第三讲：天然光环境
（一）-昼光光源与采光;本讲主要内容：
3.1天然光环境概述
3.2光气候与采光标准
3.2.1、光气候
3.2.2、采光标准（采光设计标准）------天然光环境的质量评价
3.3采光口（采光窗）
3.3.1、侧窗
3.3.2、天窗
3.3.2.1、矩形天窗
3.3.2.2、横向天窗
3.3.2.3、锯齿形天窗
3.3.2.4、平天窗;太阳是生命之源，它以无尽的光和热哺育大地。是一种巨大的安全的清洁光源。;罗马的万神庙
哈德良皇帝于公元120年~公元124年在意大利罗马兴建了万神庙，作为奉祀诸神的神殿。这座显示了古罗马人卓越工程技术的建筑物，给人们留下了深刻的印象。
万神庙穹顶直径43米的记录直到20世纪还未被打破。如此规模的穹顶通常需要一些支撑物，但古罗马人精通如何建造拱形屋顶而不需要柱子支撑的技术。虽然古罗人不是拱门的首创者，但他们是最早认识拱门用途的人。
穹顶的圆眼（一直径为8.2米的采光圆孔——泽注）使阳光泻入万神庙。庙内的地面和墙壁均用色彩鲜明的大理石建成。;金贝尔美术馆--路易斯?康
美术馆是一个将天然采光设计和空间造型相结合的经典范例！;七十年代以来，节能的紧迫性和重视环境设计的新观念，对采光科学技术有很大的推动。现在人们已经能够几乎任意地控制天然光。
我们可以用巨大的玻璃顶棚将一个中庭或大厅覆盖起来，模拟晴日当空、四季如春的大自然；也可以借助随太阳运行轨迹自动控制的遮阳装置完全遮蔽阳光，造成光线柔和宜人、照度稳定的工作环境。
前几年曾经有人设想，用集日镜将日光收集起来．通过光导纤维输送到地下或建筑物深处的采光装置；目前，这种设想已经成为现实，它预示着建筑采光技术在不久的将来会有更快的发展。
;;昼光的组成;3.2光气候与采光标准;2、不同天气室外光气候的变化
地面照度来源于日光和天空光，其比例随太阳高度与天气（天空中的云和云是否将太阳遮住）而变化，通常，按照天空中云的覆盖面积将天气分为三类：
晴天-------云覆盖天空的面积占0~3/10
多云天-------云占4/10~7/10
全阴天--------云占8/10~10;3、天空亮度分布国际照明委员会（CIE）根据世界各地对天空亮度观测的结果，提出三种天空亮度分布的数学模型，供设计人员在采光设计中使用。;从左式推算：天顶亮度约为地平线附近天空亮度的3倍。;;③晴天天空亮度分布：
是随大气透明度、太阳和计算点在天空中的相对位置而变，最亮处在太阳附近，离太阳愈远，亮度愈低。
另外，晴天同阴天相反，除去太阳附近的天空最亮以外，通常在地平线附近的天空要比天顶亮；与太阳相距约90度高度角的对称位置上，天空亮度最低。;4、我国光气候概况：
影响室外地面照度的因素：太阳高度、云量、云状、日照率等。
日照率（太阳出现的时数和可能出现的时数之比），由北、西北往东南方向逐渐减少，四川盆地一带为最低。云量，由北向南逐渐增多，新疆南部最少，华北、东北少，长江中下游较多。云状，南方低云，向北逐渐以高、中云为主。
天然光照度中，南方以天空扩散光照度较大，北方和西北以太阳直射光为主。
全国年平均总照度分布图：各地光气候的分布趋势，全年平均总照度最低值在四川盆地，因为该地区全年日照率低、云量多、低云所致。;全国年平均总照度分布图(Klx);3.2.2、采光标准（采光设计标准）
------天然光环境的质量评价;采光系数的符号为C;采光标准：
将视觉工作分为Ⅰ~Ⅴ级，提出了各级视觉工作要求的天然光照度最低值为250、150、100、50、25Ix。;临界照度：
临界照度是人为设定的一个照度值。当室外照度高于临界照度时，才考虑室内完全用天然光照明，当等于或小于临界照度时，室内要开始采用人工照明。
室外的有效照度，或室内天然光照度等于采光标准规定的标准值时的室外照度叫临界照度。
采光标准规定临界照度值为5000Ix（适合Ⅲ类光气候区）。确定这一值后就可将室内天然光照度换算成采光系数（见表8-2）。;光气候系数K;4、照度均匀度
视野内照度分布不均匀，易使人眼疲劳，视功能下降，影响工作效率。照度均匀度以工作面上的[对于站立的工作人员水平面距地0.90m，坐着的人是075m(或0.8m)]最低照度与平均照度之比表示（或采光系数最低值与平均值之比），不得低于0.7。CIE建议的数值是0.8。