建筑光环境1光学基本知识

建筑物理光学光学一、光学基本知识1、可见光的波长范围2、光谱光是效率的概念3、视度及其影响因素（眩光概念、产生原因、解决方式）4、光通量、发光强度、照度、亮度的概念，单位，计算公式5、照度与发光强度，照度与亮度之间的关系（距离平方反比定律和立体角投影定律）1、可见光的本质是一种电磁波，波长在380～780nm之间2、光谱光是效率：在特定光度条件下，获得相同视觉感觉时，两个单色辐射通量之比vλ=?m ?vλ<1m：视觉感觉最大的单色光的辐射能量3、视度及其影响因素视度：看清物体的程度影响因素①亮度：物体越亮看的越清楚，但不能超出适应范围（10?5asb～16sb）②物体尺寸：大而近的物体才能看清楚③对比：观看对象与背景之间亮度差异，差异越大，视度越高④识别时间：物体越亮，识别时间越短⑤眩光⑥光污染眩光概念：眩光就是在视野中由于亮度的分布或亮度范围不适宜，或存在着极端的对比，以致引起不舒服感觉或降低观察细部或目标能力的视觉现象。

产生原因：①直接眩光：直接眩光是由视野中，特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光②反射炫光：反射眩光是由视野中的反射所引起的眩光，特别是在靠近视线方向看见反射像所产生的眩光。

解决方式：直接眩光①限制光源亮度②增加眩光源的背景亮度，减少二者之间的亮度对比③减少形成眩光的光源视看面积④尽可能增大眩光源的仰角反射眩光①尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱规则反射而形成的反射眩光②应使视觉作业避开或远离照明光源同人眼形成的规则反射区域③使用发光表面积大、亮度低的光源④使引起规则反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减小，从而减少反射炫光的影响4、光通量、发光强度、照度、亮度光通量：人眼对光的感觉量为基准的光的能量单位发光强度：光通量的空间密度分布照度：对于被照面而言，常用落在其单位面积上的光通量多少来衡量它被照射的程度，它表示被照面上的光通量密度亮度：单位投影面积上的发光强度5、照度与发光强度，照度与亮度之间的关系E=Icosαr2α：射束截面法线与射束方向间的夹角距离平方反比定律：某表面的照度与电光源在这方向的发光强度（和入射角的余弦）成正比，与它到光源距离的平方成反比，这就是计算点光源产生照度的基本公式，即距离平方反比定律。

亮度与照度的区别问：亮度与照度这两个物理概念，是一样的，还是不一样的，之间有没有关联和不同。

回答：亮度与照度，是两个既关联又不同的物理量。

1、亮度：指的是人在看光源时，眼睛感觉到的光亮度。

亮度高低决定于光源的色温高低和光源的光通量，光源的光通量多少是决定性因素。

光源的光通量多，亮度就高。

2、照度：指的是光源照射到周围空间或地面上，单位被照射面积上的光通量。

单位被照射面积上的光通量多，照度就高。

3、亮度和照度的关联与不同：关联点是：影响光源亮度和照度高低的物理量是共同的，即：光通量。

不同点一：影响光源亮度的光通量，是光源表面辐射出来的光通量的多少。

不同点二：影响光源照度的光通量，是光源辐射到被照面（如墙壁、地面、作业台面）上的光通量的多少。

不同点三：两者位置不同，受外界影响因素也不同。

同一只光源，光源表面辐射出来的光通量、与光源辐射到被照面（如墙壁、地面、作业台面）上的光通量，在数量关系上是不相等的。

4、特别说明：光源的亮度视觉感，有时受色温影响较大。

在光通量相同的光源中，色温高的光源会产生亮度高的错误的视觉感。

这种“高亮度“光源，光效并不一定比其它光源高，照度也并不一定比其它光源高，只是一种刺眼的“虚假亮“。

5、在实际照明应用设计和照明节能中，主要评估照度、特别是有效视觉照度，这个物理量数值的高低1）建筑光环境的基本知识主要包括如下内容·光的基本属性光是以电磁波形式传播，并能为人眼感觉到的那一部分辐射能，其波长范围为380～780nm。

光的强度由发光强度及亮度描述，光的色彩由色温描述。

·光的基本描述参量光通量：以人眼为基准，对光的感觉量的描述参量, 常用符号Ф表示,单位流明(lm)。

发光强度：表征光源在空间的光通量分布状况，即光通量的空间分布密度，常用符号I表示，单位坎德拉（cd）。

照度：对于被照面而言，表征落在其单位面积上的光通量程度，即表示被照面上的光通量密度，常用符号E表示，单位勒克斯(Lux 或lx)。

建筑光学基本知识第七章建筑光学基本知识第一节眼睛与视觉1、光环境:它指的是由光（照度水平和分布，照明的形式和颜色）与颜色（色调，色饱和度，室内颜色分布，颜色显现）在室内建立的同房间形状有关的生理和心理环境。

2、光是以电磁波形式传播的辐射能。

波长在380nm至780nm：为可见光。

波长短于380nm：紫外线、x射线、γ射线、宇宙线；长于780nm：红外线、无线电波等等。

3、视网膜上布满了感光细胞：锥状、杆状感光细胞。

在中央窝处几乎没有杆状细胞，自中央窝向外，其密度迅速增加，在离中央窝20附近密度达到最大，然后又逐渐减少。

杆状细胞：对于光非常敏感，但是不能分辨颜色。

在眼睛能够感光的亮度阈限（约为10－6cd／m2）到0.03cd/m2左右的亮度水平，主要是杆作细胞起作用，称为暗视觉。

在暗视觉条件下，景物看起来总是模糊不清、灰茫茫一片。

锥状细胞：对于光不甚敏感，在亮度高于3cd/m2的水平时，锥状细胞才充分发挥作用，这时称为明视觉。

锥状细胞有辨认细节和分辨颜色的能力，这种能力随亮度增高而达到最大。

所有的室内照明，都是按明视觉条件设计的。

当适应亮度处在0.03～3cd/m2之间时，眼睛处于明视觉和暗视觉的中间状态，称为中间视觉。

一般道路照明的亮度水平，相当于中间视觉的条件。

4、视觉形成的过程：a光源发出光辐射；b外界景物在光照射下产生颜色、明暗和形体的差异，相当于形成二次光源；c二次光源发出不同强度、颜色的光信号进入人眼瞳孔，借助眼球调视，在视网膜上成象；d视网膜上接受的光刺激（即物象）变为脉冲信号，经视神经传给大脑，通过大脑的解释、分析、判断而产生视觉。

5、视野：当头和眼睛不动时，人眼能察觉到的空间范围。

单眼视野在垂直方向的角度约130°，水平方向约180°；双眼视野较小一些，约占总视野中120°的范围。

视线周围1～1.5°内的物体能在视网膜中心凹成象，清晰度最高，这部分叫中心视野；目标偏离中心视野以外观看时，叫周围视野。

建筑物理环厦门大学嘉庚学建筑光学原理光学原理建筑物理环厦门大学嘉庚学光学原理建筑室内外环境在光的参与下的形、色、质的研究。

意义：功能性——保证正常使用；艺术性——表现建筑环境的艺术性。

策略：选取适当的照明方式与照度水平；充分利用自然光，合理使用人工照明。

建筑物理环厦门大学嘉庚学建筑光学原理1、视觉机制2、光度量3、材料的光学性质4、颜色5、视觉和光环境质量评价一、建筑光学原理1、昼光的基本性质2、采光窗3、基本采光计算二、天然光环境1、电光源类型及其特性2、照明设计及基本计算三、人工光环境建筑物理环厦门大学嘉庚学建筑光学原理光谱光谱功率曲线——复合光中各波长的光线的功率所形成的曲线。

不同光谱的色光混合决定了光本身的颜色，也决定了被照射物体的表观颜色。

自然光光谱白炽灯光谱建筑物理环厦门大学嘉庚学光学原理光源、物体——视网膜成像并产生光刺激脉冲信号——大脑解读分析，产生视觉建筑物理环厦门大学嘉庚学光学原理集中在黄斑区域(2°)，分为红、绿、蓝三种，分别对相应颜色的光敏感，在明视觉时发挥主要作用，响应迅速，对颜色、细节敏感；杆体细胞——分布于黄斑周围区域，在暗视觉时发挥主要作用，响应慢，颜色、细节敏感性差，以感光为主。

建筑物理环厦门大学嘉庚学建筑光学原理1、视觉机制1.3视觉活动特点：视野——“中心视野”黄斑-2°；清楚区域30°；可是范围；光谱光视效率——人对相同辐射功率的光具有不同明亮程度的感觉；明、暗视觉——明亮环境下对555nm 左右的黄绿光更敏感，其光谱光视效率用V （λ）表示；昏暗环境下，对507nm 左右的绿色光较敏感，其光谱光视效率用V （λ’）表示；建筑物理环厦门大学嘉庚学光学原理思考：以右图台灯为例，说一说有哪些内容来描述台灯营造的光环境？建筑物理环厦门大学嘉庚学光学原理光谱光视效率随波长分布不同，不能直接用辐射通量（瓦）多少比较，只能化成相当于555nm 标准光通量进行比较。