建筑光环境测量优秀PPT.ppt
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1、建筑光环境测量建筑光环境测量你现在浏览的是第一页,共56页1BB光的基本性质:波粒二象性;可见光光的基本性质:波粒二象性;可见光光的基本性质:波粒二象性;可见光光的基本性质:波粒二象性;可见光(=380=380780 nm)780 nm)的性质;光环境的性质;光环境的性质;光环境的性质;光环境(Luminous Enviorn-(Luminous Enviorn-ment,LE)ment,LE)BB光的物理量度参数光的物理量度参数光的物理量度参数光的物理量度参数:V V(),E E,I I,L LBB光环境质量的评价标准光环境质量的评价标准光环境质量的评价标准光环境质量的评价标准:适当的照度;
2、:适当的照度;:适当的照度;:适当的照度;舒适的亮度比;宜人的光色;无眩光干扰舒适的亮度比;宜人的光色;无眩光干扰舒适的亮度比;宜人的光色;无眩光干扰舒适的亮度比;宜人的光色;无眩光干扰BB常用的光环境测量方法及其仪器常用的光环境测量方法及其仪器常用的光环境测量方法及其仪器常用的光环境测量方法及其仪器(照度计、照度计、照度计、照度计、亮度计,亮度计,亮度计,亮度计,Light Meter)Light Meter)的工作机理、使用的工作机理、使用的工作机理、使用的工作机理、使用 学习和掌握的内容学习和掌握的内容(Keys)你现在浏览的是第二页,共56页2 7.1 7.1 光的性质光的性质 光光光
3、光由由由由光源光源光源光源(自身可以发光的物体,如太阳、恒星、灯、燃烧的自身可以发光的物体,如太阳、恒星、灯、燃烧的自身可以发光的物体,如太阳、恒星、灯、燃烧的自身可以发光的物体,如太阳、恒星、灯、燃烧的物质等,有天然和人造之分物质等,有天然和人造之分物质等,有天然和人造之分物质等,有天然和人造之分)发出,可分为发出,可分为发出,可分为发出,可分为自然光和人工光自然光和人工光自然光和人工光自然光和人工光;(建筑建筑建筑建筑)光环境,光环境,光环境,光环境,Luminous(Lighting)Enviornment Luminous(Lighting)Enviornment,LE:LE:自然光自
4、然光自然光自然光和和和和人工光人工光人工光人工光在建筑环境中的综合作用效果;在建筑环境中的综合作用效果;在建筑环境中的综合作用效果;在建筑环境中的综合作用效果;建筑光学:建筑光学:建筑光学:建筑光学:研究研究研究研究自然光自然光自然光自然光和和和和人工光人工光人工光人工光在建筑中的合理应用,满足在建筑中的合理应用,满足在建筑中的合理应用,满足在建筑中的合理应用,满足人们工作、生活、审美、保护视力等需求的应用学科。与人们工作、生活、审美、保护视力等需求的应用学科。与人们工作、生活、审美、保护视力等需求的应用学科。与人们工作、生活、审美、保护视力等需求的应用学科。与建筑声建筑声建筑声建筑声学学学学
5、一样,属于一样,属于一样,属于一样,属于建筑物理学建筑物理学建筑物理学建筑物理学的基本组成部分;的基本组成部分;的基本组成部分;的基本组成部分;舒适的光环境标准:舒适的光环境标准:舒适的光环境标准:舒适的光环境标准:1.1.合适的合适的合适的合适的光照度光照度光照度光照度及其分布;及其分布;及其分布;及其分布;2.2.合适的合适的合适的合适的光亮度光亮度光亮度光亮度及其分布;及其分布;及其分布;及其分布;3.3.光色光色光色光色宜人,宜人,宜人,宜人,无眩光无眩光无眩光无眩光干扰;干扰;干扰;干扰;4.4.自然光的合理利用自然光的合理利用自然光的合理利用自然光的合理利用(节能节能节能节能)。光
6、的波粒二象性:光的波粒二象性:光的波粒二象性:光的波粒二象性:光在介质光在介质光在介质光在介质(媒质媒质媒质媒质)中以直线形式中以直线形式中以直线形式中以直线形式(称为称为称为称为光线光线光线光线)传播,光是粒子又称传播,光是粒子又称传播,光是粒子又称传播,光是粒子又称为为为为光子光子光子光子,其速度为,其速度为,其速度为,其速度为 303010106 6 m/s m/s;光也以光也以光也以光也以电磁波电磁波电磁波电磁波形式,形式,形式,形式,=0=0+nm+nm,向空间传播向空间传播向空间传播向空间传播(或辐射或辐射或辐射或辐射)光能量。所以,光既具有质量光能量。所以,光既具有质量光能量。所
7、以,光既具有质量光能量。所以,光既具有质量也具有能量,也具有能量,也具有能量,也具有能量,E Elight light=m C=m C2 2。你现在浏览的是第三页,共56页3*光子的波动运动光子的波动运动光子的波动运动光子的波动运动 电磁波的一部分电磁波的一部分电磁波的一部分电磁波的一部分较短的波长为主较短的波长为主较短的波长为主较短的波长为主较长波长为主较长波长为主较长波长为主较长波长为主电电电电 磁磁磁磁 波波波波 波波波波 谱谱谱谱 图图图图 可见光:可见光:可见光:可见光:=380 780 nm=380 780 nm,人眼对人眼对人眼对人眼对波长不同波长不同波长不同波长不同的可见光,产
8、生不的可见光,产生不的可见光,产生不的可见光,产生不同的同的同的同的颜色颜色颜色颜色感觉。如感觉。如感觉。如感觉。如 =7 00 nm=7 00 nm,光呈现红色,光呈现红色,光呈现红色,光呈现红色;单色光单色光单色光单色光:包含单一波长的光线,呈现该波长对应的一种颜色。:包含单一波长的光线,呈现该波长对应的一种颜色。:包含单一波长的光线,呈现该波长对应的一种颜色。:包含单一波长的光线,呈现该波长对应的一种颜色。复合光复合光复合光复合光:包含多个波长的光线,呈现复合颜色,如阳光。:包含多个波长的光线,呈现复合颜色,如阳光。:包含多个波长的光线,呈现复合颜色,如阳光。:包含多个波长的光线,呈现复
9、合颜色,如阳光。光源:光源:光源:光源:可以发射光线的物体。可分为可以发射光线的物体。可分为可以发射光线的物体。可分为可以发射光线的物体。可分为:1.1.自然光源自然光源自然光源自然光源(如太阳、恒星如太阳、恒星如太阳、恒星如太阳、恒星)和人工光源和人工光源和人工光源和人工光源(如各种灯具如各种灯具如各种灯具如各种灯具);2.2.单色光光源和复合光单色光光源和复合光单色光光源和复合光单色光光源和复合光(或多色光或多色光或多色光或多色光)光源。如只发射波长为光源。如只发射波长为光源。如只发射波长为光源。如只发射波长为583nm583nm的的的的黄色光黄色光黄色光黄色光的钠灯;可发射多个波长的复合
10、光的白炽灯,依照的钠灯;可发射多个波长的复合光的白炽灯,依照的钠灯;可发射多个波长的复合光的白炽灯,依照的钠灯;可发射多个波长的复合光的白炽灯,依照=380 =380 780 nm780 nm ,可将复合光分解为,可将复合光分解为,可将复合光分解为,可将复合光分解为紫紫紫紫、蓝蓝蓝蓝、青青青青、绿绿绿绿、黄黄黄黄、橙橙橙橙、红红红红的的的的七七七七钟钟钟钟单色光。单色光。单色光。单色光。你现在浏览的是第四页,共56页4 7.2 光的物理量度参数光的物理量度参数光的物理量度参数光的物理量度参数 BB辐射度量:它是纯客观的物理量,不考虑人的辐射度量:它是纯客观的物理量,不考虑人的辐射度量:它是纯客
11、观的物理量,不考虑人的辐射度量:它是纯客观的物理量,不考虑人的视觉效果;视觉效果;视觉效果;视觉效果;BB光度量:光度量:光度量:光度量:综合考虑人的视觉效果的生物物理量;综合考虑人的视觉效果的生物物理量;综合考虑人的视觉效果的生物物理量;综合考虑人的视觉效果的生物物理量;辐射度量与辐射度量与辐射度量与辐射度量与光度量光度量光度量光度量之间有着密切的联系,前者是之间有着密切的联系,前者是之间有着密切的联系,前者是之间有着密切的联系,前者是后者的基础,后者可以由前者导出。后者的基础,后者可以由前者导出。后者的基础,后者可以由前者导出。后者的基础,后者可以由前者导出。BB常用的光度量参数:有光谱光
12、效率、光通量,照度,常用的光度量参数:有光谱光效率、光通量,照度,常用的光度量参数:有光谱光效率、光通量,照度,常用的光度量参数:有光谱光效率、光通量,照度,发光强度和亮度。发光强度和亮度。发光强度和亮度。发光强度和亮度。你现在浏览的是第五页,共56页5 1.1.光谱光效率,光谱光效率,光谱光效率,光谱光效率,V(V()BBV(V()是描述人们对不同波长的光,所具有不同的视觉效果是描述人们对不同波长的光,所具有不同的视觉效果是描述人们对不同波长的光,所具有不同的视觉效果是描述人们对不同波长的光,所具有不同的视觉效果的参数。它是波长的函数,其最大值为的参数。它是波长的函数,其最大值为的参数。它是
13、波长的函数,其最大值为的参数。它是波长的函数,其最大值为 1 1,发生在人们,发生在人们,发生在人们,发生在人们具有最大具有最大具有最大具有最大视觉效果的波长处视觉效果的波长处视觉效果的波长处视觉效果的波长处,*。偏离该波长。偏离该波长。偏离该波长。偏离该波长*时,时,时,时,即,即,即,即,*或者或者或者或者 *,V(V()1 1。(V(V()-)-接近正态分布接近正态分布接近正态分布接近正态分布)BB由于每个人的视觉效果会因人而异,即感知相同的光,各人由于每个人的视觉效果会因人而异,即感知相同的光,各人由于每个人的视觉效果会因人而异,即感知相同的光,各人由于每个人的视觉效果会因人而异,即感
14、知相同的光,各人的光谱光效率的光谱光效率的光谱光效率的光谱光效率V(V()值会不同,导致了光度量方面的困难。所以,值会不同,导致了光度量方面的困难。所以,值会不同,导致了光度量方面的困难。所以,值会不同,导致了光度量方面的困难。所以,必须建立一个统一的标准。必须建立一个统一的标准。必须建立一个统一的标准。必须建立一个统一的标准。BB国际照明委员会国际照明委员会国际照明委员会国际照明委员会 CIECIE,根据各国对光的研究和测试结果,提根据各国对光的研究和测试结果,提根据各国对光的研究和测试结果,提根据各国对光的研究和测试结果,提出了出了出了出了CIECIE光度标准观察者的光谱光效率光度标准观察
15、者的光谱光效率光度标准观察者的光谱光效率光度标准观察者的光谱光效率,也称为,也称为,也称为,也称为标准眼睛的光谱标准眼睛的光谱标准眼睛的光谱标准眼睛的光谱光效率光效率光效率光效率。此外,由于。此外,由于。此外,由于。此外,由于人的视觉效果还与人的视觉效果还与人的视觉效果还与人的视觉效果还与环境背景的明亮程度有关环境背景的明亮程度有关环境背景的明亮程度有关环境背景的明亮程度有关。因此,因此,因此,因此,CIE CIE 给出了两种光谱光效率:给出了两种光谱光效率:给出了两种光谱光效率:给出了两种光谱光效率:V(V()brightbright 和和和和 V(V()darkdark-。你现在浏览的是第
16、六页,共56页6JJ 第第第第1 1种种种种是在是在是在是在明亮条件明亮条件明亮条件明亮条件下获得的,称为下获得的,称为下获得的,称为下获得的,称为明视觉明视觉明视觉明视觉光谱光光谱光光谱光光谱光效率,效率,效率,效率,它表明在它表明在它表明在它表明在555nm555nm波长处波长处波长处波长处(黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色)视觉效果最高,视觉效果最高,视觉效果最高,视觉效果最高,即最明亮。即最明亮。即最明亮。即最明亮。并且,明亮程度分别向波长短的紫光和波并且,明亮程度分别向波长短的紫光和波并且,明亮程度分别向波长短的紫光和波并且,明亮程度分别向波长短的紫光和波长长的红光方向递减。长长的红光方向递
17、减。长长的红光方向递减。长长的红光方向递减。JJ 第第第第2 2种种种种是在是在是在是在昏暗条件昏暗条件昏暗条件昏暗条件下获得的,称为下获得的,称为下获得的,称为下获得的,称为暗视觉暗视觉暗视觉暗视觉光谱光光谱光光谱光光谱光效率,效率,效率,效率,它表明最高视觉效果发生在它表明最高视觉效果发生在它表明最高视觉效果发生在它表明最高视觉效果发生在507nm507nm波长处波长处波长处波长处(蓝绿光蓝绿光蓝绿光蓝绿光)。Note:Note:光谱光效率光谱光效率光谱光效率光谱光效率 V(V()-)-也可以由表格形式给出,也可以由表格形式给出,也可以由表格形式给出,也可以由表格形式给出,见表见表见表见表
18、7-17-1。在照明工程中主要应用在照明工程中主要应用在照明工程中主要应用在照明工程中主要应用明视觉光谱光效率明视觉光谱光效率明视觉光谱光效率明视觉光谱光效率,通常在未明确说明,通常在未明确说明,通常在未明确说明,通常在未明确说明的情况下,均指的情况下,均指的情况下,均指的情况下,均指明视觉条件明视觉条件明视觉条件明视觉条件。CIE CIE 光度标准观察者的光谱光效率光度标准观察者的光谱光效率光度标准观察者的光谱光效率光度标准观察者的光谱光效率实线实线实线实线-明视觉;明视觉;明视觉;明视觉;虚线虚线虚线虚线-暗视觉暗视觉暗视觉暗视觉 你现在浏览的是第七页,共56页7 2.2.光通量,光通量,
19、光通量,光通量,Luminous Flux Luminous Flux,光通量光通量光通量光通量:在单位时间内,光源以电磁辐射的形式,向外所:在单位时间内,光源以电磁辐射的形式,向外所:在单位时间内,光源以电磁辐射的形式,向外所:在单位时间内,光源以电磁辐射的形式,向外所辐射的光能量多少,也称辐射的光能量多少,也称辐射的光能量多少,也称辐射的光能量多少,也称光辐射功率或光辐射光辐射功率或光辐射光辐射功率或光辐射光辐射功率或光辐射通量通量通量通量,单位单位单位单位:流明流明流明流明(lumen(lumen,lm)lm),Not WNot W。JJ一般而言,光源的一般而言,光源的一般而言,光源的一
20、般而言,光源的辐射通量辐射通量辐射通量辐射通量中可被中可被中可被中可被人眼感觉为光的能量人眼感觉为光的能量人眼感觉为光的能量人眼感觉为光的能量(波长波长波长波长380 380 780nm780nm)称为称为称为称为光通量光通量光通量光通量。NoteNote:1lm=1cd 1sr1lm=1cd 1sr,即:对于发光强度为,即:对于发光强度为,即:对于发光强度为,即:对于发光强度为1cd1cd的均匀点的均匀点的均匀点的均匀点光源而言,其在光源而言,其在光源而言,其在光源而言,其在1sr1sr立体角内所发出的光通量多少。立体角内所发出的光通量多少。立体角内所发出的光通量多少。立体角内所发出的光通量
21、多少。VisualVisual你现在浏览的是第八页,共56页8 3.3.照度,照度,照度,照度,LuminanceLuminance,E E BB定义:光源照射在定义:光源照射在定义:光源照射在定义:光源照射在受照面受照面受照面受照面单位面积上的光通量数值,即单位面积上的光通量数值,即单位面积上的光通量数值,即单位面积上的光通量数值,即受照面受照面受照面受照面上所接受的光通量的面密度。表示上所接受的光通量的面密度。表示上所接受的光通量的面密度。表示上所接受的光通量的面密度。表示受照面受照面受照面受照面被光被光被光被光照射程度的强弱。照射程度的强弱。照射程度的强弱。照射程度的强弱。单位:勒克斯单
22、位:勒克斯单位:勒克斯单位:勒克斯(Lux,lx)(Lux,lx),相当于,相当于,相当于,相当于1 lm1 lm的光通量均匀分布的光通量均匀分布的光通量均匀分布的光通量均匀分布在在在在1m1m2 2的的的的受照面受照面受照面受照面上。上。上。上。BB 性质:可叠加性。性质:可叠加性。性质:可叠加性。性质:可叠加性。即,几个光源同时照射在即,几个光源同时照射在即,几个光源同时照射在即,几个光源同时照射在同一个同一个同一个同一个受照面受照面受照面受照面时,时,时,时,该受照面的该受照面的该受照面的该受照面的实际照度为单个光源分别存在时,实际照度为单个光源分别存在时,实际照度为单个光源分别存在时,
23、实际照度为单个光源分别存在时,形成照度的代数和。形成照度的代数和。形成照度的代数和。形成照度的代数和。BB勒克斯是一个较小的照度单位。照度的英制单位是勒克斯是一个较小的照度单位。照度的英制单位是勒克斯是一个较小的照度单位。照度的英制单位是勒克斯是一个较小的照度单位。照度的英制单位是英尺烛光,英尺烛光,英尺烛光,英尺烛光,Foot-Candle,fc Foot-Candle,fc,即:,即:,即:,即:lmlm的光通量均匀照射在的光通量均匀照射在的光通量均匀照射在的光通量均匀照射在1 ft1 ft2 2 的的的的受照面受照面受照面受照面上,上,上,上,1 fc=1 lm/ft1 fc=1 lm/
24、ft2 2=10.76 lx=10.76 lx。你现在浏览的是第九页,共56页9不不不不同同同同情情情情况况况况下下下下的的的的照照照照度度度度你现在浏览的是第十页,共56页104.4.发光强度,发光强度,发光强度,发光强度,Luminous IntensityLuminous Intensity,I I 对于点光源而言,其在某一方向的发光强度对于点光源而言,其在某一方向的发光强度对于点光源而言,其在某一方向的发光强度对于点光源而言,其在某一方向的发光强度 I I 定义定义定义定义为该光源在此方向上的单位立体角内,所发出的光通量为该光源在此方向上的单位立体角内,所发出的光通量为该光源在此方向上
25、的单位立体角内,所发出的光通量为该光源在此方向上的单位立体角内,所发出的光通量的大小的大小的大小的大小。JJ 单位:坎德拉单位:坎德拉单位:坎德拉单位:坎德拉(candela,cd)(candela,cd),1cd=1 lm/sr1cd=1 lm/srJJ 特点:特点:特点:特点:I I 与距离与距离与距离与距离 r r 无关,反映了光源在特定方向上无关,反映了光源在特定方向上无关,反映了光源在特定方向上无关,反映了光源在特定方向上的光通量的的光通量的的光通量的的光通量的空间密度大小空间密度大小空间密度大小空间密度大小。Example:1Example:1只只只只40W 40W 的白炽灯泡可以
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