建筑光学第八章天然采光部分

扩散反射和透射
均匀扩散材料 均匀扩散反射材料有氧化镁、石膏等。但大部分无光泽、粗糙的
建筑材料，如粉刷、砖墙等都可以近似地看成这一类材料。 均匀扩散透射材料有乳白玻璃和半透明塑料等，透过它看不见光
源形象或外界景物，只能看见材料的本色和亮度上的变化，常将 它用于灯罩、发光顶棚，以降低光源的亮度。用矢量表示的亮度 和发光强度分布见图；实线为亮度分布，虚线为发光强度分布。
均匀扩散材料表面的亮度公式计算： 反射材料 透射材料
朗伯余弦定理
定向扩散材料
某些材料同时具有定向和扩散两种性质。它在定向反射(透射)方 向，具有最大的亮度，而在其他方向也有一定亮度。这种材料的 亮度和发光强度分布见图。图中实线表示亮度分布，虚线表示发 光强度分布。这种材料如：有光滑的纸、较粗糙的金属表面、油 漆表面等。
环境。 人们依靠不同的感觉器官从外界获得各种信息，其中约
有80%来自光和视觉。 建筑师的任务之一，就是要为人们创造优良的光环境。
光环境设计
光环境设计要运用很多学科的基础理论，如建筑学、物理学、美学、生理学、心 理学、人工工效等等，它既是科学，又是艺术，同时又受经济和能源的制约。
光环境设计主要包括： （1）天然光环境设计 充分利用昼光照明和渲染气氛，不仅可以获得较高的视觉功效，节约能源和费用，也
发Байду номын сангаас强度和照度的关系
具有相同的立体角 光通量相同 A1：A2：A3=1：4：9
以一个点光源为例，寻找发 光强度和照度的关系
推广到一般情况 ：
与
联立
——距离平方反比定律
例题
如图所示，在距离桌面2米处挂 一只40w白炽灯，设在白炽灯
【解可】得：1、由2两点E处的rI2照co度s分式别

、但不一定降低视觉对象可见度的眩光称为不舒适眩光。
昆工津桥学院
7.4 可见度及其影响因素
对于室内光环境来说，只要将不舒适眩光控制在允许的限度范 围内，失能眩光一般也就消除了。
1 建筑热工学 2 建筑光学 3 建筑声学
从形成眩光的过程，可分为：直接眩光和反射眩光。
由视野中的高亮度的或未曾遮蔽的光源所产生的，称为直接眩光；
3）颜色混合 在色度学中，将红、绿、蓝三色称为加法色的三原色。而将它 们的补色，即青色、品红色、黄色称为三个减法原色。
1 建筑热工学 2 建筑光学 3 建筑声学
昆工津桥学院
7.5 颜色
7.5.2 光源的色温和相关色温—反映光源光色 当某一种光源（热辐射光源）的色品与某一温度下全辐射体（ 黑体）的色品完全相同时，黑体体的温度称为该光源的色温度，简 称为色温。 把某一种光源的色品与某一温度系的黑体的色品最接近的黑体 温度称为相关色温。 7.5.3 光源的显色性—反映光源质量 光源的显色性是指与参考标准光源相比较时，光源显现物体颜 色的特性。光源的显色性主要取决于光源辐射通量的光谱分布。一 般人工照明光源的一般显色性通常用一般显色指数（Ra）来表示。 一般显示色指数的最大值为100。
•
•
• •
7.3 材料的光学性质
7.4 可见度及其影响因素 7.5 颜色
昆工津桥学院
第 7 章 建筑光学基本知识
光环境是由光和颜色在室内建立的同房间形状有关的生 理和心理环境。良好的光环境是保证人们进行正常工作、学 习和生活的必要条件。空间是建筑的实质，而光是建筑空间 的灵魂。 现代著名建筑大师柯布西耶说：“建筑是对阳光下的各 种体量的精确的、正确的、卓越的处理”。英国著名建筑师 罗杰斯说:“建筑是捕捉光的容器，就如同乐器如何捕捉音乐 一样，光需要可使其展示的建筑。”路易· 康说：“设计空间 就是设计光亮”

外墙材料
外墙材料的颜色和反射率会影响太阳光的吸收和反射。例如，白色外墙 可以反射更多的太阳光，而深色外墙则会吸收更多的太阳光。
03
天花板材料
天花板材料的颜色和反射率也会影响室内采光。例如，白色天花板可以
增加室内的亮度，而深色天花板则会降低室内的亮度。
05
天然采光的优缺点
Chapter
优点
节能环保
02
住宅建筑的天然采光设计还可以与室内布局相结合，通过合理的空间布局和家具 布置，最大化利用天然光线，减少人工照明的需求。
办公建筑
办公建筑是人们工作的重要场所，良好的天然采光可以提高 工作效率和员工满意度。在办公建筑中，可以采用玻璃幕墙 或大面积的窗户设计，引入充足的天然光线，减少人工照明 的使用。
商业建筑的天然采光设计还需要考虑商业活动的特点和需 求，根据不同类型商业空间的特性，采用不同的天然采光 方案，以满足商业运营的需求。
公共设施
公共设施是为公众提供服务的场所，良好的天然采光可以提高公共设施的使用效 率和舒适度。在公共设施中，可以采用透明或半透明的顶篷、大面积的玻璃门等 设计，引入自然光线，营造明亮、舒适的公共空间。
特点
天然采光具有环保、节能、健康、舒适等优点，能 够提高室内环境的品质和人们的舒适感，同时减少 对人工照明的依赖，降低能源消耗和运营成本。
天然采光的重要性
健康
天然采光有助于调节人体生物钟 ，改善睡眠质量，减少眼部疲劳 和不适感，对健康有积极的影响
。
能耗
利用天然采光可以显著降低建筑能 耗，尤其是在电力供应紧张的地区 ，能够缓解能源压力，实现可持续 发展。
设计创新
定制化设计
根据不同建筑和空间的 需求，提供定制化的天 然采光设计方案，实现 个性化采光效果。

视觉作业场所采光系数标准值（Ⅲ类光气侯区）
按作业精度确定采光等级；按采光方式确定天然光照度。
居住建筑
旅馆建筑
办公建筑
学校建筑
图书馆
医院建筑
博物馆和美术馆建筑
注：表中的展厅是指对光敏感的展品展厅，侧面采光时其照度不应高于 50lx；顶部采光时其照度不应高于75lx；对光一般敏感或不敏感的展品展 厅采光等级宜提高一级或二级。 工业建筑
顶部采光展室的适宜尺寸
美术馆采用天窗采光，窗地比为1/4，在确定天 窗位臵时，要注意避免形成反射眩光，并使整个展 出墙面照度均匀。可从控制天窗窗口到墙面各点的 立体角大致相等来达到使照度均匀的目的。
天窗采光比高侧窗采光降低房间高度达30%， 有利于降低建筑造价。
天窗采光的改善措施：
为降低展室中部观众区照度，并增加墙面照度。在 天窗下设透明或半透明的顶棚，避免二次反射眩光。
提高窗口 画面倾斜
调整人画间位置，降低观看处亮度
（5）周围环境的亮度
应略低于展品的亮度；展品周围环境的色调应为 中性色调，彩度不能太高。
（6）避免阳光直射展品 （7）采光口尽量不占用展出的墙面
2. 建筑剖面形式和采光形式 （1）侧窗采光
能获得充足的光线，光线具有方向性，但用于展 馆有些缺点： 照度不均、占用展出墙面、易眩光，适用于进深 不大的小型展室和雕塑为主的展室。 改善： 采用增设室内横墙的方式。
2.2.3 采光设计
采光设计的任务：
根据视觉工作的特点，正确地选择采光口的形 式，恰当地确定采光口的尺寸和位臵，使室内获得 良好的光环境，以保证视觉工作的正常进行。 即通过窗口面积、布臵等的设计，采光系数的 计算，预测营造光环境是否符合标准规定指标。 天然光环境设计—— 包括采光设计，室内各表面的亮度、色彩等的 规划与设计、室内的遮光、控光、以及避免眩光等 的设计。