《建筑环境学》第六章 课件 PPT

黄色:0.59～0.56μm; 绿色: 0.56～0.49μm;
蓝色:0.49～0.45μm; 紫色: 0.45～0.38μm 光的三层含义: 可见光 必须要有良好的视觉器官;
三是二者相互作用引起的视觉效果
第一节 光的性质与度量 6.1.1基本光度单位及相互关系 一、光通量：
1、辐射通量(辐射功率):
况。
发光强度用I表示 单位为坎德拉（cd)。
有一个空心球体，半径为r；
球心O处有一点光源； 球表面ABCD的面积为S；

此点光源向S面上发出 lm的光通量；
立体角用Ω表示 ，Ω=S/r2 （球面度Sr）
S面在球心O形成的角称为立体角；
设点光源在某方向上的无限小立体角dΩ内发出的光通量为d，则
§6-1光的性质与度量 §6-2视觉与光环境
§6-3天然采光
§6-4人工照明
§6-1
一、基本光度单位及相互关系
二、光的反射与透射
第六章 建筑光环境
光的性质： 光是以电磁波形式传播，并能被人眼所感到的那一部分辐 射能，波长范围为380～780nm ，不同波长的光在视觉上 形成不同的颜色; 红色:0.78～0.63μm; 橙色: 0.63～0.59μm;

定义：人们主观感受到的物体明亮程度。
1) 与物体的物理亮度有关； 2) 与我们所处的环境的明暗程度有关； 结论: 相同的物体表面亮度,在不同的环境亮度时, 产生不同的亮度感觉.
6.1.2光的反射与透射
光在传播过程中,遇到介质时(如玻璃、空气、墙· · · · · · ）, 会发生反射、透射与吸收现象。 若入射光通量为；设被反射部分为ρ；被吸收部分 为α；被透射部分为τ； = ρ+ α + τ ρ + α + τ =1 光通量经过介质反射和透射后，光的分布变化取决于： 材料表面的光滑程度； 材料内部分子结构
（二）均匀扩散反射、透射材料
半透明材料使入射光线发生扩散透射； 表面粗糙的不透明材料使入射光线发生扩散反射，使光线分散
在更大的立体角范围内。
1、均匀扩散材料： 定义：将入射光线均匀地向四面八方反射或透射，并且，从各
个角度看，其亮度完全相同，看不见光源形象，这类材料被称 为～。
该方向上的发光强度为 I= d/dΩ；

在该方向上的发光强度平均值为 I= /Ω (坎德拉cd)；
即1cd=1lm/1Sr ,表示:在1球面度立体角内均匀发射出1lm的光通量 例:一只裸露的40W的白炽灯,光通量=350lm,求其平均发光强度.
解: I=/Ω=350/4π =28cd
如图所示： 光线垂直入射到被照表面时； 表面S1、S2、S3 距点光源 分别为r、2r、3r，在光源处 形成的立体角相同，则表面积S1、S2、S3 的面积比为它 们距光源的距离平方比，即1：4：9。
E=I/ r2
照度E=/S
/ Ω 立体角 Ω=S/r2
发光强度I=
结论：某表面的照度E与点光源在这方向的发光强度I成正比， 与距点光源的距离r的平方成反比。
三、照度
1、定义：
对于被照面而言，用落在其单位面积上的光 通量多少的数值来表示它被照射的程度，称照 度。

2、照度的物理意义及表示方法：

照度表征被照面上的光通量密度。

照度用E表示。
提示：照度可直接相加，几个光源同时照射被
照面时，其上的照度为单个光源分别存在
四、发光强度和照度的关系



I E2= 2 cosα 2 = 28 cos α2 2 2 r2 2 +1
cos α2=2/√12＋22 =0. 9
E2=5.37lx
五、亮度
1、物理亮度： （1）定义：
物体在视线方向单位面积上发出的发光 强度。 具体的说，就是物体在视线方向上的发光强度 越大，该物体表面在视线方向的亮度越大。
r2
结论：表面法线与光线成α角处的照度，是随它至点光源的距离 平方成反比，与光源在α方向的发光强度和入射角α的余弦成正 比。 提示：距离平方反比定律适用于点光源。 当光源尺寸小于至被照面距离的1/5时，该光源可被视为点光源
例：
如图所示：在桌上2m处挂一40W白炽灯， 光通量=350lm,求灯下桌面点1处照度 E1，及点2处照度E2 解:I=/Ω=350/4π =28cd I E1= 2 cosα 1 = 28 =7.5lx cos0° 2 r1 2
此为计算点光源产生照度的基本公式，称距离平方反比定律
当光线不是垂直入射到被照表面，即入射角不为 零时；


如图所示： S2与S1 两平面，成α角； S1 的法线与光线重合， S2 的法线与光源射线成α角；
E2 = E1cosα 又E1=I/ r2 E2= I cosα
= E1S1= E2S2 S2 = S1/ cosα
（2）表达式：
dIθ Lθ = dScos θ
其中: θ—发光面法线与视线方向夹角
即该物体亮度与该物体在视线方向上的发光强度成正比, 与该物体在视线方向上的投影面积成反比。 物理亮度的常用单位为:坎德拉每平米(cd/㎡);又称尼脱(nt) 它表示1㎡表面上,沿法线方向发出1坎德拉的发光强度
2、主观亮度：

（一）定向反射和透射材料


1、定向反射：
光线照射到表面很光滑的不透明材料上，会出现定 向反射现象。（如：玻璃镜等） 光源 有如下特点： 镜 光线入射角等于反射角； 面 入射光线、反射光线及反射表面 A 的法向透射：
光线射到透明材料上，会产生定向透射。 如果材料的两个表面彼此平行，则透过材料的光线方向 与入射方向保持一致。（如：平面透明玻璃）
单位时间内辐射体辐射的能量称辐射通量。 2、光通量： 光源在单位时间内发射出的以人眼感觉为基准的能量， 换句话说，就是在可见光范围内辐射出的并被人眼感觉 到的辐射通量。 3、光通量物理意义及表示方法： 光通量表明了光源的发光能力。
光通量用表示 ，单位为流明（lm)。
二、发光强度
1、定义：
光通量的空间密度，称发光强度。 2、发光强度物理意义及表示方法： 发光强度表征光源发出的光通量在空间的分布状