目录

致 谢    

本书使用说明    1

第1章 优秀采光的标准    3

基本要点    3

物理测量与我们所见    4

健康1：需要定期照射日光    5

健康2：对景观的需要    9

空间的创造    10

工作与舒适度    19

展览    26

第2章 光线的作用    31

光能    32

大气中的光线    33

表面上的光线与兰伯特法则（Lambert＇s law）    35

大光源、小光源及理想光源    37

无限光面与发光度的概念    39

平行光束    41

表面与反射原理    44

无穷反射    47

日光照明的房间    50

小结    56

箴言    57

第3章 日光气候    59

发光的大气    60

阳光的几何形状    63

日照可获得性    65

天空的发光度分布    71

全气候    74

第4章 日光与建筑物形式    77

气候、环境和结构    77

阳光1：阴影和形状    80

阳光2：遮阳装置和太阳能集热    83

阳光3：使用被反射的阳光来照亮房间    85

漫射天光    90

白昼的电子照明    93

室外景观    98

维护    99

联想    101

第5章 能量与控制    111

日光与能量    111

控制系统    113

计算使用能耗    115

闭合环控制算法    116

第6章 标准、设计指南以及开发控制    119

标准必须做什么    119

证据与判断    119

设计指南纵览    121

日光准则1：民居的最低可接受情形    121

日光准则2：基于桌面的工作区的最低可接受情形    123

城市规划里的日光标准    124

结论    126

讨论    130

第7章 日光系数    133

平均日光系数    134

相关性和变化    139

心房、商场和花房    142

点上的日光    146

地平线因子    147

第8章 日光照度    151

照度与日光系数    152

被反射的阳光的照度    154

都市峡谷里的天光和阳光    156

树木、远处的表面和有光泽的表面    160

照明测量与计算的精确度    163

第9章 收集日光：窗户、导光管和其他设备    171

透射率    172

估算透射率    173

玻璃和窗玻璃    175

导光管    176

遮阳架    178

日光反射装置    179

第10章 采光指数与数值模型    181

基本公式    181

天空的细分    182

计算采光指数：有限面积方法    184

光线采样：蒙特卡罗方法    187

程序概述    188

采光指数的使用    190

采光指数与点式图    191

结束语    192

第11章 注意事项及参考文献    193

深度阅读：普适书籍    193

一般注解    194

插图    195

各章注释    195

参考文献    198

工作表    205

算法与公式    249

索引    289

文摘

本书使用说明

本书介绍了自然光及其在建筑物中的使用。本书涵盖了阳光和漫射天光；还讨论了电子照明设计，因为最具可持续性的方案通常在白昼都同时采用自然光照和电子照明。本书将日光与气候关联在一起，因而也与可持续的建筑物关联在一起，因为这些建筑物的设计与其所在场所的自然环境紧密相关。

本书有两个目的。其一是概述最近几年来在采光方面新出现的一些创意。其二是给从业者和研究人员提供一些最新工具。

采光这个主题横跨多个职业和学科。关于建筑、城市设计、环境物理和心理学的著作都以采光为特征之一。如果您从事的工作与财产法或保健有关，那么您将对这个话题抱有职业性的兴趣。如果您是一位研究人员，您的专业背景可能需要包括大气物理、社会科学、工程或任何其他几个学科。

遗憾的是，共同的兴趣并不意味着共同的途径。关于采光，您需要知道的内容取决于您的背景和意图。您能最舒适地宣传该主题的形式也是如此：您最喜欢使用图表来工作吗？或者使用逻辑书写？或数学公式？

我们试图以如下方式来组织本书：让来自不同学科背景的读者都能理解本书，并使本书可用于各个技术层级。我们还提供了一种便于参照资料来源的结构，通过该结构努力使对该主题的介绍易读好懂。

本书分三部分：

1正文。前10章介绍了主要观点。从设计到研究，这些章节依序下来，涵盖内容广泛。首先介绍采光设计的目的和标准；接着，光线的行为，以及气候和可持续性的概念；然后，窗户的物理特性；最后，采光的理论模型。每一个章节内的主题都以如下方式撰写：如果需要，您可以深入阅读该章节；如果不需要，可以跳过。第11章《注意事项及参考文献》评述了正文，提供本书材料的来源，告诉读者可以从哪儿找到更详细的信息。

2工作表。工作表是独立文档，针对设计人员的日常所需。它们总结归纳了正文的主要观点，逐步说明了如何分析某个场所的日光、怎样预估某个建筑物或照明方案的效能如何，以及怎样评估现有建筑物的照明品质。包括提供计算公式及图形工具所需信息的数据表。

3算法和公式。一系列公式，面向研究人员或软件开发人员，用来构造照明的数学模型。包括将自然光处理为太阳光束的一系列变换，从高空大气的分子散射到房间内的混合相互反射。本部分始于一连串符号，终于一系列参考文献来源。

您会发现本书中贯穿着两个主旋律。其一是日光的多变性本质。地球上每一块地方都有其自身独有的视觉气候。日光因季节、全球方位、大陆、海洋而不同。在赤道上，黑夜和白昼几乎等长，6月和12月几乎没有什么差异；可是在极地区域，夏季一天24小时都是白昼，冬季一天24小时都是黑夜。在无云的干燥地区，不同时间、地点的天空亮度改变很小，而多云地区的天空亮度则可能因时间、地点而发生迅速、混乱的变化。

但是，如此这般空间的、暂时性的多变性并非缺点或不利因素。恰恰相反，它是生活的基础。它控制着动植物的季节性成长，以及它们的日常行为。它影响着动植物的形态、材质和颜色。它也影响着人类的心理层面（通常不为我们所知），以及我们的认知和情感行为。我们可以从室内我们周围的日光变化中推断出我们是身处城市还是乡村、处于热带气候或者温带气候、现时天气如何、当地人们都有哪些户外活动。日光的变化并不是随机的，对于我们来说，日光携带的信息如同其能量一样重要。

本书的第二个主旋律是：采光设计应当以人为本。采光是可持续建筑的重要组成部分，优秀的采光设计可能锻造出某个地点在某个功用上独一无二的建筑物。但如果建筑物只是适宜于气候，尚不足以说它具备可持续性；使用建筑物的人对其满意度也是至关重要的。

采光设计的焦点在于用户的舒适度和幸福感，这就意味着建造的建筑物是自然界的一部分。人们以多种方式对光线做出反应，通过认识和感受（而非光度值）来体验光线。所以，优秀的设计方案是微妙的、多面的。采光设计需要考虑到人体对采光的依赖、制造欢愉和乐趣、创造出“空间”，以及建筑物对其周围环境的影响。

本书实际上是本技术专著，不过我们希望本书不仅能提供知识，还能触发您的创造性想象力，因为设计和研究同时需要这两个方面。

内容简介

    采光设计旨在提升用户的舒适度和幸福感。人们会以多种方式对光线做出反应，通过认识和感受（而非光度值）来体验光线。所以，优秀的设计方案是微妙的、多面的。采光设计需要考虑到人体对采光的依赖、营造欢愉和乐趣、创造出“空间”，以及建筑物对其周围环境的影响。为了建造出在自然界中可持续的建筑物，以人为本是至关重要的。

    本书是一本多学科权威著作，向建筑师、照明专家以及从事采光设计工作的所有人提供了从事最基本工作的所有必需的工具。

    本书以实用采光设计为中心，说明了人类需求、对可持续性要求的新见解是怎样导致采光设计实践发生根本转变的。

读者对象

    建筑设计师、规划师、采光设计师，以及相关专业的在校学生和教师。

作者/译者/编者简介

    彼得•特雷金扎（Peter Tregenza）是英国谢菲尔德大学（the University of Sheffield）建筑学院名誉教授。作为一名建筑师和工程师，他痴迷于采光的美丽和复杂性逾40年，在多个国家教授、研究该主题。他是新加坡国立大学和香港中文大学的客座教授，曾先后在英国、北美、南美、澳大利亚、新西兰和中国的建筑学院/学校工作。他曾参与国际照明委员会（Commission Internationale de l'Eclairage）的研究工作，尤其是CIE/WMO国际日光测量项目和欧盟的研究活动。他发表了多篇关于采光的研究论文，还与大卫•罗（David Loe）合著了The Design of Lighting（《照明设计》）一书。

    迈克尔•威尔逊（Michael Wilson）是英国威斯敏斯特大学（the University of Westminster）建筑与环境学院（the School of Architecture and Built Environment）的首席研究员。他于1987—2010年担任低能源建筑研究室（the Low Energy Architecture Research Unit）主任。他推进了欧洲委员会（European Commission）的超过25个关于采光、声学和能源的研究、宣传及示范项目。特别地，他协作了一项关于太阳跟踪系统的研究，并协作完成了多个关于采光的交互教学软件包项目。他曾在英国、欧洲大陆、南美和南非讲学。