,*,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。,第二篇、建 筑 光 学本篇的重点为：,1,第一章,建筑光学的基本知识,第一章建筑光学的基本知识,2,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,3,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、眼睛与视觉一、眼睛的构造,4,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、眼睛与视觉视野范围（视场）二、人眼的视觉活动特点,5,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、眼睛与视觉明、暗视觉二、人眼的视觉活动特点,6,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,第一节、眼睛与视觉光谱光效率（光见度函数）相对光谱光效率,7,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一、光通量llllldVKem)(,8,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二、发光强度,9,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）,第二节、基本光度单位及应用四、发光强度与照度的关系,10,第二节、基本光度单位及应用,四、发光强度与照度的关系,例,，pg,134,第二节、基本光度单位及应用四、发光强度与照度的关系,11,第二节、基本光度单位及应用,五、,亮度,定义：,发光体在视线方向上单位投影面积发出的发光强度。,计算公式：,单位：,熙提 sb 1sb=10000cd/1m,2,朗伯 fl 1fl=10.76 cd/1m,2,尼脱 nt 1nt=1 cd/1m,2,常见物体的亮度值如下：,白炽灯灯丝 300500sb,荧光灯管表面 0.80.9sb,太阳 20万sb,无云蓝天 0.22.0sb,物理亮度与表观亮度,第二节、基本光度单位及应用五、亮度,12,第二节、基本光度单位及应用,六、照度与亮度的关系,由发光强度与照度,的关系，可推导出立体,角投影定律（适用于光,源尺寸相对于它与被照,点距离较大时）,第二节、基本光度单位及应用六、照度与亮度的关系,13,第二节、基本光度单位及应用,举例：Pg137，例7-4,在侧墙和屋顶上各,有一个1m,2,的窗洞，它,们与室内桌子的相对,位置见右图。设通过,窗洞看见的天空亮度,为1sb，试分别求出各,个窗洞在桌面上形成,的照度。,第二节、基本光度单位及应用,14,第三节、材料的光学性质,一、,能量守恒定律及有关物理量,光反射比（反光系数）、光吸收比（吸收系数）和光透射比,（透光系数）,常见饰面材料的的光反射比和光透射比的值见Pg139之表7-2,和表7-3,二、定向反射和透射,定向反射的定义：,光线射到表面很光滑的不透明材料,上，就出现定向反射现象。,定向反射的特点：,入射角等于反射角；,入射光线、反射光线和反射,表面的法线共面。,a,a,a,第三节、材料的光学性质一、能量守恒定律及有关物理量aaa,15,第三节、材料的光学性质,利用定向反射原理，合理设置照明灯的位置，可避免受定向反射影响。,定向透射的定义：,光线射到透明材料上则产生定向透射,现象。,利用定向透射原理，将玻璃的一面作上各种花纹，使玻璃二侧表面互不平行，因而光线折射不同，达到模糊不清的程度。这样做，既看不清另一侧的景物，又不致分散人们的注意力。,第三节、材料的光学性质利用定向反射原理，合理设置照明灯的位置,16,第三节、材料的光学性质,三、扩散反射和透射,均匀扩散材料：,将入射光线均匀地向四面八方反射,或透射，从各个角度看，其亮度完全相同，看不见光源形象。,均匀扩散反射（漫反射）材料有：,氧化镁、石膏等。大部分建筑材料，如粉刷、砖墙等也可近似看成漫反射材料。,均匀扩散透射（漫透射）材料有：,乳白玻璃、半透明塑料等,定向扩散材料：,第三节、材料的光学性质三、扩散反射和透射,17,第四节、视度及其影响因素,一、视度,看物体的清楚程度,称为视度。,二、影响因素,适度的亮度,最低亮度，又称最低,亮度阈，值为10-5asb,亮度增加，视度增,加；亮度再增加，视度反,而降低。,满意的照度范围：,第四节、视度及其影响因素一、视度,18,第四节、视度及其影响因素,物体尺寸,对比,对比即观看对象和其背景之间的亮度差异。差,别越大，视度越高。,第四节、视度及其影响因素物体尺寸,19,第四节、视度及其影响因素,视功能曲线可以看出：,当观看对象在眼睛处,形成的视角不变时，如,对比下降，则必须增加,照度，才能保持相同视,度。即可用增加对比来,补偿照度的不足。,目标越小（视角越,小），需要的照度越,高。,天然光（实线）比人,工光（虚线）更有利于,视度的提高。,第四节、视度及其影响因素视功能曲线可以看出：,20,第四节、视度及其影响因素,识别时间,邦森罗斯科定律：,在一定条件下，,亮度时间=常数,即：呈现时间越,短，越需要有更高的,亮度才能引起视感,觉。,避免眩光,第四节、视度及其影响因素识别时间,21,第四节、视度及其影响因素,第四节、视度及其影响因素,22,第五节、颜色,颜色,波长nm,红,640750,橙,600640,黄,550600,蓝,480550,绿,450480,紫,400450,第五节、颜色颜色波长nm红640750橙600640黄5,23,第五节、颜色,第五节、颜色,24,第五节、颜色,第五节、颜色,25,第五节、颜色,第五节、颜色,26,第五节、颜色,第五节、颜色,27,第五节、颜色,第五节、颜色,28,