建筑物理復(fù)習(xí)(建筑光)(共9頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第七章 建筑光學(xué)基本知識(shí)1. 基本光度單位光通量：光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的以人眼感覺為基準(zhǔn)的能量。光通量由下式計(jì)算： （7-1）式中，光通量，單位為流明（lm）；輻射通量的光譜分布（W）；光譜光視效率，可由圖7-4或附表1中的查出。最大光譜光視效能，在明視覺時(shí)為683 lm/W。計(jì)算時(shí)，光通量通常采用下式得到： （7-2）式中，波長(zhǎng)為的輻射通量（W）。單位： 光瓦或流明（lm） 1光瓦= 683 lm發(fā)光強(qiáng)度：空間中的光的分布狀況，就是光通量的空間密度，常用符號(hào)來表示。單位為坎德拉，符號(hào)為cd。立體角：光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度是該光源在該方向的立體角元內(nèi)傳輸?shù)墓馔?/p>

2、除以該立體角之商，發(fā)光強(qiáng)度的符號(hào)為。點(diǎn)光源在某方向上的立體角元內(nèi)發(fā)出的光通量為時(shí)，則該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為：當(dāng)角方向上的光通量均勻分布在立體角內(nèi)時(shí)，則該方向的發(fā)光強(qiáng)度為： （7-4）照度: 對(duì)于被照面而言，常用落在其單位面積上的光通量多少來衡量它被照射的程度，這就是照度。符號(hào)為。它表示被照面上光通量的密度。表面上一點(diǎn)照度是入射在包含該點(diǎn)面元上的光通量除以該面元面積之商，即：當(dāng)光通量均勻分布在被照表面上時(shí)，則此被照面各點(diǎn)的照度均為 （7-5）照度單位為勒克斯，符號(hào)為lx，等于1 lm的光通量均勻分布在1m2的被照面上。發(fā)光強(qiáng)度和照度的關(guān)系:1點(diǎn)光源垂直入射到被照表面。如左圖，根據(jù)、和可得： （7-

3、6）上式表明，某表面的照度與點(diǎn)光源在這方向的發(fā)光強(qiáng)度成正比，與距光源的距離的平方成反比。此為計(jì)算點(diǎn)光源照度的基本公式，稱為距離平方反比定律。2點(diǎn)光源入射角為（光源射線與被照面法線所成角）。如右圖，根據(jù)、 得： 即： （7-7）它表示：表面法線與入射光線成角處的照度，與它至點(diǎn)光源的距離平方成反比，與光源在方向的發(fā)光強(qiáng)度和入射角的余弦成正比。亮度: 發(fā)光體在視線方向上單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。其符號(hào)為，計(jì)算公式為： 式中，由給定點(diǎn)處的束元傳輸?shù)牟o定方向立體角元內(nèi)傳播的光通量； 包含給定點(diǎn)處的射束截面積；射束截面法線與射束方向間的夾角。當(dāng)角方向上射束截面的發(fā)光強(qiáng)度均相等時(shí)，角方向的亮度為： （

4、7-8）亮度的常用單位為坎德拉每平方米(cdm2)，它等于1平方米表面上，沿法線方向(0°)發(fā)出1坎德拉的發(fā)光強(qiáng)度。另一單位為熙提（sb），1sd=104 cdm2照度和亮度的關(guān)系:如右圖，設(shè)為各方向亮度都相同的發(fā)光面，為被照面。在上取一微元面積，由于其尺寸和它距離被照面間的距離r相比很小，故可視為點(diǎn)光源。微元發(fā)光面積dA1射向O點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度為，則其在上的O點(diǎn)形成的照度為： （1）對(duì)微元發(fā)光面積而言，根據(jù)亮度和光強(qiáng)的關(guān)系7-8式得： （2）由1、2式得： （3）又因?yàn)闉槲⒃鎸?duì)O點(diǎn)所張開的立體角，故有整個(gè)發(fā)光面在O點(diǎn)形成的照度為：因光源在各方向的亮度相同，則 （7-9）這就是立體角投

5、影定律。它表示某一亮度為的發(fā)光面在被照面上形成的照度值的大小，等于這一發(fā)光面的亮度與該發(fā)光面在被照射點(diǎn)上形成的立體角的投影（）的乘積。2. 材料的光學(xué)性質(zhì)光的反射、吸收和透射光的規(guī)則反射和透射擴(kuò)散反射和透射漫射材料表面的亮度可有下列公式計(jì)算：對(duì)于漫反射材料： cd/m2對(duì)于漫透射材料： cd/m2漫射材料的最大發(fā)光強(qiáng)度在表面的法線方向，其他方向的發(fā)光強(qiáng)度和法線方向的值有如下關(guān)系：為表面法線和某一方向間的夾角，這一關(guān)系式稱為“郎伯余弦定律”。3.可見度及其影響因素可見度：就是人眼辨認(rèn)物體存在或形狀的難易程度，故以前又將其稱為視度。室內(nèi)應(yīng)用時(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)觀察條件下恰可感知的標(biāo)準(zhǔn)視標(biāo)的對(duì)比或大小定義。室

6、外應(yīng)用時(shí)，以人眼恰可看到標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的距離定義，故常稱為能見度。影響可見度的因素：亮度、大?。ㄎ锛南鄬?duì)尺寸）、亮度對(duì)比、識(shí)別時(shí)間和眩光等。4.顏色顏色形成光源色：由光源發(fā)出的色刺激。物體色：被感知為物體所具有的顏色。它是由光被物體反射或透射后形成的。分類和屬性無彩色：在知覺意義上是指無色調(diào)的知覺色，由從白到黑一系列中性灰色組成。有彩色：在感知意義上是指所感知的顏色具有色調(diào)，它由除無彩色以外的各種顏色組成。任何一種有彩色的表觀顏色，均可按照三種獨(dú)立的屬性分別加以描述：色調(diào)（色相）、明度、彩度。色調(diào)：是各彩色彼此相互區(qū)分的視感覺特性。各種單色光在白色背景上呈現(xiàn)的顏色。可見光譜不同波長(zhǎng)的輻射，在視覺上

7、表現(xiàn)為各種色調(diào)。明度：是顏色相對(duì)明暗的視感覺特性。彩色光的亮度愈高，人眼愈感覺明亮，它的明度就愈高。無彩色只有明度這一個(gè)顏色屬性的差別。彩度：是彩色的純潔性。可見光譜的各種單色光彩度最高。顏色混合色度學(xué)中將 紅（700nm）、綠（546.1nm)、藍(lán)（435.8nm)稱為加色法三原色。青色（減紅）、品紅色（減綠）、黃色（減藍(lán)）為減法三原色。5.顏色定量CIE 1931 標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)這一系統(tǒng)的特點(diǎn)是用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法來計(jì)算和規(guī)定顏色。使用這一系統(tǒng)，任何一種顏色都能用兩個(gè)色坐標(biāo)在色度圖上表示出來。孟塞爾表色系統(tǒng)孟塞爾（A·H·Munsell）創(chuàng)立的表色系統(tǒng)按顏色的三個(gè)基本屬性：色

8、調(diào)（符號(hào)H），明度（V）和彩度（C）對(duì)顏色進(jìn)行分類與標(biāo)定它是目前國(guó)際通用的物體色表色系統(tǒng)。光源的顯色性定義：就是照明光源對(duì)物體色表（色表與色刺激和材料質(zhì)地有關(guān)的顏色的主觀表現(xiàn)）的影響（該影響是由于觀察者有意識(shí)或無意識(shí)地將它與標(biāo)準(zhǔn)光源下的色表相比較而產(chǎn)生的），它表示與參考標(biāo)準(zhǔn)光源相比較時(shí)，光源顯現(xiàn)物體顏色的特性。 光源色顯色性采用顯色指數(shù)來度量。第八章 天然采光1.光氣候光氣候：所謂光氣候就是太陽(yáng)直射光、天空漫射光合地面反射光形成的天然光平均狀況。1 太陽(yáng)直射光：太陽(yáng)光穿過大氣層時(shí)，一部分透過大氣層到達(dá)地面，稱為直接光。它形成的照度高，并具有一定的方向，在物體背后出現(xiàn)明顯的陰影。2 天空漫射光：

9、太陽(yáng)光中一部分碰到大氣層中的空氣分子、灰塵、水蒸氣等微粒，產(chǎn)生多次反射，形成天空擴(kuò)散光。它使天空具有一定亮度，這部分光形成的照度較低，沒有一定方向，不能形成陰影。3 地面反射光：太陽(yáng)直射光合天空漫射光射到地球表面上后產(chǎn)生反射光。分區(qū)：采光系數(shù)概念：采光系數(shù)，它是在全陰天空漫射光照射下，室內(nèi)給定平面上的某一點(diǎn)由天空漫射光所產(chǎn)生的照度（）與室內(nèi)某一點(diǎn)照度同一時(shí)間、同一地點(diǎn)，在室外無遮擋水平面上由天空漫射光所產(chǎn)生的照度（）的比值： （8-3）2.窗洞口（采光口）側(cè)窗特點(diǎn)：采光量：窗口面積相等時(shí)，正方形窗口最高，豎長(zhǎng)方形次之，橫長(zhǎng)方形最少。照度均勻性：豎長(zhǎng)方形在房間進(jìn)深方向均勻性好，橫長(zhǎng)方形在房間寬度

10、方向較均勻（如右圖），而方形窗居中。1影響采光均勻性的因素：進(jìn)深方向主要是窗位置高低、橫向主要因素是窗間墻。2影響采光量的主要因素：側(cè)窗尺寸、位置天窗矩形天窗：主要有縱向矩形天窗、梯形天窗、橫向矩形天窗和井式天窗等。鋸齒形天窗：鋸齒形天窗屬單面頂部采光。平天窗3.采光設(shè)計(jì)4 采光計(jì)算側(cè)窗采光計(jì)算圖例如下： 計(jì)算點(diǎn)P的選?。?jiǎn)蝹?cè)采光點(diǎn)應(yīng)選在離內(nèi)墻1m處，下圖（a）；多跨建筑的邊跨為側(cè)窗采光時(shí)，計(jì)算點(diǎn)應(yīng)定在邊跨與鄰近中間跨的交界處，如下圖（c）。雙側(cè)采光。下圖（b）對(duì)稱雙側(cè)；下圖(c)不對(duì)稱雙側(cè)，含高側(cè)窗；下圖（d)不對(duì)稱雙側(cè)，且次窗窗下沿未與工作面處于同一水平面。頂部采光計(jì)算計(jì)算點(diǎn)P的選取：對(duì)于

11、多跨度連續(xù)矩形天窗，其天窗采光分區(qū)計(jì)算點(diǎn)可定在量跨交界的軸線上（見上圖a）； 平天窗采光分區(qū)計(jì)算點(diǎn)（見上圖b）。 多跨連續(xù)鋸齒形天窗，其采光的分區(qū)計(jì)算點(diǎn)可定在兩相鄰天窗的交界線上（見上圖c）。 第九章 建筑照明1.電光源分類：熱輻射光源、氣體放電光源、固體發(fā)光光源。發(fā)光機(jī)理用通電的方法加熱玻璃殼內(nèi)的燈絲，導(dǎo)致燈絲產(chǎn)生熱輻射而發(fā)光的光源。氣體放電燈沒有燈絲，它是借助兩極之間氣體激發(fā)而發(fā)光，稱為冷光源。實(shí)際是一個(gè)PN結(jié)，基本工作原理是一個(gè)電光轉(zhuǎn)換過程。2.燈具配光曲線：光強(qiáng)體被通過對(duì)稱軸的垂直平面所截出的曲線稱為配光曲線。配光曲線上的每一點(diǎn)表示燈具在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度。知道燈具對(duì)計(jì)算點(diǎn)的投光角，就

12、可查到相應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度，利用公式（7-7）可求出點(diǎn)光源在計(jì)算點(diǎn)上形成的照度。注意：通常以光源的光通量為1000lm為基準(zhǔn)繪制配光曲線，對(duì)光通量不是1000lm的光源，需要加以修正。對(duì)于非對(duì)稱配光的燈具，需要一組配光曲線來表示不同剖面的配光情況。遮光角定義：燈罩邊緣到發(fā)光體邊沿的連線與水平線的夾角就是遮光角（如圖），可表示燈罩遮光的程度。例：圖a中的遮光角可表示為：遮光角越大，眩光程度大大衰減。然而，但對(duì)透明燈罩而言，由于本身具有一定亮度仍可形成眩光，這時(shí)則應(yīng)該限制其表面亮度值。燈具效率定義：在規(guī)定條件下，燈具發(fā)出的總光通量與燈具內(nèi)所有光源在燈具外按照規(guī)定條件發(fā)出的全部光通量之比稱為燈具效率，也稱

13、為燈具光輸出比，即：光源裝入燈具后，它的光通量輸出將受到限制，燈具本身也將吸收部分光能，所以。燈具效率與燈具的形狀、所用的材料和光源在燈具內(nèi)位置有較大關(guān)系。分類一般可以分為直接、半直接、均勻漫射、半間接、間接等五種類型。3.室內(nèi)工作照明以滿足視覺工作為主的室內(nèi)照明稱為室內(nèi)工作照明。為突出藝術(shù)效果的照明稱為室內(nèi)外環(huán)境照明。工作照明設(shè)計(jì)的步驟有： 1.選擇照明方式; 2.照明標(biāo)準(zhǔn); 3.選擇合適的光源和燈具; 4.燈具布置.照明方式照明方式一般分為:一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明、混合照明。圖為不同照明方式的照度分布。照明標(biāo)準(zhǔn)照明數(shù)量：建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。照明質(zhì)量：影響照明質(zhì)量的主要因素：眩光、光

14、源顏色、照明均勻度、反射比。4.照明計(jì)算利用系數(shù)法：這種方法是從平均照度的概念出發(fā)，利用系數(shù)就等于光源實(shí)際投射到工作面上的有效光通量（）和全部燈的額定光通量（）之比，這里為燈的個(gè)數(shù)。利用系數(shù)法的基本原理圖如下。從某個(gè)光源發(fā)出的光通量中，在燈罩內(nèi)損失了一部分。當(dāng)射入室內(nèi)空間時(shí)，一部分直達(dá)工作面（），形成直射光照度；另一部分射到室內(nèi)其他表面上，經(jīng)過一次或多次反射才射到工作面上（），形成反射光照度。光源實(shí)際投射到工作面上的有效光通量為：越大，表示光源發(fā)出的光通量被利用的越多，利用系數(shù)值越大，即： （9-4）值的大小與下列因素有關(guān)：燈具類型和照明方式。燈具效率。房間尺寸。（如圖：同一燈具，放在不同尺度房間內(nèi)就不同，寬而矮的房間內(nèi)，就大）。用室空間比（RCR）來表征這一特性： （9-5）其中燈具至工作面高度，m；，房間的長(zhǎng)和寬。室內(nèi)頂棚、墻、地