Transcript 建筑光学篇 - 山东建筑大学

建筑光学
山东建筑大学建筑城规学院
建筑技术教研室
建筑光学篇

学习目的

了解建筑光学的基本知识

掌握日照、采光和人工照明基本设计方法

通过所学知识，在设计中合理解决一些与人体视觉密切
相关的问题，为人们创造良好的光环境
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2015年4月13日星期一
Architectural Lighting Environment & Design
建筑光学篇
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主要内容

建筑光学的基本知识

建筑日照

材料的光学特性

采光口的主要形式及优缺点

主要人工光源、照明的主要方式
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光的作用：
1.影响工作效率
室内光环境
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光的作用：
2.影响心理舒适，身体健康；
室内装饰照明
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光的作用：
3.美化环境，表现建筑艺术
重庆市朝天门夜景
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光的作用：
4.节能，保护环境；
照明用电量示意图
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7.1.1 眼睛与视觉

人眼的构造

人眼的视觉特点

光谱光视效率
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7.1.2 基本光度单位及应用
名称
符号
表征
单位
相互关系
光通量

光源能量
lm
发光强度
I
光能在空间的分布
cd
lm/sr
光通量在空间的分布
照度
E
被照面上的光能
lx
•单位面积上的光通量
•平方反比定律
亮度
L
光源或反光体的明暗
程度
cd/m2,
sb, asb
•与发光强度成正比；
•与发光体在视线方向
的投影面积成反比
•立体角投影定律
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7.1.3 材料的光学性质

规则反射和透射；

扩散反射和透射：

漫反射和漫透射；

混合反射和透射。
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7.1.3 材料的光学性质

不同光学材料的优缺点
定向反射(透射)
有清晰的影像；高
亮度或亮度对比
其它方向上过暗；易产
生不舒适眩光
均匀扩散
亮度均匀；不会透
漏隐私
单调
定向扩散
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介于两者之间
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7.1.4 视度及其影响因素

视度

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看物体清楚的程度称为视度
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7.1.5 颜色
颜色形成、分类与属性、混合方法。
孟塞尔表色系统。
光源色温、相关色温和显色性
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6.1.1. 日照的作用与建筑对日照的要求
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6.1.2 地球绕太阳运行的规律


地球的公转 自转
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6.1.2 地球绕太阳运行的规律


太阳时角
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6.1.2 地球绕太阳运行的规律


太阳位置
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
太阳高度角

太阳方位角
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6.2.1.建筑日照标准

日照标准即建筑物的最低日照要求，与建筑物的性质和使
用对象有关。
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我国现阶段采用的日照标准日为冬至日或大寒日。
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6.3 棒影日照图的原理与应用
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第八章
天然采光
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光气候与采光标准

我国光气候的特点及光气候分区

采光口的主要形式及特点

采光设计的基本步骤
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8.1. 光气候与采光标准

光气候
天然光组成
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8.1 光气候与采光标准

我
国
光
气
候
的
特
点
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8.1 光气候与采光标准

采光标准

现行采光标准《建筑采光设计标准》 GB/T50033-2001 。

2001标准在国家标准《工业企业采光设计标准》
GB/50033-91的基础上，总结了居住建筑和公共建筑采光
的经验，通过实际调查，并参考了国内外的建筑采光标
准制定的。
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8.1 光气候与采光标准

采光标准
En
C
100%
Ew
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采光系数

主要影响因素：采光口的尺寸、位置；房间结构、尺寸
等，与室外照度无关。
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8.2 采光口

建筑的天然采光需要在围护结构上开口即形成窗，允许日光
进入并充分分配和发散光线。
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8.2 采光口

建筑的现代天然采光的创新为我们提供了范围很广的先进、
高效和高度完善的系统。根据窗位置、形式的不同我们可以
将天然采光划分为

侧窗采光系统

顶部采光系统


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中庭采光系统
新型天然采光系统
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8.3 采光设计

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采光设计的主要任务

根据视觉工作的特点，确定房间的采光要求。

确定采光口形式、位置。

计算所需的采光口面积。

防止眩光、不均匀、等采光质量问题。

防止紫外线影响，考虑其它的功能要求。
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8.3 采光设计

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采光设计的一般步骤

搜集资料。

选择采光口的形式。

确定采光口的位置及可能开设的窗口面积。

估算采光口的尺寸。

布置采光口。
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8.4 采光计算

采光计算

采光计算的目的是检验所作的采光设计是否符合采光标准
中规定的各项指标。
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
面积估算法

图表计算法

计算机模拟法
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第九章 建筑照明

电光源的主要形式和特性

灯具的主要形式及分类

室内照明设计与计算

环境艺术照明设计

基本概念

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发光效率、色温、显色指数、照明数量与质量
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9.1 人工光源
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9.1 人工光源

燃烧发
热辐射
气体放电
场致发光和
光
光源
光源
激光
火把
白炽灯：包
荧光灯：包括日光色、冷白色、暖白色、三基色荧光灯
场致发光灯、发
油灯
括真空白炽灯
汞灯：包括低压、高压及超高压汞灯
光二极管
和充气白炽灯。
蜡烛
充气白炽灯指
钠灯：包括低压、高压钠灯
瓦斯灯
灯内充入氮、
金属卤化物灯：包括照明用金属卤化物灯、摄影用金属卤化
固体激光、液体
物灯、紫外线金属卤化物灯、超高压金属卤化物灯
激光、
无极灯：包括无极照明灯、无极荧光灯
气体激光、
氩、氪等气体。
煤油灯
卤钨灯：包
括石英卤钨灯
和聚硅玻璃卤
氙灯：包括长弧氙灯、短弧氙灯、脉冲氙灯
钨灯。
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9.2 灯具

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灯具的分类
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9.3 室内工作照明
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选择照明方式
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一般照明

分区一般照明

局部照明

混合照明
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9.4 环境照明设计
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人工光环境作为室
内外空间环境品质
的重要组成部分还
应有助于增进人们
的生理、心理健康
和达到相应的美观
与装饰要求。
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9.4 环境照明设计

环境照明对视觉与生理、心理的作用
在顶棚装置向下投光的白
炽灯，给人的总体印象是
不清晰（朦胧）和宁静
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周边装置间接照明灯具，沿长边
墙为荧光灯，短边墙是白炽灯，
光环境给人较舒适（愉快）的印
象，还有宽敞的感受，但清晰度
则不确定。
顶部装置间接照明的低亮度
灯具，给人的感觉是模糊、
安静，不能确定宽敞度，负
面的评价较多。
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桌面照度为100 lx
顶部的直接照明、间接照明
与周边中等强度的间接照明
组合，视看清晰度、房间宽
敞度都很好，正面评价较多。
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9.4 环境照明设计
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室外环境照明

室外环境包括建筑物、构筑物、城市小品设施、草坪、树
木及水体照明。景观照明品质并不与光照强度成正比，关键是与环境的协调。
通过仔细地布置光源（包括与被照对象的距离及光的投射角），就能实现预想的光照
效果。
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建筑物照明
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城市广场和道路
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9.4 环境照明设计

室外环境照明
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泛光照明、轮廓照明及内透光照明的特点及适用场所
照明方式
特点
适用场所
泛光照明
显示建筑物体型、突出它的全
貌，层次清楚，立体感强，灯
具安装位置及投射角很重要，
否则会产生光干扰
适用于表面光反射比较高的建筑
物
轮廓照明
突出建筑物外形轮廓，不能反 适用于大型建筑物及桥梁，也可
映建筑物立面特点
以作为泛光照明的辅助照明
内透光照
明
在某些情况下效果好，并节省
投资，维修方便
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适用于玻璃窗较多或大面积玻璃
幕墙的建筑物，以及标志、广告
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9.5 绿色照明工程
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1991年，美国环保局（EPA）先提出实施旨在节约能源、保护
环境、提高照明质量的“绿色照明”概念。
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绿色照明是节约能源、保护环境、有益于提高人们生产、工
作、学习效率和生活质量，保护身心健康的照明。
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