《建筑物理(2)》建筑光学解析
一级注册建筑师建筑物理--光
光学（10-10讲）20120223
光的本质与特性
第二章建筑光学
第一节建筑采光和照明的基本原理
则光指的是以电磁波形式传播的辐射能从人的主观感觉去理解，
对于明视觉（即处在光亮环境下），人眼对波长为 555nm 的黄绿光最敏感。这意味着该种波长的光能引起人眼最强的亮感；而对于暗视觉（即处在较暗环境中），则人眼对波长为507nm 的蓝绿光最敏感．
（3）人眼具有感知颜色的能力，称为色觉。人眼对380 ～780nm 范围内的可见光能够产生不同的颜色感觉。随着波长的不同，可区分出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色，
基本光度单位
（二）基本光度单位（知道是描述什么的量，还有知道单位）
1.球面度（S r）
球面度是用于测量三维或固体角度的单位。1球面度的定义为在半径为r的球心处，一表面积为r2的球面所形成的立体角。球面总面积是4πr2，因此，球中心处共有4π球面度(4πr2/r2=4π)。面积为Am2的球面在球心处所形成的立体角为
Ω=A/r2，单位是球面度（S r）
2.光通量lm
光通量：光源在单位时间内发出的可见光的能量，用符号φ表示，单位是流明（lm）
4．照度lx
照度指光源落在单位被照面上的光通量，用符号E表示，单位是勒克斯(1x)。
勒克斯等于l lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上所形成的照度，即l lx＝l lm／1m2。
3.发光强度cd
光源在某一方向上的发光强度是光源在该方向单位立体角内所发出的光通量。它表示光通量的空间密度，用符号I表示，单位是坎德拉（cd）。
坎德拉表示光源在1球面度立体角内均匀发出l lm的光通量，即lcd＝1 1m／1Sr。5．亮度cd/m2/nt
建筑物理光学篇
Lα=Ια/Acosα
太阳亮度20万sb，蓝天0.2~2.0sb，白炽灯灯丝亮 度300~500sb。
亮度表达式
•
•当量面积 dScos
•dI
亮度反映了物体表面的物理特性；而人们主观 所感受到的物体明亮程度，除了与物体表面 亮度有关外，还与所处环境的明暗程度有关 。于是，将亮度分为两种，前者称为“物理亮 度(或称亮度)”，后者称为“表观亮度(或称明 亮度)”。
细节；
•辨认物体细节，具有
•暗视觉 颜色感觉，对外界变 •杆状细胞
化的适应能力强；
课堂视觉实验： 盯住中心的黑点不动，注意两侧颜色的变化的情况，并解释原因。
课下思考：解释如下光学视觉现象。
•第一部分 建筑光学基础知识
1.1 人的眼睛与视觉 1.2 光的度量单位以及相互关系 1.3 材料的光学性质 1.4 视度及其影响因素
•Y •YR
•GY •G
•BG
•R •RP
•B •P •PB
•G •明度
•Y •B •彩度
•R
•P
孟赛尔表色系(镜像)
兴趣 观察 应用
课程考核
考试成绩 平时成绩
——建筑实例光学分析（论文或ppt形式），课堂提问。
•主要内容
•1 •建筑光学基本知识 •2 •天然采光 •3 •建筑照明 •4 •建筑光学小专题 •5 •光学实验
建筑物理光学实验报告建筑物理采光实验2024年
建筑物理光学实验报告建筑物理采光实
验
引言概述：
建筑物理光学实验是为了研究建筑室内光照条件而进行的实验。本实验报告介绍了建筑物理光学实验中的采光实验一，通过对建筑室内光照进行量化和分析，为建筑设计和改善室内照明环境提供科学依据。本报告将从五个方面详细阐述该实验内容。
正文：
1.实验目的
1.1 了解建筑物理光学实验的背景和意义
1.2 知晓采光实验的目的和应用场景
2.实验原理
2.1 介绍光的自然特性和传播规律
2.2 解释光的入射、反射、折射和散射等基本现象
2.3 介绍光照度和照度计的原理及其测量方法
3.实验步骤
3.1 准备实验器材和场地
3.2 设计实验方案，确定测量参数和位置
3.3 进行实验测量，记录数据并进行分析
3.4 对实验结果进行可视化展示和评估
3.5 分析实验现象和结果，找出问题和改进方法
4.实验结果与讨论
4.1 展示实验测量数据和图表
4.2 分析实验数据，评估室内光照质量
4.3 探讨测量误差和不确定性
5.实验总结
5.1 总结实验目的和主要内容
5.2 评估实验结果的可行性和准确性
5.3 探讨可能的改进和进一步研究方向
总结：
柳孝图《建筑物理》课后习题及详解(建筑光学)【圣才出品】
第2篇建筑光学
第1章建筑光学基本知识
1．波长为540nm的单色光源，其辐射功率为5W，试求：①这单色光源发出的光通量；②如它向四周均匀发射光通量，求其发光强度；③离它2m远处的照度。
解：（1）对于波长为540nm的单色光其光视效率是0.96，则这个光源发出的光通量是
2．一个直径为250mm的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为1179lm的白炽灯，设灯罩的光透射比为0.60，求灯罩外表面亮度（不考虑灯罩的内反射）。
解：
3．一房间平面尺寸为7m×15m，净空高3.6m。在顶棚正中布置一亮度为500cd／m2的均匀扩散光源，其尺寸为5m×13m，求房间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光）。
解：
4．有一物件尺寸为0.22mm，视距为750mm，设它与背景的亮度对比为0.25。求达到辨别几率为95％时所需的照度。如对比下降为0.2，需要增加照度若干才能达到相同可
见度？
解：求视角
图1-1 视觉功效曲线图（辨别几率为95%）
由于c=0.25，由上图可知所需照度E=70lx
若对比度下降0.2，则所需照度E=125lx
5．有一白纸的光反射比为0.8，最低照度是多少时我们才能看见它？达到刺眼时的照度又是多少？
6．试说明光通量与发光强度，照度与亮度间的区别和联系？
答：（1）光通量与发光强度的区别与联系
光通量是指标准光度观察者对光的感觉量，常用光通量表示一个光源发出光能的多少。发光强度是指特定方向上照射的光通量除以该立体角的商。光通量与发光强度成正比。
（2）照度与亮度间的区别与联系
照度是指落在其单位面积上的光通量的多少来衡量它被照射的程度。亮度就是单位投影面积上的发光强度。立体角投影定律示某一亮度为Lα的发光表面在被照面上形成的照度值的大小，等于这一发光表面的亮度Lα与该发光表面在被照点上形成的立体角Ω的投影（Ωcosi）的乘积。
建筑物理总结 光学部分
建筑光学
1. 可见光的波长为380-780nm 。
2. 在明亮的环境中，人眼对波长为555nm 的黄绿色光最敏感
3. 在较暗的环境中，人眼对波长为507nm 的蓝绿色光最敏感
4. 光通量Φ：光源发出光的总量，是按照国际约定的人眼视觉特性评价的辐射能通量（辐射功率）。
单位：光瓦或流明（Lm ），1光瓦=683流明。1光瓦等于辐射通量为1W ，波长555nm 的黄绿光所产生的光感觉量。100W 白炽灯发1250lm 的光通量，40W 荧光灯发2200lm 的光通量。
6. 光强I ：光源光通量在空间的分布密度。ΩΦ=d d I α。单位坎德拉cd ； 光通量一定，光通量所分布
的立体角不变，光强与测光点的距离无关。
7. 照度E ：单位面积被照表面接受的光通量A E /Φ=。单位Lx ；英制单位f c =10.76L x 。i r
I E cos 2α= 8. 照度标准值按0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、…、5000Lx 分21级。
9. 亮度L ：光源或被照面的明亮程度。单位是cd/m 2（nt ）、asb 、sb 。1 asb=1/πcd/m 2；1 sb=104 cd/m 2。
ααcos /A I L =；πτ/E L =。
10. 太阳亮度20万sb ；无云蓝天亮度0.2~2.0sb(2000~20000cd/m 2)；荧光灯表面亮度0.8~0.9sb ；白炽灯
亮度约0.15sb 。
11. 光谱光效应函数：描述人眼对不同波长单色光的视亮度感受性的差异。
建筑物理—光学篇(2)
建筑学07-1 200904
JIANZHUWULI-GUANGXUE
材料名称 大白粉刷 白色乳胶漆 白色调和漆 乳黄色调和漆 白水泥 水泥砂浆抹面 ρ 0.75 0.84 0.70 0.70 0.75 0.35 材料名称 红砖 灰砖 浅色瓷砖 墨玉大理石 红色大理石 雪花大理石 ρ 部分建筑材料的反光系数ρ 材料名称 灰黑色大理石 灰白色大理石 白色水磨石 塑料贴面板 木板、胶合板 广漆地板 ρ 0.10 0.50 0.70 0.30 0.50 0.13 材料名称 菱苦土地面 混凝土地面 沥青地面 ρ 0.19 0.32 0.13
1. 4 视度及其影响因素
1.4.6 眩光 眩光：视野中由于不适宜亮度分布，或在 空间或时间上存在极端的亮度对比，以致 引起视觉不舒适和降低物体可见度。
1984年北美照明工程学会对眩光的定义为： 在视野内由于远大于眼睛可适应的照明而引起的 烦恼、不适或丧失视觉表现的感觉。眩光的光源 分为直接的，如太阳光、太强的灯光等，和间接 的，如来自光滑物体表面（高速公路路面或水面 等）的反光。
JIANZHUWULI-GUANGXUE
17
建筑学07-1 200904
JIANZHUWULI-GUANGXUE
第一部分 建筑光学基础知识
1.1 人的眼睛与视觉 1.2 光的度量单位以及相互关系 1.3 材料的光学性质 1.4 视度及其影响因素
建筑物理复习资料光学部分框架整理
第二部分建筑光学
第一章基本知识
⏹光的基本概念
⏹人眼构造及其视觉特性
▲明视觉（明亮环境，锥体细胞）
暗视觉（暗环境，杆体细胞）
中间视觉（同时起作用）
椎体细胞在明亮的环境下对色觉和视觉敏锐度起决定作用，它能分辨出物体的颜色和细部，并对环境的明暗变化作出迅速的反应。
杆体细胞在黑暗环境中对明暗感觉起决定作用，他虽能看到物体，但不能分辨其细部和颜色，对明暗变化的反应缓慢。
▲视野
视野范围（视场）水平面180°，垂直面130°，上方为60°，下方为70
▲光谱光视效率
人眼在观看同样功率的可见光辐射时，在不同波长时感觉到的明亮程度不一样，人眼的这种特性常用光谱光视效率曲线来表示。
明视觉曲线——黄绿光最亮，两端暗
暗视觉曲线——整体移向短波方向
▲颜色感觉
光的三原色（加色法）——红绿蓝
色相H——各种单色光在白色背景上呈现的颜色。
明度V——①光色－亮度高低；②物体色－反射比高低
彩度C（饱和度）——白色（光）的多少
三原色——①光色－－红（700nm）、绿（546.1nm）、蓝（435.8nm）
②物体色－－青（减红）、品红（减绿）、黄（减蓝）
补色——两种颜色按适当比例混合，能产生白色或灰色
★表色体系
①CIE表色体系
②孟塞尔表色体系
⏹基本光度单位
◆辐射通量——光源在单位时间内发射或接收的辐射能量或在某种介质中单位时间传递的辐射能量。
◆光通量Ф——人眼对光的感觉。单位：lm（流明）
光源的基本参数，表示一光源发出光能的多少。
◆发光强度I——光通量的空间分布密度。单位：cd（坎德拉）
◆照度E——在被照面单位面积上的光通量多少（被照射的程度）。
建筑物理-光学
建筑物理
BUILDING PHYSICS
2.1章 建筑光学基本知
识
·材料的光学性质
三、材料的光学性质
C. 扩散反射和透射
入射光线射到半透明材料上，发生扩散透射。 入射光线射到表面粗糙的不透明材料上，发生扩散反射。
②混合反射与透射材料 多数材料同时具有规则和漫射两种性质。他们在规则反射和透 射方向，具有最大的亮度，而在其他方向也有一定亮度。可以 看见光源大致形象
视觉是由进入人眼的辐射所产生的光感而获得的对外界的认识。 视觉只能通过眼睛来完成。
瞳孔：调节通光量——光圈 水晶体：调节对焦——自动聚 焦 视网膜：清晰成像，将光信息 传输给大脑——底片 感光细胞：椎体细胞、杆体细 胞
·人眼的视觉特点 ①视看范围（视野）
双眼不动的视野范围为：水平面180°；垂直面130°，上方为60°，下方为70° 中心视野：黄斑区，约2° 视觉清楚区域：中心视野往外30°
角）。 ④尽可能增大眩光源的仰角。
·可见度及其影响因 素
C D
C A
B B
A
B
本章复习思考题 1、6、 7
·阴天中午室外照度8000-20000lx；晴 天中在阳光下的室外照度高达80000120000lx
照度计
建筑物理
BUILDING PHYSICS
2.1章 建筑光学基本知
建筑物理-建筑光学
▪
根据光通量分布变化的角度不同，反光和透光材料均
可分为两类：一类是定向的；一类是扩散的。光线经定向
类材料的反射和透射后，光分布的立体角没有变；而光线
经扩散类材料的反射和透射后，入射光通量程度不同的分
散在更大立体角范围。
常用建筑材料的反光系数和透射系数。
▪ 1.定向反射和透射
这时在反射方向可看到光源的大致形象，但轮廓不似定向反射那 样清晰，而在其它方向又类似扩散材料具有一定亮度，不像定向反射 材料那样没有亮度。
材料: 反射: 光滑的纸, 较粗糙的金属表面, 油漆表面 透射: 磨砂玻璃
第四节 颜色
▪ 颜色就是光作用于人眼引起的形象以外的视觉特性。颜色
是影响光环境质量的要素，同时对人的生理和心理活动产生 作用。
其孔径，以控制进入眼球的光能数量。相当于起到了照相机中光 圈的作用。
▪ 2）水晶体
▪ 水晶体，为一扁球形的弹性透明体，它受睫状肌收缩或放松而改
变形状和屈光度，使远近不同的外界景物都能在视网膜上形成清 晰的影像。它起照相机的透镜作用。
▪ 3）视网膜
▪ 视网膜，光线经过瞳孔、水晶体在视网膜上聚焦成清晰的影像。
物体具有一定亮度是在视网膜上成像以引起视觉感觉的基本条件。
实验表明人眼能感觉到物体存在一个最低亮度阈 ；视觉可以忍 受的亮度上限约为100sb，超过这一数值，视网膜就会因辐射过强而 受到损伤。
1、建筑光学的基本知识1
多孔吸声材料 空腔共振吸收结构 薄膜与薄板吸声结构 其它吸声结构 吸声材料的选用及施工 中注意事项
声学部分 3.2 噪音控制 （2学时）
噪声评价指标
噪声允许标准和法规 城市噪声控制 建筑中的噪声控制 设备减振
▲A声级、▲等效连续A声级、▲昼夜 等效声级、累计分布声级、噪声冲击指 数、噪声评价曲线NR和噪声评价指数N
【解】 根据明视觉（实线）光谱光视效率曲线中或从附录4的V（λ）中可查出， 对应于波长589nm的V（λ）＝0.769，则该单色光源发出的光通量为：
589=683×10.3×0.769≈5410 lm
第二节、基本光度单位及应用
二、发光强度
加了灯罩后，光通量的空间密度分布就不同了，灯罩下方 可增大约2倍，为了描述这种现象，采用发光强度概念。
▲室内音质评价标准及设计内容
▲足够的响度及合适的混响时间
体型设计方法和基本原则
▲最佳混响时间和频率特性曲线的确定 、混响时间计算、室内装修材料的选择 和布置及旧建筑改造的混响时间设计
▲电声系统的作用与组成、对电声系统 的要求、布置方式及厅堂的建筑处理
音乐厅、剧场、电影院、多功能大厅及 体育馆
考核
1、平时成绩 30% 含平时作业、课堂表现、小论文
照度单位
第二节、基本光度单位及应用
三、照度 【例3-3】直径为100cm的圆面上均匀落下100lm的光通量，求
《建筑物理》课件
THANKS
室内声学应用
室内声学的应用非常广泛，包括音乐厅、剧院、电影院、会 议室等场所的音质设计和优化，以及家庭装修中的隔音、吸 音处理等。
05
建筑物理实验与实践
实验目的与要求
掌握建筑物理的基本原理和实验方法。 培养学生对建筑物理实验的实践操作能力。 提高学生分析实验数据和得出结论的能力。
实验内容与方法
噪声的危害
噪声对人们的身心健康有很大的影响，长期处于噪声环境中会导致听力下降、失 眠、高血压等疾病。
消声技术
消声技术是指通过一定的技术手段来降低或消除噪声的方法，包括吸声、隔声、 减振等措施。
室内声学原理与应用
混响时间
混响时间是室内声学的一个重要参数，它决定了声音在室内 持续的时间，混响时间过长或过短都会影响声音的效果。
建筑节能与可持续发展
节能建筑设计
优化建筑设计，减少能源消耗
可再生能源利用
如太阳能、风能、地热能等
绿色建筑材料
如生态砖、再生混凝土等
04 建筑声学
声波的基本性质
声波的传播速度
声波的波长
声波在空气中的传播速度约为343米/ 秒，在固体和液体中传播速度更快。
声波的波长决定了它的音色，波长越 长，音色越低沉。
自然采光的设计方法
采用合适的建筑设计方法和采光技术 ，如天窗、光导管等，可以提高自然 采光的利用效率。
建筑物理笔记整理
建
筑
物
理
结
课
作
业
学院：建筑学院
班级：城规132
姓名：李明晓
学号：201303108
第1.3章建筑保温与节能
1.3.1建筑保温的途径
1. 建筑体形设计，尽量减少外围护结构总面积（体型系数0.3 0.35 0.4 体型系数超过规范值，要提高围护结构的保温性能加以弥补）
一栋建筑物在温差条件一定时，总传热量的多少与建筑围护结构的总面积成正比。减少外围护结构总面积也就能减少能耗，即可节省开支又节约了能源。
2.围护结构应有足够的保温性能
3.争取良好的朝向和适当的建筑物间距
4.增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响（在设计中尽可能避开迎风地段，减少门窗洞口，加强门窗的密闭性；在出入频繁的大门处设置门斗）
5.避免潮湿，防止壁内产生冷凝（建筑材料的导热系数随材料的含湿量增大而增大）
1.3.2围护结构保温设计
1.围护结构保温设计计算
1）最小传热阻R0,min的计算
建筑保温的最小传热阻：
R0,min = （ti －te）·n ·Ri / [⊿t]
2）围护结构的经济传热阻
所谓的经济传热阻，是指围护结构单位面积的建造费用（初次投资的折旧费）与使用费用（由围护结构单位面积分摊的采暖运行费用和设备折旧费）之和达到最小值时的传热阻。
3）围护机构平均传热系数的计算
Km=kp*Fp+KB1*FB1*KB2*FB2+KB3*FB3/(Fp+FB1+FB2+FB3)
4）建筑物采暖耗热量指标计算
qH=qH*T+qINF-qI*H
2.围护结构保温构造
围护结构的保温构造分为三种：1）保温、承重合二为一（自保温）构造2）保温层、结构层复合构造3）单一轻质保温构造。
建筑物理光学分析-天然采光与照明
森林住宅
采光分析-----开窗
位于内圈圆柱，与厨房联通，略 低于视线的横向长窗
类比某日式 住宅中宽不 足3米的厨房， 横窗采光良 好且有效在 视觉上扩展 空间，消除 局促，压抑 感
客户想要在森林中沐浴的感受，因此设 计了向外延伸的浴室，并采用更广阔视 野的梯形开窗
突出的小高窗：给 内部空间柔和暧昧 的采光。
感觉
德国科隆柯伦巴艺术博物馆
Kolumba Art Museum,Cologne,Germany
感知、体验、沉思
漏明的 砖墙
带侧高窗的展览空间
空气、光像一幕 镂空的纱帐
内部地板没与外 墙 连接
外墙完美独立
德国科隆柯伦巴艺术博物馆
Kolumba Art Museum,Cologne,Germany
馆”
德国科隆柯伦巴艺术博物馆
Kolumba Art Museum,Cologne,Germany
基地位置特点：城市中心位置，是周围其他 建筑作为背景中的主角 建筑形式特点：与周围建筑相同严格与街道 平行、屋顶轮廓 线清晰鲜明、建造砖块异 常大（砖块很长、很宽但不高，历史上使用 这种形式）
利用基地上被 毁哥特教堂的 现存墙体和不 规则多边形底 层平面设计建 造
建筑空间是一种沉默的语言。意大利建筑师 布鲁诺·赛维先生曾经说过:“尽管我们可能忽 视空间,空间却影响着我们,并控制着我们的 精神活动”
实用的建筑物理(光学)实验报告(一)
实用的建筑物理(光学)实验报告（一）引言概述：
建筑物理实验是研究建筑材料、结构和环境的物理特性的实验研究。本实验报告将重点介绍建筑物理实验中的光学部分，包括光的传播、反射和折射等内容。通过实验的方式，我们可以更好地理解建筑物理中的光学原理，并应用于实际建筑设计中。
正文：
1. 光的传播
- 光线的直线传播：通过使用光传感器和光源，我们可以观察光线在直线传播中的特性，并进行测量和分析。
- 光的速度和折射率：通过利用光的折射现象，测量不同材料的折射率，并探究光在不同介质中的速度变化。
2. 光的反射
- 光的反射定律：使用反射镜和光源，观察光线在平面镜和曲面镜上的反射规律，并验证光的反射定律。
- 反射角的测量：通过实验测量反射角和入射角的关系，计算反射系数，并分析不同材料对光的反射的影响。
3. 光的折射
- 光的折射定律：使用折射测量器和光源，在透明介质中观察光线的折射现象，并验证光的折射定律。
- 折射角的测量：通过实验测量入射角和折射角的关系，计算折射系数，并研究不同材料的折射特性。
4. 光的色散
- 白光的色散效应：通过使用光柱分光仪将光进行分解，观察和分析白光在三棱镜中的色散现象，并研究不同颜色光的折射率差异。
- 棱镜的色散角测量：通过实验测量棱镜中不同颜色光的色散角，计算色散率，并分析不同材料的色散特性。
5. 光的透射与吸收
- 透射光的强度与介质厚度关系：通过在不同厚度的介质中传播光，测量透射光的强度，并研究透射光与介质厚度的关系。
- 材料的吸光性能：通过实验研究不同材料对光的吸收特性，分析材料的吸光系数和吸收谱。
建筑物理复习资料(课后习题答案)
第一篇建筑热工学
第一章建筑热工学基本知识
习题
1—1、构成室内热环境的四项气候要素是什么？简述各个要素在冬（或夏）季，在居室内，是怎样影响人体热舒适感的。
答：（1）室内空气温度：居住建筑冬季采暖设计温度为18℃,托幼建筑采暖设计温度为20℃，办公建筑夏季空调设计温度为24℃等。这些都是根据人体舒适度而定的要求。
（2）空气湿度:根据卫生工作者的研究，对室内热环境而言，正常的湿度范围是30—60%。冬季，相对湿度较高的房间易出现结露现象。
(3）气流速度：当室内温度相同,气流速度不同时，人们热感觉也不相同。如气流速度为0和3m/s时,3m/s的气流速度使人更感觉舒适。
（4）环境辐射温度：人体与环境都有不断发生辐射换热的现象.
1—2、为什么说，即使人们富裕了，也不应该把房子搞成完全的“人工空间"？答:我们所生活的室外环境是一个不断变化的环境，它要求人有袍强的适应能力。而一个相对稳定而又级其舒适的室内环境，会导致人的生理功能的降低，使人逐渐丧失适应环境的能力，从而危害人的健康.
1—3、传热与导热（热传导）有什么区别？本书所说的对流换热与单纯在流体内部的对流传热有什么不同？
答：导热是指同一物体内部或相接触的两物体之间由于分子热运动,热量由高温向低温处转换的现象。纯粹的导热现象只发生在密实的固体当中。
围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热。严格地说,每一传热过程部是三种基本传热方式的综合过程.
本书所说的对流换热即包括由空气流动所引起的对流传热过程，同时也包括空气分子间和接触的空气、空气分子与壁面分子之间的导热过程.对流换热是对流与导热的综合过程。
实用的建筑物理(光学)实验报告(二)
实用的建筑物理(光学)实验报告（二）引言概述
建筑物理是研究建筑环境中光学现象和效果的学科，对于实际工程设计和优化非常重要。本报告是《实用的建筑物理(光学)实验报告（二）》，旨在介绍建筑环境中光学实验的设计和实施方法，以及相关实验结果和分析。通过本实验报告的学习，读者将了解到光学实验对于建筑物理的研究和应用的重要性，以及如何通过光学实验来优化建筑设计。
正文
1. 光线传播与折射实验
1.1 光线在不同介质中的传播模型
1.2 折射定律及其实验验证
1.3 不同介质的折射率测量方法
1.4 光线传播的实际应用示例
1.5 折射率对建筑材料选择的影响
2. 反射与散射实验
2.1 光线在平面镜的反射实验
2.2 反射定律及其实验验证
2.3 光线在粗糙表面的散射实验
2.4 散射对建筑照明的影响
2.5 光线反射与散射的应用案例
3. 透明材料与色彩实验
3.1 透明材料的透射率测量方法
3.2 光线在透明材料中的色散实验
3.3 透明材料的色彩效果分析
3.4 透明材料的光线利用率评估
3.5 透明材料与建筑整体效果的关系
4. 照明设计与日照实验
4.1 照明设计的基本原则与方法
4.2 光线在建筑内部的分布实验
4.3 日照模拟实验与评估
4.4 光线对建筑室内舒适度的影响
4.5 照明设计与日照优化的例子
5. 建筑物面色实验
5.1 建筑物外观颜色的实验测量
5.2 色度值与颜色感知的关系
5.3 建筑物颜色对环境的影响
5.4 耐候性与颜色衰减实验
5.5 建筑物颜色选择的建议与经验总结
总结
通过本实验报告的学习，我们了解了建筑物理(光学)实验的重要性以及设计和实施方法。在光线传播与折射实验中，我们学习到了光线在不同介质中传播的规律和折射定律，并了解了光线传播对
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光源显色指数分组与实用场所
适用场所举例 客房、卧室、绘图室等辨色要求很 高的场所 办公室、休息室等辨色要求较高的 场所 行李房等辨色要求一般的场所 库房等辨色要求不高的场所
显色指数分组 一般显色指数(Ra) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ra≥80 60≤Ra＜80 40≤Ra＜60 Ra＜40
运动场地彩电转播用光源一般显色指数Ra不应小于65。 光源的显色指数：物体在待测光源下的颜色和它在参 照光源下颜色相比的符合程度叫作光源的显色指数。
2.3.1 人工光源的光特性
第3章 建筑照明
2.3.1.1 热辐射光源 (1) 白炽灯 (2) 卤钨灯 2.3.1.2 气体放电光源 (1) 荧光灯 (2) 荧光高压汞灯 (3) 金属卤化物灯 (4) 钠灯 (5) 氙灯 (6) 节能型荧光灯(紧凑型荧光灯) 2.3.1.2固体发光光源 （1）LED ( light emitting diode) （发光二极管）
应急照明:因正常照明的电源发生故障而启用的照明，也称事故照明 疏散照明:作为应急照明的一部分，用以确保安全出口通道能被有效地辨认和 应用，使人们安全撤离建筑物。 安全照明：作为应急照明的一部分，用以确保处于潜在危险之中的人员安全。 备用照明：作为应急照明的一部分，用以确保正常活动继续进行。 高杆照明：一组灯具安装在高度大于20m（含20m的灯杆上进行大面积照明 的一种方式 警卫照明、障碍照明、
2.3.2 灯具
2.3.2.1 灯具的光特性 （1） 配光曲线 (定义参见教材 P265) 配光曲线上的每一点，表示灯具在该方向上的发光强度。 （2） 遮光角：光源最边缘的一点和灯具出口的连线与通过裸光源发 中心的水平线之间的夹角。 (参见教材 P266图9-14) 光
(3)灯具效率: 在规定条件下测得的灯具发射光通（流明）与灯具内的全部 光源按规定条件点燃时发射的总光通之比。
2.3.4 照明光源选择
照明设计时可按下列条件选择光源： 1、 高度较低房间，如办公室、教室、会议室 及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管形 荧光灯； 2、 商店营业厅宜采用细管径直管形荧光灯、 紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯； 3 、高度较高的工业厂房，应按照生产使用要 求，采用金属卤化物灯或高压钠灯，亦可采用 大功率细管径荧光灯； 4 、一般照明场所不宜采用荧光高压汞灯，不 应采用自镇流荧光高压汞灯； 5、 一般情况下，室内外照明不应采用普通照 明白炽灯；在特殊情况下需采用时，其额定功 率不应超过1OOW。
氙灯
利用氙气放电而发光的电光源。由于灯内放电物质是惰性气体氙气，其 激发电位和电离电位相差较小
①辐射光谱能量分布与日光相接近,色温约为6000K。
②连续光谱部分的光谱分布几乎与灯输入功率变化无 关，在寿命期内光谱能量分布也几乎不变。
③灯的光、电参数一致性好，工作状态受外界条件变 化的影响小。 ④灯一经燃点，几乎是瞬时即可达到稳定的光输出； 灯灭后，可瞬时再燃点。
⑤灯的光效较低，电位梯度较小。
LED
发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷 （AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当 电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以 用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指 示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二 极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二 极管发黄光。
2.3.2.2 灯具分类及其实用场合(参见教材 P267表9-10) 国际照明委员会按光通量在上、下半球的分布将灯具划分为五类： （1）直接型灯具 （2）半直接型灯具 （3）扩散型灯具 （4）半间接型灯 具 （5）间接型灯具
2.3.3 室内工作照明设计 2.3.3.1 照明方式 ：
照明设备按其安装部位或使用功能而构成的基本制式。
一般照明：不考虑特殊部位的需要，为照亮整个场地而设置的照明方式。 分区一般照明：根据需要，提高特定区域照度的一般照明方式。 局部照明：为满足某些部位（通常限定在很小的范围之内，如工作面）的特 殊需要而设置的照明方式。 混合照明：由一般照明与局部照明组成的照明。
正常照明:永久安装着的人工照明。
高压钠灯的工作蒸气压大于0.01兆帕。高压钠灯是针对 低压钠灯单色性太强，显色性很差，放电管过长等缺点 而研制的。高压钠灯又分普通型（标准型），其发光效 率为130lm／W，显色指数Ra＝25；改进型，其发光效 率为75lm／W，显色指数Ra＝60；高显色型，其发光 效率为45～60lm／W，显色指数Ra＝80～85。产生的 是黄光。
按下列要求确定照明方式：
1 、工作场所通常应设置一般照明； 2、 同一场所内的不同区域有不同照度要求时， 应采用分区一般照明； 3、 对于部分作业面照度要求较高，只采用一 般照明不合理的场所，宜采用混合照明； 4 、在一个工作场所内不应只采用局部照明。
按下列要求确定照明种类： 1 工作场所均应设置正常照明 2 工作场所下列情况应设置应急照明； 1）正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动 继续进行的场所，应设置备用照明； 2）正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的 出口和通道，应设置疏散照明。 3 大面积场所宜设置值班照明。 4 有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警 卫照明。 5 有危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据航行 要求设置障碍照明。
光源的色表分组
色表分组
色表特征 暖 中间 冷
相关色温(K) ＜3300 3300～5300 ＞5300
适用场所举例 客房、卧室等 办公室、图书馆等
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
高照度水平或白天需补 充自然光的房间 光源的色温: 当光源的颜色和一完全辐射体(黑体)在某一温度下发 出的光色相同时,完全辐射体的温度就叫作光源的色温.(K)
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钠灯
利用钠蒸气放电产生可见光的电光源。 钠灯又分低压钠灯和高压钠灯。低压钠灯的工作蒸气压 不超过几个帕。低压钠灯的放电辐射集中在589.0纳米 和589.6纳米的两条谱线上，它们非常接近人眼视觉曲 线的最高值（555纳米），故其发光效率极高，目前已 达到200流每瓦（lm／W），成为各种电光源中发光效 率最高的节能型光源。