采光系数

直到十七世纪末才有人能对光辐射做定量评价。近年来，测光技术取得了一些可喜的进展，也出现了很多测光的方法。

采光系数物理测量法

目视光度学与物理光度学的区别，在于用眼睛还是使用物理接收器作光度评价。测光技术与其它所有测量技术一样，都尽量采用物理测量方法取代目视测量。但因为光技术测量原则上是使用眼睛作评价标准，所以目视测量法的作用仍然不可低估。所有目视光度测量都是凭人眼的感觉对两个亮度进行调整。照度目视测量同其它所有的目视光度测量一样，都以亮度平衡作为测量的依据，不过这种勒克斯计。己经应用不多，大部分己被用手操纵的、根据物理测量原理制造的仪器所代替。

物理测量法简单、迅速而准确，且无需指派熟练而色觉正常的观察者。当然，物理测量必须提供同目视测量一样的结果，因此所用接收器必须有测光所需要的人眼的那些特征。任何一种接收装置，只要它能把光线转变成其它形式的能，基本上都可以在物理光度测量中使用。这种物理光度学己在相当大的程度上代替了目视光度学，并且获得了越来越广泛的应用。它与主观目视测量法相比有很大好处：减轻观察者的负担，从而在较大程度上避免由眼睛造成的测量误差；改善测量精度及可重复性;提高测量速度等。

光环境亮度测试一般采用亮度计，亮度计属于光电测试仪器。此类仪器大多数的构造是采用透镜和光阑，从被测光源小面积出发把一定立体角内发出的光通量投射到光探测器上。这类亮度计通常设有目视系统，便于测试人员瞄准被测目标。在采用亮度计测试环境亮度时，和照度计测照度有所不同，它采用的是非接触测量方式，测得的是目标物上某个点的亮度值，这种测单个点参数的方法是比较精确的，从某种程度上它可以完成一定的测试任务。例如弗罗恩特的光谱光斑亮度计，能测量距离较远的小目标的亮度。还有超级灵敏型光谱光斑亮度计、可调试孔径角光度计、马萨尔特一一施雷德尔亮度计，它们用途也很广。

照度计作为一种物理测量仪器主要是测定光环境内某一平面上的照度值，这个平面可以为水平的、垂直的或倾斜的，读数时需将光电池的感光面位于待测试平面上。照度计测试简便直观，并能正确反映测点实际照度水平，它能胜任一定范围的测试要求。例如柏林工业大学光技术系研制成功的数字式照度计。这种照度计有五个可换量程。它使用硅光电池作接收器，采用局部滤光的方法，可以使硅光电池同人眼光谱灵敏度曲线匹配。这

种照度计由于装有哈尔蒂希和黑尔维希余弦附件，所以能大幅度地按照余弦定律对光线做出评价。照度计也可使用其它光电器件作接收器，因为辅助装置多，所以仪器种类十分繁杂。

采光系数像测法

相机是一种与人眼构造相似的光学设备，它和人眼一样可以同时采集视野中的各种光信息，因此常被建筑师们作为环境资料采集的工具。照片能告诉人们所拍的对象哪里亮哪里暗，以及它们之间的关系怎样。但这种关系只是一种定性的关系。因为对同样环境，拍摄时曝光量不同、感光胶片的性质不同以及冲洗的状况不同，都会造成照片上记载的信息有很大差别。经常会出现这种情况：同一时刻拍摄同一对象时，有的照片感觉很暗，有的却感觉很亮。特别是当遇到两个亮暗不同的环境时，为了将照片拍清楚，需采用不同的曝光量去拍摄，这样仅从这两张照片的明暗关系无法对两个光环境做定量地分析。

照相光度学也是一种测光技术，二十世纪三十年代人们就己经开始对它进行研究。照相光度学是根据摄影底片乳胶层光密度或透射率推断被测光技术量的一种方法。采用这种方法测光，相对于其它光度测量方法来讲有其优越之处。例如它能捕捉极微弱的光线，在适当的条件下，可以记录非常短暂的发光现象。另外，在极短的时间内还可以获得非常多的测量值。反之，如果用一般的光度方法来测量这样多的数值，就得多用几倍时间；而且假如在实验室外测量，又很难在这段时间内使测量条件保持不变。像测法能在一定时间内将测量和评价分开进行。

随着计算机和数码相机的发展，图像数字化处理技术引入到光环境测试上是原始像测法的一个飞跃发展，这种像测方法的应用越来越广泛。

室内某点采光系数测定的基本方法：

1.用配有鱼眼镜头的数码相机将整个上半球空间的光信息采集下来。

2.根据所用鱼眼镜头的成像规律，确定每个拍摄对象的方位及立体角大小。

3.根据图像拍摄时的曝光时间、光圈大小及感光度确定空间任一点亮度。

4.在室内某点向上拍摄鱼眼图像，根据立体角投影定律，找出各光源对该点的照度，累积起来得到该点的总照度。主要包括窗口天空光、室内各反射面的反射光及室外遮挡物的反射光对测点产生的照度分量。

5.将测点移到室外拍摄不同天气状况的天空，得出不同天空下的室外水平面上的照度。

6.室内测点照度与室外水平面上照度比，得出室内某点在实测天空下的采光系数。

室内和室外天然光临界照度时的采光系数值。

采光系数也称为日光系数（daylight factor),DF表明了房间中某一点的自然光与室外日光之间的百分比关系。对于工作场所来说，DF在5%~10%之间比较理想。

日光系数（DF:daylight factor）。通过将室内亮度与室外环境亮度进行对比，它可以对室内采光亮度进行量化。此外，不同室外光照环境对于室内某一定点日照系数并不产生影响，因此日光系数可以很好地反应人体对于室内亮度的主观感受。

天然光对人类虽有这么多好处，但有时也会带来不利因素，如天然光多变不稳定，天然光的利用受时间与空间的限制，可以说一年四季，一天从早到晚，天然光在不断地变化，而显得不好控制。如强度过高的直射阳光容易引起视觉疲劳或产生眩光，过大的窗户在严寒状况下会过多的热损失，在炎热状态下有可能得到过多的热辐射。因此合理地利用天然光需要精心设计，同时也需要建立一科学的采光标准，以及一整套科学的设计方法，而这一切依赖于科学的测试手段。

随着人们生活水平的提高，人们对房屋建筑中光环境的设计要求也越来越重视。伴随着绿色、生态的时代潮流，人们在建筑中希望更多地利用天然光，建立建筑天然采光标准，以便进行科学的建筑光环境设计和评价。建筑物采光的设计是否科学、光环境的使用是否合理，这势必对天然采光的技术以及测试标准和方法提出新的要求。为了更好地评价和研究天然采光，就需要有与之相适应的手段。

从古至今，人们研究天然采光标准的方法一直在变化。建筑师在进行方案设计时，可用窗地面积比估算开窗面积，比较直观地反映出窗口与地面之间的大小关系，这是一种简便、有效的方法。但是窗地面积比是根据有代表性的典型计算条件下计算出来的，适合于一般情况;如果实际情况与典型条件相差较大，而不考虑采光形式及房屋几何尺寸的差别，用窗地面积比估算的开窗面积就会有较大的误差。由于房屋建成后，随着生产的发展，使用情况复杂，各种因素对采光的影响，在设计阶段无法考虑。

照度作为光环境的一种度量单位，由于建筑采光的效果不仅取决于建筑本身的因素，同时也取决于室外天空条件，室外照度是经常变化的，这必然使室内照度随之而变，不可能是一固定值，所以不能用这一绝对值来衡量室内的采光效果，照度无法反映建筑物本身的采光能力。因此对采光数量的要求，我国和其他许多国家都用相对值一采光系数。

根据建筑采光设计标准，采光系数标准值的确定是根据建筑物的使用功能不同而有所变化，如居住建筑、办公建筑、学校建筑、图书馆建筑、旅馆建筑、医院建筑和工业建筑等都具有不同的采光系数标准值。

如何更方便地得到建筑室内测点的采光系数值，以前的建筑窗口比较标准，用一些计算方法还比较容易的得到。但就建筑发展来看，窗口的形式各种各样、建筑造型也变化多样，导致直接得到室内测点的采光系数很困难，这就给我们提出了采光系数测试方法的新问题。另外，光环境不仅与窗口大小、窗口位置有关系，还与周边反射面的反射系数和窗口遮挡情况有关。为了防止窗口采光带来的眩光等问题，又出现了很多采光方式，如使用透光系数低的玻璃（有色玻璃、热反射玻璃和普通磨砂玻璃等）、设置遮光设施等。这些形式的采光计算中包含了许多反射和折射方面的规律，如何掌握这些形式的采光效率，需要有科学的研究手段。

在当今世界里，随着全球人口的持续增长，城市人口密度急剧增加，居住人口达一千万的城市己超过20个。在如此高密度的城市里，合理解决天然采光己成为建筑师、工程师们的一个新的挑战。在当前和今后的建筑设计中，不管是居住建筑、公共建筑还是工业建筑，不仅单体设计时要根据功能考虑采光系数的标准，而且总体环境设计也要考虑周边环境对建筑采光系数的影响，注重环境己经成为每个建筑师的第一重要的职责和素养。这样就需要一种更为先进的和实用的采光系数测试手段，用以解决建筑光环境中存在的问题。

主要指的是阳光照射的亮度

《住宅设计规范》（GB 50096-2011）

1. 每套住宅应至少有一个居住空间能获得冬季日照。

2. 需要获得冬季日照的居住空间的窗洞开口宽度不应小于0．60m。

3. 卧室、起居室(厅)、厨房应有直接天然采光。

4. 卧室、起居室(厅)、厨房的采光系数不应低于1%；当楼梯间设置采光窗时，采光系数不应低于0．5%。

5. 卧室、起居室(厅)、厨房的采光窗洞口的窗地面积比不应低于1/7。

6. 当楼梯间设置采光窗时，采光窗洞口的窗地面积比不应低于1/12。

7. 采光窗下沿离楼面或地面高度低于0．50m的窗洞口面积不应计入采光面积内，窗洞口上沿距地面高度不宜低于2．00m。

8. 除严寒地区外，居住空间朝西外窗应采取外遮阳措施，居住空间朝东外窗宜采取外遮阳措施。当采用天窗、斜屋顶窗采光时，应采取活动遮阳措施。

假设工作面上的采光系数的平均值。

不考虑各种参数的影响，由采光计算图表直接查出的未安装窗时的窗洞口的采光系数。

《建筑学名词》第二版。 2100433B