建筑光学第一章 建筑光学的基本知识

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第二篇、建 筑 光 学,本篇的重点为：,与建筑有关的光学基本知识；,各种采光窗的采光特性、采光设计及计算方法；,人工光源和灯具的光学特性；,基本的照明设计和计算方法。,第一章,建筑光学的基本知识,第一节、眼睛与视觉,一、眼睛的构造,瞳孔虹膜中央的圆形孔，它可根据环境的明暗程度，自动调节其孔径，以控制进入眼球的光能数量。照相机中光圈。,水晶体相当于相机上的透镜，能够自动聚焦。,视网膜胶卷，其上布满感光细胞（锥状、杆状细胞）,第一节、眼睛与视觉,一、眼睛的构造,感光细胞,锥状细胞,只在明亮环境下起,作用，能区分物体,细部及颜色；,杆状细胞,只在黑暗环境下起,作用，不能区分物,体细部及颜色。,第一节、眼睛与视觉,视野范围（视场）,双眼不动时：,水平面180度；,垂直面130度。（向上60度，向下70度）,二、人眼的视觉活动特点,第一节、眼睛与视觉,明、暗视觉,明视觉在明亮环境中（通常指环境亮度大于几个以上的亮度水平）主要由视网膜的锥状细胞起作用的视觉。此时人对外界亮度变化的适应能力较强。,暗视觉在黑暗环境中（通常指环境亮度低于百分之几个以下的亮度水平）主要由视网膜的杆状细胞起作用的视觉。它只有明暗感觉，没有颜色感觉。,颜色感觉,明视觉下,可见光波长范围：,380780nm,，颜色依次为：紫、蓝、青、绿、黄、橙、红,二、人眼的视觉活动特点,第一节、眼睛与视觉,光谱光效率（光见度函数）,相对光谱光效率曲线,不同波长的光的明亮程度不同。,国际照明委员会(Commission Internationale De LE clairage)简写为CIE,光谱光效率（光见度函数）的定义：波长和波长的单色辐射，在特定光度条件下，获得相同视觉感觉时，该两个单色辐射通量之比。,CIE光谱光视效率曲线的分析。,二、人眼的视觉活动特点,第二节、基本光度单位及应用,一、光通量,定义：,光源在单位时间内发射出的以人眼感觉为基准的能量。,计算公式：,辐射通量与光见度函数的乘积,单位：光瓦、流明。1光瓦=683流明,其中各项的物理意义：,）,光通量,）,波长为的单色辐射通量,）,CIE光谱光视效率,）,最大光谱光视效能，在明视觉的时候，该值为,683,lm/w,l,l,l,l,l,d,V,K,e,m,),(,0,=,=,F,=,F,第二节、基本光度单位及应用,二、发光强度,定义：,表征光在空间中的分布状况的物理量。又称为光通量的空间密度。,计算公式：,单位：坎德拉 简称“坎”cd 1cd=1lm/1sr,三、照度,定义：,被照面单位面积被照射的程度,计算公式：,单位：勒克斯 简称“勒”lx 1lx=1lm/1m,2,第二节、基本光度单位及应用,四、发光强度与照度的关系,距离平方反比定律,光线垂直于入射面（适用于点光源）,距离平方反比定律,光线倾斜于入射面（照度普遍公式）,第,二,二,节,节,、,、,基,基,本,本,光,光,度,度,单,单,位,位,及,及,应,应,用,用,四,、,、,发,发,光,光,强,强,度,度,与,与,照,照,度,度,的,的,关,关,系,系,例,，,，pg,134,第,二,二,节,节,、,、,基,基,本,本,光,光,度,度,单,单,位,位,及,及,应,应,用,用,五,、,、,亮,度,度,定,义,义,：,：,发,光,光,体,体,在,在,视,视,线,线,方,方,向,向,上,上,单,单,位,位,投,投,影,影,面,面,积,积,发,发,出,出,的,的,发,发,光,光,强,强,度,度,。,。,计,算,算,公,公,式,式,：,：,单,位,位,：,：,熙,提,提sb1sb=10000cd/1m,2,朗,伯,伯fl1fl=10.76cd/1m,2,尼,脱,脱nt1nt=1cd/1m,2,常,见,见,物,物,体,体,的,的,亮,亮,度,度,值,值,如,如,下,下,：,：,白,炽,炽,灯,灯,灯,灯,丝,丝300500sb,荧光灯管表,面,面0.80.9sb,太阳20万sb,无云蓝天0.22.0sb,物理亮度与,表,表观亮度,第二节、基,本,本光度单位,及,及应用,六、照度与,亮,亮度的关系,由发光强度,与,与照度,的关系，可,推,推导出立体,角投影定律,（,（适用于光,源尺寸相对,于,于它与被照,点距离较大,时,时）,第二节、基,本,本光度单位,及,及应用,举例：Pg137，例7-4,在侧墙和屋,顶,顶上各,有一个1m,2,的窗洞，它,们与室内桌,子,子的相对,位置见右图,。,。设通过,窗洞看见的,天,天空亮度,为1sb，,试,试分别求出,各,各,个窗洞在桌,面,面上形成,的照度。,第三节、材,料,料的光学性,质,质,一、,能量守恒定,律,律及有关物,理,理量,光反射比（,反,反光系数）,、,、光吸收比,（,（吸收系数,）,）和光透射,比,比,（透光系数,）,）,常见饰面材,料,料的的光反,射,射比和光透,射,射比的值见Pg139,之,之表7-2,和表7-3,二、定向反,射,射和透射,定向反射的,定,定义：,光线射到表,面,面很光滑的,不,不透明材料,上，就出现,定,定向反射现,象,象。,定向反射的,特,特点：,入射角等于,反,反射角；,入射光线、,反,反射光线和,反,反射,表面的法线,共,共面。,a,a,a,第三节、材,料,料的光学性,质,质,利用定向反,射,射原理，合,理,理设置照明,灯,灯的位置，,可,可避免受定,向,向反射影响,。,。,定向透射的,定,定义：,光线射到透,明,明材料上则,产,产生定向透,射,射,现象。,利用定向透,射,射原理，将,玻,玻璃的一面,作,作上各种花,纹,纹，使玻璃,二,二侧表面互,不,不平行，因,而,而光线折射,不,不同，达到,模,模糊不清的,程,程度。这样,做,做，既看不,清,清另一侧的,景,景物，又不,致,致分散人们,的,的注意力。,第三节、,材,材料的光,学,学性质,三、扩散,反,反射和透,射,射,均匀扩散,材,材料：,将入,射,射光线均,匀,匀地向四,面,面八方反,射,射,或透射，,从,从各个角,度,度看，其,亮,亮度完全,相,相同，看,不,不见光源,形,形象。,均匀扩散,反,反射（漫,反,反射）材,料,料有：,氧化镁、,石,石膏等。,大,大部分建,筑,筑材料，,如,如粉刷、,砖,砖墙等也,可,可近似看,成,成漫反射,材,材料。,均匀扩散,透,透射（漫,透,透射）材,料,料有：,乳白玻璃,、,、半透明,塑,塑料等,定向扩散,材,材料：,第四节、,视,视度及其,影,影响因素,一、视度,看物体的,清,清楚程度,称为视度,。,。,二、影响,因,因素,适度的亮,度,度,最低亮度,，,，又称最,低,低,亮度阈，,值,值为10-5asb,亮度增加,，,，视度增,加；亮度,再,再增加，,视,视度反,而降低。,满意的照,度,度范围：,第四节、,视,视度及其,影,影响因素,物体尺寸,对比,对比即观,看,看对象和,其,其背景之,间,间的亮度,差,差异。差,别越大，,视,视度越高,。,。,第四节、,视,视度及其,影,影响因素,视功能曲,线,线可以看,出,出：,当观看对,象,象在眼睛,处,处,形成的视,角,角不变时,，,，如,对比下降,，,，则必须,增,增加,照度，才,能,能保持相,同,同视,度。即可,用,用增加对,比,比来,补偿照度,的,的不足。,目标越小,（,（视角越,小），需,要,要的照度,越,越,高。,天然光（,实,实线）比,人,人,工光（虚,线,线）更有,利,利于,视度的提,高,高。,第四节、,视,视度及其,影,影响因素,识别时间,邦森罗,斯,斯科定律,：,：,在一定条,件,件下，,亮度时,间,间=常数,即：呈现,时,时间越,短，越需,要,要有更高,的,的,亮度才能,引,引起视感,觉。,避免眩光,第四节、,视,视度及其,影,影响因素,第五节、,颜,颜色,颜色,波长nm,红,640750,橙,600640,黄,550600,蓝,480550,绿,450480,紫,400450,第五节、,颜,颜色,第五节、,颜,颜色,第五节、,颜,颜色,第五节、,颜,颜色,第五节、,颜,颜色,9,、,静,静,夜,夜,四,四,无,无,邻,邻,，,，,荒,荒,居,居,旧,旧,业,业,贫,贫,。,。,。,。12,月,月-2212,月,月-22,Thursday,December8,2022,10,、,雨,雨,中,中,黄,黄,叶,叶,树,树,，,，,灯,灯,下,下,白,白,头,头,人,人,。,。,。,。13:49:3713:49:3713:49,12/8/20221:49:37PM,11,、以我,独,独沈久,，,，愧君,相,相见频,。,。12月-2213:49:3713:49,Dec-2208-Dec-22,12,、故人,江,江海别,，,，几度,隔,隔山川,。,。13:49:3713:49:3713:49,Thursday,December8,2022,13,、乍见翻疑,梦,梦，相悲各,问,问年。12月-2212月-2213:49:3713:49:37,December 8,2022,14,、他乡生白,发,发，旧国见,青,青山。08,十,十二月20221:49:37 下,午,午13:49:3712月-22,15,、比不了得,就,就不比，得,不,不到的就不,要,要。十二月 221:49,下,下午12月-2213:49,December 8,2022,16,、行动出成,果,果，工作出,财,财富。2022/12/813:49:3713:49:37,08 December 2022,17,、做前，,能,能够环视,四,四周；做,时,时，你只,能,能或者最,好,好沿着以,脚,脚为起点,的,的射线向,前,前。1:49:37,下,下午1:49,下,下午13:49:3712月-22,9,、,没,没,有,有,失,失,败,败,，,，,只,只,有,有,暂,暂,时,时,停,停,止,止,成,成,功,功,！,！,。,。12,月,月-2212,月,月-22,Thursday,December8,2022,10,、,很,很,多,多,事,事,情,情,努,努,力,力,了,了,未,未,必,必,有,有,结,结,果,果,，,，,但,但,是,是,不,不,努,努,力,力,却,却,什,什,么,么,改,改,变,变,也,也,没,没,有,有,。,。,。,。13:49:3713:49:3713:49,12/8/20221:49:37PM,11,、成功,就,就是日,复,复一日,那,那一点,点,点小小,努,努力的,积,积累。,。,。12月-2213:49:3713:49,Dec-2208-Dec-22,12,、世间,成,成事，,不,不求其,绝,绝对圆,满,满，留,一,一份不,足,足，可,得,得无限,完,完美。,。,。13:49:3713:49:3713:49,Thursday,December8,2022,13,、不知香积,寺,寺，数里入,云,云峰。12月-2212月-2213:49:3713:49:37,December 8,2022,14,、意志坚强,的,的人能把世,界,界放在手中,像,像泥块一样,任,任意揉捏。08 十二,月,月 20221:49:37 下午13:49:3712月-22,15,、,楚,楚,塞,塞,三,三,湘,湘,接,接,，,，,荆,荆,门,门,九,九,派,派,通,通,。,。,。,。十,二,二,月,月221:49,下,下,午,午12,月,月-2213:49,December8,2022,16,、,少,少,年,年,十,十,五,五,二,二,十,十,时,时,，,，,步,步,行,行,夺,夺,得,得,胡,胡,马,马,骑,骑,。,。,。,。2022/12/813:49:3713:49:37,08December2022,17,、,空,空,山,山,新,新,雨,雨,后,后,，,，,天,天,气,气,晚,晚,来,来,秋,秋,。,。,。,。1:49:37,下,下,午,午1:49,下,下,午,午13:49:3712,月,