上海交通大学：《建筑物理环境》课程教学资源（讲义）第2.1章 建筑光学（光学基本知识）

上海交通大学建筑学系 建筑物理环境 建筑光学 强 及 SHANG 1日

建筑物理环境 建筑光学 上海交通大学建筑学系

第二篇建筑光学 建筑光学是研究天然光和人工光在建筑中的合理利用及 其设计方法，创造良好的光环境，满足人们工作、生活、审 美和保护视力等要求的应用学科。 天然光 人工光

第二篇 建筑光学 建筑光学是研究天然光和人工光在建筑中的合理利用及 其设计方法，创造良好的光环境，满足人们工作、生活、审 美和保护视力等要求的应用学科。 天然光 人工光

光环境的重要作用 ·天然光是取之不尽的能源，利用天然光创造光环境可节约 能源 ·利用天然光或人工光形成光环境，创造舒适明亮的环境气 氛，可发挥视觉功效，保障视力健康和人身安全，提高工 作效率 利用天然光或人工光实施构图技法，进行光的处理，可显 示建筑空间，表现光的艺术效果 光和色彩是密切相关的，有了光才能显示出色彩，光环境 是形成色彩环境的基础 ·建筑物的室内设计、立面设计、居住小区总体设计、城市 夜景照明设计等，都以光环境为基础

光环境的重要作用 • 天然光是取之不尽的能源，利用天然光创造光环境可节约 能源 • 利用天然光或人工光形成光环境，创造舒适明亮的环境气 氛，可发挥视觉功效，保障视力健康和人身安全，提高工 作效率 • 利用天然光或人工光实施构图技法，进行光的处理，可显 示建筑空间，表现光的艺术效果 • 光和色彩是密切相关的，有了光才能显示出色彩，光环境 是形成色彩环境的基础 • 建筑物的室内设计、立面设计、居住小区总体设计、城市 夜景照明设计等，都以光环境为基础

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建筑光环境艺术 ·现代建筑强调创造光环境的原因 1.新型建筑材料的出现 2.高层和超高层建筑的出现 3.设计思想：讲求“透” ·光的魅力：光具有透射、反射、散射等性质；具有质感； 具有方向性，形成立体感 ·光的表现力：表现力多样，包括强弱、扬抑、对比、层次、 韵律等 ·光和建筑空间：相互依赖、相辅相成 ·光和材料的综合艺术：在室内空间中光要依靠透光、半透 光或不透光材料来发挥它的作用

建筑光环境艺术 • 现代建筑强调创造光环境的原因 1. 新型建筑材料的出现 2. 高层和超高层建筑的出现 3. 设计思想：讲求“透” • 光的魅力：光具有透射、反射、散射等性质；具有质感； 具有方向性，形成立体感 • 光的表现力：表现力多样，包括强弱、扬抑、对比、层次、 韵律等 • 光和建筑空间：相互依赖、相辅相成 • 光和材料的综合艺术：在室内空间中光要依靠透光、半透 光或不透光材料来发挥它的作用

建筑光学课程内容 1.建筑光环境基础知识 人眼的视觉特性、光度量、材料的光学性质、视度及其影响因素 2.天然光环境设计 光气候和采光标准、采光口、采光设计、采光计算 3.建筑照明 人工光源的光特性、灯具、工作照明设计、环境照明设计 4.光环境设计和炫光限制 炫光的概念和评价、窗的炫光及其限制、照明炫光的限制

建筑光学课程内容 1. 建筑光环境基础知识 • 人眼的视觉特性、光度量、材料的光学性质、视度及其影响因素 2. 天然光环境设计 • 光气候和采光标准、采光口、采光设计、采光计算 3. 建筑照明 • 人工光源的光特性、灯具、工作照明设计、环境照明设计 4. 光环境设计和炫光限制 • 炫光的概念和评价、窗的炫光及其限制、照明炫光的限制

第一章光学基本知识 a 光的本质是一种电磁波 太阳辐射光波长在200nm-3000nm之间，可见光波长 在380nm-760nm(能够引起人们的视觉) 1012 meters 109 105 103 10° 109 1 nanometer 1000 nanometer 1 millimeter 1 meter 1 kilometer Cosmic X-rays Microwaves Radio Broadcast rays band Gamma Ultraviolet Infrared Radar rays (Uv) (IR) W Short Wavelenghts Long Wavelengths Visible Light Ultraviolet Infrared (Uv) (IR) 紫外光： 红外线： 200-380nm 400 nanometers 500 nanometers 600 nanometers 700 nanometers 760-3000nm

第一章 光学基本知识  光的本质是一种电磁波  太阳辐射光波长在200nm-3000nm之间，可见光波长 在380nm-760nm（能够引起人们的视觉） 紫外光： 200-380nm 红外线： 760-3000nm

赤橙黄绿青 蓝 紫 为了进行合理的光照设计，应当掌握 ·人眼的视觉特性及要求、 ·光的特性和度量、 材料的光学性能等规律

为了进行合理的光照设计，应当掌握 • 人眼的视觉特性及要求、 • 光的特性和度量、 • 材料的光学性能等规律 赤 橙 黄 绿 青 蓝 紫

1.1人眼的视觉特点 人眼的基本构造 视网膜 眼肌 左眼 右眼 虹膜 角膜 瞳孔 水晶体 视神经 ·瞳孔：根据环境明暗程度自动调节孔径，以控制 视觉皮质 进入眼睛的光的数量。 水晶体：可自动聚焦功能，使外界景物都能在视网 膜上成像。 视网膜：视觉感受部分，布满感光细胞，感光细胞 产生电信号，经视神经传至大脑，形成视觉感觉。 影像在此形成

人眼的基本构造 1.1 人眼的视觉特点 • 瞳 孔：根据环境明暗程度自动调节孔径，以控制 进入眼睛的光的数量。 • 水晶体：可自动聚焦功能，使外界景物都能在视网 膜上成像。 • 视网膜：视觉感受部分，布满感光细胞，感光细胞 产生电信号，经视神经传至大脑，形成视觉感觉。 影像在此形成

瞳孔 角膜 虹膜 口锥状细胞和杆状细胞 状 睫状肌 水晶体 锥状细胞： 光轴 一视轴 主要分布在视网膜的中央部位，称为“黄 斑”的区域 视网膜 巩膜 视神经乳头 中央窝 “中央窝”锥状细胞的密度达到最大 脉络膜 在明环境中起作用，对色觉和视觉敏锐度 视神经 起决定作用，人眼据此判别物体的颜色和 右眼剖面图 细部特征 2400 一一一杆状细胞 2000 对环境的明暗变化反应迅速 锥状细胞 1600 冬在暗环境下不起作用 1200 盲点区 800 400 杆状细胞： 100°80 60°40 200°20°40°60°80 中央窝 分布区域与锥状细胞相反 二种感光细胞在视网膜上的分布情况 在暗环境中起决定作用；只有明暗感觉，没有色感觉和细部感觉 必 对环境的明暗变化反应缓慢