建筑光学基础知识-精
第八章 建筑光学基本知识
物体色的颜色光的减法混合（青色、品红、黄色） 颜色定量
CIE1931标准色度系统
在色品图8-32上，光谱轨迹上光谱色彩度最高；一种颜色的坐标点距光谱轨迹愈近，它
的彩度愈高，颜色愈纯；如距E点（白点）愈近，则彩度愈低，颜色愈淡。
CIE1931色品图准确地表示了颜色视觉的基本规律和颜色混合的一般规律，故也可以称
光源显色性指的是与参考标准光源相比较时，光源显现物体颜色的特性。 光源的显色性采用显色指数来度量，并用一般显色指数（符号Ra）和特殊显色指数（符 号Ri）表示。光源对某一选定的标准颜色样品的显色指数称为特殊显色指数，而光源对 CIE规定的8种颜色的特殊显色指数的平均值则称为一般显色指数。
避免眩光
眩光就是在视野中由于亮度的分布或范围不适宜，或在空间或时间上存在着极端的亮度
对比，以致引起不舒适和降低物体可见度的视觉条件。 根据眩光对视觉的影响程度分为
失能眩光 降低视觉功效和可见度的眩光称为失能眩光。 不舒适眩光
从形成眩光的过程分为
反射眩光
反射眩光是由视野中的光泽表面的反射所产生的。反射眩光往往难以避开，故
为“物理亮度（或称亮度）”，后者称为“表观亮度（或称明亮度）”。
照度和亮度的关系
这就是常用的立体角投影定律，它表示某一亮度为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。这一定律表明:某一发光表面在被照面上形成的照度，仅和发光表面的亮度及具在被 照面上形成的立体角投影有关。 例题
色温度，简称为光源的色温，并用符号Tc表示，单位是绝对温度（K）。 通常把某一种光源的色品与某一温度的黑体的色品最接近时的黑体温度称为相关色温，
建筑物理基础_06：建筑光学基本知识_61 建筑光学基本知识：基本光度单位_
2
建筑光学
第一章 建筑光学的基本知识
1.1 眼睛与视觉
光的范围
光：能引起人视觉感觉的电磁波，一般波长范围在380~780nm。
3
建筑光学
第一章 建筑光学的基本知识
1.1 眼睛与视觉
人眼的构造与视觉过程 人眼的基本构造
瞳孔：光圈，可以根据环境的明暗程 度自动调节孔径，以控制进入眼睛的 光的数量；
单位被照面积上接收到的光通量的大小
E = d dA
E= A
单位：勒克斯(Lux, lx)、英尺烛光(fc)
1fc=10.76lx=10.76lm/m2
被照表面
照度（lx）
被照表面
朔日星夜地面
0.002 晴天采光良好的室内
望日星夜地面
0.2 晴天室外散射光下地面
读书所需最低照度
30
夏日中午太阳直射地面
建筑光学篇
主要内容
学习目的
了解建筑光学的基本知识； 掌握采光和人工照明基本设计方法； 通过所学知识，在设计中合理解决一些与人体视觉密切
相关的问题，为人们创造良好的光环境。
核心内容
建筑光学的基本知识 采光口的主要形式及优缺点（建筑采光） 主要人工光源、照明的主要方式（建筑照明）
“中央窝”锥状细胞的密度达到最大。 在明环境中起作用，对色觉和视觉敏锐度起决
定作用，人眼据此判别物体的颜色和细部特征 对环境的明暗变化反应迅速； 在暗环境下不起作用
杆状细胞：
分布区域与锥状细胞相反； 在暗环境中起决定作用；只有明暗感觉，没有色感觉和细部感觉； 对环境的明暗变化反应缓慢。
水晶体：透镜，可自动调焦； 视网膜：胶片，上面布满感光细胞。
建筑光环境1光学基本知识
• 眩光就是通常所说的“晃眼”,它会使人感 到刺眼,引起眼睛酸痛、流泪和视力降低， 甚至因明暗不能适应而丧失明视能力。
• 分类
– 失能眩光：如白天眼睛正视太阳、夜间眼睛正视 迎面而来的汽车灯光。
亮度反映该 发光体在人 眼视线方向 上单位面积 发出的发光 强度。
若光源照射 物体N，人看 N。
则照度反映 研究表面接 收到的发光 强度。
亮度反映人 眼感觉到的 研究表面反 射的发光强 度。
5.2 亮度表达式
由于物体表面亮度在各方向不一定相同，与 表面法线成角方向上的亮度（假设角方 向上射束截面A的发光强度 I 均相等时）：
1.视角不变时，对比的不足，可增加照度来弥补。 2.目标愈小（视角愈小），需要的照度愈高。 3.天然光比人工光更有利于视度的提高。
4.识别时间
在一定条件下，亮度×时间＝常数（邦森-罗斯科定律）
即呈现时间越少，越需要更高亮度才能引起视感觉。故识别移 动对象，时间短促而辨认困难时，照度标准需提高。
5.避免眩光
• 混合反射与透射材料—— 同时具有规则和扩散两种 性质
– 与入射角相同的反射角方向 上、与入射方向一致的透射 方向上有最大亮度，其它方 向也有一定亮度
– 例子：光滑的纸、较粗糙的 金属表面、油漆表面及磨砂 玻璃（注意与压花玻璃不同）
– 应用：办公桌表面材质
可见度及其影响因素
人眼辨认物体存在或形状的难易程 度称为可见度（视度） ，定量表示 人眼看物体的清楚程度
（3）视网膜：成像部位，光线经过瞳孔、水晶体在视网 膜上成像。相当于胶卷。视网膜上布满了感光细胞。
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。
建筑光学基本知识
01
假设在表面的一点处有面元dS(图中线AB)，与dS的法线成θ 角方向的发光强度为dIθ ，则dS在这方向的正投影面积为dSCOSθ (图中线CD)。这时眼睛看到的dS上的亮度L为
2、光亮度和视亮度
02
(cd/m2)
式中的亮度称为光亮度（物理亮度），它是一个客观物理量。我们所感受到的物体明亮程度除了与物体表面亮度有关外，还与我们所处的环境的明暗程度有关，称为表观亮度。亮度的主观量，称为视亮度或主观亮度。它是一个心理量，没有量纲。因此光亮度和视亮度是有区别的。
(六)光视效能 眼睛在可见光的范围内眼睛对每一波长的感受性也不是均等的。眼睛对某一波长的光的敏感度称为光视效能。对波长为555nm的黄绿光，眼睛的感受性最高。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λm和λ的两个辐射通量之比，定义为波长λ的单色光的光谱光视效率(也称视见函数)，以V(λ)表示。 λm选在最大比值等于1处，即λ＝555nm处， V(λ) ＝l，其他波长的V(λ)均小于l。这就是明视觉光谱光视效率。在较暗的环境中(适应以λ＝510nm的蓝绿光最为敏感．按照这种特定光环境条件确定的V(λ)函数称为暗视觉光谱光视效率。
为以P点为顶点的dS1所张的立体角
则S1在P点处产生的照度为:
进行积分后得到:
进行换算后得到:
表明发光面在受照面上产生的照度，仅与发光面的亮度及其在受照面上的立体角投影有关，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。
第二节 光度量 光环境的设计与评价离不开定量的分析和说明，这就需要借助于一系列的物理度量来描述光源与光环境的特征。常用的光度量有光通量、照度、发光强度和亮度。 一、光通量 Φ 光通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)。根据这—定义，光通量可以由辐射通量及V(λ)函数导出：
建筑光学基本知识点总结
建筑光学基本知识点总结一、光的基本性质。
1. 光的本质。
- 光是一种电磁波，其波长范围在380 - 780nm之间的电磁波能引起人眼的视觉，称为可见光。
- 光在真空中的传播速度为c = 2.99792458×10^8m/s，在空气中的速度近似等于真空中的速度。
2. 光的度量。
- 光通量（varPhi）- 定义：人眼对光的感觉量为光通量，单位为流明（lm）。
- 例如：一个100W的白炽灯发出的光通量约为1250lm。
- 发光强度（I）- 定义：光源在某一方向上单位立体角内发出的光通量，单位为坎德拉（cd）。
I=(varPhi)/(ω)，其中ω为立体角。
- 点光源向四周均匀发光时，在球心处发光强度I=(varPhi)/(4π)。
- 照度（E）- 定义：被照面单位面积上接受的光通量，单位为勒克斯（lx）。
E = (varPhi)/(A)，A为被照面面积。
- 例如：晴天中午室外地面照度可达100000lx，而夜间室内照度可能只有50 - 100lx。
- 亮度（L）- 定义：发光体（反光体）表面在某一方向上单位投影面积单位立体角内发出（反射）的光通量，单位为坎德拉每平方米（cd/m^2）。
- 对于漫反射表面，L=(ρ E)/(π)，其中ρ为漫反射系数。
3. 光的传播。
- 直线传播。
- 光在均匀介质中沿直线传播，这是小孔成像等现象的原理。
- 反射。
- 分为镜面反射和漫反射。
- 镜面反射：反射光线遵循反射定律（入射角等于反射角），光滑表面如镜子的反射属于镜面反射。
- 漫反射：反射光线向各个方向，粗糙表面的反射为漫反射，多数建筑材料表面的反射接近漫反射。
- 折射。
- 光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
折射定律为n_1sinθ_1 = n_2sinθ_2，其中n_1、n_2为两种介质的折射率，θ_1、θ_2为入射角和折射角。
- 全反射。
- 当光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角θ_c=arcsin(n_2)/(n_1)时，发生全反射。
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识1、能够引起人视觉感觉的电磁辐射波长范围为380-780nm2、光谱视效率：表示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。
3、视野范围（视场）水平面180°，垂直面130°，上方为60°，下方为70°4、普尔钦效应：在不同的光亮条件下，人眼感受性不同的现象。
5、光通量：人眼对光的感觉量公式：6、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。
7、发光效率：单位辐射通量产生的光通量。
8、发光强度：光源在空间的光通量分布状况，就是光通量的空间分布密度。
公式：9、照度：在被照面单位面积上的光通量多少，表示被照面上的光通量密度。
公式：10、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，公式：11、亮度：视网膜上物像的照度是和发光体在视线方向的投影面积Acosα成反比，以发光体朝视线方向的发光强度成正比，公式：12、定向反射和透射定向反射：光线入射角等于反射角；入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。
玻璃镜、很光滑的金属表面定向透射：如材料的两个表面彼此平行，则透过材料的光线方向和入射方向保持一致。
窗玻璃13、扩散反射和透射均匀扩散材料：将入射光想均匀地向四面八方反射或透射，从各个角度看，其亮度完全想同，看不见光源形象。
氧化镁、石膏、磨砂玻璃；完全均匀扩散透射材料：乳白玻璃、白纸、半透塑料；均匀漫反射材料：将反射光均匀分布在各个方向上，与入射方向无关，砖、混凝土、石膏定向扩散材料：在定向反射（透射）方向，具有最大的亮度，而在其他方向上也有一定亮度。
光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面、釉瓷砖。
14、视度：看物体的清楚程度，影响因素：适当的亮度、物件尺寸、对比、识别时间、避免炫光天然采光1、采用天然采光的原因：人眼在天然光条件下比在人工光下具有更高的视觉功效；在天然光下感到舒适和有益于身心健康。
建筑物理-建筑光学
发光强度 I
➢ 发光强度：表示光源光通量的空间密度
定义：光源在某一方向的发光强度定义为光源在这方 向上单位立体角内发出的光通量(和距离无关)。
单位：坎德拉(candela, cd)
I d d
d
dS r2
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。
3）视野
视野，指当头和眼睛不动时人眼能察觉到的空间范围。视野范围(图)： ①双眼视野在垂直方向的角度约130 。 ，水平方向约180。。 ②单眼视野较小一些，约占总视野中的120 。范围。 ③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
亮度和照度有何区别？照了不一定亮！ 照度相同
反光材料，亮度高
吸光材料，亮度低
23
几个光度量关系示意图
光度学中的4个基本量
第三节 材料的光学性质
▪ 光在同一介质中以直线传播，当遇到介质变化时将发生反射、吸收
和透射现象（图），其中反射光和透射光人眼可见。
▪ 为做好采光和照明设计，还需了解光通量经介质反射和
1）均匀扩散材料
定义: 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.
材料: 反射: 氧化镁,石膏,粉刷
透射: 乳白玻璃,半透明塑料
2）定向扩散材料
定义: 定向扩散材料具有定向和扩散两种性质.它在定向 反射(透射)方向,具有最大亮度,而在其 他方向也有一定 亮度.
建筑光学技术
建筑光学技术建筑光学技术是一种集建筑设计与光学原理于一体的新兴技术，通过科学的光学布局和设计，将光线合理引导和利用，实现建筑内部光线的均匀分布和优化利用，从而达到更好的采光、节能和舒适性效果。
本文将从建筑光学技术的原理、应用和未来发展等方面进行探讨。
一、建筑光学技术的原理建筑光学技术的原理主要包括两个方面，一是天然光线的利用，二是人工光源的设计。
在建筑设计中，通过合理设计建筑的朝向、开窗位置和形式等，使得自然光线能够最大程度地进入建筑内部，减少或避免使用人工光源。
同时，对于需要借助人工光源的部分，利用光学原理设计透光材料、灯具布置等，将光线引导至需要照亮的区域，实现光线的合理利用和传递。
二、建筑光学技术的应用建筑光学技术在实际建筑设计和施工中已经得到广泛应用。
在住宅建筑中，通过合理设计采光窗和光线引导装置，实现室内的采光均匀分布，提高住户的居住舒适度。
在商业建筑中，通过灯光设计和天窗设置，营造出良好的商业氛围和视觉效果，吸引顾客并提升消费体验。
在办公建筑中，通过优化采光设计和照明布局，提高工作人员的工作效率和工作环境舒适度。
三、建筑光学技术的未来发展随着节能环保意识的提高和建筑科技的不断发展，建筑光学技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
未来建筑光学技术将更加注重光线的精准控制和利用，通过智能化系统实现光线的自动调节和节能管理，提高建筑能耗的效率和节约。
同时，建筑光学技术还将结合新材料和新技术的应用，打造出更具创新性和艺术性的光学建筑，为人们创造更舒适、环保的建筑环境。
总结：建筑光学技术作为建筑设计和光学原理的结合，不仅为建筑设计带来了新的理念和方法，同时也为人们的生活和工作环境提供了更好的采光、节能和舒适性体验。
在未来，随着科技的不断进步和人们对建筑环境的需求不断提升，建筑光学技术将继续发挥着重要的作用，为建筑行业的发展带来新的机遇和挑战。
建筑光学复习要点
建筑光学复习要点第2．1章建筑光学基本知识一、光的特性与基本光度单位光的特性：光指的是以电磁波形式传播的辐射，可见光波长为380nm～780nm；在明亮的环境中，人眼对波长为555nm的黄绿色光最敏感，在较暗的环境中，人眼对波长为507nm 的蓝绿色光最敏感。
基本光度单位：光通量、发光强度、照度和亮度光通量Φ——单位时间内发出的可见光的能量，单位lm，Φ= K m∑Φe(λ)V(λ)发光强度Iα——光源在该方向单位立体角内所发出的光通量，单位cd，Iα=dΦ/dΩ照度E——光源落在单位被照面上的光通量，单位lx，E=dΦ/dA，1fc= 10.76lx普通白炽灯在桌面上的照度为几十1x；阴天中午室外照度约1万1x。
亮度Lα——发光表面在视线方向上单位投影面积上的发光强度，单位cd/m2，Lα=Iα/(A·cosα)，荧光灯管亮度0.8-0.9sb，白炽灯几百sb，天空亮度约1sb，太阳20万sb 基本光度量间的关系：平方反比余弦定律E =Iα·cos i / r2 ;立体角投影定律E=Lα·Ω·cosi发光强度与观测点的距离无关；照度与距离的平方成反比。
二、装饰材料的光学性质光在传播过程中遇到介质(如玻璃、墙等) 时，会发生反射、吸收和透射现象。
规则（定向）反射：光线射到光滑的不透明材料表面时发生，玻璃镜、磨光的金属等。
反射亮度和反射发光强度为，Lρ=L·ρ，Iρ=I·ρ规则（定向）透射：光线照到光滑的透明材料上时发生。
玻璃、有机玻璃等。
透射亮度和透射发光强度为，Lτ=L·τ，Iτ=I·τ漫反射（均匀扩散反射）：大部分粗糙、无光泽的建材将入射光线均匀地向半空间反射，石膏、粉刷和砖墙等，材料表面的发光强度Iθ=I0cos i，扩散亮度Lρ=E·ρ/π（cd/m2）漫透射（均匀扩散透射）：半透明材料使入射光线均匀地向半空间透射，乳白玻璃、半透明塑料等，透射亮度Lτ=E·τ/π（cd/m2）=E·τ（asb）混合反射和透射：混合（定向扩散）反射材料如油漆、较粗糙的金属表面等；混合（定向扩散透射）透射材料如磨砂玻璃等。
建筑光学基本知识
点光源发光强度与照度的关系
例1：如图所示，在桌面上方2m处挂一带搪瓷伞 罩的40W白炽灯，求灯下桌面点1处照度E1， 及点2处照度E2值。
亮度
定义: 发光体在视线方向单位面积上的发光强度
计算公式: 由于一个发光体在视网膜上成像所形成的视感 觉与视网膜上物像的照度成正比，物像的照度越大，我们感 觉越亮；而该物像的照度与发光体在视线方向的投影面积成 反比，与发光体在视线方向的发光强度成正比，故有： Lą=Ią／(Scosą) 式中 Lą—发光体沿ą方向的表面亮度（cd/m2)； Ią—发光体沿ą方向的发光强度（cd)； Scosą —发光体在视线方向上的投影面（m2)； 在所有的光度量中，亮度是唯一直接引起眼睛视感觉的 量。
例2：已知水银灯发出各种波长单色光的辐射通量值，试计算其光 通量。
波长λ （nm) 365 406 436 546 578 691 合计
单色辐射通量Pλ ,W 2.2 4.0 8.4 11.5 12.8 0.9 39.8
光谱光效率Vλ ---
0.0007 0.018 0.948 0.889 0.0076
视觉状况 明视觉
起作用的细胞 锥状细胞
最大视觉 响应光谱
555nm
特点 能够辨认很小的细节，并且有颜色感觉
中介视觉
杆状细胞
暗视觉 锥状细胞、杆状细 胞共同作用
507nm
1、察觉物体中心凹的部分与察觉边缘一样容易 2、开始感觉到颜色 3、不同颜色的相对明亮度发生变化，尤其是红 色比蓝色更强
1、只有明暗感觉而无颜色感觉 2、用视觉中心观察物体时不如眼角观察时清楚
E=LąS1cosącosθ ／r2
例1：已知某客厅的面积为4.4mX5.6m=24.64m2，该厅天花高为 2.6m，正中装有表面积为1mX1.5m=1.5m2、亮度为 1X103cd/m2的槽灯，试求槽灯的正下方及四个墙角处的照 度。
建筑光学-6建筑光学基本知识
三、照度
照度E是受照平面上接受的光通量密度，单位勒 [克斯]（lx） 。 若照射到无限小面积上的光通量为d，该被照 面面积为dA，则E＝d/dA 当光通量均匀分别在被照表面A上时，则此被照 面的照度为：E＝/A
28
勒（lx）是一个较小的单位。 夏季中午日光下，地平面上 照度可达105lx；在装有40瓦白 炽灯的书写台灯下看书，桌 面照度平均为200～300 lx；月 光下的照度只有几个lx。
第二篇 建筑光学
1
人类的生活时时刻刻离不开光 。光辐射引起人的视觉，人才 能看清他周围的环境；人从外 界获得的信息约有80%来自光 和视觉。所以，无论是白天还 是晚间，舒适的光环境对任何 人都是至关重要的。
2
光环境的内涵很广，它 指的是由光（照度水平 和分布，照明的形式和 颜色）与颜色（色调， 色饱和度，颜色分布， 颜色显现）建立的生理 和心理环境。
积发出的发光强度，单位cd/m2
Lα ＝Iα/A cos α
34
把直观看一个物体表面发光的属性称为“表观亮度”， 这是一个心理量，没有量纲。它与“亮度”这一物理量 有一定的相关关系。
上面定义的光亮度是一个物理量，它与视觉上对明暗的直 观感受还有一定的区别。
例如在白天和夜间看同一盏交通信号灯时，感觉夜晚灯的
16
三、视野
当头和眼睛不动时，人眼能察觉到的空间范围叫视野。
受到眼睛结构以及
Байду номын сангаас
在面部位置的影响，
眼睛的视看范围是
有局限的。
17
三、视野
视觉清楚区 域
人双眼不动的视觉范围：水平 180°，垂直130°，上方60°， 下方70°。
遮挡区域
双眼共同视 看范围
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780nm
780nm
Φ 380nm Φd 380nm KmΦe,V ( )d
或
Φ Km Φe,λV ( )
例如：通过下列数据计算水银灯的光通量。
波长=365、406、436、546、578、691nm
单色辐射通量 e,=2.2、4.0、8.4、11.5、12.8、0.9W
光谱光视效率
V()=×、0.0007、0.018、0.984、0.889、0.0076
白色区域：双眼共同
700
视看区域。
1800
180°
500
• 300 100
100
300
500
斜线区域：单眼视看
区域。
2100
中心视野：黄斑 2 °
70°
视觉清楚：中心视野 向外30 °
2400
3000
2700
人眼视野范围
300
700 00
0°
3300
视觉：由进入人眼的辐射所产生的光感觉而获得的对外界 的认识。
Φ 683 (4.0 0.0007 8.4 0.018 ) 15610.7(lm)
二、发光强度 1.立体角
立体角Ω ：球面上的某一面积A对球心形成的空间角。
A Ω r2
一般情况下
Ω
cosdA
A r2
立体角的单位：sr（球面度）
A
B
r OΩ A
D
C
整个空间对某点所张的立体角为4。
2.发光强度 发光强度I：描述光通量的空间分布的物理量。
网膜上形成脉清络膜晰的影象。
视神经，再传至大脑，
它起照相机的透镜作用，
产生视觉感觉。
不过水晶体具有自动聚
黄斑
焦功能。
位于视网膜上的光感受器有两种类型，分别对不同波长的 光波起作用，产生不同类型的视觉。
锥体视觉：当人眼在正常光照情况时，锥体细胞将成为运 作的光感受器。此时人们看到的光是有色的。在视网膜中央 的中心集中了大量的锥体细胞，它们被用于观察细部。
1.影响工作效率
室内光环境
2.影响心理舒适，身体健康
室内装饰照明
3.美化环境，表现建筑艺术
重庆市朝天门夜景
4.节能，保护环境
照明用电量示意图
以上海用电量为例： 年用电量为1400亿度，其中照
明用电量为392亿度电(28%)。
如果照明节能50%，则节约 196亿度电，减少二氧化碳56万 吨。
§4-1 眼睛与视觉
中间视觉：介于明视觉和暗视觉之间的视觉。
人眼对单色光的敏感程度不同。
在光亮环境下，人眼对波长为555nm的黄绿光感觉最敏感； 在较暗的环境下，人眼对波长为507nm的蓝绿光较敏感。
3.光谱光视效率
光谱光视效率
人眼观看同样功率的辐
紫
蓝 紫
蓝
蓝 绿
绿
黄 绿
黄
橙
红
射，对不同波长的辐射感
1.0 V′ ()
dΦ I dΩ
光能量在空间均匀分布的般情况下
杆体视觉：当人眼在非常低的照度水平条件下，杆体细胞 将作为运作的光感受器。这些杆体细胞要比锥体细胞敏感得 多，而看到的光是无色的。
杆体细胞聚集在视网膜的边上，使得眼睛对于视野边缘的 运动非常敏感。
二、人眼的视觉特点
900
1200
600
1.视看范围（双眼不动）：
60°
水平面：180°
1500
垂直面：130°
0.9 暗视觉
V()
觉的明亮程度不同。常用 0.8
明视觉
0.7
光谱光视效率曲线来表示。
0.6
0.5
光谱光视效率曲线代
0.4
0.3
表等能光谱波长 的单色 0.2
辐射所引起的明亮感觉
0.1
程度。
0.0
380
460
540
620
700
780
§4-2 基本光度单位及应用
本节要点： 1.光通量、发光强度、照度、亮度的符号、单位、定义
本节要点： 1. 人眼的构造； 2.人眼的视觉特点； 3.光谱光视效率。
一、人眼的构造
房视水网膜：光线经过瞳
角膜
锥体细胞主要集中在孔视、网瞳水膜孔晶的体中在央视黄网斑膜区上
虹膜
域（称为中央水窝晶体），锥聚体焦细成胞清密晰度的最影大象，。在它
水晶体：为一偏黄球斑形区外锥体细胞的密是度眼急睛剧的下视降觉。感睫状受肌 部分，
光谱光视效率
V()描述了某光源辐射通量经过人眼后反映的效率。
例如：低压钠光灯发出波长为589nm的单色光，测得其辐射 通量为10.3W，从光谱光视效率曲线查得V (589nm)=0.78，则 该光源发出的光通量为
Φ KmΦe,V ( ) 68310.3 0.78 5487(lm)
光通量与辐射通量的关系：
处于放松姿态，坐着的人的视野示意图
2.明暗视觉 明视觉：锥体细胞在明亮环境下对色觉和视觉的敏锐度起
决定作用，即这时它能分辨出物体的细部和颜色，并对环境 的明暗变化作出迅速的反应，以适应新的环境。
暗视觉：杆状细胞在黑暗环境中对明暗感觉起决定作用， 它虽能看到物体，但不能分辨其细部和颜色，对明暗变化的 反应缓慢。
建筑光学材料
第四章 建筑光学基础知识
光是一种电磁辐射能，是能量的一种形式。 可见光的波长范围：380nm～780nm。
波长>780nm的电磁波是红外线、微波、无线电波等。 波长<380nm的电磁波是紫外线、X射线等。
建筑光学：研究与建筑有关的光的性质和光的视觉性质、 天然采光和人工照明等。
光的作用：
和计算公式； 2.发光强度和照度关系； 3.照度和亮度关系。
光源 光通量
光线
发光强度I
亮度L
照度E 被照面
一、光通量 辐射通量Φe,：光源在单位时间内向各个方向辐射的能量。 辐射通量的单位：W 光的辐射通量只表示光源辐射功率的大小，不能反映这些能
量所引起的主观视觉。
2灯辐射通量均为 1W，这时对人的感 觉是不一样的。
的状肌弹收性右眼剖缩透明或明体放暗瞳，松程孔它的向度：受影外在，虹睫响，中自膜，光其央动中轴密窝调央度处节的迅几其圆速乎孔形增没径孔加有，，视 类视，杆以它轴似 网在状控可照膜离细制根相上中胞进据机布央，入环中满窝自眼境的了附中球的玻胶感近央璃卷光达窝体细。 使变同其的其形外屈面图状界光改度景巩膜的变，物光，使都能从远能最数而近在大量改不视密，度起，照然相后机又中逐光中渐圈央胞胞产窝减的— 。 生少作锥光神。用体线经。和射冲杆到动体它，感们传光上输细面到
光通量Φ：人眼对光能量的感觉量。 光通量的单位：lm
例如：100W的白炽灯辐射的光通量为1250lm；40W的日光 灯辐射的光通量为2200lm。
光通量类似于喷水量的大小
单色光光通量与辐射通量的关系：
Φ KmΦe,V ( )
波长为λ的辐射通量（W）
最大光谱光视效能， 在明视觉时为683lm/W