第二篇第章光環(huán)境基本知識(shí)節(jié)

光傳播過(guò)程中，遇到介質(zhì)（如玻璃、墻）時(shí)，人射光通量Φ中的一部分被反射(Φ)，一部分被吸收(Φ)，一部分透過(guò)介質(zhì)進(jìn)入另一側(cè)的空間(Φ)

Φ=Φ+Φ+Φ

令：ΦΦ+ΦΦ+ΦΦ=1ΦΦ=——光反射比（反射系數(shù)）ΦΦ=——光吸收比（吸收系數(shù)）ΦΦ=——光透射比（透射系數(shù)）則：++=1

光反射、吸收和透射類似于熱輻射當(dāng)前1頁(yè)，總共43頁(yè)。常見飾面材料光反射比值當(dāng)前2頁(yè)，總共43頁(yè)。

室內(nèi)表面材料光反射比值越高，室內(nèi)越明亮；值越小，照明量相應(yīng)要增加。值不是越高越好，不同場(chǎng)合下，不同適宜范圍。當(dāng)前3頁(yè)，總共43頁(yè)。常見飾面材料光透射比值當(dāng)前4頁(yè)，總共43頁(yè)。當(dāng)前5頁(yè)，總共43頁(yè)。

進(jìn)行采光和照明設(shè)計(jì)，須了解：（1）材料光反射比、光透射比。（2）經(jīng)過(guò)介質(zhì)反射和透射后，光通量發(fā)生什么變化。反射和透射光通量的分布變化取決于材料表面光滑程度和材料內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)。反光和透光材料均可分為兩類：

——定向材料：經(jīng)過(guò)反射和透射后，光分布立體角沒有改變——Ω=常數(shù)。

——擴(kuò)散材料：經(jīng)過(guò)反射和透射后，光分布立體角增大——Ω增大。當(dāng)前6頁(yè)，總共43頁(yè)。

一、定向反射和透射

1、定向反射光線照射到表面很光滑的不透明材料上，發(fā)生定向反射——鏡面反射。如玻璃鏡、磨光金屬表面。

特點(diǎn)：

（1）入射角=反射角，光線反射后立體角沒有發(fā)生改變。（2）入射光線、反射光線與材料法線處于同一平面。（3）定向反射方向可清晰地看到光源形象。（4）反射后光源亮度和發(fā)光強(qiáng)度都比入射光有所降低：

L

=L×

I

=I×

反射定律光反射比當(dāng)前7頁(yè)，總共43頁(yè)。鏡面反射當(dāng)前8頁(yè)，總共43頁(yè)?！彰鞴こ讨校＠枚ㄏ蚍瓷溥M(jìn)行準(zhǔn)確地控光，如制造各種曲面的鏡面反射罩獲得需要的光強(qiáng)分布，提高燈具效率?！苊舛ㄏ蚍瓷涔饩€射入人眼造成的眩光。

拋物形鏡面格柵或百葉

避免定向反射的影響應(yīng)用當(dāng)前9頁(yè)，總共43頁(yè)。

2、定向透射光線照射到表面很光滑的透明材料上，發(fā)生定向透射。如透明玻璃、有機(jī)玻璃。特點(diǎn)：（1）入射光線與透射光線平行，光線透射后立體角沒有發(fā)生改變。（2）入射光線、透射光線與材料法線處于同一平面。（3）定向透射方向可清晰地看到光源形象。（4）透射后光源亮度和發(fā)光強(qiáng)度都比入射光有所降低：Lτ=L×τ

Iτ=I×τ光透射比當(dāng)前10頁(yè)，總共43頁(yè)。

如果玻璃表面不平行，則透射光線會(huì)偏離原方向，使光源影像模糊不清，但仍能使部分光線透射過(guò)去，保持一定采光效果，如壓花玻璃、玻璃磚。照明工程中，常利用透鏡作為光源的遮擋或透射部分，用來(lái)控制亮度及定向光線。

當(dāng)前11頁(yè)，總共43頁(yè)。當(dāng)前12頁(yè)，總共43頁(yè)。

二、擴(kuò)散反射和透射

光線照射到表面粗糙的不透明材料上，就發(fā)生擴(kuò)散反射。光線照射到半透明的材料上，就發(fā)生擴(kuò)散透射。

根據(jù)擴(kuò)散的程度不同，又分為：1、均勻擴(kuò)散反（透）射2、定向擴(kuò)散反（透）射當(dāng)前13頁(yè)，總共43頁(yè)。1、均勻擴(kuò)散材料——包括均勻擴(kuò)散反射材料和均勻擴(kuò)散透射材料，前者俗稱漫反射，后者俗稱漫透射。

共有特點(diǎn)：（1）將入射光線均勻向四面八方反射（透射）。（2）表面亮度完全均勻，看不到光源形象。（3）發(fā)光強(qiáng)度分布符合“朗伯余弦定律”?！鶆驍U(kuò)散材料最大發(fā)光強(qiáng)度在表面法線方向，其它方向的發(fā)光強(qiáng)度和法線方向發(fā)光強(qiáng)度的值有如下關(guān)系：

Iα

=I0×cosα當(dāng)前14頁(yè)，總共43頁(yè)。建筑工程中常用的大部分無(wú)光澤飾面材料都屬于漫反射材料，如涂料、乳膠漆、石膏板、磚（石）墻?！粫?huì)造成眩光，對(duì)高反射比材料還可提高室內(nèi)明亮程度。

漫反射材料當(dāng)前15頁(yè)，總共43頁(yè)。

建筑工程中常用的漫透射材料有乳白玻璃、半透明塑料，透過(guò)它只能看見材料本色和亮度上的變化，對(duì)光源遮蔽性好——常用來(lái)做燈罩、發(fā)光頂棚和室內(nèi)隔斷。使用中要注意使漫射材料保持在低亮度水平，避免成為空間中最亮的表面。

漫透射材料當(dāng)前16頁(yè)，總共43頁(yè)。

對(duì)于均勻擴(kuò)散反射材料：L（cd/m2）

=E×/π；L（asb）

=E×對(duì)于均勻擴(kuò)散透射材料：L（cd/m2）

=E×τ/π；L（asb）

=E×τ

【思考】某房間墻壁采用乳膠漆飾面，其反射比為0.70，已知墻面平均照度為50lx，求墻面平均亮度？當(dāng)前17頁(yè)，總共43頁(yè)。

2、定向擴(kuò)散材料——油漆表面、磨砂玻璃

某些材料同時(shí)具有定向和擴(kuò)散兩種性質(zhì)。特點(diǎn)：

（1）將入射光線不均勻地向某空間反射（透射）；（2）定向反射（透射）方向有最大的亮度和發(fā)光強(qiáng)度，其它方向也有一定亮度。（3）可模糊地看到光源形象。當(dāng)前18頁(yè)，總共43頁(yè)。具有這種性質(zhì)的反光材料如光滑的紙、較粗糙的金屬面、油漆表面；透光材料有磨砂玻璃，透過(guò)它可看到光源的大致形象，但不清晰。當(dāng)前19頁(yè)，總共43頁(yè)。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)定向反射或透射有清晰的影像高亮度或亮度對(duì)比其它方向上過(guò)暗；易產(chǎn)生不舒適眩光均勻擴(kuò)散反射或透射亮度均勻；有好的私密性光線單調(diào)定向擴(kuò)散反射或透射介于以上兩者之間不同光學(xué)材料的優(yōu)缺點(diǎn)【小結(jié)】當(dāng)前20頁(yè)，總共43頁(yè)。第四節(jié)視度及其影響因素

視度指看物體的清晰程度。影響視度的因素主要有：亮度、物件尺寸、對(duì)比、識(shí)別時(shí)間及眩光。當(dāng)前21頁(yè)，總共43頁(yè)。一、亮度（或照度）被視物體表面亮度高時(shí)容易識(shí)別，亮度低時(shí)不易識(shí)別。但過(guò)高的亮度會(huì)產(chǎn)生眩光，反而降低辨認(rèn)能力，如晴朗天空下的雪；過(guò)低的亮度，則會(huì)降低對(duì)比的感知。最低亮度（亮度閾）：10-5asb刺眼亮度：16sb舒適照度：1000~3000lx當(dāng)前22頁(yè)，總共43頁(yè)。當(dāng)前23頁(yè)，總共43頁(yè)。二、物件尺寸視覺作業(yè)中最難以辨認(rèn)的物體細(xì)節(jié)尺寸稱視覺尺寸。視覺尺寸與眼睛到物體距離的夾角，稱視角。視覺尺寸越大、距離眼睛越近，視度越高；反之視度下降。α=d

/l·3440

（α—視角（分）；d—物體尺寸；l—觀看距離）當(dāng)前24頁(yè)，總共43頁(yè)。三、亮度對(duì)比（反差）

亮度對(duì)比指被視物體和緊鄰背景間的亮度差異。差異越大越容易識(shí)別，差異越小越不易識(shí)別。常用亮度對(duì)比系數(shù)C來(lái)表示亮度對(duì)比。

或?qū)τ诰鶆蛘斩犬?dāng)前25頁(yè)，總共43頁(yè)。亮度對(duì)比要處于舒適范圍，為獲得期望的亮度對(duì)比，須仔細(xì)選擇光源和室內(nèi)表面反射比。2:1能被察覺的亮度差別3:1明顯不同的亮度差別10:1強(qiáng)烈的亮度差別40:1在視野范圍內(nèi)最顯著的亮度差別50:1強(qiáng)調(diào)突出對(duì)象，具壓倒性的亮度差別當(dāng)前26頁(yè)，總共43頁(yè)。當(dāng)中心任務(wù)亮度不變，視度隨著環(huán)境亮度的增加而增加，直至達(dá)到某個(gè)點(diǎn)時(shí)，視度開始下降。

當(dāng)前27頁(yè)，總共43頁(yè)。

視功能實(shí)驗(yàn)表明：物體亮度（與照度成正比），視角大小和亮度對(duì)比三個(gè)因素對(duì)視度的影響是相互關(guān)聯(lián)。當(dāng)前28頁(yè)，總共43頁(yè)?！窘Y(jié)論】對(duì)比不足時(shí)，可增加照度；照度不足時(shí)，可增加對(duì)比；對(duì)比一定，目標(biāo)較小時(shí)，需增加照度；

天然光優(yōu)于人工光。當(dāng)前29頁(yè)，總共43頁(yè)。四、識(shí)別時(shí)間眼睛并非能在瞬間就見到物體。光越強(qiáng)，見到物體所需要時(shí)間越短；光越弱，見到物體所需要時(shí)間越長(zhǎng)。這對(duì)運(yùn)動(dòng)物體影響尤其明顯。邦森-羅斯科定律：

識(shí)別時(shí)間×亮度=常數(shù)當(dāng)前30頁(yè)，總共43頁(yè)。

五、明、暗適應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)環(huán)境亮度變化過(guò)大的情況，應(yīng)考慮在其間設(shè)置必要的過(guò)渡空間，使人眼有足夠的視適應(yīng)時(shí)間；在需要人眼變動(dòng)的注視方向的工作場(chǎng)所中，視線所及的各部分的亮度差別不宜過(guò)大，可減少視覺的疲勞。當(dāng)前31頁(yè)，總共43頁(yè)。六、眩光影響——一般限制

眩光——視野范圍里出現(xiàn)極高的亮度或極高的亮度對(duì)比，以致引起視覺的不舒適和降低物體可見度的視覺條件。眩光屬于視覺噪聲。很多情況下能干擾我們對(duì)視覺信息的獲取。——采光和照明設(shè)計(jì)中，工作面上要避免眩光的產(chǎn)生。當(dāng)前32頁(yè)，總共43頁(yè)。在有些情況下，光線又變得充滿魅力，令人賞心悅目——閃爍，而非眩光。為形成較好的環(huán)境照明，滿足某些特殊要求，常常利用金屬、玻璃、光澤物體的小面積眩光產(chǎn)生某種魅力。這種場(chǎng)合對(duì)眩光沒有限制。當(dāng)前33頁(yè)，總共43頁(yè)。眩光的分類大致有兩種:失能眩光和不舒適眩光（按后果分）

直接眩光和反射眩光（按原因分）當(dāng)前34頁(yè)，總共43頁(yè)。（一）失能眩光與不舒適眩光

1、失能眩光——能夠降低視覺功效和可見度。

當(dāng)前35頁(yè)，總共43頁(yè)。

2、不舒適眩光——不會(huì)影響視覺行為，但會(huì)影響人們對(duì)空間的感知，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)引起視覺疲勞?！皇孢m

當(dāng)前36頁(yè)，總共43頁(yè)。

（二）直接眩光與反射眩光

1、直接眩光視野內(nèi)明亮光源（如燈具、燈泡、窗口）射入人眼直接造成的眩光。當(dāng)前37頁(yè)，總共43頁(yè)。2、反射眩光——由高反射比表面（如鏡面、玻璃、光澤金屬表面或其他光滑表面）反射亮度造成。

反射眩光包括:一次反射眩光二次反射眩光。一、二次反射眩光發(fā)生原因當(dāng)前38頁(yè)，總共43頁(yè)。

一次反射眩光——由于光源照射到作業(yè)面上又反射到人的眼睛里而產(chǎn)生的，如視覺作業(yè)面上看到窗口或燈，即光源本身。

二次反射眩光是由于周圍景物被照亮后的反射形象又進(jìn)入到人眼里，如在視覺作業(yè)面上看到自己或物品。二次反射眩光一次反射眩光展覽建筑常見當(dāng)前39頁(yè)，總共43頁(yè)。

（三）影響眩光的因素

當(dāng)前40頁(yè)，總共43頁(yè)。

（四）消