建筑物理—光学篇(2)
第2.1建筑光学基本知识
图7－10 点光源在绘图 桌上的照度
【解】设该白炽灯下方的发光强度为30cd（视为 点光源时350÷4π ＝27.9cd），按式 E＝Icosα /r2
E1＝Icosα /r12＝30×cos30o/22 ＝6.5 lx E2＝Icos0o/r22＝30×1/(r1cos30o)2
＝10 lx
同样的方法计算书上的例题3。
图2－2
二中感光细胞在视网膜上的分 布情况
杆状细胞对于光非常敏感，但是不能分辨颜色。在眼睛 能够感光的亮度阈限（约为10－6cd／m2）到0.03cd/m2左右的 亮度水平，主要是杆作细胞起作用，称为暗视觉。在暗视觉 条件下，景物看起来总是模糊不清、灰茫茫一片。 锥状细胞对于光不甚敏感，在亮度高于3cd/m2的水平时 ，锥状细胞才充分发挥作用，这时称为明视觉。锥状细胞有 辨认细节和分辨颜色的能力，这种能力随亮度增高而达到最 大。所有的室内照明，都是按明视觉条件设计的。 当适应亮度处在0.03～3cd/m2之间时，眼睛处于明视觉 和暗视觉的中间状态，称为中间视觉。一般道路照明的亮度 水平，相当于中间视觉的条件。
四、光谱光效率 人眼对不同波长单色光的视亮度感受性也不一样，这 是光在视觉上反映的另一特征。在光亮的环境中（适应亮 度>3cd/m2），辐射功率相等的单色光看起来以波长555 nm 的黄绿光最明亮，并且明亮程度向波长短的紫光和长波的 红光方向递减。 国际照明委员会(CIE）根据大量的实验结果，将视亮 度感觉相等的波长为m和 两个辐通量之比，定义为波长 的单色光的光谱光视效率（也称视见函数），以V（）表 示。 m选在最大比值等于1处,即＝555时，V（）＝l， 其他波长V（）均小于1（见图5）。这就是明视觉光谱光 视效率。在较暗的环境中（适应亮度＜0.03cd/m2时），人 的视亮度感受性发生变化，以＝507nm的蓝绿光最为敏感。 按照这种特定光环境条件确定的V（）函数称为暗视觉光 谱光视效率（图5）．
《建筑光学基本知识》PPT课件
(七)错视
眼睛不能知觉物体的正确形状的现象，称为错视。因此要为光环境提供完善 的条件．使眼睛不致出现错视。
(八)闪烁
眼睛看运动物体时．物体在视网膜上成像，一闪即失，接着进行下一次成慷。 这样反复进行，在眼睛卜形成时亮时灭的不连续的光。这种现象称为闪烁。用每 秒亮灭的频率来表示眼睛能分清闪烁的界限。 称为闪烁临界值或闪烁融合频率。 在高亮度的情况下，视网膜周围部分的临界值比中心部分的临界值要高。在光环 境中多数情况要避免闪烁。只有少数情况如舞厅之类需要光的闪烁。
(三)适应
视网膜的感光度变化的过程或现象称为适应。
对于亮处或暗处的适应都需要经历时间。由亮处 到暗处，视网膜的感光度达到最高时，需要10一 35min，称为暗适应；由暗处到亮处，只需要1min， 称为明适应。
眼睛按照暗适应而起的作用，称为暗视觉。它 主要是杆体细胞起作用的视觉状态。眼睛按照明适 应而起的作用，称为明视觉。它主要是锥体细胞起 作用的视觉状态。
投影有关，而与发光面的面积的绝对值无关。S1和S1COSα的面积不同，但由于它
们对受照面形成的立体角投影相同，因此只要它们的亮度也相同，它们对S2形成 的照度就会一致。
课后习题
教材P139：6-1、 教材P139：6-4、 教材P139：6-6
上次课主要内容回顾
光度学基本原理
1、光通量、发光强度、照度、亮度的概念 2、建筑照明计算定律 照度余弦定律 立体角投影定律
在光环境或视觉环境中会遇到多处的明亮或黑暗 区段或部位，健康的眼睛是能够适应的。
(四)视力
人们的眼睛辨认物体形状的细部的能力称为视觉敏 锐度，在医学上称为视力，已经通用。它存在着个人 差异。根据国际眼科学会的规定，它用兰道尔环来测 量，规定在5m的视距上能够辨认l’的开口时为1.0。
建筑物理2建筑光学
Ф=Km ∑Фe,λ V(λ)
2.1.2.2 发光强度（ cd）
光源光通量在空间的分布密度
（（
I a=Φ/Ω 立体角Ω=A/r
2（sr））
2.1.2.3 照度（lx） 被照面接收的光通量密度 E=Φ/A（lx=lm/m 2）
r OA
2.1.2.4 发光强度和照度的关系(距离平方反比定律） ? 用于已知点光源的发光强度求所产生的照度
室内完全利用天然光进行 工作时室外天然光最低 照度。
建筑采光设计标准（GB/T50033-2013)
采光系数标准值的选取应符合下列规定：
（GB/T50033-2001 已废止使用)
1、侧面采光应取采光系数的最低值 Cmin； 采光系数最低值 （ minimum value of daylight factor ）
亮度：发光体在视线方向上单位投影面积发出的发光强度
Iα
Acosα
视线方向
α α
A
2.1.2.6 照度和亮度的关系（已知面光源的亮度求所形成的照度）
Acosα
A（面光源亮度为Lα） dA
取A一个微单位面积dA
根据距离平方反比定律
dE= Iα cos θ / r2---（1）
Iα
根据亮度与发光强度的关系
507nm 555nm黄绿光
1.0
683
600 0.8
500
0.6
400
0.4
0.2
0.0 380
460 540
300 200
100 620 700 780 波长λ(nm)
2.1.2 基本光度单位和应用
2.1.2.1 光通量（ lm）
能使观察者获得视觉光亮感的辐射通量，等于各波 长的光谱辐射通量与光谱光视效率之积的总和。
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=125lx5．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。
7．看电视时，房间完全黑暗好，还是有一定亮度好？为什么？答：房间亮点好。
建筑物理—光学篇(2)
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建筑学07-1 200904
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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
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第一部分 光学基础知识
透射
反射和透过的光通量的变化取决于材料表面的光滑 程度和材料内部的分子结构。 平板玻璃 磨砂玻璃
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第一部分 光学基础知识
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1. 3 材料的光学性质
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ 1.3.2定向反射 定向透射
定向反射特点： 光线入射角等于反射角； 入射光线、法线、反射光线处于同一平 面； ——镜面，光滑金属表面。 a
a
a
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第一部分 光学基础知识
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1. 3 材料的光学性质
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ 1.3.2定向反射 定向透射
光线经过定向反射或透射后，比原有的 光源的亮度和发光强度有所降低。 亮度：Lτ=L×τ，Lρ＝L×ρ 光强：Iτ=I×τ，Iρ＝I×ρ
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作业：“光与建筑”课程论文
要求：选择一个你喜欢的建筑或者身边的建筑，分析其采光。 1.建筑背景介绍。 2.采光方面的优点、缺点， 3.改进措施。 不少于1000字。 必须有相应的图片和分析说明。 可以参考课本及其他资料， 要有自己的独特见解。
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）。
被照面上光通量的密度。
单位：lx（勒克斯）E＝Ф/A◆发光强度和照度的关系——E＝I/r2 距离平方反比定律计算点光源产生照度的基本公式，某表面的照度E与点光源在这方向的发光强度I成正比，与它至光源距离r的平方成反比◆亮度L——发光体在视线方向上单位投影面积的发光强度。
建筑物理-建筑光学
▪ 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。
380
紫外 紫 蓝 绿
400
500
黄橙 600
可见光
780
红
红外
700
800 nm
10-13 宇宙线
fm
10-12
10-9
线 X射线 紫外线
pm (A) nm
10-4 10-2 10
102
105 m
红 外
远红外
雷达
UHF
VHF
短 波
无线电
um
mm
m
km
第一讲 眼睛与视觉
1.眼睛的构造
▪ 1）瞳孔
▪ 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
． ③不恰当的工作面照明。
黄种人眼睛的黑色素较白种人的多，对眩光的忍受力比白种人强； 而白种人比黄种人的耐暗能力强。
第二讲 基本光度单位和应用
▪ 光通量 ▪ 发光强度 ▪ 照度 ▪ 亮度
光通量
➢ 物理意义：说明光源发光能力的基本量，能 量单位。 定义：辐射体单位时间内以电磁辐射的 形式向外辐射的能量称辐射功率或辐射通 量(W)。光源的辐射通量中被人眼感觉为 光的能量(波长380－780nm)称为光通量。 单位: 流明(lumen，lm)。 人眼在观看同样功率的辐射时, 在不同 波长时感觉到的亮度是不同的，人眼的这 种特性用相对光谱光效率V()来表示。
第2篇 建筑光学分析
2.1.1 眼睛与视觉
视网膜：眼睛的视觉感受 部分（相机胶卷）。其上 布满感光细胞。
建筑物理 建筑光学
第2.1章 建筑光学基本知识
2.1.1 眼睛与视觉
感光细胞：视网膜的最外层上，接受光刺激。 杆体感光细胞 锥体感光细胞 分布在视网膜 分布在视网膜 中心的四周， 中央的部位， 灵敏度高，但 灵敏度差，但 无颜色感觉。 是可以感觉颜 色。 在黑暗环境中 在明环境下对 对明暗感觉起 色觉和视觉起 决定作用。 决定作用。
2.1.2 基本光度单位和应用
四、发光强度和照度的关系 发光强度 照度 光通量空间密度 光通量被照面密度
d I d
d I d
dA cos i d R2
建筑物理
d E dA
I d E dA
I cos i E 2 R
第2.1章 建筑光学基本知识
2.1.1 眼睛与视觉
光：能量 的一种形 式，或说 光是电磁 辐射能。
nm---纳米 1nm 109 m
建筑物理
建筑光学
第2.1章 建筑光学基本知识 一、眼睛的构造 瞳孔：虹膜中央的圆形孔 能自动调节孔径，控制进 入眼球的光能数量。 水晶体：扁球型弹性透明 体，受睫状肌的控制，可 改变屈光度，在视网膜上 成清晰的像（相机透镜）
第2.1章 建筑光学基本知识
2.1.2 基本光度单位和应用
1lx等于1流明的光通量均匀分 布在1平方米的被照面上。 灯正下方1m处： 40w的白织灯 40w白织灯加罩 40w的荧光灯 晴天中午 月夜
30lx 73lx 200lx 8~12万lx 0.2lx
建筑物理
建筑光学
第2.1章 建筑光学基本知识
Km：最大光谱光视能效，在明视觉683lm/W。 Φe，λ：波长为λ的辐射通量。 建筑物理 建筑光学
建筑物理课后习题答案
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。
而对流传热只发生在流体之中，它是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能的。
1-4、表面的颜色、光滑程度，对外围护结构的外表面和对结构内空气间层的表面，在辐射传热方面，各有什么影响？答：对于短波辐射，颜色起主导作用；对于长波辐射，材性起主导作用。
如：白色表面对可见光的反射能力最强，对于长波辐射，其反射能力则与黑色表面相差极小。
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 rI 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。
12. 明视觉光谱光效应函数：将黄绿光555nm 的感觉量定为1，其余波长光的感觉量都小于1。
13. 双眼平视前方，眼球不动时，人眼的视野范围为水平180°，垂直向上为60°，向下为70°。
14. 视线周围1°~5°内物体能在视网膜中心成像，清晰度最高，这部分叫“中心视野”；目标偏离中心视野以外观看时，叫“周围视野”；视线周围30°视觉环境的清晰度较好，看起来比较清楚。
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建筑设计的影响。
反射与散射实验展示了光线在平面镜和粗糙表面上的行为，并探讨了其在建筑照明中的应用。
透明材料与色彩实验提供了关于透明材料的透射率、色散和色彩效果的测量方法和分析。
照明设计与日照实验强调了照明设计原则、光线分布和日照评估对建筑室内舒适度的重要性。
《建筑物理(2)》建筑光学
（3） 识别移动对象，要求识别时间短促 而辨认困难时； （4） 视觉作业对操作安全有重要影响时； （5 ）识别对象亮度对比小于0．3时； （6） 作业精度要求较高，且产生差错会 造成很大损失时； （7 ）视觉能力低于正常能力时； （8 ）建筑等级和功能要求高时。
4、 符合下列条件之一及以上时，作业面 或参考平面的照度，可按照度标准值分 级降低一级。 （1 ）进行很短时间的作业时； （2 ）作业精度或速度无关紧要时； （3） 建筑等级和功能要求较低时。
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。
2.3.8照明控制 1 公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公 共场所的照明，宜采用集中控制，并按建筑使用条 件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。 2 体育馆、影剧院、候机厅、候车厅等公共场所应 采用集中控制，并按需要采取调光或降低照度的控 制措施。 3 旅馆的每间(套)客房应设置节能控制型总开关。 4 居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明，除 应急照明外，宜采用节能自熄开关。 5 每个照明开关所控光源数不宜太多。每个房间灯 的开关数不宜少于2个(只设置1只光源的除外)。
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。
《建筑光学》PPT课件 (2)
可整理ppt
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光的反射、吸收和透射。如图13-
13。据能量守恒，F有FFF 反
射、吸收和透射光通量与入射光通
量之比，分别称为光反射比 、 光吸收比 和光透射比 ，即
F F F F F F F F F 1
FFF
表13-1， 13-2列出 了常用建筑 材料的光反 射比和光透 射比，供采 光设计时参 考使用。
是目前一般照明应用的电光源中光效最高lm120光源种类功率光通量lm寿命显色指数适用场所举例白炽灯1511010002400199599营业厅商品局部照明或重点照明高照度面积大的营业厅办公室学校橱窗餐厅旅馆音乐厅医院家用照明剧场电影院城市夜景照明艺术照40350606301001250100018603003410卤钨灯2003000800285015209599橱窗餐厅商品局部照明或重点照明高照度面积大的营业厅15003000200029002000200015003000常用照明光源的主要特性和适用场所常用照明光源的主要特性和适用场所光源种类功率光通量lm寿命lmw显色适用场所举例气体放电光源荧光灯3501500300032645099营业厅办公室学校橱窗音乐厅医院家用照光色8803000650030白色18605000430040白色25407000290031730003000650020106050002090070004023207000紧凑荧光灯节能荧5003000290046658016871300085550060006580光源种类功率光通量lm寿命显色指数适用场所举例50165043006000335640400220006000100056000500025016250701106095商店的出入口商瓦数用于局部照明和点光源橱窗馆城市夜景照明艺术照明350024000704500钪钠灯1501150070150015500锡钠灯2501350095125650075350028000光源种类功率光通量lm寿命适用场所举例高压钠灯普通型352000600020005710740橱窗安全照明停车场港口住宅区公园和广场道路400418009000100010680中显色型4003382090008540高显色型4003115090007860氙灯长弧氙灯150300010006400202980馆高大工业厂房200058000短弧氙灯1000300001000600030376575300011000600015454090城市夜景照明艺术照明热辐射光源和气体放电光源的共同特性特性表面亮度cdm点燃时间受电所需附件现象初始价格运行价格热辐射光源气体放电光源较低较长较大较大镇流器启辉器触发器较高较低发光二极管光较低瞬时较大较大分装饰灯具和功能灯具
2、建筑光学的基本知识2
第三节、材料的光学性质
二、从光分布角度看
2、扩散反射和透射
扩散反射和透射又可分为：漫反射与漫透射、混合反射与透射两种情 况。
1）漫射材料
② 光学性质 b. 朗伯余弦定律
漫射材料的最大发光强度在表面的法线方向，其他方向的发光强度和 法线方向的值有如下关系：
I i I 0 cos i
式中：i ——表面法线和某一方向间的夹角. 这一关系式称为“朗伯余弦定律”。
2）比较不同的曲线（表示在不同视角时）后看出：目标愈小（视角愈 小），需要的照度愈高。
3）天然光（实线）比人工光（虚线）更有利于可见度的提高。但在视 看大的目标时，这种差别不明显。
第四节、可见度及其影响因素
四、识别时间
眼睛观看物体时，只有当该物体发出足够的光能，形成一定刺激，才能
产生视觉感觉。在一定条件下，亮度×时间=常数（邦森一罗斯科定律），也
为规则反射和规则透射。 如果光经过材料反射或透射后，立体角变大，则称为扩散
反射和扩散透射。 光经过介质的反射和透射后，它的分布变化取决于材料表
面的光滑程度和材料内部分子结构。
第三节、材料的光学性质
二、从光分布角度看 1、规则反射和透射
1）规则反射
光线射到表面很光滑的不透明材料上，就出现规则反射现象，这时光 分布的立体角没有改变，如镜子等。
除了规则反射和透射材料外，另一类为扩散的，这类材料使入射光程 度不同地分散在更大的立体角范围内扩散反射和透射，如粉刷墙面和磨砂 玻璃就属于这一类。
磨
砂
玻
墙
璃
面
和
压
花
玻
璃
第三节、材料的光学性质
二、从光分布角度看
2、扩散反射和透射
建筑物理光学部分《第章：光学基础知识》
2． 中央凹附近2°，称为中心视场。
3. 从中心视场往外直到30°范围为视觉清晰区域。
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图1-3 视野范围
第1章
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明视觉、暗视觉、中间视觉
第1章
明明视觉觉是在明亮的环境中，主要是锥 状细胞起作用的视觉。明视觉可以辨别很 小的细节，此时人眼有颜色感觉。暗暗视视觉觉 是在黑暗环境中，主要有杆状细胞起作用 的视觉。眼睛处ห้องสมุดไป่ตู้明视觉和暗视觉的中间 状态，锥状细胞和杆状细胞同时发生作用， 称为中中间视视觉觉。
建筑物理
3、眼睛与视觉
第1章
人们的视觉感觉是通过眼睛来完成 的，所以我们应对眼睛的视看过程有一 粗略的了解。眼睛好似一个很精密的光 学仪器，它在很多方面都与照相机相似。 图7－1是人的右眼剖面图。
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图1－1 右眼剖面图 郑州华信学院
第1章
（水晰视处光两（ 形 状的刺晶觉在种3的 肌2）睛 其）激影体感视感（视弹 收的 功，像在受网光4水从网）性 缩主 能并。视部膜细晶膜感图透 或转视网分最胞要 如与央杆央体光中明 放换膜 ， 外 在网组下状此窝窝光细可为上 类 层 视膜体松成：细相 处 向线胞为神是聚 似 上 网看，的胞反 几 外部经一经眼焦 照 ， 膜到，， 乎 ，它控过分扁冲成 相 接 上睛它自在 没 其眼受制瞳，动清 机 受 的的们球中 有 密中孔睫，。、 中感分主位使 其要的光布，其 屈中 根集胶细是称形 光央 据（中卷胞不为状 度的 环在。－均“1）改 ，视视－匀黄境圆度离密瞳变 使网 锥 的网斑的形迅度中孔膜 状 ：膜”，远明孔速 达央的上 和 锥的从近增 到窝暗，中布 杆 状黄虹加 最而不2程它0满 状 细央色膜， 大附改同度可了 感 胞部区在 ，近变的， 光就神感域称细区下外 成 机 晶产细经。胞觉“以降界 清 的 体自 控 数 圈黄生胞，密。外。中景 晰 透 具动 制 量 的斑神。再度央,锥物 的 镜 有调 进 。 作区经光传达窝状都 影 的 自的冲线至到”节 入 起 用然感膜见细能 像 作 动中射 大 最动；其眼照。光后上图胞心到 脑 大，在在。用聚孔睛相又细的7的－有传它 产 ；这视它，焦逐胞分径的机密2一输们 生 在里渐在布网起不功。度，光中小上 视 黄至锥减视情膜照过能急以能光凹面 觉 斑视状少况网剧上相水。，。
建筑物理光学第二章
b有色吸热玻璃：（以前公建常用，现在一般不用这种玻璃，而 选择无色吸热玻璃） 特性：可以将一部分吸收的太阳能排除室外，能够选择进入室 内光的颜色。 效果：减低进入室内太阳光的热量，改善室内的亮度状况。
分区 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
K值 E值
0.85 6000
0.90 5500
1.00 5000
1.10 4500
1.20 4000
注：此表仅仅适用于三类光气候区，其他地区按照所处的光气候 选择相应的光气候系数。
（4）照度均匀度： a定义：在假定工作面上的采光系数的最低值与平均值之比（或 室内照度最低值与室内照度平均值之比）。 b标准规定：顶部采光Ⅰ－Ⅳ级采光等级采光均匀度在0.7以 上，但对顶部采光Ⅴ级和侧面采光的采光均匀度无规定。 （5）眩光限制： a减少或避免直射光 b视觉背景不应为窗口 c可采用室内外遮挡措施降低窗亮度或减少天空视域 d窗内表面用浅色饰面
（3）晴天（sunny days）： a晴天是指天空无云或很少云（0－3级）。 b晴天的地面照度分为直射光照度（90%）和扩射光（10%）照 度，都随太阳的高升而增大。 c由立体角投影定律得，室内一点的照度取决于从该点通过窗口 所看到的天空的亮度。
d测量表明：晴天亮度分布随大气透明度、太阳和计算点在天空 中的相对位置而变化。其中，最亮处在太阳附近，太阳亮度可 以达到20万熙提，天空亮度一般是0.2－2.0熙提。离太阳越 远，亮度越低，最暗处在子午圈上、与太阳成90度处。 e晴天建筑朝向对室内采光影响较大（朝阳、背阳），朝阳房间 面对太阳所处的半边天，天空亮度较高，室内照度较大。
天然采光 采光口 采光设计 采光计算
教学基本要求 1) 熟练掌握采光口的形状、大小和位置对室内光线分布的影 响； 2) 掌握采光计算图表的应用。 3）掌握采光设计的步骤
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——粉刷墙面、砖墙等都类似于此类材料 。
13
第一部分 光学基础知识
1. 3 材料的光学性质
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ 1.3.2定向反射 定向透射 1.3.3扩散反射 扩散透射 （1）均匀扩散材料 （2）定向扩散材料
1. 4 视度及其影响因素
1.4.3 物件尺寸 大而近的物体看得清楚，反之视度下降。
a=d×3440/L（分）
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第一部分 光学基础知识
1. 4 视度及其影响因素
1.4.4 对比 观看对象和背景之间的亮度差异。 差别越大，视度越高。 对比系数C=ΔL/Lb
22
23
第一部分 光学基础知识
1. 4 视度及其影响因素
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ
光通过材料后，产生两种类型变化：
反射
一种，光线方向没有改变，叫定向反射或定向折射; 一种，光线方向发生变化，叫扩散反射或扩散折射;
吸收
透射
反射和透过的光通量的变化取决于材料表面的光滑程 度和材料内部的分子结构。
平板玻璃 磨砂玻璃
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第一部分 光学基础知识
1. 3 材料的光学性质
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
1
2
3
4
5
6
7
第一部分 光学基础知识
1. 3 材料的光学性质
光遇到介质后的三种情况 这个过程，遵循能量守恒定律。 Φ=Φρ+Φτ+Φα
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ
1. 4 视度及其影响因素
1.4.1 视度 看清物体的程度。
受下列因素的影响： 适当的亮度 物件尺寸 对比 识别时间 眩光
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第一部分 光学基础知识
1. 4 视度及其影响因素
1.4.2 适当的亮度 工作面舒适照度：1000-3000lx 最低亮度：10-5asb 刺眼亮度：16sb
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第一部分 光学基础知识
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ 1.3.2定向反射 定向透射
定向反射特点： 光线入射角等于反射角； 入射光线、法线、反射光线处于同一平 面；
——镜面，光滑金属表面。
aa a
11
第一部分 光学基础知识
1. 3 材料的光学性质
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ 1.3.2定向反射 定向透射
失能眩光 不舒适眩光
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第一部分 光学基础知识
1. 4 视度及其影响因素
1.4.6 眩光 眩光的应用—— 大卫魔术：消失的自由女神像
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思考与讨论：看电视时，房间全黑好，还是有一定的亮度好？
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作业：“光与建筑”课程论文
要求：选择一个你喜欢的建筑或者身边的建筑，分析其采光。 1.建筑背景介绍。 2.采光方面的优点、缺点， 3.改进措施。 不少于1000字。 必须有相应的图片和分析说明。 可以参考课本及其他资料， 要有自己的独特见解。
反射 吸收透射源自反射比ρ=Φρ/Φ 投射比τ=Φτ/Φ 吸收比α=Φα/Φ
所以， ρ+τ+α＝1
8
材料名称
ρ
大白粉刷
0.75
白色乳胶漆 0.84
白色调和漆 0.70
乳黄色调和漆 0.70
白水泥
0.75
水泥砂浆抹面 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
部分建筑材料的反光系数ρ
其最早由黑川纪章提出
26
建筑大师黑川纪章的灰空间 27
“竹屋”中灰空间的应用
建筑师：隈研吾 | 日本
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第一部分 光学基础知识
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。
ρ
材料名称
ρ
0.30
灰黑色大理石 0.10
0.24
灰白色大理石 0.50
0.78
白色水磨石 0.70
0.08
塑料贴面板 0.30
0.32
木板、胶合板 0.50
0.60
广漆地板
0.13
材料名称
ρ
菱苦土地面 0.19
混凝土地面 0.32
沥青地面
0.13
铸铁、钢板地面 0.19
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第一部分 光学基础知识
1. 3 材料的光学性质
光线经过反射或透射后，光线在反射或 透射方向有最大亮度，其他方向也有一定 亮度。
——较光滑的纸（铜版纸）、油漆表面都 类似于此类材料。
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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
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第一部分 光学基础知识
时间：2009.4.22（第九周周三）
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无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
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1.4.5 识别时间 眼睛在观看物体时，只有当该物体发出 足够的光能，形成一定的刺激量，才能 产生视觉感觉。 亮度*时间=常数（帮森-罗斯科定律）
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第一部分 光学基础知识
1. 4 视度及其影响因素
1.4.5 识别时间 明适应与暗适应
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第一部分 光学基础知识
1. 4 视度及其影响因素
1.4.5 识别时间 灰空间：其本意是指建筑与其外部环境之 间的过渡空间，以达到室内外融和的目的 ，比如建筑入口的柱廊、檐下等。也可理 解为建筑群周边的广场、绿地等。
光线经过定向反射或透射后，比原有的 光源的亮度和发光强度有所降低。
亮度：Lτ=L×τ，Lρ＝L×ρ 光强：Iτ=I×τ，Iρ＝I×ρ
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第一部分 光学基础知识
1. 3 材料的光学性质
1.3.1光的反射比ρ、吸收比α和透射比τ 1.3.2定向反射 定向透射 1.3.3扩散反射 扩散透射 （1）均匀扩散材料