第2篇 建筑光學(xué)

1、 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.1 眼睛與視覺眼睛與視覺 建筑物理建筑物理 光：能量光：能量 的一種形的一種形 式，或說式，或說 光是電磁光是電磁 輻射能。輻射能。 mnm 9 101 nm-納米 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.1 眼睛與視覺眼睛與視覺 建筑物理建筑物理 一、眼睛的構(gòu)造一、眼睛的構(gòu)造 瞳孔：虹膜中央的圓形孔瞳孔：虹膜中央的圓形孔 能自動(dòng)調(diào)節(jié)孔徑，控制進(jìn)能自動(dòng)調(diào)節(jié)孔徑，控制進(jìn) 入眼球的光能數(shù)量。入眼球的光能數(shù)量。 水晶體：扁球型彈性透明水晶體：扁球型彈性透明 體，受睫狀肌的控制，可體，受睫狀肌

2、的控制，可 改變屈光度，在視網(wǎng)膜上改變屈光度，在視網(wǎng)膜上 成清晰的像（相機(jī)透鏡）成清晰的像（相機(jī)透鏡） 視網(wǎng)膜：眼睛的視覺感受視網(wǎng)膜：眼睛的視覺感受 部分（相機(jī)膠卷）。其上部分（相機(jī)膠卷）。其上 布滿感光細(xì)胞。布滿感光細(xì)胞。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.1 眼睛與視覺眼睛與視覺 建筑物理建筑物理 感光細(xì)胞：視網(wǎng)膜的最外層上，接受光刺激。感光細(xì)胞：視網(wǎng)膜的最外層上，接受光刺激。 錐體感光細(xì)胞錐體感光細(xì)胞 分布在視網(wǎng)膜分布在視網(wǎng)膜 中央的部位，中央的部位， 靈敏度差，但靈敏度差，但 是可以感覺顏是可以感覺顏 色。色。 在明環(huán)境下對(duì)在明環(huán)境下對(duì) 色覺和視

3、覺起色覺和視覺起 決定作用。決定作用。 桿體感光細(xì)胞桿體感光細(xì)胞 分布在視網(wǎng)膜分布在視網(wǎng)膜 中心的四周，中心的四周， 靈敏度高，但靈敏度高，但 無顏色感覺。無顏色感覺。 在黑暗環(huán)境中在黑暗環(huán)境中 對(duì)明暗感覺起對(duì)明暗感覺起 決定作用。決定作用。 椎體細(xì)胞和桿體細(xì)胞示意圖椎體細(xì)胞和桿體細(xì)胞示意圖 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.1 眼睛與視覺眼睛與視覺 建筑物理建筑物理 二、人眼的視覺特點(diǎn)二、人眼的視覺特點(diǎn) o 60 o 70 視覺就是由進(jìn)入人眼的輻射所產(chǎn)生的光感覺而獲得的認(rèn)識(shí)視覺就是由進(jìn)入人眼的輻射所產(chǎn)生的光感覺而獲得的認(rèn)識(shí) （1 1）視看范圍（視野）視

4、看范圍（視野） 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.1 眼睛與視覺眼睛與視覺 建筑物理建筑物理 （2 2）明、暗視覺）明、暗視覺 明視覺：明視覺：在明亮環(huán)境中，主要由在明亮環(huán)境中，主要由視網(wǎng)膜的錐體細(xì)胞視網(wǎng)膜的錐體細(xì)胞起決起決 定作用的視覺（高于幾個(gè)定作用的視覺（高于幾個(gè)cd/mcd/m2 2的亮度時(shí)的視覺）。的亮度時(shí)的視覺）。 暗視覺：暗視覺：在暗環(huán)境中，主要由在暗環(huán)境中，主要由視網(wǎng)膜的桿體細(xì)胞視網(wǎng)膜的桿體細(xì)胞起決定起決定 作用的視覺（低于百分之幾個(gè)作用的視覺（低于百分之幾個(gè)cd/mcd/m2 2的亮度時(shí)的視覺）。的亮度時(shí)的視覺）。 中央視覺：中央視覺：

5、由由視網(wǎng)膜的錐體感覺細(xì)胞和桿體感覺細(xì)胞同視網(wǎng)膜的錐體感覺細(xì)胞和桿體感覺細(xì)胞同 時(shí)時(shí)起決作用，而且他們隨著正常人眼的適應(yīng)水平變化而起決作用，而且他們隨著正常人眼的適應(yīng)水平變化而 發(fā)揮的作用大小不同（介與明視覺和暗視覺之間）。發(fā)揮的作用大小不同（介與明視覺和暗視覺之間）。 中間視覺狀態(tài)在偏向明視覺時(shí)較為依賴錐體細(xì)胞，在偏中間視覺狀態(tài)在偏向明視覺時(shí)較為依賴錐體細(xì)胞，在偏 向暗視覺時(shí)則依賴桿體細(xì)胞的程度變大。向暗視覺時(shí)則依賴桿體細(xì)胞的程度變大。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.1 眼睛與視覺眼睛與視覺 建筑物理建筑物理 （3 3）光譜光視效率）光譜光視效率 人

6、眼觀看同樣功率的輻射，人眼觀看同樣功率的輻射， 在不同波長(zhǎng)感覺到的明亮在不同波長(zhǎng)感覺到的明亮 程度不一樣。人眼的這種程度不一樣。人眼的這種 特性用特性用光譜光視效率光譜光視效率V V（） 表示。表示。 V V（）：）：在特定光度條在特定光度條 件下，產(chǎn)生相同視覺感覺件下，產(chǎn)生相同視覺感覺 時(shí)，在視亮度匹配實(shí)驗(yàn)里，時(shí)，在視亮度匹配實(shí)驗(yàn)里， 波長(zhǎng)波長(zhǎng)m m和波長(zhǎng)和波長(zhǎng)的單色的單色 光輻通量的比值。光輻通量的比值。 , , e me V 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.1 眼睛與視覺眼睛與視覺 建筑物理建筑物理 明視覺條件下，在國(guó)際上把人眼明視覺條件下，在國(guó)

7、際上把人眼 對(duì)對(duì)555nm555nm的感光量定為的感光量定為1.1. 通過實(shí)驗(yàn)確定其它波長(zhǎng)在視通過實(shí)驗(yàn)確定其它波長(zhǎng)在視 覺感覺相同時(shí)，需要輻射通覺感覺相同時(shí)，需要輻射通 量為多大才能與量為多大才能與555nm555nm相同。相同。 m m選在視感最大值處：選在視感最大值處： 明視覺：明視覺：m m=555nm=555nm； 暗視覺：暗視覺：m m=507nm.=507nm. 輻射通量輻射通量e e：輻射源在單位時(shí)間輻射源在單位時(shí)間 內(nèi)發(fā)出的能量。內(nèi)發(fā)出的能量。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理

8、一、光通量一、光通量 由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波有不同的靈敏度，則不能由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波有不同的靈敏度，則不能 用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量，必須采用用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量，必須采用 以標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者對(duì)光的感覺量為基準(zhǔn)的單位以標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者對(duì)光的感覺量為基準(zhǔn)的單位-光通量光通量 來衡量。來衡量。 光通量：光通量：在單位時(shí)間內(nèi)人眼感覺光輻射能量的大小。在單位時(shí)間內(nèi)人眼感覺光輻射能量的大小。 dV d d K e m 0 對(duì)明視覺的光通量：對(duì)明視覺的光通量： 通常計(jì)算所用公式：通常計(jì)算所用公式： V K em , K Km m：最大光譜光視能效，在明視覺：最大光譜

9、光視能效，在明視覺683lm/W683lm/W。 e e， ，： ：波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為的輻射通量。的輻射通量。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 光通量可理解為：光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光能的多少，光通量可理解為：光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光能的多少， 類似于單位時(shí)間內(nèi)水龍頭噴水量的大小。類似于單位時(shí)間內(nèi)水龍頭噴水量的大小。 【例】低壓鈉燈波長(zhǎng)【例】低壓鈉燈波長(zhǎng)589nm589nm，輻射通量，輻射通量10.3W10.3W，求光通量。，求光通量。 解：在明視覺條件下，根據(jù)解：在明視覺條件下，根據(jù)光譜光視效率曲線光

10、譜光視效率曲線可查出可查出 =589nm=589nm對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的V V（）=0.769=0.769。則該單色光的光通量：。則該單色光的光通量： lmVK em 5410769. 03 .10683 , 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 二、發(fā)光強(qiáng)度二、發(fā)光強(qiáng)度 光通量是說明某一光源向四周空間發(fā)射的光能總量。光通量是說明某一光源向四周空間發(fā)射的光能總量。 a a）普通白織燈的光照分布）普通白織燈的光照分布 b b）加燈罩后光通量增大）加燈罩后光通量增大 為了更形象的描述光在空間中的分布，引入為了更

11、形象的描述光在空間中的分布，引入發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度， 即光通量的空間密度分布。即光通量的空間密度分布。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 立體角示意圖立體角示意圖 光源在給定方向上的光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度 是該光源在該方向上的立體角是該光源在該方向上的立體角 元元d d內(nèi)傳輸?shù)墓馔績(jī)?nèi)傳輸?shù)墓馔縟d除除 以該立體角元。以該立體角元。 d d I 發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度: :I I; ; 單位：?jiǎn)挝唬篶dcd； 坎德拉坎德拉 1cd1cd表示光源在表示光源在1 1球面度立體角內(nèi)球面度立體角內(nèi)

12、 發(fā)射出發(fā)射出1lm1lm的光通量。的光通量。 1 1坎德拉坎德拉=1=1流明流明/1/1球面度。球面度。 當(dāng)通量均勻分布時(shí)：當(dāng)通量均勻分布時(shí)： I 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 立體角：任意一個(gè)封閉錐面內(nèi)所包含的空間立體角：任意一個(gè)封閉錐面內(nèi)所包含的空間 2 cos R dA d ：立體角與被研究面法線之間的夾角。：立體角與被研究面法線之間的夾角。 如：本例因球半徑如：本例因球半徑R R垂直與球表面，則有：垂直與球表面，則有： =0=0o o；cos=1cos=1。 對(duì)于球表面和球心來說：

13、對(duì)于球表面和球心來說：=A/R=A/R2 2 立體角的單位：球面度，記為立體角的單位：球面度，記為srsr。 1sr=1sr=面積等于面積等于R R2 2的去表面對(duì)球心所張開的立體角。的去表面對(duì)球心所張開的立體角。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 三、照度三、照度 臺(tái)燈下的書位置不同，明、暗不同臺(tái)燈下的書位置不同，明、暗不同 對(duì)于被照面而言，常用落對(duì)于被照面而言，常用落 在其單位面積上的光通量在其單位面積上的光通量 來衡量它被照射的程度。來衡量它被照射的程度。 符號(hào)：符號(hào)：E E。表示被照面上

14、。表示被照面上 的光通量密度。的光通量密度。 dA d E 光通量分布在均勻被照面光通量分布在均勻被照面 E=/AE=/A 照度常用單位：勒克斯，符號(hào)：照度常用單位：勒克斯，符號(hào)：lxlx。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 1lx1lx等于等于1 1流明的光通量均勻分流明的光通量均勻分 布在布在1 1平方米的被照面上。平方米的被照面上。 燈正下方燈正下方1m1m處：處： 40w40w的白織燈的白織燈 30lx30lx 40w40w白織燈加罩白織燈加罩 73lx73lx 40w40w的熒光燈的熒

15、光燈 200lx200lx 晴天中午晴天中午 812812萬萬lxlx 月夜月夜 0.2lx0.2lx 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 四、發(fā)光強(qiáng)度和照度的關(guān)系四、發(fā)光強(qiáng)度和照度的關(guān)系 發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度 光通量空間密度光通量空間密度 dId d d I dA d E 2 cos R idA d dA dI E 2 cos R iI E 照度照度 光通量被照面密度光通量被照面密度 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用

16、建筑物理建筑物理 當(dāng)光垂直入射時(shí)，即當(dāng)光垂直入射時(shí)，即i=0i=0o o，某表面的照度，某表面的照度E E與點(diǎn)光源在與點(diǎn)光源在 這方向的發(fā)光強(qiáng)度這方向的發(fā)光強(qiáng)度I I0 0成正比，還與光源的距離成正比，還與光源的距離R R的平方的平方 成反比，這就是點(diǎn)光源產(chǎn)生成反比，這就是點(diǎn)光源產(chǎn)生照度的照度的 基本公式基本公式。 2 R I E 距離平方反比定律：距離平方反比定律： 【例】【例】40W40W的白織燈，求照度的白織燈，求照度E E1 1、E E2 2 輻射角輻射角4545度，發(fā)光強(qiáng)度為度，發(fā)光強(qiáng)度為30cd30cd。 【解】由于【解】由于cdI30 450 lxi r I E o 5 . 70

17、cos 2 30 cos 22 1 lxi r I E o 4 . 54326cos 12 30 cos 222 2 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 五、亮度五、亮度 雖然兩張圖片的照雖然兩張圖片的照 度相同，但明暗感度相同，但明暗感 覺不同。故采用新覺不同。故采用新 的量的量-亮度亮度來評(píng)價(jià)。來評(píng)價(jià)。 亮度：在給定方向上發(fā)光面微亮度：在給定方向上發(fā)光面微 元的發(fā)光強(qiáng)度和垂直于給定視元的發(fā)光強(qiáng)度和垂直于給定視 線方向的微元的投影面積之比。線方向的微元的投影面積之比。 亮度符號(hào)為：亮度符號(hào)為：L

18、 L。 cosdA dI L 亮度常用單位：亮度常用單位：cd/mcd/m2 2 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 五、照度和亮度的關(guān)系五、照度和亮度的關(guān)系 所謂照度和亮度的關(guān)系是指光所謂照度和亮度的關(guān)系是指光 源亮度和它所形成照度的關(guān)系。源亮度和它所形成照度的關(guān)系。 A A1 1為個(gè)方向亮度都相同的為個(gè)方向亮度都相同的 發(fā)光面，發(fā)光面，A A2 2為被照面。在為被照面。在 A A1 1上取一微元上取一微元dAdA1 1。 cos 1 dA dI L 亮度另一較大單位：熙提符號(hào)（亮度另一較大單位

19、：熙提符號(hào)（sbsb）表示）表示1cm1cm2 2上面積上上面積上 發(fā)出發(fā)出1cd1cd時(shí)的量度單位。時(shí)的量度單位。 1sb=101sb=104 4cd/cmcd/cm2 2 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.2 基本光度單位和應(yīng)用基本光度單位和應(yīng)用 建筑物理建筑物理 cos 1 dA dI L cos 1 dALdI 2 cos R dA d 2 cos R idI dE i R dAL dEcos cos 2 1 idLdEcos iLEcos 這就是常用的立體這就是常用的立體 角投影定律，表示：角投影定律，表示： 某一亮度為某一亮度為L(zhǎng) L 的 的

20、 發(fā)光表面，在被照發(fā)光表面，在被照 面上形成照度值的面上形成照度值的 大小。并且等于這大小。并且等于這 一發(fā)光表面的亮度一發(fā)光表面的亮度 L L 與該發(fā)光表面 與該發(fā)光表面 在被罩點(diǎn)上形成的在被罩點(diǎn)上形成的 立體角立體角的投影的投影 （cosicosi）的乘積）的乘積 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 一、光的反射、吸收和透射一、光的反射、吸收和透射 在光的傳播過程中遇到介質(zhì)（如在光的傳播過程中遇到介質(zhì)（如 玻璃、空氣、墻體等）時(shí)，玻璃、空氣、墻體等）時(shí)， 入射光通量（入射光通量（）中的一）中的一 部分

21、被反射部分被反射（ ），一 ），一 部分被吸收（部分被吸收（ ），一 ），一 部分透過介質(zhì)進(jìn)入另一側(cè)部分透過介質(zhì)進(jìn)入另一側(cè) 空間空間（ ）。 ）。 根據(jù)能量守恒定律：根據(jù)能量守恒定律： 1 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 1 光反射比（反光系數(shù)）：光反射比（反光系數(shù)）： 光吸收比（吸收系數(shù)）：光吸收比（吸收系數(shù)）： 光透射比（透光系數(shù)）：光透射比（透光系數(shù)）： 從光的分布角度看，光經(jīng)過反射和透射后，光分布的立從光的分布角度看，光經(jīng)過反射和透射后，光分布的立 體角未變，則成為體角未變，則成為規(guī)則反射和規(guī)

22、則透射規(guī)則反射和規(guī)則透射；如果光經(jīng)過材；如果光經(jīng)過材 料反射后，立體角變大，則稱料反射后，立體角變大，則稱擴(kuò)散反射和擴(kuò)散透射擴(kuò)散反射和擴(kuò)散透射。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 二、規(guī)則反射和透射二、規(guī)則反射和透射 1 1、規(guī)則反射：、規(guī)則反射： 光線射到表面很光滑的不透光線射到表面很光滑的不透 明材料上，就出現(xiàn)規(guī)則反射明材料上，就出現(xiàn)規(guī)則反射 現(xiàn)象，這時(shí)光分布的立體角現(xiàn)象，這時(shí)光分布的立體角 沒發(fā)生變化。如：平面鏡。沒發(fā)生變化。如：平面鏡。 規(guī)則反射的特點(diǎn)：規(guī)則反射的特點(diǎn)： a a）光線入射角等于反

23、射角；）光線入射角等于反射角； b b）入射光線、反射光線和）入射光線、反射光線和 法線處于同一平面。法線處于同一平面。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 1 1、規(guī)則透射（直接透射）：、規(guī)則透射（直接透射）： 在無漫射的情形下，按照在無漫射的情形下，按照 幾何光學(xué)定律進(jìn)行的透射。幾何光學(xué)定律進(jìn)行的透射。 如：透明玻璃的透射。如：透明玻璃的透射。 透明玻璃的采光透視效果透明玻璃的采光透視效果 規(guī)則反射和透射的光學(xué)性質(zhì)：規(guī)則反射和透射的光學(xué)性質(zhì)： 材料反射（或透射）后光材料反射（或透射）后光 源的亮度和發(fā)

24、光強(qiáng)度會(huì)有源的亮度和發(fā)光強(qiáng)度會(huì)有 所降低（因材料的吸收）。所降低（因材料的吸收）。 a a）亮度：）亮度： b b）發(fā)光強(qiáng)度：）發(fā)光強(qiáng)度： LLrLLr IIrIIr 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 三、擴(kuò)散反射和擴(kuò)散透射三、擴(kuò)散反射和擴(kuò)散透射 除了規(guī)則反射和投射外，另一類為擴(kuò)散材料，這類材料除了規(guī)則反射和投射外，另一類為擴(kuò)散材料，這類材料 的特點(diǎn)是：使入射光程度不同的分散在更大立體角范圍的特點(diǎn)是：使入射光程度不同的分散在更大立體角范圍 內(nèi)，稱之為擴(kuò)散反射和透射。如：粉刷墻面和磨砂玻璃內(nèi)，稱之為擴(kuò)散反

25、射和透射。如：粉刷墻面和磨砂玻璃 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 擴(kuò)散反射和擴(kuò)散透射又可分為：漫反射（漫透射）和混擴(kuò)散反射和擴(kuò)散透射又可分為：漫反射（漫透射）和混 合反射（混合透射）兩種。合反射（混合透射）兩種。 定義：漫反射材料又稱為均勻擴(kuò)散材料。這類材料將入定義：漫反射材料又稱為均勻擴(kuò)散材料。這類材料將入 射光線均勻的向四面八方反射或者透射，從各個(gè)角度看，射光線均勻的向四面八方反射或者透射，從各個(gè)角度看， 其亮度完全相同，看不見光源的形象。其亮度完全相同，看不見光源的形象。 1 1、漫反射材料、漫

26、反射材料 漫反射漫反射就是在就是在宏觀上不存在規(guī)則反射時(shí)宏觀上不存在規(guī)則反射時(shí)，由反射造成的，由反射造成的 漫射。如粉刷墻面等。漫射。如粉刷墻面等。 漫透射漫透射就是在就是在宏觀上不存在規(guī)則透射時(shí)宏觀上不存在規(guī)則透射時(shí)，由透射造成的，由透射造成的 漫射。如乳白玻璃等。漫射。如乳白玻璃等。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 u 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì) a a）亮度和照度的關(guān)系）亮度和照度的關(guān)系 漫反射漫反射 漫透射漫透射 漫射材料的亮度：漫射材料的亮度： I.I. 漫反射材料：漫反射材料： （cd/mcd/m2

27、 2） II.II.漫透射材料：漫透射材料： （cd/mcd/m2 2） rELr EL b b）朗博余弦定理）朗博余弦定理 漫射材料的最大發(fā)光強(qiáng)度在某表面的漫射材料的最大發(fā)光強(qiáng)度在某表面的 發(fā)現(xiàn)方向，其他方向發(fā)光強(qiáng)度和法線發(fā)現(xiàn)方向，其他方向發(fā)光強(qiáng)度和法線 方向的值有：方向的值有： iIIicos 0 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 2 2、混合反射與透射材料、混合反射與透射材料 定義：多數(shù)材料同時(shí)具有規(guī)則和漫射兩種性質(zhì)定義：多數(shù)材料同時(shí)具有規(guī)則和漫射兩種性質(zhì) 混合反射混合反射就是就是規(guī)則反射規(guī)則反射

28、和和漫反射漫反射 兼有的反射，如油漆表面。兼有的反射，如油漆表面。 混合透射混合透射就是就是規(guī)則透射規(guī)則透射和和漫透射漫透射 兼有的透射，如磨砂玻璃。兼有的透射，如磨砂玻璃。 透明玻璃透明玻璃 的采光透的采光透 視效果視效果 磨砂玻璃的磨砂玻璃的 透視效果透視效果 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.3 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) 建筑物理建筑物理 u 光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì) 它們?cè)诜瓷洌ㄍ干洌┓较颍哂凶畲罅炼?，而在其他方它們?cè)诜瓷洌ㄍ干洌┓较?，具有最大亮度，而在其他?向也具有一定亮度。向也具有一定亮度。 混合反射和混合透射的亮度分布混合反射和混合透射的亮

29、度分布 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 可見度就是人眼辨認(rèn)物體存在或形狀的難易程度?？梢姸染褪侨搜郾嬲J(rèn)物體存在或形狀的難易程度。 在室內(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)在室內(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；的對(duì)比或大小定義； 在室外應(yīng)用時(shí)，以人眼可看到的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的距離定義。在室外應(yīng)用時(shí)，以人眼可看到的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的距離定義。 可視度概念常用來定量表示人眼看物體的清楚程度?？梢暥雀拍畛Ｓ脕矶勘硎救搜劭次矬w的清楚程度。 一、亮度一、亮度 實(shí)驗(yàn)表明，人眼能看到的

30、實(shí)驗(yàn)表明，人眼能看到的 最低亮度（稱最低亮度（稱“最低亮度最低亮度 閾閾”），僅），僅1010-5 -5asb asb。隨著。隨著 亮度的增大，看得越清楚。亮度的增大，看得越清楚。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 二、視角（物件的相對(duì)尺寸）二、視角（物件的相對(duì)尺寸） 物件的尺寸，眼睛至物件的距離都會(huì)影響人們觀看物件的物件的尺寸，眼睛至物件的距離都會(huì)影響人們觀看物件的 可見度。物件尺寸可見度。物件尺寸d d、眼睛至物件的距離、眼睛至物件的距離l l形成的視角形成的視角： l d 3440 物件的

31、尺寸物件的尺寸d d，是指需，是指需 要辨別的最小尺寸，在要辨別的最小尺寸，在 圖中需要指明開口方向圖中需要指明開口方向 時(shí)，物件尺寸就是開口時(shí)，物件尺寸就是開口 尺寸。尺寸。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 三、亮度對(duì)比三、亮度對(duì)比 亮度對(duì)比即觀看對(duì)象和其背景之間的亮度差異，差異越亮度對(duì)比即觀看對(duì)象和其背景之間的亮度差異，差異越 大，可見度越高。常用大，可見度越高。常用C C來表示，它等于視野中目標(biāo)和北來表示，它等于視野中目標(biāo)和北 京的亮度差與背景亮度之比。京的亮度差與背景亮度之比。 bb

32、bt L L L LL C L Lt t: :目標(biāo)亮度；目標(biāo)亮度；L Lb b：背景亮度；：背景亮度；L L目標(biāo)與背景的亮度差。目標(biāo)與背景的亮度差。 亮度對(duì)比和可見度之間的關(guān)系亮度對(duì)比和可見度之間的關(guān)系 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 對(duì)于均勻照明的無光澤的背景和目標(biāo)，亮度對(duì)比可用光對(duì)于均勻照明的無光澤的背景和目標(biāo)，亮度對(duì)比可用光 反射比表示：反射比表示： b bt C t t: :目標(biāo)光反射比；目標(biāo)光反射比； b b：背景光反射比。：背景光反射比。 視覺功效實(shí)驗(yàn)表明：視覺功效實(shí)驗(yàn)表明：物體亮

33、度（與照度成正比）物體亮度（與照度成正比）、視角大視角大 小小、和、和亮度對(duì)比亮度對(duì)比三個(gè)因素對(duì)可見度的影響是相互有關(guān)的。三個(gè)因素對(duì)可見度的影響是相互有關(guān)的。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 上圖的曲線中可以看出：上圖的曲線中可以看出： 1.1. 從同一根曲線看，它表明觀看對(duì)象在眼睛處形成的視從同一根曲線看，它表明觀看對(duì)象在眼睛處形成的視 角不變時(shí)，如對(duì)比下降，

34、則需要增加照度才能保持相角不變時(shí)，如對(duì)比下降，則需要增加照度才能保持相 同可見度。也就是說對(duì)比的不足，可用增加照度來彌同可見度。也就是說對(duì)比的不足，可用增加照度來彌 補(bǔ)。補(bǔ)。 2.2. 比較不同的曲線（表示在不同視角時(shí)）后看出：目標(biāo)比較不同的曲線（表示在不同視角時(shí)）后看出：目標(biāo) 越小（視角越?。?，需要的照度越高。越小（視角越?。枰恼斩仍礁?。 3.3. 天然光（實(shí)現(xiàn)）比人工光（虛線）更有利于可見度的天然光（實(shí)現(xiàn)）比人工光（虛線）更有利于可見度的 提高。但在視看大的目標(biāo)時(shí)，這種差別不明顯。提高。但在視看大的目標(biāo)時(shí)，這種差別不明顯。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基

35、本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 四、識(shí)別時(shí)間四、識(shí)別時(shí)間 眼睛觀看物體時(shí)，只有當(dāng)該物體發(fā)出足夠的光能，形成眼睛觀看物體時(shí)，只有當(dāng)該物體發(fā)出足夠的光能，形成 一定刺激，才能產(chǎn)生視覺感覺。在一定條件下，一定刺激，才能產(chǎn)生視覺感覺。在一定條件下， 亮度時(shí)間亮度時(shí)間= =常數(shù)（邦森常數(shù)（邦森-羅斯科定律）羅斯科定律） 也就是說：呈現(xiàn)時(shí)間越短，越需要更高的亮度才能引起也就是說：呈現(xiàn)時(shí)間越短，越需要更高的亮度才能引起 視感覺。視感覺。 圖表明：物體越亮察覺圖表明：物體越亮察覺 它的時(shí)間可以越短。它的時(shí)間可以越短。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)

36、建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 當(dāng)人們從從明亮環(huán)境走到黑暗處（或者相反）時(shí)，就會(huì)產(chǎn)當(dāng)人們從從明亮環(huán)境走到黑暗處（或者相反）時(shí)，就會(huì)產(chǎn) 生一個(gè)原來看得清，突然變得看不清，經(jīng)過一段時(shí)間才由生一個(gè)原來看得清，突然變得看不清，經(jīng)過一段時(shí)間才由 看不清東西到逐漸又看得清的變化過程。叫做看不清東西到逐漸又看得清的變化過程。叫做“適應(yīng)適應(yīng)”。 從暗到明的適應(yīng)時(shí)間從暗到明的適應(yīng)時(shí)間 短，稱短，稱“明適應(yīng)明適應(yīng)”。 從明到暗的適應(yīng)時(shí)間從明到暗的適應(yīng)時(shí)間 較長(zhǎng)，稱較長(zhǎng)，稱“暗適應(yīng)暗適應(yīng)”。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1

37、.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 五、眩光五、眩光 眩光就是在視野中由于亮度的分布或亮度范圍不適宜，或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(duì)比，以致引起不舒適感覺或降低觀察細(xì)部存在著極端的對(duì)比，以致引起不舒適感覺或降低觀察細(xì)部 或目標(biāo)能力的視覺現(xiàn)象。或目標(biāo)能力的視覺現(xiàn)象。 1 1、從眩光影響的視覺功效角度看，可把眩光分為失能眩、從眩光影響的視覺功效角度看，可把眩光分為失能眩 光和不舒適眩光。光和不舒適眩光。 降低視覺對(duì)象的可見降低視覺對(duì)象的可見 度，但并不一定產(chǎn)生度，但并不一定產(chǎn)生 不舒服的感覺的眩光不舒服的感覺的眩光 稱為失能眩光。稱為

38、失能眩光。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 產(chǎn)生不舒適的感覺，但并不一定降低視覺對(duì)象的可見度的產(chǎn)生不舒適的感覺，但并不一定降低視覺對(duì)象的可見度的 眩光稱為不舒適眩光。眩光稱為不舒適眩光。 2 2、從形成眩光的過程來看，可把眩光分為直接眩光和反、從形成眩光的過程來看，可把眩光分為直接眩光和反 射眩光。射眩光。 直接眩光時(shí)由視野中，特別是在靠近視線方向存在的發(fā)直接眩光時(shí)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。光體所產(chǎn)生的眩光。 反射眩光是由視野中的反射所一起的眩光，特別是靠近反射

39、眩光是由視野中的反射所一起的眩光，特別是靠近 視線方向看見反射像所產(chǎn)生的眩光。視線方向看見反射像所產(chǎn)生的眩光。 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 直接眩光可以用下述措施使其減輕或消除：直接眩光可以用下述措施使其減輕或消除： 1.1. 限制光源亮度；限制光源亮度； 2.2. 增加眩光源的背景亮度，減少二者之間的亮度對(duì)比；增加眩光源的背景亮度，減少二者之間的亮度對(duì)比； 3.3. 減小眩光的光源視看面積；減小眩光的光源視看面積； 4.4. 盡可能增大眩光源的仰角；盡可能增大眩光源的仰角； 建筑光學(xué)建筑光學(xué) 第第2.1章章 建筑光學(xué)基本知識(shí)建筑光學(xué)基本知識(shí)2.1.4 可見度及其影響因素可見度及其影響因素 建筑物理建筑物理 反射眩光的減少反射眩光的減少