自然光的利弊、及其有效利用

一、自然光的形成

自然光是太阳光经大气层过滤后到达地球表面、并在地面产生漫反射，这种直射的阳光和经过漫反射的光线混合后，就形成了自然光。与自然光相对应的是“人工光源”，主要是指我们平时用的各种电灯。

下图为各种光源在人眼可见部分的光谱（波长为400-700nm），其中自然光的光谱是连续的，且非常平缓，没有尖锐的高峰和低谷。卤素灯/白炽灯的光谱也是连续的，但其红外成分比例偏大。荧光灯和LED的光谱不连续，其中三基色的荧光灯有三个小峰，LED灯则在蓝光处有个明显尖峰（这导致了的众所周知的蓝光安全性问题）。

显然，自然光的光谱要远好于人工光源的光谱。

图1. 各种光源的光谱

（2）均匀度

自然光的发光面极大，光线在空间分布的均匀度很好，不会产生对比度很强的阴影，这是非常好的特性，能避免因环境内光线亮度差太大所导致的眼疲劳。

（3）显色指数

自然光的显色指数是100，是所有人工光源不可比的。人工光源中，白炽灯和卤素灯的显色指数最高，也就是97左右，三基色荧光节能灯要低一些，LED灯的显色指数就更低了。显色指数高，说明人眼在自然光下看到的物体的颜色最真实。

（4）色温

色温反映的是光线颜色。色温低于3300K的白光偏黄色（暖白）。色温高于6000K的白光偏蓝色（冷白）。
自然光的色温是不断变化的，在每天的早晚时分特别明显（如下表1）。一般来说，早晚的色温偏低，而中午的色温偏高。另外，晴天的色温要比阴雨天的色温明显高。不过，色温的变化只对人的心理状态会产生影响，与眼睛的健康无多大关系。

表1. 自然光的色温参考值

（5）照度

自然光的照度极不稳定，会随时间、天气和光照的角度快速变化，且变化幅度极大（几十-几万勒克斯），如下表2。

表2. 自然光的照度参考值

从人们普遍最关心的近距离用眼（看书、写字）的角度来分析，自然光照度的变化有如下几个特点：

• 晴天/多云天：自然光的照度变化幅度极大，而且在大部分时间里，自然光太过强烈，不适于近距离用眼（看书/写字）。在看书/写字时，应该采取适当防护措施。

• 阴天：自然光的照度变化幅度相对较小，而且在大部分时间里，自然光照度是适合于近距离用眼的，但也会出现光线偏暗的情况。

• 雨天：自然光的照度变化幅度更小，不用担心光线太亮，但要注意光线照度偏暗、甚至太暗的情况（对于近距离用眼而言）。

• 每天早/晚时分：无论天气如何，自然光都会快速变化。如果在窗口看书/写字，那要特别注意光线的剧烈变化。在早上，光线迅速由弱变强，应及时采取防护措施；在傍晚，光线迅速由强变弱，要及时用台灯补光。

【小结】

  * 自然光的缺点：照度不稳定，变化幅度极大。