建筑物理光學(xué).docx

光學(xué)一、光學(xué)基本知識1、可見光的波長范圍2、光譜光是效率的概念3、視度及其影響因素（眩光概念、產(chǎn)生原因、解決方式）4、光通量、發(fā)光強度、照度、亮度的概念，單位，計算公式5、照度與發(fā)光強度，照度與亮度之間的關(guān)系（距離平方反比定律和立體角投影定律）1、可見光的本質(zhì)是一種電磁波，波長在38 0780nm之間2、光譜光是效率：在特定光度條件下，獲得相同視覺感覺時，兩個單色輻射通量之比v=mv1m：視覺感覺最大的單色光的輻射能量3、視度及其影響因素視度：看清物體的程度影響因素 亮度：物體越亮看的越清楚，但不能超出適應(yīng)范圍（10-5asb16sb） 物體尺寸：大而近的物體才能看清楚 對比：觀看對象與背景之間亮度差異，差異越大，視度越高 識別時間：物體越亮，識別時間越短 眩光 光污染眩光概念：眩光就是在視野中由于亮度的分布或亮度范圍不適宜，或存在著極端的對比，以致引起不舒服感覺或降低觀察細(xì)部或目標(biāo)能力的視覺現(xiàn)象。產(chǎn)生原因： 直接眩光：直接眩光是由視野中，特別是在靠近視線方向存在的發(fā)光體所產(chǎn)生的眩光 反射炫光：反射眩光是由視野中的反射所引起的眩光，特別是在靠近視線方向看見反射像所產(chǎn)生的眩光。解決方式：直接眩光 限制光源亮度 增加眩光源的背景亮度，減少二者之間的亮度對比 減少形成眩光的光源視看面積 盡可能增大眩光源的仰角反射眩光 盡量使視覺作業(yè)的表面為無光澤表面，以減弱規(guī)則反射而形成的反射眩光 應(yīng)使視覺作業(yè)避開或遠(yuǎn)離照明光源同人眼形成的規(guī)則反射區(qū)域 使用發(fā)光表面積大、亮度低的光源 使引起規(guī)則反射的光源形成的照度在總照度中所占比例減小，從而減少反射炫光的影響4、光通量、發(fā)光強度、照度、亮度光通量：人眼對光的感覺量為基準(zhǔn)的光的能量單位發(fā)光強度：光通量的空間密度分布照度：對于被照面而言，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，它表示被照面上的光通量密度亮度：單位投影面積上的發(fā)光強度5、照度與發(fā)光強度，照度與亮度之間的關(guān)系E=Icosr2：射束截面法線與射束方向間的夾角距離平方反比定律：某表面的照度與電光源在這方向的發(fā)光強度（和入射角的余弦）成正比，與它到光源距離的平方成反比，這就是計算點光源產(chǎn)生照度的基本公式，即距離平方反比定律。E=Lcosii：面法線與入射光線的夾角立體角投影定律：表示某一亮度為L的發(fā)光表面在被照面上形成的照度值的大小，等于這一發(fā)光表面的亮度L與該發(fā)光表面在被照點上形成的立體角的投影的乘積。二、建筑采光1、采光系數(shù)的概念、計算公式2、臨界照度的概念3、側(cè)窗采光的特點及改善措施，不同天窗采光性能比較4、展覽建筑和教學(xué)建筑的采光要求1、采光系數(shù)：它是在室內(nèi)給定平面上的某一點由全陰天天空漫反射光所產(chǎn)生的照度與同一時間、同一地點，在室外無遮擋水平面上由全陰天天空漫射光所產(chǎn)生的照度的比值。C=EnEw100%En：在全陰天空漫射光照射下，室內(nèi)給定平面上某一點由天空漫射光所產(chǎn)生的照度，lxEw：在全陰天空漫射光照射下，與室內(nèi)某一點照度同一時間、同一地點，在室外無遮擋水平面上由天空漫射光所產(chǎn)生的室外照度，lx2、臨界照度：室內(nèi)天然光照度等于采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最底室外照度3、側(cè)窗采光的特點及改善措施，不同天窗采光性能比較采光特性： 采光效率低 側(cè)窗采光沿進深方向下降很快，分布不均勻 增加開窗高度，照度分布不均勻，窗口位置照度下降 窗間墻愈寬，橫向均勻性愈差，特別是靠外墻改善措施： 喇叭口：減少遮擋，增加采光 擴散玻璃：增加采光均勻度 遮陽措施：遮陽板、百葉窗 將頂棚做成傾斜或在室內(nèi)做反射板不同天窗采光性能比較 矩形天窗：優(yōu)點：照度均勻，不易產(chǎn)生眩光。缺點：當(dāng)天窗玻璃的面積增加到一定程度，室內(nèi)采光系數(shù)值不再增加 梯形天窗：優(yōu)點：采光量明顯提高。缺點：容易積塵，污染嚴(yán)重，均勻度降低 橫向天窗：造價低，不宜用于跨度較小的車間，分為長方形，階梯形，傾斜狀 鋸齒形天窗：采光均勻性好，光纖方向性較強，但構(gòu)造復(fù)雜，造價高 平天窗：彩光效率高，構(gòu)造簡單，布置靈活，照度均勻，但污染嚴(yán)重 井式天窗：常用于熱車間，但容易積塵4、展覽建筑和教學(xué)建筑的采光要求展覽建筑： 適宜的照度 合理的照度分布 避免窗口處于視野范圍（14度） 避免直射和反射眩光 環(huán)境高度與色彩 展品防紫外線保護 展墻面積教學(xué)建筑：足夠的照度、合理的照度分布、投資于保護三、建筑照明1、熱輻射光源和氣體放電光源，發(fā)光原理以及代表光源的電參數(shù)特性比較2、燈具電參數(shù)特性（3個）3、不同場所電光源的選擇和應(yīng)用1、熱輻射光源和氣體放電光源，發(fā)光原理以及代表光源的電參數(shù)特性比較熱輻射光源：利用電能將物體加熱到白熾化程度而發(fā)光白熾燈、鹵鎢燈氣體放電光源：利用氣體或蒸汽放電而發(fā)光熒光燈、熒光高壓汞燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈熱輻射光源代表光源：白熾燈電參數(shù)比較 光效高壓鈉燈金屬鹵化物燈熒光高壓汞燈熒光燈鹵鎢燈白熾燈 顯色性白熾燈鹵鎢燈金屬鹵化物燈熒光燈熒光高壓汞燈高壓鈉燈 壽命高強度氣體放電光源（HID）壽命最長高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、熒光高壓汞燈2、燈具電參數(shù)特性（3個）配光曲線、保護角、燈具效率 配光曲線：發(fā)光強度的空間分布極坐標(biāo)軸線（測光面一般為中心截面）角坐標(biāo)曲線（光束集中在狹小的立體角內(nèi)）等光強曲線（不對稱配光）照明器的光強分布是利用燈具的反射罩，遮光罩或散光罩來實現(xiàn)的，反射罩反射比越高，則反射越強，控制能力顯著 保護角：燈具遮光角人眼足能忍受16sb的亮度，所以高度光源需要用不遮光的燈罩防止眩光概念：燈罩邊緣和發(fā)光體邊緣的連線與水平面的夾角限制眩光的方法：A：人眼平視時燈具與眼睛連線與水平面的夾角小于保護角B：防止燈罩本身的透光而形成眩光 燈具效率：燈具發(fā)出的光通量比光源發(fā)出的光通量取決于燈罩的開口大小、反光性能、透光系數(shù)3、不同場所電光源的選擇和應(yīng)用 按照明要求選擇美術(shù)館、商店、酒店、博物館等場所需要較高顯色性，平均顯色指數(shù)不小于80頻繁開關(guān)場所不宜選高壓氣體放電光源需要調(diào)光的場所宜采用白熾燈或鹵鎢燈室內(nèi)應(yīng)急照明和不能中斷的重要場所不能采用啟燃時間長的高壓氣體放電光源美術(shù)館