建筑光学

一注考试建筑光学笔记，整理了基本知识、天然采光、建筑照明的知识点，大家可以学起来哦。

建筑光学

• 基本知识
  • 眼睛与视觉
    • 光的本质：以电磁波形式传播辐射能
    • 可见光：波长为：紫380-红780nm的辐射（紫短红长）
    • 人的视野：水平180°，垂直130°（向上60°向下70°）
    • 明暗视觉：同样能量光线，暗环境中，人对507nm蓝绿光最敏感；亮环境中，人对555nm黄绿光最敏感
  • 光度单位与应用
    • 光通量：对于光源（流明lm），某一光源向四周空间发射出的光能总量
    • 发光强度：对于灯具（坎德拉lcd），光源光通量在空间中的分布密度，与方向有关与距离无关
    • 照度：对于被照物（勒克斯lx），被照面接收的光通量
      • 光源发光强度越大，照度越大；光源越近，照度越大，光源入射角越小，照度越大
    • 亮度：对于人视觉获得光的情况（坎德拉lcd/㎡），光源或被照面的明亮程度。
      • 对于被照物，亮度反应物体表面的物理特性
    • 四个概念关系：四个概念在数量关系上互成正相关，即光通量越大，发光强度越大，照度就越大，相应的亮度也就越大
  • 材料的光学性质
    • 光遇到介质时，一部分被反射（光的反射），一部分被吸收（光的吸收），一部分透过介质进入另一侧的空间（光的透射）
  • 可见度及其影响因素
    • 物体能被看到，它要有：亮度、物体大小、亮度对比，识别时间和眩光也会影响看清的程度。
    • 亮度越大，可见度越大
    • 物件的相对尺寸和距离，都会影响人们看清物件的可见度
    • 亮度对比度越大，可见度越高
    • 从明到暗，需要一段时间才能看清，称“暗适应”；从暗到明的适应时间较短，称“明适应”
    • 眩光
      • 反射眩光：通过物体反射照射人的眼睛
        • 控制方法
          • 1限制光源亮度
          • 2增加炫光源背景亮度，减小对比
          • 3减小形成炫光源是看面积（灯源在60°以上）
      • 直接眩光：直射眩光：直接照射人的眼睛
        • 控制方法
          • 1使作业表面为无光泽表面
          • 2使人眼避开规则反射区
          • 3使用发光表面积大、亮度低的光源
  • 颜色
    • 光源色
      • 一般包含多种单色光
        • 色光三原色：红、绿、蓝；
    • 物体色
      • 被感知为物体所具有的颜色
        • 物光三原色：品红、青、黄
    • 有彩色
      • 色相、明度、饱和度
    • 无彩色
• 天然采光
  • 光气候区
    • Ⅰ：锚定窗地比为0.85 18000lx拉萨等雪域高原
    • Ⅱ：锚定窗地比为0.9 16500lx喀什、西宁、银川、昆明、呼和浩特等
    • Ⅲ：作为K值（光气候系数）的标准值 15000lx 锚定窗地比为1.北京、天津、西安、乌鲁木齐、海口等。光气候三区城市需要记忆
    • Ⅳ：锚定窗地比为1.1 13500lx 上海、广州、台北、石家庄、长沙、武汉、厦门、哈尔滨等
    • Ⅴ：锚定窗地比为1.2 12000lx 重庆、成都。四川盆地（阴影很淡，不利于形成物体的立体感）
  • 窗洞口
    • 采光窗面积相等、窗台标高一样的情况下
      • 采光量情况
        • 正方形窗口采光量最高
        • 竖长形次之
        • 横长方形最少
      • 照度均匀性
        • 竖长方形窗口在房间进深方向均匀性最好
        • 方形窗居中
        • 横长方形在房间面宽方向均匀性最好
    • 避免侧窗采光缺点（房间深度采光不足）的措施：
      • 1提高窗的位置，折射玻璃（将光折射至顶棚）
      • 2采用补充照明外，采用倾斜顶棚
      • 3教室，医院等采水平挡板、窗帘、百叶、绿化等方法，控制侧窗眩光
    • 天窗
      • 向上突起的矩形天窗
        • 天窗轴向间距越小，采光均匀度越好。天窗玻璃最好朝向南北
      • 锯齿形天窗
        • 比巨型天窗的采光率高15-20%，天窗朝北，放置直射阳光进入室内，光线均匀，方向性强，在纺织厂和轻工业厂房大量使用这种天窗
      • 平天窗
        • 屋面直接开洞，铺上透光材料就是平天窗，不需要天窗架，造价低，采光效率高，市举行天窗的2-3倍
        • 《采光标准》标准值，窗地比采光估算顶部采光指平天窗采光，锯齿天窗与矩形天窗可按平天窗的1.5倍和2倍窗地面积来估算
      • 采光效率
        • 平天窗＞梯形天窗＞锯齿形天窗＞矩形天窗
  • 采光系数
    • C=En/Ew·100%（室内照度与室外照度之比）
      • 室内某一点得了多少光，与把这个屋顶揭开，在同样的地方能从室外得多少光的比值
    • 办公室、会议室天然光照度标准值：450lx，
      • 北京地区办公室采光标准值C=450lx/15000=3%
  • 采光设计
    • 侧面采光等级标准（适用于Ⅲ类气候区）
      • Ⅰ：采光系数：5% 室内天然光照度标准值：750（lx）
      • Ⅱ：采光系数：4% 室内天然光照度标准值：600（lx）
      • Ⅲ：采光系数：3% 室内天然光照度标准值：450（lx）
      • Ⅳ：采光系数：2% 室内天然光照度标准值：300（lx）
      • Ⅴ：采光系数：1% 室内天然光照度标准值：150（lx）
    • 需要画图4%，600lx，Ⅱ等级。设计室、绘图室
    • 需要看书阅读3%，450lx，Ⅲ等级。普教、专教、阶梯教室；诊室、药房；阅览室、办公室；
    • 生活休息空间2%，300lx，Ⅳ等级。卧室、医院办公室、病房、起居室、厨房等
    • 采光质量
      • 视野内照度分布不均匀，易使人眼疲劳。所以要求房间内的照度分布要有一定的均匀度
      • 减少窗眩光的措施：1将炫光源方向远离工作区 2采用室内外遮阳措施 3减少避免直射阳光 4窗结构的内表面或窗周围的内墙面，宜采用浅色饰面
    • 光反射比
      • 各表面顶棚（0.6-0.9）墙面（0.3-0.8）桌面台面（0.2-0.6）地面（0.1-0.5）
    • 窗地比
      • 1:10，1%,150lx; 建筑走道、楼梯间、卫生间
      • 1:6，2%,300lx; 卧室、起居室阳台、客房、大堂、登陆厅、连接通道、出站厅等
      • 1:5，3%,450lx; 专用教室、办公室、会议室、诊室、阅览室、开架书库
      • 1/10~150lx（不太常去的地方）；1/6~300lx（生活）；1/5~450lx（阅读）；1/4~600lx（画图）
• 建筑照明
  • 电光源
    • 1热辐射光源，光效最低；白炽灯、卤钨灯
    • 2气体放电光源；荧光灯、高频无极感应灯
    • 3固体发光光源：发光二极管（LED）(光效最高）
  • 灯具分类
    • 1直接型灯具：灯罩不透光，光线直接向下，下部发射90%-100%。特征：顶棚暗，易眩光，阴影重
    • 2漫射型灯具：漫射型材料做成，亮度分布均匀
    • 3间接型灯具：经顶棚反射到工作面，光线柔和
    • 特点
      • 宜选用直接型灯具
        • 安装高度高，有节能需求，对装饰性、艺术性无特殊要求的场所如篮球馆、候车厅
      • 宜选用间接型灯具
        • 需要避免眩光，对舒适性要求高的场所，如酒店
  • 照明方式
    • 一般照明：工作场所、超市等
    • 分区照明：不同区域需要不同照度要求时
    • 局部照明：酒店客房
    • 混合照明：对作业面要求较高
    • 重点照明：提高特定区域的照度
    • 应急照明
  • 色温
    • ＜3300暖色，适用于客房、卧室、病房、酒吧、
    • 3300-5300，中间色，办公室、教室、阅览室、商场
    • ＞5300冷光，热加工车间、高照度场所
  • 显色性
    • 长停留场所Ra≥50，美术教室、化妆室的化妆台，手术室重症监护室等≥90
  • 照明节能措施
    • 长寿命光源（以LED光源为主）
    • 选用高效灯具
    • 选用配光合理的灯具
    • 合理的照度标准值
    • 绿色照明技术，智能化照明管理系统，有效果的管理措施
    • 建筑光学软件模拟
    • 近窗灯具单独控制
    • 室内线路精细化，多设开关
    • 照明单独计量
    • 室内浅色装饰