染已经比较严重的地区，可以设置屏障，如广栽树木，树木可以减少光污染的强度，从而减少对人体的影响和危害。

 

另外，有效利用过量的光辐射，将之转化为可利用能源，是一种值得提倡的更积极的做法。如太阳能的收集和利用。现在，许多新建小区都安装了太阳能集热装置，为居民提供生活热水，节能效果非常好。

 

目前，我国尚未对光污染立法。随着社会发展，需要制定有效的法律来改善现代化都市的光污染情况。譬如，对反射光、热的建筑材料的使用加以限制，对光污染严重的地区提出具体的改善要求等等，这样才能有效保障人们的身心健康。

 

参考文献：