论建筑光环境
改革开放以来, 我国社会生产力高速发展, 给社会带来了巨大的物质财富。但与此同时, 环境问题也日益严重。环境问题不仅影响人们的正常生活,而且严重制约社会的可持续发展。环境问题最主要的就是环境污染, 它已成为近年来政府和民众普遍关注的热点问题。环境污染是指由于人为的原因导致有害物质或因子进入环境, 使环境的结构和功能发生化学、物理或生物学等方面的不良变化, 从而对人类或其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。当今环境污染也出现了许多新的类型, 其中光污染是继水污染、大气污染、噪声污染、固体废物污染这四大类污染之后的又一环境问题。它围绕在我们身边, 大多数人都曾受过它的危害, 而且危害正日趋严重, 但它却往往被人们忽视。有关专家指出, 这一长期被人们忽视的光环境造成的光污染有可能成为21 世纪直接影响人类身体健康的又一环境杀手。
建筑光环境的内涵很广, 它指的是由光(照度水平和分布, 照明和颜色)与颜色(色调, 色饱和度, 颜色分布, 颜色显现) 与室内外环境建立的同空间形状有关的生理和心理环境。人们对光环境的需求与他从事的活动有密切关系。在进行生产、工作和学习的场所, 优良的光环境能振奋人的精神, 提高工作效率和生产产品的质量, 保障人身安全与视力健康。因此, 充分发挥人的视觉效能是营建这类光环境的主要目标。而在休息、娱乐和公共活动的场合, 光环境的首要作用则在于创造舒适优雅、生动活泼, 或庄重严肃的特定环境气氛。相反, 不适宜的光环境会严重影响人们的身心健康。
目前人们把那些对视觉、对人体和对环境有害的光称作光污染。光污染是一类特殊形式的污染, 它包括可见光、红外线和紫外线等造成的光污染。人们能直接感觉到的主要是可见光污染。可见光污染较常见的是眩光, 它是阳光或人工高发光体照射到建筑物的玻璃或金属幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种亮光涂料面层所产生的强烈反射光线。如黑夜迎面射来的汽车灯光, 强阳光下城市高大建筑物玻璃幕墙的反射光等。电焊弧光、溶融的金属液和玻璃液产生的强光均会对人的眼睛造成伤害。视觉污染是一种特殊形式的光污染, 主要指城市中杂乱的视觉环境, 如杂乱的电线、电话线、乱抛乱弃的垃圾废物、杂乱无章的货摊和五颜六色的广告招贴等。红外线会损伤人的皮肤, 不同波长的红外线可使人眼的视网膜、角膜、虹膜造成伤害。紫外线主要对人的眼角膜和皮肤造成伤害。在这些光污染中可见光污染较常见, 可见光污染又表现为白亮污染、人工白昼和彩光污染三种类型。医学研究发现, 人们长期生活或工作在过量或不协调的光辐射下, 会出现头晕目眩、失眠、视力减退、食欲不振、心悸和情绪低落等神经衰弱症状, 严重影响正常生活节奏和工作效率, 容易诱发各种疾病和事故。
因此，随着人们对建筑光环境意识的加强，人们现在也越来越多的关注建筑环境设计中的建筑光环境。人们对现在的建筑中自然光的要求也越来越高。在建筑设计中, 为了达到理想的建筑节能效果, 往往要控制建筑的窗墙比, 这就影响了人们对建筑的自然采光、通透感、现代感的追求, 同时对于大进深的房间来说, 自然采光很难使建筑室内光线达到均匀、稳定, 当光线的均匀度达不到正常工作需求时, 就必须采取人工照明设施来弥补自然光不足。我们不能忽略自然光的作用, 阳光是生气勃勃、令人欢欣鼓舞的, 对人的身体和精神都会有积极的影响。因为人与生俱来的向光性, 日光环境对于建筑的舒适度有着直接的影响。在适量
的光照条件下, 人觉得舒适、愉悦。而由自然光线缺乏会导致很多不健康的症状：昏昏欲睡、性格忧郁、绝望而恐惧等。由此可见人无法适应过强或者过暗的光线环境, 这不仅影响了人的正常工作、生活, 严重的可能会引发各种疾病, 导致人的死亡。所以建筑物对日光的控制尤为重要。
阳光是自然界赋予人类的最宝贵财富, 它不仅是一种清洁的、高效的、安全的能源形式, 并且是取之不尽, 用之不竭的。充分利用自然采光, 不仅可以节约大量的照明用电, 还能提供更健康高效的光环境。在建筑物内自然采光就是将日光引入建筑内部, 并精确的控制光线的分布状况, 以提供比人工光源更有效的光环境。但并不是说光量越多就越好,过强的阳光进入室内, 不仅会使人感觉视觉疲劳, 同时阳光辐射会使室内温度升高。所以必须控制日光进入量, 尤其是对于东西朝向的建筑物而言,虽然主要的开窗面都能取得日照, 但日光的均匀性相对于南北向要差得多, 并且在不采取遮阳措施的情况下, 清晨或傍晚, 阳光平行入射到室内, 眩光是不可避免的（理想的日光环境应该满足日照条件的同时, 保证日光的均匀性, 并且避免眩光）。
关于建筑光环境设计, 一般分天然采光和人工照明两个方面。天然光的采光设计, 就是利用日光的直射、反射和透射等性质, 通过各种采光口的设计, 给人以良好的视觉和舒适的光环境。天然光线, 不仅因为它的照度和光谱性质对人的视觉和健康有益, 而且由于它和室外自然景色相互联系。它还可以提供人们所关心的气候状态, 提供三维形体的空间定时、定向和其它动态变化的信息。因此, 它对室内环境气氛的创造十分重要。不同窗形有不同的作用, 给人以不同的感受。大多数的室内环境都是利用光的透射特性, 使天然光透过窗玻璃照亮室内空间。因此, 窗玻璃就成了滤光器。人们利用各种玻璃的特性, 又在室内造成不同感受的采光效果: 无色白玻给人以真实感; 磨砂白玻给人以朦胧感;玻璃砖给人以安定感; 彩色玻璃能产生变幻的神秘感; 各种折射、发射的镜面玻璃则可带来丰富多彩的感觉。人工照明就是利用各种人造光源的特征, 通过灯具造型设计和分布设计, 造成特定的人工光环境。从光环境需要来看, 不仅要求光线均匀, 还应避免过强、过弱、反差过大的眩光。光线宜柔和而含蓄、而且应稳定, 不宜频繁变化。因此人工照明不仅要解决照明亮度的需求, 而且还要创造出富有情趣的光环境。人工照明的意义, 首先是补充天然采光的不足。在天然采光无法到达或无法满足要求的空间, 只能依赖人工灯光实现照明, 主要是采用各种形态的电器照明灯具。并且天然采光受自然环境条件变化影响较大, 非常不稳定, 特别是夜间无法利用天然采光。这时的照明就不仅是对天然采光的补充, 而是完全的取代, 完全依赖于人工照明。人工照明是可控照明, 完全可以按人们的意愿去设计和安置灯具, 控制照度, 以收到理想均匀的照明效果。
为解决建筑光污染问题, 可通过对建筑表面的材料选择、安装位置以及细部构造设计等方面进行研究, 提出基于建筑表面的城市光环境改善技术策略。首先选择可见光透射比高的玻璃材料采用光透射比高的玻璃, 能够减少玻璃幕墙的定向反射光, 是一种较为简捷有效的解决玻璃幕墙光污染的建筑表面技术构造方法。为避免像大面积玻璃幕墙等高光反射建筑表面的光污染, 可采用光反射率低或均匀扩散漫反射的材料对建筑表面进行水平或垂直分隔, 避免阳光直接照射到玻璃幕墙, 这样不仅能防止光污染, 而且还可以利用突出的幕墙的水平或垂直分隔构件对玻璃幕墙进行遮阳, 在夏季能减少玻璃幕墙的能耗。还可以控制建筑表面材料可见光反射比和照度值等方法。
环境是人类进行生产和生活的场所, 良好的环境是人类可持续发展的物质
