6.1 光气候

6.1. 1 光气候 light climate
    由直射日光、天空（漫射）光和地面反射光形成的天然光状况。
6.1.2 日辐射 solar radiation
    来自太阳的电磁辐射。
6.1.3 直接日辐射 direct solar radiation
    经大气层的选择性衰减后，以平行光束的方式到达地球表面的日辐射部分。
6.1.4 天空漫射辐射 diffuse sky radiation
    由于大气分子、移动的尘粒子、云的粒子和其他粒子散射结果到达地球表面上的日辐射部分。
6.1.5 总日辐射 global solar radiation
    由直接日辐射和天空漫辐射组成的辐射。
6.1.6 阳光，直射日光 sunlight
    直接日辐射的可见部分。
6.1.7 天空（漫射）光 skylight
    天空漫射辐射的可见部分。
6.1.8 昼光 daylight
    总日辐射的可见部分。
6.1.9 反射（总）日辐射 reflected（global）solar radiation
    由地球表面和任意受到辐射的表面所反射的总日辐射。
6.1.10 总昼光照度 global daylight illuminance
    昼光在地球水平面上所产生的照度。
6.1.11 CIE标准全阴天空 CIE standard overcast sky
    天空相对亮度分布满足式（6.1.11）条件的完全被云所遮盖的天空。

式中　γ——天空某点在地平面上的高度角，rad；
L_oc（γ）——天空某点在全阴天空下的亮度，cd/m²；
L_zoc——全阴天空的天顶亮度，cd/m²。
6.1.12 CIE标准全晴天空　CIEstandardclearsky
天空相对亮度分布满足式（6.1.12）条件的无云天空。

式中　γ——天空某点在地平面上的高度角，rad；
γ_s——太阳在地平面上的高度角，rad；
f（ζ）——晴天郊区大气的相对漫射指标；
Φ（γ）——大气透明度函数；
ζ——天空某点与太阳之间的夹角，rad；
L_cl——天空某点晴天天空下的亮度，cd/m²；
L_zcl——晴天天空的天顶亮度，cd/m²。

6.1.13 CIE标准一般天空 CIE standard general sky
    它包括CIE标准全晴天空与CIE标准全阴天空，以及两者之间从晴天到全阴天的共15种类型的天空亮度分布。
6.1.14 天顶亮度 zenith luminance
    用来表示CIE标准全阴天空、CIE标准全晴天空及CIE标准一般天空等的天空亮度分布的参数。
6.1.15 室外临界照度 exterior critical illuminance
    全部利用天然光进行照明时的室外最低照度。
6.1.16 总云量 total cloud amount
    覆盖有云彩的天空部分所张的立体角总和与整个天空2π 立体角之比。

条文说明

6.1.1 光气候
    泛指室外光线变化的规律。影响室外光线的因素有：太阳高度角、云状、云量、日照率、大气透明度、地球位置和季节等。它是随时间、地点、气候条件变化的，需长时间观测积累而成的。
6.1. 13 CIE标准一般天空
    CIE自1955年提出CIE标准全阴天空亮度分布的数字模型后，1973年又提出了CIE标准全晴天空的亮度分布数字模型，国际标准化组织和国际照明委员会于1997年将以上二种天空亮度分布的数学模型集中在一起提出了《全阴天空和全晴天空的天然光亮度的空间分布》。
    由于世界各地的绝大部分实际天空亮度分布，既不属于全阴空，也不属于全晴天空。为了便于确定天然采光计算所需的实际天空状况，人们先后提出了中间天空和平均天空等各种不同的天空亮度分布的数字模型。1994年公布了CIE第110号（1994）出版物《CIE的各种参考天空的天然光亮度的空间分布》。
    随后CIE和国际标准化组织ISO联合将各种不同天空的亮度分布的数学模型进行了系统的整理，最后归纳为15种不同的一般天空，见表1，并形成ISO第15469号、CIES 011号出版物《一般天空的天然采光亮度的空间分布》ISO 15469:2004/CIES 011:2003。本条术语就是根据ISO/CIE的这一标准文件编写的。
    若任意天空要素的天顶角为Z（rad），方位角为 α（rad），亮度为  （cd/m²），太阳的天顶角为Z_S（rad），方位角为d_S（rad），则15种天空亮度分布表示如式（1）所示：

φ（Z）被称为亮度渐变函数，表示公式如式（2）所示：

式中，系数a与b根据不同天空分类取值。天顶处的数值为：

f（χ）为相对散射指数，按下式计算

式中，系数c，d，e的取值与系数a，b一样。天顶处的数值为：

表1　CIE标准一般天空的参数

续表1

6.1.14 天顶亮度
CIE标准全阴天空、CIE标准全晴天空和CIE标准一般天空的天空亮度分布都是用天顶亮度的相对值表示的。如果想知道天空亮度的实际值，就必须先求出天顶亮度。为了便于采光设计时，计算天空的实际亮度，增加了这一术语。本术语中的式（6）来源于1986年国际天然光会议论文集的61～66页。式（7）来源1990年日本建筑学会研究报告第169～172页。式（8）来源于ISO第15469号、CIE S 011号出版物《一般天空的天然采光亮度的空间分布》。
天顶亮度的绝对数值为：
全阴天空天顶亮度L_zo（kcd/m²），可按式（6）计算。

一般天空天顶亮度L_zi（kcd/m²），可按式（7）计算。

晴天天空天顶亮度L_zc（kcd/m²），可按式（8）计算。

式中，γ_s为太阳高度角。

6.1.15 室外临界照度
采光系数和室内天然光照度值是通过室外临界照度来联系的。室外临界照度是室内天然光照度等于各级视觉工作的室内天然光照度时的室外照度值，即室内需要开或关灯时的室外照度值。它指一个地区可以利用天然光时间内，室外水平面在无遮挡情况下，受无云全阴天空漫射光照射下的室外最低照度值。室外临界照度决定各地区的光气候。我国分为5个光气候区，它们的临界照度分别为：4000lx、4500lx、5000lx、5500lx、6000lx，其天然光的利用时数平均每天达10小时。

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