室内眩光产生的原因,采用何种处理方式?
室内眩光产生的原因,采用何种处理方式?
眩光 通常被用来描述明亮的阳光海滩或是积雪的山顶这样的一种环境状况,1984年北美照明工程学会对眩光的定义为:在视野内由于远大于眼睛可适应的照明而引起的烦恼、不适或丧失视觉表现的感觉。眩光的光源分为直接的,如太阳光、太强的灯光等,和间接的,如来自光滑物体表面(高速公路路面或水面等)的反光。根据眩光产生的后果主要归结为三种类型:不适型眩光、光适应型眩光和丧能型眩光。
不适型眩光是指在某些太亮的环境下感觉到的不适,例如坐在强太阳光下看书或在一间漆黑的房子里看高亮度的电视,当人眼的视野必须在亮度相差很大的环境中相互转换时,就会感到不适。这种不舒服的情况会引起眼的一种逃避动作而使视力下降。在美国路易斯安娜洲闷热潮湿的薄暮中一辆由西向东行驶的大卡车发生了故障,停在了路边,夜幕渐渐降临,黑色的卡车很难被其它车辆看到,于是一位恰好路过的好心司机打开了车头灯,以警告卡车这条在线的车辆,就在这时,一位驾驶着有划痕的挡风玻璃的小车正由西向东接进了这辆卡车,车头灯光束通过挡风玻璃发生了散射,扰乱了小车驾驶员的视觉,结果他还没看到卡车就成为交通事故的牺牲品。
在生活中我们可以通过调整某些环境因素来尽量保持视野中各种光线亮度的趋向一致,才能减少这种眩光对我们的影响。例如当人在漆黑的房子里看电视时点一盏小灯便可避免不适型眩光。平时生活中经常遇到的使用计算机引发的视疲劳其实也与不适型眩光有关,计算机显示屏本身的亮度与周围环境的光线是否协调很关键;比如显示屏放在明亮的窗前时眼会感到来自显示屏周围的眩光,这时重新调整显示屏的位置或安装窗帘则可以解决问题;相反,如果周围环境光线太暗,使用者也会感到来自屏幕的眩光而产生后像效应,导致眼疲劳与视物模糊。如果引起眩光是来自光滑物体表面的反光,这种反光是特殊的,其中大部份被形成了偏振光,即光线被限定在一个平面中振动,这时普通的滤光镜并不起作用,只有偏振光眼镜来消除这种眩光。
另一种眩光被称为光适应型眩光,指的是当人从黑暗的电影院(或地下遂道)走入阳光下双眼视觉下降的一种现象。主要原因是由于强烈的眩光源在人眼的视网膜上形成中央暗点,引起长时间的视物不清。当某些人患有眼底疾病(尤其是黄斑病变)时,由于视网膜上光感受细胞的明适应功能受到损害,对这种眩光的反应会更重。
最后一种眩光被称为丧能型眩光。丧能型眩光是指由于周边凌乱的眩光源引起人眼视网膜像对比度下降从而导致大脑对像的解析困难的一种现象,类似于幻灯机在墙上的投影受到旁边强光的干扰而导致成像质量下降的表现。有许多眼部因素会引起丧能型眩光,最常见的是老年白内障的患者,当人眼晶体开始出现点状混浊时,引起进入眼球的光线发生散射,从而使患者感觉视物模糊(由于点状混浊常由极小微粒组成,所以散射的光线以短波长的光线为主,如蓝光);另外随着年龄的增长,人眼晶体吸收处理紫外线的能力也会下降,由此导致的一些杂光也会产生丧能型眩光影响视网膜成像的质量(晶体在吸收310-410nm紫外线后激发波长接近530nm的杂光);光线是由可见光与不可见光组成的,不可见光中又包含紫外线光和红外线光,所以临床上要分清眩光光源的类型、产生眩光的原因来防治眩光。而拥有一部专门的镜片光谱透过率测量仪(如TM-1型 Topcon公司生产) ,就可以测出不同波长的光线通过镜片的透过率从而了解镜片的防眩光功能。如果眩光是由普通光源形成的,则可以配带一些能滤掉特定短波长光线的滤光镜片来保持视网膜像的质量,由于这种镜片能消除多余的散射光,就能够增加对比敏感度,使人感觉视物更清晰,但同时要注意这种镜片也会带给配带者色觉上的一些干扰和紊乱。如果怀疑引起丧能型眩光的原因是人眼晶体吸收处理紫外线的能力下降,这时就需配带能过滤掉400nm以下波长紫外线的眼镜来解决这一问题;而生活中如阳光下高速公路路面、雪地和沙滩上的反光引起的眩光则可以配带偏振光眼镜来消除疲劳,增强视力.
什么叫“眩光污染”?
关于眩光污染分类探讨
光是人类活动是最基本的环境要素,没有光,人们的工作、学习、生产、生活就无从谈起,由此可见光是有益
的。只有当光线过强或不适当地进入人们的眼睛形成耀眼的眩光时,它才成为污染。但光本身是一种天赐的自然现
象或人类发明电光源后的照明工具,它本身是无害的,所以不能简单的称光为“光污染”。只有当不恰当地使用光
源和灯具或光环境令人不舒适而形成眩光时才使光成为污染,因此应称之为“眩光污染”。
由于视野中亮度分布或亮度范围不适宜,或存在极端的对比,以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标的能
力的视觉现象,称为“眩光”。眩光污染是指各种光源(包括自然光、人工直接照射或反射、透射而形成的新光源
)的亮度过量或不恰当地进入人的眼睛,对人的心理、生理和生活环境造成不良影响的现象。
这一定义有两层意思:第一层意思是物理量来讲,各种光源对眼睛的刺激使过量的,当光源大于16kb(1sb=
10000cd/m2 )时,会产生刺眼的眩光,任何情况下去看着一光亮的光源都会对眼睛造成伤害;第二层意思是从心理
学来讲的,一切令人烦恼的光、不适当进入人的眼睛的光都可以认为是眩光污染,而且这里还含有光必须进入人的
眼睛才形成眩光污染的意思。闭上双眼,什么光污染都不存在了。
对眩光的分类,没有统一的标准。在此,作者根据眩光污染的形成机理和影响程度来进行分类。
1、 眩光污染的分类
本文按眩光污染对人的心理和生理的影响程度将其分为两类。
1.1 不舒适眩光
不舒适眩光是指在视野内使人们的眼睛感觉不舒适的眩光,但并不一定降低视觉对象的可见度。这种眩光也称
为心理眩光。若视野内光源很大、很亮,背景又很暗,而且光源的位置在视线之内,则眼睛会感到不舒适,这时虽
然它不一定妨碍观看,但在长时间作用下,可能在心理上造成了不舒适的感觉。眩光对于心理的这种影响作用,视
个体差异而程度不同。
不舒适的感觉是因为当眩光使眼睛受到过亮的光刺激,在视网膜上呈现出一种感电状态。在建筑环境中存在着
反射眩光,就容易形成不舒适眩光,直接眩光也会形成不舒适的眩光。不舒适眩光是比失能眩光更难解决的实际问
题,因为在进行光环境设计时,不舒适眩光出现的概率要比失能眩光多。比如,室内装修或家具材料本身是光亮的
表面,以致形成镜面反射;外墙窗或灯具过亮;灯具设计不良,没有足够的遮光角;过亮的大面积光源等。如果在
弱光源的情况下长时间持续注视光源,会感到不舒适;如果在强光源的情况下,光源的高度很高,眩光效应也很强
。所以在强光源的情况下,光源的高度很亮,眩光效应也很强。所以为了不致造成不舒适,亮度暴露的时间就需要
短暂。很多情况都可以产生不舒适眩光,因此,光环境设计时应该随时注意采取限制或防止不舒适眩光的措施。
1.2 失能眩光
失能眩光就是在视野内使人们的视觉功能有所降低的眩光。这是一种会降低视觉对象的可见度,但并不一定产
生不舒适感觉的眩光。失能眩光对人们眼睛的影响主要是可见度降低,眼睛的适应能力、眩光光源的位置、光源亮
度等都对可见度有影响。失能眩光的影响还与人的年龄健康情况个体差别等有关。
在建筑环境中常会遇到失能眩光。比如视野中有过亮的床、灯光或其他光源时,眼睛必须经过一番努力才会看
请出物体,这正是失能眩光在起作用。直接眩光和反射眩光都可能成为失能眩光。在国外,也有人建议称它为“减
视眩光“或“减能眩光“。在出现失能眩光时,光分散在眼睛的视网膜内,致眼睛的视觉受到妨碍。
失能眩光是对生理方面起作用的眩光,因此在国外有的国家将它称为“生理眩光”。
不舒适的眩光失能眩光这两种眩光效应应有时分别出现,但经常同时存在。对室内环境来说,控制不舒适的眩
光更为重要。只要将不舒适的眩光控制在允许限度以内,失能眩光也就自然消除了。
2、 眩光污染的种类
眩光污染按形成的机理分为四类。
2.1 直接眩光
由视野中,特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光叫直接眩光污染。也就是说在视线上或视线附近
有高亮度的光源。例如有些施工工地夜晚用投光灯照射,由于灯的位置较低,光投射的较平,对迎面推车过来的人
就产生眩光很容易出事故。在建筑环境中生活或工作时,直接眩光污染严重地妨碍视觉功能,在进行光环境设计时
要尽量限制或防止直接眩光。因为在建筑环境中常遇到大玻璃窗、发光顶棚等大面积光源,或小窗、小型灯具等小
面积光源。当这些光源过亮时就会成为直接眩光的光源。一般将产生眩光的光源成为眩光光源。
高亮度的眩光易引起人们的不舒适,主要是由人们的心理状态和光环境所决定的。客观因素是环境方面,光源
的亮度、大小和其在视野中的位置以及环境亮度等。主观因素是指人们的心理状态,是人们对于这种视觉条件的反
应和情绪。眩光会对人们的情绪造成很大的影响,如果人们的眼接触到不舒适的眩光,就会感到刺激和压迫,长时
间在这种条件下工作,会产生厌烦、急躁不安等情绪。失去舒适的气氛,人们的精神状态就发生了变化,会对工作
和生活造成不利的影响。
2.2 干扰眩光
干扰眩光又称为“间接眩光”,是当不在观看物体的方向存在着发光体时,由该发光体引起的眩光。当人眼的晶
状体将物体聚焦在视网膜上时,从眩光源发出的干扰光线也射入眼球,尽管大部分能量是按照入射方向正确地对眩
光进行成像,但不可避免地会在眼球内引起散射。这部分光经散射后分布在视网膜上,就像在视场内蒙上了一层不
均匀的光幕,这部分能量的比率可能不大,但如果眩光在眼睛表面形成的照度比目标物体要大得多,那么这种影响
还是相当大的。
举个例子,在视野中存在着高亮度的光源,却不在观察物体的方向,这时它引起的眩光就是干扰眩光。与直接
眩光不同的事,由于干扰眩光不在观察物体的方向出现,它对视觉的影响不像直接眩光那样严重。
杂散光是由于光投射到视网膜中心窝以外的区域,经过眼球的扩散笼罩在视网膜物象上形成上。它使物象模糊
不清,因而降低了作业可见度。杂散光也是干扰眩光的一种。它可来源于建筑物的玻璃幕墙、光面的建筑装饰(高
级光面瓷砖、光面涂料)表面等。由于这些物质的光反射比较高(一般在为0.7~0.9),比一般深色建筑表面和粗糙
表面的光反射比高10倍,当阳光照射其上时,就会被反射过来,对人眼产生刺激。杂散光也可来源于夜间通过直射
或者反射进入住户内的照明的灯光。其光强可能超过人体夜晚休息时能承受的范围,从而影响人的睡眠质量,导致
神经失调引起头昏目眩、困倦乏力、精神不集中。有的人点着灯睡觉不舒服就是这个原理。
2.3 反射眩光
由视野的反射所引起的眩光,特别是在靠近视线方向看见反射像所产生的眩光。
按反射次数和形成眩光的机理,反射眩光可分为一次反射眩光、二次反射眩光和光幕反射。
2.3.1 一次反射眩光
一次反射光是指较强的光线投射到被观看的物体上,由于目标物体的表面光滑产生反射而形成的镜面反射现象或
漫射镜面反射现象。例如,将一个镜子挂在窗户的对面的墙上,当阳光从窗户射入时我们观察镜框内的东西就会产
生光斑,这种光斑实际上是侧窗的像。
2.3.2 二次反射眩光
二次反射光是当人体本身或市内其他物件的亮度高于被观看物体的表面两度,而它们的反射形象又刚好进入人体
视线内,这时人眼就会在画面上看到本人或物件的反射形象,从而无法看清目标物体。例如,当站在一个玻璃陈列
柜想看清陈列品时看见的反而是自己,这种想象就是二次反射眩光。
2.3.3 光幕反射
光幕反射是视觉对象的镜面反射,它使视觉对象的对比降低,以致部分或全部难以看清物体细部。光幕反射是指
在光环境中由于减少了亮度对比,以致本来呈现扩散反射的表面上,又附加了定向反射,预示遮蔽了要观看的物体
细部的一部分或整个部分。光幕反射也称“光帷眩光”。
利用等效光幕亮度理论对失能眩光进行评价:等效光幕亮度理论提出,失能眩光可用眼睛内的散光引起的等效光
幕亮度来表示。这种等效光幕亮度在视网膜上和对象的“像“一起被重叠起来,减少了对象和背景的亮度对比,以致
造成失能眩光效应。眼睛在有失能眩光的环境中进行视觉工作时,在视野内会产生光幕。光幕是由眩光光源发射的
光在眼睛里发生散乱而掩盖视网膜的映像。例如,当光照照射在用光滑的纸打印的文件表面且大部分的光反射到观
看者的眼睛内时,如果文章的字是黑亮的,而且也反射到观看者的眼睛内,就会出现光幕反射,使观看者看不清文
字。
2.4 对比眩光
让人们感到不舒适的原因不仅是光刺激方面,环境亮度也起很大的作用。环境亮度与光源亮度之差越大,亮度
对比就越大,对比眩光就越容易形成。因此,在视野中亮度不均匀,就会感到不舒适。由于环境亮度变暗或变亮,
都会引起眼睛的适应性问题和相应的心理问题。所以光环境中存在着过大的亮度对比就会形成对比眩光。
亮度对比就是视野中目标和背景的亮度差与背景亮度之笔。比如,一个亮着的街灯,白天行人不会注意到它的存
在;而夜晚,行人就感觉街灯很刺眼。因为夜色的背景亮度很低,而街灯就显得很亮,形成了强烈的对比眩光。
3、 结束语
以往,人们将眩光污染的划分是:失能眩光、不舒适的眩光或直接眩光反射眩光、光幕反射,没有提到干扰眩
光和对比眩光。本文大胆的提出“干扰眩光和对比眩光”的概念。另外,根据反射次数和形成眩光的机理,将反射眩
光分为一次反射光、二次反射光和光幕反射,这样,把光幕反射纳入到反射眩光的范畴。
以上对眩光污染的分级和分类是作者对此问题的研究。希望对眩光污染的控制有所裨益。