室内光环境与设备课件.ppt

第四章室内光环境与设备第四章室内光环境与设备第一节室内光环境概述第一节室内光环境概述第二节室内装饰材料的光学特性第二节室内装饰材料的光学特性第三节天然光环境设计第三节天然光环境设计第四节人工光环境设计第四节人工光环境设计第一节室内光环境概述第一节室内光环境概述一、光的定义及本质一、光的定义及本质 “光光”这个概念，从不同的角度，不同的层次可以有不同这个概念，从不同的角度，不同的层次可以有不同的理解从纯粹的物理意义上讲，光是电磁波，是所有形式的理解从纯粹的物理意义上讲，光是电磁波，是所有形式的辐射能量，这是一种广义的理解的辐射能量，这是一种广义的理解光是光是以电磁波形式传播的辐射能以电磁波形式传播的辐射能在很多情况下，人们所很多情况下，人们所说的说的“光光”或或“亮亮”，指，指的是的是能够为人眼所感觉到的那一小能够为人眼所感觉到的那一小段可见光谱的辐射能，其波长范围段可见光谱的辐射能，其波长范围是是380380780nm780nm不同波长波长的可见光，在人眼中又的可见光，在人眼中又产生不同产生不同的颜色感觉，如的颜色感觉，如图图4-14-1所所示示各种颜色对应的波长范围并不是截然分开的，而是随波长各种颜色对应的波长范围并不是截然分开的，而是随波长逐渐变化的。

只有单一波长的光，才表现为一种颜色，称为逐渐变化的只有单一波长的光，才表现为一种颜色，称为单色光全部可见光波混合在一起就形成日光（白色光）全部可见光波混合在一起就形成日光（白色光）下一页返回第一节室内光环境概述第一节室内光环境概述二、基本光度单位二、基本光度单位 常用的基本光度单位有光通量、照度、发光强度和亮度，常用的基本光度单位有光通量、照度、发光强度和亮度，其定义式见其定义式见表表4-14-1基本光度单位之间互相联系，其两个重要基本光度单位之间互相联系，其两个重要的关系见的关系见表表4-24-2三、视觉与光环境三、视觉与光环境（一）视觉功能（一）视觉功能 一般用对比灵敏度、视觉敏锐度、视觉感受速度等几个因一般用对比灵敏度、视觉敏锐度、视觉感受速度等几个因素来评价人眼的视觉功能素来评价人眼的视觉功能对比灵敏度对比灵敏度 眼睛能够辨别某背景上的任一物体，必须使物体与背景具眼睛能够辨别某背景上的任一物体，必须使物体与背景具有不同的颜色，或者物体与背景在亮度上有明显的差别眼有不同的颜色，或者物体与背景在亮度上有明显的差别眼睛的对比灵敏度是随着照明条件和眼睛的适应情况而变化的，睛的对比灵敏度是随着照明条件和眼睛的适应情况而变化的，为了提高对比灵敏度，必须增加背景和高度。

为了提高对比灵敏度，必须增加背景和高度下一页返回上一页第一节室内光环境概述第一节室内光环境概述 视觉敏锐度视觉敏锐度 为了提高视觉敏锐度，必须提高背景亮度或照度视觉敏锐度为了提高视觉敏锐度，必须提高背景亮度或照度视觉敏锐度也和背景亮度以及物体与背景的颜色和高度对比有关彩色照明也和背景亮度以及物体与背景的颜色和高度对比有关彩色照明对视觉敏锐度也有影响，当背景亮度小时，人们对绿色和蓝色灯对视觉敏锐度也有影响，当背景亮度小时，人们对绿色和蓝色灯光照明要比红色灯光照明有较高的视觉敏锐度一般地说，单色光照明要比红色灯光照明有较高的视觉敏锐度一般地说，单色光照明要比白色光照明更能提高视觉敏锐度光照明要比白色光照明更能提高视觉敏锐度视觉感受速度视觉感受速度 视觉感受速度与背景亮度、物体的对比有关，与被观察物的视视觉感受速度与背景亮度、物体的对比有关，与被观察物的视角有关视觉感受速度随着背景的增加而增加由此可见，视觉角有关视觉感受速度随着背景的增加而增加由此可见，视觉能力与背景的高度水平或照度水平有关，照度是照明质量的主要能力与背景的高度水平或照度水平有关，照度是照明质量的主要方面下一页返回上一页第一节室内光环境概述第一节室内光环境概述（二）颜色感觉（二）颜色感觉 颜色颜色感觉的基本特征可用色调、亮度和饱和度来表征感觉的基本特征可用色调、亮度和饱和度来表征。

l 色调色调是辐射的波长标志，即是辐射的波长标志，即一定波长一定波长的光在视觉上的的光在视觉上的表现表现各种各种颜色，不论其光谱成分如何，在视觉上总是表现为与某一颜色，不论其光谱成分如何，在视觉上总是表现为与某一种光谱色种光谱色（或绛色）相同或相似，这便是颜色的色调（或绛色）相同或相似，这便是颜色的色调l 亮度亮度反映了辐射的强度（功率）反映了辐射的强度（功率）强度愈强度愈大则亮度愈大色大则亮度愈大色调相同的颜色由于亮度不同而有区别调相同的颜色由于亮度不同而有区别l 饱和度饱和度的意义是指某种颜色与同样亮度的灰色之间的差别，的意义是指某种颜色与同样亮度的灰色之间的差别，表示辐射波长的纯洁性表示辐射波长的纯洁性人人眼具有感觉颜色的能力，称为色觉在明视觉时，人们眼具有感觉颜色的能力，称为色觉在明视觉时，人们对对可见光可见光产生不同的颜色感觉随着波长的不同，可区分出红、产生不同的颜色感觉随着波长的不同，可区分出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色，其，其相应波长范围见相应波长范围见表表4-34-3人眼的这种颜色感觉主要是由锥状细胞引起的人眼的这种颜色感觉主要是由锥状细胞引起的。

下一页返回上一页第一节室内光环境概述第一节室内光环境概述（三）视力（三）视力 人们的眼睛辨认物体形状细部的能力称为视觉敏锐度，在医人们的眼睛辨认物体形状细部的能力称为视觉敏锐度，在医学上称为视力它存在着个人的差异在通用的国际眼科学会学上称为视力它存在着个人的差异在通用的国际眼科学会兰道尔环测量标准中，规定在兰道尔环测量标准中，规定在5m5m的视距上能辨别的视距上能辨别11的开口时，的开口时，视力为视力为1.01.0四）视野（四）视野 当当人的头部和双眼不移动时可看到的空间范围人的头部和双眼不移动时可看到的空间范围称为称为视野根据感光细胞在视网膜上的分布，以及据感光细胞在视网膜上的分布，以及眼眉脸颊眼眉脸颊的影响，人眼的的影响，人眼的视看范围有一定的局限视看范围有一定的局限双眼动双眼动的视野范围为：的视野范围为：水平面水平面180180；垂直面垂直面130130；上方；上方为为6060；下方；下方为为7070(图图4-24-2）在视轴在视轴1 11.51.5范围内能范围内能清晰清晰地看到对象的细部，具有最地看到对象的细部，具有最高的敏锐度，称为高的敏锐度，称为中心视野；中心视野；往往外外3030范围内，是视觉清楚区范围内，是视觉清楚区域，也是观看物体总体的最有利域，也是观看物体总体的最有利位置。

位置返回上一页第二节室内装饰材料的光学特性第二节室内装饰材料的光学特性常见材料可以分为透射性材料、反射性材料和折射性材料常见材料可以分为透射性材料、反射性材料和折射性材料l 透射性透射性材料有半透明玻璃、半透明塑料、灯笼纸、糊窗纸、薄材料有半透明玻璃、半透明塑料、灯笼纸、糊窗纸、薄片大理石、石蜡、窗纱、片大理石、石蜡、窗纱、透光透光织物等织物等l 反射反射性材料如镜面玻璃、磨光金属、常用的不透光建筑材料等性材料如镜面玻璃、磨光金属、常用的不透光建筑材料等照明设计中的泛照明设计中的泛光手法光手法就是充分利用材料反光特性，展现材料质就是充分利用材料反光特性，展现材料质地，创造出一种光环境效果地，创造出一种光环境效果l 折射折射性材料利用光折射原理，能精确地控制光分布，如折光玻性材料利用光折射原理，能精确地控制光分布，如折光玻璃砖、各种棱镜灯罩等（璃砖、各种棱镜灯罩等（图图4-34-3）一、室内装饰材料的反光系数一、室内装饰材料的反光系数 表表4-44-4及及表表4-54-5列出列出了常见室内装饰材料的反光系数值和透光系了常见室内装饰材料的反光系数值和透光系数值，但如果是特定数值，但如果是特定材料材料，在使用前还要进行反光及透光系数的，在使用前还要进行反光及透光系数的测定。

测定下一页返回第二节室内装饰材料的光学特性第二节室内装饰材料的光学特性二、定向反射和透射二、定向反射和透射 光线射到非常光滑的不透明材料表面时，就会发生定向反光线射到非常光滑的不透明材料表面时，就会发生定向反射，也称镜面反射；光线射到透明材料上时则产生定向透射射，也称镜面反射；光线射到透明材料上时则产生定向透射如果入射光线、反射光线与反射面的法线在同一平面上，如果入射光线、反射光线与反射面的法线在同一平面上，入射角等于反射角；如果材料的两个表面相互平行，则透过入射角等于反射角；如果材料的两个表面相互平行，则透过材料的光线和入射方向保持一致，如材料的光线和入射方向保持一致，如图图4-44-4所示但是透射所示但是透射后的亮度和光强也都将降低，其值为后的亮度和光强也都将降低，其值为：下一页返回上一页第二节室内装饰材料的光学特性第二节室内装饰材料的光学特性三、扩散反射和透射三、扩散反射和透射半透明材料使入射光线发生扩散透射，表面粗糙的不透明材料使入半透明材料使入射光线发生扩散透射，表面粗糙的不透明材料使入射光线发生扩散射光线发生扩散反射反射，使光线分散在更大的立体角范围内这类材，使光线分散在更大的立体角范围内。

这类材料又可按其扩散特性分为均匀扩散和定向料又可按其扩散特性分为均匀扩散和定向扩散扩散两种一）均匀扩散材料（一）均匀扩散材料 这这类材料将入射光线均匀地向四面八方反射或透射，从各个角类材料将入射光线均匀地向四面八方反射或透射，从各个角度看，其亮度完全相同度看，其亮度完全相同，看不见，看不见光源形象均匀扩散后的亮度及光光源形象均匀扩散后的亮度及光强分布见强分布见图图4-54-5，图中实线为亮度分布，虚线为图中实线为亮度分布，虚线为发光强度发光强度分布分布均匀均匀扩散材料表面的亮度可用下列公式计算：扩散材料表面的亮度可用下列公式计算：（）对于反射材料（）对于反射材料：下一页返回上一页第二节室内装饰材料的光学特性第二节室内装饰材料的光学特性（）对于透射材料：（）对于透射材料：均匀扩散材料的最大发光强度在表面的法线方向，其他方向的均匀扩散材料的最大发光强度在表面的法线方向，其他方向的发光强度和法线方向发光强度的值有如下关系：发光强度和法线方向发光强度的值有如下关系：这表明，均匀扩散反射材料的表面法向可以获得最大的发光这表明，均匀扩散反射材料的表面法向可以获得最大的发光强度，越是偏离这一方向，反射光的强度衰减越快。

这一关系强度，越是偏离这一方向，反射光的强度衰减越快这一关系式称为式称为“朗伯余弦定律朗伯余弦定律”下一页返回上一页第二节室内装饰材料的光学特性第二节室内装饰材料的光学特性（二）定向扩散材料（二）定向扩散材料 定向扩散材料兼有定向和扩散两种性质，它在定向反射方定向扩散材料兼有定向和扩散两种性质，它在定向反射方向上具有最大的亮度，在该方向附近的某一区域内，也有一向上具有最大的亮度，在该方向附近的某一区域内，也有一定的亮度但其扩散范围不是全空间的，离开了某个区域，定的亮度但其扩散范围不是全空间的，离开了某个区域，就没有反射光线了，如就没有反射光线了，如图图4-64-6所示图中实线表示亮度分布，所示图中实线表示亮度分布，虚线表示发光强度分布虚线表示发光强度分布这种这种材料在材料在反射反射方向可以看到光源的大致形象，但轮廓不方向可以看到光源的大致形象，但轮廓不似定向反射那样清晰，而在其他方向又类似似定向反射那样清晰，而在其他方向又类似扩散材料扩散材料具有一具有一定亮度，但不似定向反射材料那样没有亮度这种性质的透定亮度，但不似定向反射材料那样没有亮度这种性质的透光材料如磨砂玻璃光材料如磨砂玻璃，透过，透过它可看到光源的大致形象，但不清它可看到光源的大致形象，但不清晰。

晰返回上一页第三节天然光环境设计第三节天然光环境设计一、采光标准一、采光标准（一）采光系数（一）采光系数 由于由于室外照度经常变化，必然引起室内照度随之。