第二篇-第7章-光环境基本知识3-4节课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,了解各种材料光学性质，可方便控制和定向光线建筑师控制、调整光线的基本手法之一。,第三节 材料的光学性质,人们在建筑物内所看到的光，除,直达光,外，就是经过各界面,反射,后到达的,间接光,。直达光如是经过,透光材料,到达透射光。,不同材料对光的反射和透射的性能不同，就会在建筑空间形成不同的,光照效果,。,了解各种材料光学性质，可方便控制和定向光线建筑师控制,1,光传播过程中，遇到介质（如玻璃、墙）时，人射光通量中的一部分被反射()，一部分被吸收()，一部分透过介质进入另一侧的空间(),=,+,+,令：,+,+,=1,=,光反射比,（反射系数）,=,光吸收比,（吸收系数）,=,光透射比,（透射系数）,则：,+,+,=1,光反射、吸收和透射,类似于热辐射,光传播过程中，遇到介质（如玻璃、墙）时，人射光,2,常见饰面材料,光反射比,值,常见饰面材料光反射比值,3,室内表面材料光反射比值越高，室内越明亮；值越小，照明量相应要增加。,值不是越高越好，不同场合下，不同适宜范围。,室内表面材料光反射比值越高，室内越明亮；值越,4,常见饰面材料,光透射比,值,常见饰面材料光透射比值,5,第二篇-第7章-光环境基本知识3-4节课件,6,进行采光和照明设计，须了解：,（1）材料光反射比、光透射比。,（2）经过介质反射和透射后，光通量发生什么变化。,反射和透射光通量的分布变化取决于,材料表面光滑程度和材料内部分子结构,。,反光和透光材料均可分为两类：,定向材料：,经过反射和透射后，光分布立体角没有改变,=常数。,扩散材料：,经过反射和透射后，光分布立体角增大,增大。,进行采光和照明设计，须了解：,7,一、定向反射和透射,1、定向反射,光线照射到,表面很光滑的不透明材料,上，发生,定向反射,镜面反射。如,玻璃镜、磨光金属表面,。,特点：,（1）入射角=反射角，光线反射后立体角没有发生改变。,（2）入射光线、反射光线与材料法线处于同一平面。,（3）,定向反射方向可清晰地看到光源形象,。,（4）反射后光源亮度和发光强度都比入射光有所降低：,L,=,L,I,=,I,反射定律,光反射比,一、定向反射和透射特点：L=L 反,8,镜面反射,镜面反射,9,照明工程中，常利用,定向反射进行准确地控光,，如制造各种曲面的镜面反射罩获得需要的光强分布，提高灯具效率。,避免定向反射光线,射入人眼造成的,眩光,。,抛物形镜面格栅或百叶,避免定向反射的影响,应用,照明工程中，常利用定向反射进行准确地控光，如,10,2、定向透射,光线照射到表面,很光滑的透明材料,上，发生定向透射。如透明玻璃、有机玻璃。,特点：,（1）入射光线与透射光线平行，光线透射后立体角没有发生改变。,（2）入射光线、透射光线与材料法线处于同一平面。,（3）,定向透射方向可清晰地看到光源形象。,（4）透射后光源亮度和发光强度都比入射光有所降低：,L,=L,I,=I,光透射比,2、定向透射L=L 光透射比,11,如果玻璃表面不平行，则透射光线会偏离原方向，使光源影像模糊不清，但仍能使部分光线透射过去，保持一定采光效果，如,压花玻璃、玻璃砖,。,照明工程中，常利用透镜作为,光源的遮挡或透射部分，用来控制亮度及定向光线。,如果玻璃表面不平行，则透射光线会偏,12,第二篇-第7章-光环境基本知识3-4节课件,13,二、扩散反射和透射,光线照射到表面,粗糙,的,不透明材料,上，就发生扩散反射。,光线照射到,半透明,的材料上，就发生扩散透射。,根据扩散的程度不同，又分为：,1、均匀扩散反（透）射,2、定向扩散反（透）射,二、扩散反射和透射,14,1、均匀,扩散材料,包括均匀扩散反射材料和均匀扩散透射材料，,前者俗称漫反射，后者俗称漫透射,。,共有特点：,（1）将入射光线,均匀向四面八方,反射（透射）。,（2）表面亮度完全均匀，看不到光源形象。,（3）发光强度分布符合“朗伯余弦定律”。,均匀扩散材料最大发光强度在表面法线方向，其它方向的发光强度和法线方向发光强度的值有如下关系：,I,=,I,0,cos,1、均匀扩散材料,15,建筑工程中常用的大部分无光泽饰面材料都属于漫反射材料，如,涂料、乳胶漆、石膏板、砖（石）墙,。不会造成眩光，对高反射比材料还可提高室内明亮程度。,漫反射材料,建筑工程中常用的大部分无光泽饰面材料都属于漫反射,16,建筑工程中常用的,漫透射材料有乳白玻璃、半透明塑料,，透过它只能看见材料本色和亮度上的变化，,对光源遮蔽性好常用来做灯罩、发光顶棚和室内隔断,。使用中要注意使漫射材料保持在低亮度水平，避免成为空间中最亮的表面。,漫透射材料,建筑工程中常用的漫透射材料有乳白玻璃、半透明塑,17,对于均匀扩散反射材料：,L,（cd/m,2,）,=E,/,；,L,（asb）,=E,对于均匀扩散透射材料：,L,（cd/m,2,）,=E,/,；,L,（asb）,=E,【思考】,某房间墙壁采用乳胶漆饰面，其反射比为0.70，已知墙面平均照度为50lx，求墙面平均亮度？,对于均匀扩散反射材料：,18,2、定向扩散材料,油漆表面、磨砂玻璃,某些材料同时具有,定向和扩散,两种性质。,特点：,（1）将入射光线,不均匀,地向某空间反射（透射）；,（2）,定向反射（透射）方向,有最大的亮度和发光强度，其它方向也有一定亮度。,（3）,可模糊地看到光源形象。,2、定向扩散材料油漆表面、磨砂玻璃（1）将入射光线,19,具有这种性质的反光材料如,光滑的纸、较粗糙的金属面、油漆表面,；透光材料有,磨砂玻璃,，透过它可看到光源的大致形象，但不清晰。,具有这种性质的反光材料如光滑的纸、较粗糙的金属面,20,优点,缺点,定向反射,或透射,有清晰的影像,高亮度或亮度对比,其它方向上过暗；,易产生不舒适眩光,均匀扩散反射,或透射,亮度均匀；,有好的私密性,光线单调,定向扩散反射,或透射,介于以上两者之间,不同光学材料的优缺点,【小结】,优点缺点定向反射有清晰的影像其它方向上过暗；均匀扩散反射亮度,21,第四节 视度及其影响因素,视度指看物体的清晰程度,。,影响视度的因素主要有：,亮度、物件尺寸、对比、识别时间及眩光,。,第四节 视度及其影响因素,22,一、亮度（或照度）,被视物体表面亮度高时容易识别，亮度低时不易识别。但过高的亮度会产生眩光，反而降低辨认能力，如晴朗天空下的雪；过低的亮度，则会降低对比的感知。,最低亮度（亮度阈）：10,-5,asb,刺眼亮度：,16sb,舒适照度：10003000lx,一、亮度（或照度）,23,第二篇-第7章-光环境基本知识3-4节课件,24,二、物件尺寸,视觉作业中最难以辨认的物体细节尺寸称,视觉尺寸,。视觉尺寸与眼睛到物体距离的夹角，称视角。视觉尺寸越大、距离眼睛越近，视度越高；反之视度下降。,=,d,/,l,3440,（,视角（分）；,d,物体尺寸；,l,观看距离）,二、物件尺寸,25,三、亮度对比（反差）,亮度对比指,被视物体,和,紧邻背景,间的亮度差异。差异越大越容易识别，差异越小越不易识别。,常用亮度对比系数 C 来表示亮度对比。,或,对于均匀照度,三、亮度对比（反差）或对于均匀照度,26,亮度对比要处于舒适范围，为获得期望的亮度对比，须仔细选择,光源和室内表面反射比。,2:1 能被察觉的亮度差别,3:1 明显不同的亮度差别,10:1 强烈的亮度差别,40:1 在视野范围内最显著的亮度差别,50:1 强调突出对象，具压倒性的亮度差别,亮度对比要处于舒适范围，为获得期望的亮度对比，须,27,当中心任务亮度不变，视度随着环境亮度的增加而增加，直至达到某个点时，视度开始下降。,当中心任务亮度不变，视度随着环境亮度的增加而增加,28,视功能实验,表明：,物体亮度,（与照度成正比），,视角大小,和,亮度对比,三个因素对视度的影响是相互关联。,视功能实验表明：物体亮度（与照度成正比），视角大,29,【结论】,对比不足时，可增加照度；,照度不足时，可增加对比；,对比一定，目标较小时，需增加照度；,天然光优于人工光,。,【结论】,30,四、识别时间,眼睛并非能在瞬间就见到物体。光越强，见到物体所需要时间越短；光越弱，见到物体所需要时间越长。这对运动物体影响尤其明显。,邦森-罗斯科定律：,识别时间,亮度=常数,四、识别时间,31,五、明、暗适应,当出现环境亮度变化过大的情况，应考虑在其间设置,必要的过渡空间,，使人眼有足够的视适应时间；,在需要人眼变动的注视方向的工作场所中，视线所及的各部分的亮度差别不宜过大，可减少视觉的疲劳。,五、明、暗适应,32,六、眩光影响,一般限制,眩光视野范围里出现极高的亮度或极高的亮度对比，以致引起视觉的不舒适和降低物体可见度的视觉条件,。,眩光属于视觉噪声。很多情况下能干扰我们对视觉信息的获取。,采光和照明设计中，工作面上要避免眩光的产生。,六、眩光影响一般限制采光和照明设计中，工作面上要,33,在有些情况下，光线又变得充满魅力，令人赏心悦目,闪烁,，而非眩光。为形成较好的环境照明，满足某些特殊要求，常常利用,金属、玻璃、光泽物体的小面积眩光,产生某种魅力。这种场合对眩光没有限制。,在有些情况下，光线又变得充满魅力，令人赏心悦目,34,眩光的分类大致有两种:,失能眩光和,不舒适眩光,（按后果分）,直接眩光和反射眩光（按原因分）,眩光的分类大致有两种:,35,（一）失能眩光与不舒适眩光,1、失能眩光,能够,降低视觉功效和可见度,。,（一）失能眩光与不舒适眩光,36,2、不舒适眩光,不会影响视觉行为，但会影响人们对空间的感知，长时间会引起视觉疲劳。不舒适,2、不舒适眩光,37,（二）直接眩光与反射眩光,1、直接眩光,视野内,明亮光源,（如灯具、灯泡、窗口）射入人眼直接造成的眩光。,（二）直接眩光与反射眩光 1、直接眩光,38,2、反射眩光,由高反射比表面（如镜面、玻璃、光泽金属表面或其他光滑表面）反射亮度造成。,反射眩光包括:,一次反射眩光,二次反射眩光。,一、二次反射眩光发生原因,2、反射眩光一、二次反射眩光发生原因,39,一次反射眩光,由于光源照射到作业面上又反射到人的眼睛里而产生的，如视觉作业面上看到,窗口或灯，即光源本身,。,二次反射眩光,是由于周围景物被照亮后的反射形象又进入到人眼里，如在视觉作业面上看到,自己或物品,。,二次反射眩光,一次反射眩光,展览建筑常见,一次反射眩光由于光源照射到作业面,40,（三）影响眩光的因素,（三）影响眩光的因素,41,（四）消除眩光,直接眩光、反射眩光的消除,（,1）增加视线与光源的偏离角，或降低光源的亮度，同时保持或增加视觉作业的亮度。,限制光源亮度直接眩光,（四）消除眩光直接眩光、反射眩光的消除,42,（,2）,改变视觉作业和背景间的亮度平衡。,增加眩光源背景亮度，减少亮度对比,直接眩光,（2）改变视觉作业和背景间的亮度平衡。,43,（3）尽可能减少光源视看面积,如橄榄型：上大下小直接眩光,（4）尽可能增大眩光源仰角直接眩光,（3）尽可能减少光源视看面积 （4）尽可能增大眩光源仰角,44,（,5）调节视觉任务或工作台表面使之远离镜面角度,避开、远离镜面反射区域,反射眩光,水平工作表面,倾斜工作表面,（5）调节视觉任务或工作台表面使之远离镜面角度水平工作表,45,（,6）使用,低反射比,的不光滑的工作台面,尽量选择无光泽表面，以减弱镜面反射,反射眩光,不同桌面材料的光效果,（6）使用低反射比的不光滑的工作台面不同桌面材料的光效,46,小结：光学基本知识,重点：眩光及消除措施,难点：材料的光学性质,定向、扩散（定向扩散、均匀扩散,小结：光学基本知识定向、扩散（定向扩散、均匀扩散,47,