淺析霧霾對建筑光環(huán)境的影響
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摘要:建筑的光環(huán)境對人的心理和生理都有顯著的影響，好的光環(huán)境能夠讓人感到舒適有精神，不理想的光環(huán)境則會引起一些負面的情緒，霧和霾是非常典型的極端天象，低能見度，并會給建筑光環(huán)境產(chǎn)生非常大的負面影響，本文主要從照度和色調(diào)兩個方面討論了霧霾對建筑光環(huán)境的影響。
關(guān)鍵詞:霧霾;建筑;光環(huán)境;照度;色調(diào)
一、霧、霾的消光特性
在相關(guān)研究當(dāng)中，研究人員在能見度和大氣消光系數(shù)之間建立起了一個數(shù)學(xué)模型，用來表示能見度與大氣消光的關(guān)系，在這個數(shù)學(xué)模型當(dāng)中重點的參數(shù)在于氣溶膠粒子數(shù)、化學(xué)組成以及環(huán)境影響因子等，其中最關(guān)鍵的是氣溶膠粒子數(shù)，這一參數(shù)可以直接觀測到，通常都使用該參數(shù)來分析計算消光系數(shù)，然后得到能見度。霧和霾是兩種不一樣的天氣狀況，盡管都能導(dǎo)致能見度降低，兩者的主要區(qū)別在于大氣當(dāng)中的水(液或固)含量不同，在QX/T48中將低能見度的天氣狀況劃分為輕霧、霾、霧。根據(jù)柯拉理論，當(dāng)環(huán)境當(dāng)中的濕度接近氣溶膠粒子的臨界過飽和度，那么氣溶膠粒子的吸濕性就會不斷增強，進而形成霧滴或是云滴，當(dāng)氣溶膠粒子的臨界過飽和度與環(huán)境當(dāng)中的濕度差值比較大，氣溶膠粒子的吸濕性減弱，但如果有空氣污染，也就是空氣中存在PM2．5、PM10等懸浮顆粒物，氣溶膠粒子就會以霾粒的形式存在。大氣當(dāng)中的氣溶膠粒子以及氣體分子的共同作用會導(dǎo)致大氣對電磁波的衰減，在可見光波段當(dāng)中，氣體分子尺度參數(shù)小，散射規(guī)律通常是瑞利散射，會吸收二氧化氮，但其在空氣中的體積分數(shù)很小，所以氣體成分產(chǎn)生的消光作用要小于氣溶膠粒子。
二、霧、霾對建筑光環(huán)境的影響
對于建筑而言，霧霾天氣的這種消光特性對建筑的光環(huán)境影響非常大。建筑的光環(huán)境主要有兩種，一種是人工設(shè)置的照明條件，另一種是自然采光。在建筑采光設(shè)計標(biāo)準，要求是住宅建筑的臥室、起居室、廚房應(yīng)當(dāng)有直接采光，住宅建筑的臥室、起居室的采光應(yīng)不低于采光等級Ⅳ級，側(cè)面采光的采光系數(shù)不應(yīng)低于2%，室內(nèi)天然光照度不應(yīng)低于300lx(廚房)，衛(wèi)生間、過道、樓梯間等不能低于150lx。若使用器測法，在霧霾天氣過程當(dāng)中，測點的照度數(shù)值明顯要比晴空萬里且空氣質(zhì)量好時的照度低很多，比如選取一個非霧霾日以及一個霧霾日來進行對比測試，在同一時刻照度差值與AQI(空氣質(zhì)量指數(shù))，平均大約在50lx左右，而在霧霾天氣過程當(dāng)中的比值相差大約140lx。在霧霾天氣下隨著空氣當(dāng)中的霧霾顆粒增多，其對太陽光產(chǎn)生強烈的消光散射作用，測試點的照度就會明顯降低。而當(dāng)?shù)孛婵諝鉂穸却?，氣溶膠粒子的吸濕性強，氣溶膠光學(xué)厚度增大，進而影響到照度。當(dāng)陽光的照度增強，氣溫上升，相對濕度開始降低，影響氣溶膠粒子的吸濕性，進而使光學(xué)厚度降低，對照度的影響降低。這里邊要分清楚霧和霾，在早上或晚間相對濕度較大的時候形成的是霧，這里主要是大氣的消光特性在影響照度，而當(dāng)白天尤其中午到下午這段時間，氣溫上升，濕度下降，霧消散，但是霾開始形成，此時，霾當(dāng)中的顆粒物的消光散射作用影響照度。根據(jù)建筑采光設(shè)計標(biāo)準，如果霧霾天氣下照度低于標(biāo)準要求的采光標(biāo)準值，就需要使用人工照明來提升室內(nèi)照度，如果滿足采光標(biāo)準值的要求則可以直接利用自然光。所以AQI將直接影響建筑室內(nèi)的采光條件，AQI指數(shù)越高室內(nèi)人工照明的時間越長，而人工照明時間越長顯然就會增大照明能耗。在霧霾天氣前的非霧霾日，大氣當(dāng)中存在大量氣溶膠粒子，而且粒徑相對集中，太陽光的單色光輻照度數(shù)值要比平常時間高，如果太陽光的波長與氣溶膠粒子的粒徑數(shù)值接近，相應(yīng)的吸收、折射以及散射的作用就越強，而在非霧霾日的單色光輻照度數(shù)值高的光波長都比較長，在傳播當(dāng)中損失比較小，所以輻照度數(shù)值比較大，而進入霧霾過程時，大氣當(dāng)中的氣溶膠粒子書濃度增加，而且出現(xiàn)大量的大顆粒粒子，比如PM10，這些大顆粒度長波段的光影響非常大，通常會影響黃色光(570nm波長)和橙色光(610nm波長)的兩種單色光的輻照度明顯降低。如果在霧霾天氣下在建筑中布置測點，介意明顯的看到在570nm、610nm、660nm的波段中，AQI指數(shù)越大，影響越大，其余的單色光波段影響比較小。在太陽光當(dāng)中長波段的單色光減弱會影響到黃紅等單色光的表達減弱，使接收到光照的事物肉眼可見地發(fā)青，也就是呈現(xiàn)出冷色調(diào)，人長期處在這種光環(huán)境下容易感到陰郁。光環(huán)境對人的精神狀態(tài)以及心理感受有著非常大的影響，建筑的光環(huán)境是由光的照度水平、分布、色調(diào)、色飽和度、顏色分布、顏色顯現(xiàn)在室內(nèi)空間建立的同室內(nèi)空間形狀相關(guān)的生理和心理環(huán)境，人以聽覺、視覺、嗅覺等來認識世界，其所獲得的信息當(dāng)中80%來自視覺，而視覺要產(chǎn)生作用就必須要有光。在建筑設(shè)計當(dāng)中建筑光學(xué)是一門學(xué)問，必須要創(chuàng)造舒適的光環(huán)境，提高視覺效能。
三、結(jié)語
綜上所述，霧霾對建筑光環(huán)境有著非常大的影響，霧和霾都是低能見度天氣，可顯著降低建筑的采光效果，一方面會導(dǎo)致建筑的室內(nèi)照度不夠，達不到國標(biāo)要求的采光標(biāo)準值，那么就必須要實施人工照明，這在一定程度上會提升建筑照明的能耗，另一方面，霧霾天氣下會導(dǎo)致建筑的光環(huán)境偏冷色調(diào)，人長期處在這種色調(diào)中會對心理和生理都產(chǎn)生負面影響。此外，在霧霾天氣下盡量不要出門，尤其是有太陽的情況下，可能增強霧霾有毒物質(zhì)的危害性。
參考文獻:
［1］劉楊，康?。F霾天氣下城市建筑色彩屬性的視覺舒適度分析［J］．哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2018，50(4):167-173．
［2］葉志平，孟麗紅，劉金星，等．霧霾的地理成因分析及其對策思考［J］．城市地理，2015，(18):237-238．
作者：楊帆 張洋 安巍 王冬冬 單位：黑龍江省氣象局機關(guān)服務(wù)中心