建筑物理復(fù)習(xí)建筑光

第七章建筑光學(xué)基本知識(shí)基本光度單位①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：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(shí)為683lm/W。計(jì)算時(shí)，光通量往常采納下式獲得：Kme,V()（7-2）式中，e,——波長(zhǎng)為的輻射通量（W）。單位：光瓦或流明（lm）1光瓦=683lm②發(fā)光強(qiáng)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(hào)I來(lái)表示。單位為坎德拉，符號(hào)為cd。dAcos立體角：dr2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d內(nèi)傳輸?shù)墓馔縟除以該立體角之商，發(fā)光強(qiáng)度的符號(hào)為I。點(diǎn)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(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散布在立體角內(nèi)時(shí)，則該方向的發(fā)光強(qiáng)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(lái)權(quán)衡它被照耀的程度，這就是照度。符號(hào)為E。它表示被照面上光通量的密度。表面上一點(diǎn)照度是入射在包括該點(diǎn)面元上的光通量d除以該面元面積dA之商，即：當(dāng)光通量均勻散布在被照表面A上時(shí)，則此被照面各點(diǎn)的照度均為E（7-5）A照度單位為勒克斯，符號(hào)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(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，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(diǎn)光源在這方向的發(fā)光強(qiáng)度I成正比，與距光源的距離r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(diǎn)光源的距離平方成反比，與光源在i方向的發(fā)光強(qiáng)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(qiáng)度。其符號(hào)為L(zhǎng)，計(jì)算公式為：式中，d2——由給定點(diǎn)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(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A的發(fā)光強(qiáng)度I均相等時(shí)，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(qiáng)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?yàn)槠涑叽绾退嚯x被照面間的距離r對(duì)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dI，則其在A2上的O點(diǎn)形成的照dI度為：dEcosi（1）r2對(duì)微元發(fā)光面積dA1而言，依據(jù)亮度和光強(qiáng)的關(guān)系7-8式得：dILdA1cos（2）由1、2式得：dELdA1coscosi（3）r2又因?yàn)閐A1cos為微元面dA1對(duì)O點(diǎn)所張開的立體角d，故有dELdcosir2整個(gè)發(fā)光面在O點(diǎn)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(zhǎng)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(diǎn)上形成的立體角的投影cosi）的乘積。資料的光學(xué)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(kuò)散反射和透射漫射資料表面的亮度可有以下公式計(jì)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(qiáng)度在表面的法線方向，其余方向的發(fā)光強(qiáng)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(shí)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(shí)，以標(biāo)準(zhǔn)察看條件下恰可感知的標(biāo)準(zhǔn)視標(biāo)的對(duì)照或大小定義。室外應(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。②影響可見度的要素：亮度、大?。ㄎ锲返南鄬?duì)尺寸）、亮度對(duì)照、辨別時(shí)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(wú)彩色：在知覺意義上是指無(wú)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(wú)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(dú)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。可見光譜不一樣波長(zhǎng)的輻射，在視覺上表現(xiàn)為各樣色彩。②明度：是顏色相對(duì)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(wú)彩色只有明度這一個(gè)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(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CIE1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)這一系統(tǒng)的特色是用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法來(lái)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(lái)。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(gè)基本屬性：色彩（符號(hào)H），明度（V）和彩度（C）對(duì)顏色進(jìn)行分類與標(biāo)定．它是當(dāng)前國(guó)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(duì)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?yàn)椴炜凑叽嫘淖R(shí)或無(wú)心識(shí)地將它與標(biāo)準(zhǔn)光源下的色表對(duì)比較而產(chǎn)生的），它表示與參照標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)比較時(shí)，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(lái)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(yáng)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(yáng)直射光：太陽(yáng)光穿過大氣層時(shí)，一部分透過大氣層抵達(dá)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(yáng)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(kuò)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(yáng)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(diǎn)：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(diǎn)由天空漫射光所產(chǎn)生的照度（En）與室內(nèi)某一點(diǎn)照度同一時(shí)間、同一地址，在室外無(wú)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(shí)，正方形窗口最高，豎長(zhǎng)方形次之，橫長(zhǎng)方形最少。②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(jìn)深方向主假如窗地點(diǎn)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(diǎn)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(jì)采光計(jì)算①側(cè)窗采光計(jì)算圖比以下：計(jì)算點(diǎn)P的選用：①單側(cè)采光點(diǎn)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(shí)，計(jì)算點(diǎn)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(duì)稱兩側(cè)；以下圖(c)不對(duì)稱兩側(cè)，含高側(cè)窗；以下圖（d)不對(duì)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(jì)算☆計(jì)算點(diǎn)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(jì)算點(diǎn)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(jì)算點(diǎn)（見上圖b）。③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(jī)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(shí)質(zhì)是一個(gè)PN結(jié)，基本工作原理是一個(gè)電光變換過程。2.燈具①配光曲線：光強(qiáng)體被經(jīng)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，便可查到相應(yīng)的發(fā)光強(qiáng)度I，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：①往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。②關(guān)于非對(duì)稱配光的燈具，需要一組配光曲線來(lái)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(duì)透明燈罩而言，因?yàn)樽约簱碛斜囟炼热钥尚纬裳９猓@時(shí)則應(yīng)當(dāng)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(diǎn)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(jì)的步驟有：1.選擇照明方式;2.照明標(biāo)準(zhǔn);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(biāo)準(zhǔn)照明數(shù)目：《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。照明質(zhì)量：影響照明質(zhì)量的主要要素：眩光、光源顏色、照明均勻度、反射比。4.照明計(jì)算利用系數(shù)法：這類方法是從均勻照度的觀點(diǎn)出發(fā)，利用系數(shù)Cu就等于光源實(shí)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(gè)數(shù)。利用系數(shù)法的基來(lái)源理圖以下。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（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(shí)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(lái)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—