建筑物理復(fù)習建筑光

第七章建筑光學基本知識基本光度單位①光通量：光源在單位時間內(nèi)發(fā)射出的以人眼感覺為基準的能量。光通量由下式計算：Kmde()V()d（）d7-10式中，——光通量，單位為流明（lm）；de()——輻射通量的光譜散布（W）；V()——光譜光視效率，可由圖7-4或附表1中的y()查出。Km——最大光譜光視效能，在明視覺時為683lm/W。計算時，光通量往常采納下式獲得：Kme,V()（7-2）式中，e,——波長為的輻射通量（W）。單位：光瓦或流明（lm）1光瓦=683lm②發(fā)光強度：空間中的光的散布狀況，就是光通量的空間密度，常用符號I來表示。單位為坎德拉，符號為cd。dAcos立體角：dr2光源在給定方向上的發(fā)光強度是該光源在該方向的立體角元d內(nèi)傳輸?shù)墓馔縟除以該立體角之商，發(fā)光強度的符號為I。點光源在某方向上的立體角元d內(nèi)發(fā)出的光通量為d時，則該方向上的發(fā)光強度為：當角方向上的光通量均勻散布在立體角內(nèi)時，則該方向的發(fā)光強度為：I（7-4）③照度:關(guān)于被照面而言，常用落在其單位面積上的光通量多少來權(quán)衡它被照耀的程度，這就是照度。符號為E。它表示被照面上光通量的密度。表面上一點照度是入射在包括該點面元上的光通量d除以該面元面積dA之商，即：當光通量均勻散布在被照表面A上時，則此被照面各點的照度均為E（7-5）A照度單位為勒克斯，符號為lx，等于1lm的光通量均勻散布在1m2的被照面上。④發(fā)光強度和照度的關(guān)系:1．點光源垂直入射到被照表面。如左圖，依據(jù)E、I和A可得：Ar2II（7-6）Er2A上式表示，某表面的照度E與點光源在這方向的發(fā)光強度I成正比，與距光源的距離r的平方成反比。此為計算點光源照度的基本公式，稱為距離平方反比定律。2．點光源入射角為i（光源射線與被照面法線所成角）。如右圖，依據(jù)A1E1A2E2、A1A2cosi得：E2E1cosiI即：Ecosir2（7-7）它表示：表面法線與入射光芒成i角處的照度，與它至點光源的距離平方成反比，與光源在i方向的發(fā)光強度和入射角i的余弦成正比。⑤亮度:發(fā)光體在視野方向上單位投影面積上的發(fā)光強度。其符號為L，計算公式為：式中，d2——由給定點處的束元dA傳輸?shù)牟ńo定方向立體角元d內(nèi)傳播的光通量；dA——包括給定點處的射束截面積；——射束截面法線與射束方向間的夾角。當角方向上射束截面A的發(fā)光強度I均相等時，角方向的亮度為：LI（7-8）gAcos亮度的常用單位為坎德拉每平方米(cd／m2)，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)光強度。另一單位為熙提（sb），1sd=104cd／m2⑥照度和亮度的關(guān)系:如右圖，設(shè)A1為各方向亮度都同樣的發(fā)光面，A2為被照面。在A1上取一微元面積dA1，因為其尺寸和它距離被照面間的距離r對比很小，故可視為點光源。微元發(fā)光面積dA1射向O點的發(fā)光強度為dI，則其在A2上的O點形成的照dI度為：dEcosi（1）r2對微元發(fā)光面積dA1而言，依據(jù)亮度和光強的關(guān)系7-8式得：dILdA1cos（2）由1、2式得：dELdA1coscosi（3）r2又因為dA1cos為微元面dA1對O點所張開的立體角d，故有dELdcosir2整個發(fā)光面在O點形成的照度為：ELdcosi因光源在各方向的亮度同樣，則ELcosi（7-9）這就是立體角投影定律。它表示某一亮度為L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L與該發(fā)光面在被照耀點上形成的立體角的投影cosi）的乘積。資料的光學性質(zhì)①光的反射、汲取和透射②光的規(guī)則反射和透射③擴散反射和透射漫射資料表面的亮度可有以下公式計算：關(guān)于漫反射資料：LEcd/m2關(guān)于漫透射資料：LEcd/m2漫射資料的最大發(fā)光強度在表面的法線方向，其余方向的發(fā)光強度和法線方向的值有以下關(guān)系：i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.可見度及其影響要素①可見度：就是人眼辨識物體存在或形狀的難易程度，故從前又將其稱為視度。室內(nèi)應(yīng)用時，以標準察看條件下恰可感知的標準視標的對照或大小定義。室外應(yīng)用時，以人眼恰可看到標準目標的距離定義，故常稱為能見度。②影響可見度的要素：亮度、大小（物品的相對尺寸）、亮度對照、辨別時間和眩光等。4.顏色①顏色形成光源色：由光源發(fā)出的色刺激。物體色：被感知為物體所擁有的顏色。它是由光被物體反射或透射后形成的。①分類和屬性無彩色：在知覺意義上是指無色彩的知覺色，由從白到黑一系列中性灰色構(gòu)成。有彩色：在感知意義上是指所感知的顏色擁有色彩，它由除無彩色之外的各樣顏色構(gòu)成。任何一種有彩色的表觀顏色，均可依據(jù)三種獨立的屬性分別加以描繪：色彩（色相）、明度、彩度。①色彩：是各彩色相互互相劃分的視感覺特征。各樣單色光在白色背景上體現(xiàn)的顏色?？梢姽庾V不一樣波長的輻射，在視覺上表現(xiàn)為各樣色彩。②明度：是顏色相對明暗的視感覺特征。彩色光的亮度愈高，人眼愈感覺光亮，它的明度就愈高。無彩色只有明度這一個顏色屬性的差異。③彩度：是彩色的貞潔性?？梢姽庾V的各樣單色光彩度最高。③顏色混淆色度學中將紅（700nm）、綠（546.1nm)、藍（435.8nm)稱為加色法三原色。青色（減紅）、品紅色（減綠）、黃色（減藍）為減法三原色。5.顏色定量CIE1931標準色度系統(tǒng)這一系統(tǒng)的特色是用嚴格的數(shù)學方法來計算和規(guī)定顏色。使用這一系統(tǒng)，任何一種顏色都能用兩個色坐標在色度圖上表示出來。②孟塞爾表色系統(tǒng)孟塞爾（A·H·Munsell）創(chuàng)辦的表色系統(tǒng)按顏色的三個基本屬性：色彩（符號H），明度（V）和彩度（C）對顏色進行分類與標定．它是當前國際通用的物體色表色系統(tǒng)。③光源的顯色性定義：就是照明光源對物體色表（色表——與色刺激和資料質(zhì)地相關(guān)的顏色的主觀表現(xiàn)）的影響（該影響是因為察看者存心識或無心識地將它與標準光源下的色表對比較而產(chǎn)生的），它表示與參照標準光源對比較時，光源展現(xiàn)物體顏色的特征。光源色顯色性采納顯色指數(shù)來胸懷。第八章天然采光1.光天氣①光天氣：所謂光天氣就是太陽直射光、天空漫射光合地面反射光形成的天然光均勻狀況。1．太陽直射光：太陽光穿過大氣層時，一部分透過大氣層抵達地面，稱為直接光。它形成的照度高，并擁有必定的方向，在物體背后出現(xiàn)顯然的暗影。2．天空漫射光：太陽光中一部分遇到大氣層中的空氣分子、塵埃、水蒸氣等微粒，產(chǎn)生多次反射，形整天空擴散光。它使天空擁有必定亮度，這部分光形成的照度較低，沒有必定方向，不可以形成暗影。3．地面反射光：太陽直射光合天空漫射光射到地球表面上后產(chǎn)生反射光。②分區(qū)：③采光系數(shù)觀點：采光系數(shù)C，它是在全陰天空漫射光照耀下，室內(nèi)給定平面上的某一點由天空漫射光所產(chǎn)生的照度（En）與室內(nèi)某一點照度同一時間、同一地址，在室外無遮擋水平面上由天空漫射光所產(chǎn)生的照度（Ew）的比值：CEn（8-3）Ew2.窗洞口（采光口）①側(cè)窗特色：①采光量：窗口面積相等時，正方形窗口最高，豎長方形次之，橫長方形最少。②照度均勻性：豎長方形在房間進深方向均勻性好，橫長方形在房間寬度方向較均勻（如右圖），而方形窗居中。1．影響采光均勻性的要素：進深方向主假如窗地點高低、橫向主要要素是窗間墻。2．影響采光量的主要要素：側(cè)窗尺寸、地點②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。③平天窗3.采光設(shè)計采光計算①側(cè)窗采光計算圖比以下：計算點P的選用：①單側(cè)采光點應(yīng)選在離內(nèi)墻1m處，以下圖（a）；②多跨建筑的邊跨為側(cè)窗采光時，計算點應(yīng)定在邊跨與周邊中間跨的交界處，如以下圖（c）。③兩側(cè)采光。以下圖（b）對稱兩側(cè)；以下圖(c)不對稱兩側(cè)，含高側(cè)窗；以下圖（d)不對稱兩側(cè)，且次窗窗下沿未與工作面處于同一水平面。②頂部采光計算☆計算點P的選用：①關(guān)于多跨度連續(xù)矩形天窗，其天窗采光分區(qū)計算點可定在量跨交界的軸線上（見上圖a）；②平天窗采光分區(qū)計算點（見上圖b）。③多跨連續(xù)鋸齒形天窗，其采光的分區(qū)計算點可定在兩相鄰天窗的交界限上（見上圖c）。第九章建筑照明1.電光源①分類：熱輻射光源、氣體放電光源、固體發(fā)光光源。②發(fā)光機理用通電的方法加熱玻璃殼內(nèi)的燈絲，致使燈絲產(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。實質(zhì)是一個PN結(jié)，基本工作原理是一個電光變換過程。2.燈具①配光曲線：光強體被經(jīng)過對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表示燈具在該方向上的發(fā)光強度。知道燈具對計算點的投光角，便可查到相應(yīng)的發(fā)光強度I，利用公式（7-7）可求出點光源在計算點上形成的照度。注意：①往常以光源的光通量為1000lm為基準繪制配光曲線，對光通量不是1000lm的光源，需要加以修正。②關(guān)于非對稱配光的燈具，需要一組配光曲線來表示不一樣剖面的配光狀況。②遮光角定義：燈罩邊沿到發(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：tan

2hDd遮光角越大，眩光程度大大衰減。但是，但對透明燈罩而言，因為自己擁有必定亮度仍可形成眩光，這時則應(yīng)當限制其表面亮度值。③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)所有光源在燈具外依據(jù)規(guī)定條件發(fā)出的所有光通量Q之比稱為燈具效率，也稱為燈具光輸出比，即：①光源裝入燈具后，它的光通量輸出將遇到限制，燈具自己也將汲取部分光能，所以1。②燈具效率與燈具的形狀、所用的資料和光源在燈具內(nèi)地點有較大關(guān)系。④分類一般能夠分為直接、半直接、均勻漫射、半間接、間接等五種種類。3.室內(nèi)工作照明以知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)成效的照明稱為室內(nèi)外環(huán)境照明。工作照明設(shè)計的步驟有：1.選擇照明方式;2.照明標準;3.選擇適合的光源和燈具;4.燈具部署.①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、混淆照明。圖為不一樣照明方式的照度散布。②照明標準照明數(shù)目：《建筑照明設(shè)計標準》。照明質(zhì)量：影響照明質(zhì)量的主要要素：眩光、光源顏色、照明均勻度、反射比。4.照明計算利用系數(shù)法：這類方法是從均勻照度的觀點出發(fā)，利用系數(shù)Cu就等于光源實質(zhì)投射到工作面上的有效光通量（u）和所有燈的額定光通量（N）之比，這里N為燈的個數(shù)。利用系數(shù)法的基來源理圖以下。從某個光源發(fā)出的光通量中，在燈罩內(nèi)損失了一部分。當射入室內(nèi)空間時，一部分直達工作面（d），形成直射光照度；另一部分射到室內(nèi)其余表面上，經(jīng)過一次或多次反射才射到工作面上（），形成反射光照度。光源實質(zhì)投射到工作面上的有效光通量u為：u越大，表示光源發(fā)出的光通量被利用的越多，利用系數(shù)Cu值越大，即：Cuu（9-4）NCu值的大小與以下要素相關(guān)：①燈具種類和照明方式。②燈具效率。③房間尺寸。（如圖：同一燈具，放在不一樣尺度房間內(nèi)d就不一樣，寬而矮的房間內(nèi)，d就大）。用室空間比（RCR）來表征這一特征：RCR

5hrc(l

b)

（9-5）lb此中hrc——燈具至工作面高度，m；l，b—