第六章建筑光环境课件.ppt
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- 第六 建筑 环境 课件
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1、6 11.光环境基本度量及各光环境基本度量及各参数使用对象和相互参数使用对象和相互联系联系知识要点:知识要点:2.人与视觉环境的关联人与视觉环境的关联3.室内一般天然采光概念室内一般天然采光概念4.人工光源和灯具的光学特性基础人工光源和灯具的光学特性基础5.人工光环境质量与评价人工光环境质量与评价6.人工照明节能措施概略人工照明节能措施概略6 2光环境控制的意义v 减少视觉疲劳,保证视觉健康和身心健康减少视觉疲劳,保证视觉健康和身心健康%空调空调照明照明热水热水动力与其他动力与其他宾馆宾馆46.113.5319.4商场商场40.533.710.715.2办公楼办公楼49.733.32.717医
2、院医院30.313.941.814人工照明能耗人工照明能耗v 提高劳动生产率提高劳动生产率v 降低能耗降低能耗 空调能耗空调能耗6 3光污染v 玻璃幕墙的反射眩玻璃幕墙的反射眩光不仅会影响司机视力,光不仅会影响司机视力,而且还会干扰而且还会干扰附近附近建筑建筑的室内光环境。的室内光环境。6 46 5光与颜色的基本知识B光是以形式传播的辐射能。B在带有多种光谱成分的光源中,如果某一部分占比例较大,就呈现出那个波长对应的颜色。B单一波长的光呈现一种。不同的光在视觉上形成不同的颜色。B日光和灯光都是由不同波长的光混合而成的复合光,复合光中,不同波长光参数的量值关系形成了“”。6 6红红橙橙黄黄绿绿蓝
3、蓝绿绿蓝蓝蓝蓝紫紫紫紫黄黄绿绿CIE光谱光视效率光谱光视效率V()曲线曲线国际照明委员会:Commission Internationale De LE-clairage6 7 dVKem)(,CIE光谱光视效率:V()曲线查得最大光谱光视效能,Km=683 lm/W辐射转换成光的参量白炽灯白炽灯日光灯日光灯100W40W1250 lm2500 lm12.5 lm/W62.5 lm/W波长为的单色辐射能通量/W,由光源的辐射光谱得到/流明流明(lm)lm)光电转换差距大6 8/坎德拉坎德拉(1cd=1lm/sr)1cd=1lm/sr)ddI 2rdAd 立体角:rA点光源/均匀扩散:4 I40
4、Wlm350 40WcdI284350 cdI284350 cdI562350 cdI0 全反射6 96 10dAdE AE 均匀照射时/勒克斯勒克斯(1lx=1lm/m2)6 11已知已知发光强度发光强度I I以及与以及与被照面的距离被照面的距离r r,则垂直于二,则垂直于二者连线的被照面的照度为:者连线的被照面的照度为:晴天中午晴天中午的室外的室外阴天中午阴天中午的室外的室外月光下月光下40W白炽灯白炽灯以下以下1m40W白炽灯白炽灯(有搪有搪瓷罩瓷罩)以下以下1m40W白炽灯白炽灯的台灯下的台灯下80000120000800020000103073200300E=Encos =(I /r
5、2)cos r例例6-26-26 12 dI cosdAdIL cosAIL 一定面积内:/尼特、熙提尼特、熙提(1nt=1cd/m2,1sb=104nt,1asb=1/nt)6 13/尼特、熙提尼特、熙提(1nt=1cd/m2,1sb=104nt,1asb=1/nt)白炽灯灯丝白炽灯灯丝 荧光灯管荧光灯管太阳表面太阳表面无云蓝天无云蓝天电视屏幕电视屏幕3003005005000.80.80.90.9202010104 40.2 0.2 2.02.0 0.017 0.017 0.0350.035cd/m26 14AILcos rIEcos2 LrALEcoscoscos2 反光材料,亮度高反光
6、材料,亮度高吸光材料,亮度低吸光材料,亮度低受照面照度相同,亮度相同吗,取决于什么?2cos/rA 6 15光源光源受照面光源、受照面 dVKem)(,ddIdAdE cosdAdIL lm1cd=lm/sr1lx=lm/m21nt=lm/(srm2)=cd/m2与视感密切的相关参数评价光环境的主要参数评估光源发光能力参数反映灯具空间发光能力1sb=104nt1asb=1/cd/m2亮度(cd/m2)6 16光的性质与度量材料表面及内部性质)材料表面及内部性质)(,f 1 视视感感视视感感热问题:相同条件下,投入能热问题:相同条件下,投入能量越多,温度就越高。量越多,温度就越高。光问题:相同条
7、件下,可见光区投入能量越多,亮度就越高光问题:相同条件下,可见光区投入能量越多,亮度就越高热量守恒:热源停止供热,已有的热量也不会消失;热被材热量守恒:热源停止供热,已有的热量也不会消失;热被材料吸收了仍然存在。料吸收了仍然存在。亮度不守恒:光源停止发光,光就没了;光被材料吸收了就亮度不守恒:光源停止发光,光就没了;光被材料吸收了就不存在了,变成了热。不存在了,变成了热。6 17镜面玻璃镜面玻璃抛光金属面抛光金属面平板玻璃平板玻璃粉刷涂料粉刷涂料乳胶漆乳胶漆乳白玻璃乳白玻璃粗糙金属面粗糙金属面光滑纸光滑纸磨砂玻璃磨砂玻璃油漆表面油漆表面c类材料的理类材料的理想情况想情况入射角反射角,透射方向与
8、入射方向一致与入射角相同的反射角方向上、与入射方向一致透射方向上有最大亮度,其它方向也有一定亮度,透射雷同光的性质与度量6 18光的性质与度量b)a)c)d)能清晰看清背能清晰看清背侧光源和物象侧光源和物象如透明材料如透明材料模糊看清光源模糊看清光源如磨砂玻璃如磨砂玻璃模糊看清背侧光模糊看清背侧光源,且亮度均匀源,且亮度均匀如透明玻璃涂白如透明玻璃涂白漆漆完全看不清背完全看不清背侧光源和物象,侧光源和物象,量度均匀量度均匀如乳白玻璃如乳白玻璃6 19光的性质与度量12sinsinnni因折射将白光中各频率不同的单色光分离形成各种颜色因折射将白光中各频率不同的单色光分离形成各种颜色6 20光的性
9、质与度量不同波长组成的光在视觉上反映出不同的颜色不同波长组成的光在视觉上反映出不同的颜色 红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝绿绿蓝蓝蓝蓝紫紫紫紫黄黄绿绿白色光是由各种波长光辐射均匀分布所致白色光是由各种波长光辐射均匀分布所致 物体颜色是由于照射到物体表面后,因表面对物体颜色是由于照射到物体表面后,因表面对不同波长的吸收率不同所致,物体吸收率较差不同波长的吸收率不同所致,物体吸收率较差的波长(即反射率较高)所对应的颜色便是物的波长(即反射率较高)所对应的颜色便是物体呈现的颜色体呈现的颜色6 21各彩色彼此区分的视感觉各彩色彼此区分的视感觉的特性,的特性,。光的性质与度量 如:如:、黄黄、绿绿、青青、6 22各
10、彩色彼此区分的视感觉的特性,它取决于光的波长。各彩色彼此区分的视感觉的特性,它取决于光的波长。相对明暗的视感觉的特性,相对明暗的视感觉的特性,它是物体反射比大小的度量,反射比大的物体明度则它是物体反射比大小的度量,反射比大的物体明度则高。高。无彩色则仅无彩色则仅此属性此属性 黄黄色调的明度最高,色调的明度最高,色调的明度最低色调的明度最低 6 23各彩色彼此区分的视感觉的特性,它取决于各彩色彼此区分的视感觉的特性,它取决于光的波长。光的波长。相对明暗的视感觉的特性,它是物体反射比相对明暗的视感觉的特性,它是物体反射比大小的度量,反射比大的物体明度则高。无彩色则仅大小的度量,反射比大的物体明度则
11、高。无彩色则仅此属性此属性 色彩的纯洁度(即色彩的饱和度,或色彩的纯洁度(即色彩的饱和度,或鲜艳度),混合色成分越多,其彩度就越低。鲜艳度),混合色成分越多,其彩度就越低。6 24光的性质与度量红红(700nm)、绿、绿(546.1nm)、蓝、蓝(435.8nm),它们彼此独立,不是混合而成的颜色。它们彼此独立,不是混合而成的颜色。互补色:互补色:凡两种颜色按适当比例混合能产生白色的两种颜色。如:黄和篮、红和青、绿和品红等 中间色:中间色:凡不是互补色的两种颜色混合便可产生中间色,其彩度取决于这两种颜色的波长接近程度,两种颜色的波长越接近,其彩度越高。混合色亮度:混合色亮度:各参与混合的颜色的
12、亮度的总和。舞台照明、彩色电视显示屏等舞台照明、彩色电视显示屏等6 25光的性质与度量在三原色中减去某一色的补色,变在三原色中减去某一色的补色,变呈现出另两种原色的混色,也就是去掉的补色。换呈现出另两种原色的混色,也就是去掉的补色。换言之减色需用该色的补色。言之减色需用该色的补色。彩色打印、染色等彩色打印、染色等6 26红旗:5R5/10径向分布径向分布020分级分级(最大级按颜色有所不同最大级按颜色有所不同)圆周分布圆周分布10种种5种主色调种主色调5中间色中间色轴向分布轴向分布011个等级个等级(0级级:完全吸收完全吸收=0)HVC=色调色调 明度明度/彩度彩度6 27标准黑体加标准黑体加
13、热升温时颜色由红热升温时颜色由红浅红浅红橙黄橙黄白白蓝白蓝白蓝变色时蓝变色时的温度作为光源的的温度作为光源的色温。色温。黑体加热轨迹黑体加热轨迹20000K10000K7000K6000K5000K2000K2700K4000K3000K最接近标准黑体最接近标准黑体可采用相关色温表可采用相关色温表示示6 286 29光源显现物体颜色光源显现物体颜色的特性的特性,即物体在光源照射下的颜,即物体在光源照射下的颜色逼真程度。色逼真程度。选用参照标准选用参照标准(以接近日光的色温为基准,低温:(以接近日光的色温为基准,低温:接近早晨、傍晚日光,高温:接近接近早晨、傍晚日光,高温:接近中午日光)中午日光
14、)显色指数显色指数Ra,100:显色性最好;显色性最好;80100:显色性优:显色性优良;良;5079:显色性一般;:显色性一般;50显显色性较差。色性较差。表表6-76 30心理感受心理感受左趋势左趋势积极色积极色中性色中性色 消极色消极色右趋势右趋势白 黄橙绿、红灰 灰青紫黑 橙红黄灰 绿青紫白胀缩干膨胀 红橙 灰 绿青紫 收缩距离感近 黄橙 绿青紫 远重量感轻盈白 黄橙 灰 绿青紫黑沉重白 红 橙红 黄红绿紫 灰 绿 青绿 青紫 黑积极色:暖色调高亮度;积极色:暖色调高亮度;消极色:冷色调低照度。消极色:冷色调低照度。主观温差效果可达主观温差效果可达34高明度者大而轻,低明度小而重高明度
15、者大而轻,低明度小而重色适应色适应是人们工作、学习、生活中对是人们工作、学习、生活中对照明光色度照明光色度感觉的偏爱感觉的偏爱6 31视觉环境光圈作用光圈作用亮度高于亮度高于3 nt(cd/m2)时时(明视觉)(明视觉)主要由主要由锥体锥体细胞细胞发挥作用发挥作用辨色作用;辨色作用;在亮度低于在亮度低于0.01 nt时(暗视觉)时(暗视觉)主要由杆体细胞发挥作用,但不能分辨颜色主要由杆体细胞发挥作用,但不能分辨颜色感光作用感光作用锥体细胞锥体细胞杆体细胞杆体细胞色盲色盲锥体细胞功能性损坏锥体细胞功能性损坏透镜作用透镜作用(有自动聚焦功能有自动聚焦功能)胶卷作用胶卷作用原像原像镜像镜像视觉功能的
16、完成视觉功能的完成6 32视觉环境亮度亮度面积常数面积常数 目标越小要求越高目标越小要求越高亮度亮度时间常数时间常数 呈现时间越短要求越高呈现时间越短要求越高视觉可以忍受的亮度上限,一般视觉可以忍受的亮度上限,一般:106cd/m2视觉阈视觉阈6 33视觉环境刚能察觉的刺激变化刚能察觉的刺激变化 I 与刺激水平与刺激水平 I 的比值是的比值是常数:常数:人的视觉能力与其所处的环境亮度(背景亮度)密人的视觉能力与其所处的环境亮度(背景亮度)密切相关切相关常常数数)(KII 客观物理量客观物理量主观心理量主观心理量6 34 1 1.5 (偏离视野中心偏离视野中心30)物体在中心物体在中心凹成像凹成
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