2建筑光学

建筑光学主要研究建筑光学的基本知识、天然采光等问题；1、光的特性2、光的基本量光通量：发光强度：照度：亮度：一、光学的基本知识3、日照对人类行为的影响日照时间少的地方，人会变得胆小、疲劳和抑郁。直射光线会使室内温度过高，紫外线也会对眼睛造成损伤。二、建筑中的采光和遮阳设计形式(1)采光的基本形式及特点a.采光的基本形式侧窗采光天窗采光混合采光单侧窗双侧窗高侧窗优点：构造简单，造价低廉，使用维护方便；光线具有很强的方向性，有利于显现立体造型；室内外沟通良好缺点：光线分布不均匀,近窗处亮，远窗处暗；房间进深受到限制，采光的有效进深一般不超过窗高的两倍。单侧窗的位置较低，易形成直接眩光。改进方法：采用双侧窗、高侧窗采光，室内照度的均匀度比单侧窗好。在窗洞上装乳白玻璃、折光玻璃或反光板，使光线折向天棚,可以增加室内深处的照度。b.侧窗采光的特点在采光面积相等，窗底标高一致时，采光量：正方形竖长方形横长方形。从照度均匀性来看，竖长方形在进深方向均匀性最好，横长方形在宽度方向均匀性最好。c.天窗采光的特点优点：进深大的建筑采取侧窗采光方式不能满足房间深处的采光要求，宜在屋顶开设天窗采光；天窗安装位置和数量不受墙面限制；在工作面上形成较高而均匀的照度，并且不易形成直接眩光。矩形天窗：矩形天窗横断面呈矩形，类似高侧窗；光线均匀，具有中等照度(采光系数平均值可达5％)；防雨较好，窗扇可开启通风；窗口如为南北朝向，直射阳光不易进入室内；宽度宜等于建筑跨度的1/3~1/2；锯齿形天窗：由于有倾斜的顶棚反光，因而采光效率比矩形天窗高15～20％,采光系数平均值可达7％；在北半球，窗口如朝北，可避免阳光直接射入室内，有利于控制室内温湿度和避免眩光；平天窗：用平板玻璃作成平面形式或用合成材料作成壳体形式的天窗；平天窗构造简单，布置灵活；采光效率比矩形天窗高两倍以上；可根据采光要求均匀分散布置，且每个采光口面积可做得较小，光线不至于过分集中，故采光均匀。平天窗处于水平位置，应采取适当的遮阳措施，防止阳光直射室内。横向天窗：直接在屋架垂直面上安设窗扇，可节省天窗架，降低建筑高度，节省建筑费用；横向天窗的采光效率同矩形天窗近似；施工较复杂，屋顶整体刚度较差；井式天窗：一般不装玻璃；采光系数不超过1％，采光效率较低；主要用于通风；太阳给我们带来了光和热！遮阳的目的：遮挡直射阳光，避免眩光和防止物品受到阳光照射产生变质、褪色和损坏；减少进入室内的太阳辐射，防止过热；(2)窗口遮阳a.遮阳的分类外遮阳内遮阳窗口自遮阳水平活动固定垂直综合挡板活动百叶遮阳棚遮阳卷帘卷帘百叶帘拉帘中置式特种玻璃屋顶外墙门窗遮阳与外窗（幕墙）一体化（将遮阳百叶与外窗结合）Sc：外窗本身的遮阳系数：与窗的形式、材料有关。遮阳系数越小，阻挡阳光热量向室内辐射的性能越好。b.固定遮阳的基本形式缺点：这种遮阳设施的设计需要根据当地的太阳高度角,方位角及气流走向等情况进行精确计算,以确定遮阳设施的最佳形式,尺寸和位置。其不利之处在于灵活性差,其设计计算只能基于一般规律,无法穷尽各种不同需求,也不能随着时间和需求的变化而变化。因而,有些固定遮阳设施在阴雨天和早晚时分反而会成为采光的障碍。一些设计不当的固定式遮阳还可能阻滞建筑表面的空气流动,影响建筑内部的自然通风效果。c.活动遮阳的基本形式寓遮阳于建筑艺术之中，韵律美与尺寸感，虚实对比与凹凸变化，层次感与光影效果，动感与节奏感等。思考1：在规划中运用了哪些设计方法降低建筑的室外热环境作用？思考2：除了这些遮阳构件之外，单体建筑在平面和立面设计中采用了哪些设计方法来遮阳？思考3：智能化遮阳发展及应用三、建筑采光计算光气候分区ⅢⅡⅠⅢⅤⅣⅣⅤⅢ（1）采光系数：室内某点由天空漫射光所产生的照度与同一时间、地点室外由天空漫射光所产生的照度的比值。一般规定《建筑采光设计标准》——各类建筑的规定（2）窗地面积比：窗洞口面积与地面面积的比值（3）眩光：视野中出现高亮度或过大的亮度对比而导致视觉不舒服的现象。直射眩光、反射眩光自然采光的效果主要用采光窗地面积比和采光系数进行评价案例一：某产业化精装住宅楼活动外遮阳装置的应用第Ⅲ类光气候区的起居室、卧室、书房采光系数不能低于1%，卫生间、过厅、楼梯间、餐厅采光系数不低于0.5%室内自然采光实测：对整个室内等间距布点测量，测点间距取2m，测点所在平面取地面0.8m高的水平面，室内、室外照度同时进行。结论：住宅建筑选择恰当的活动外遮阳装置不仅能够起到遮阳隔热的作用，同时不会对室内的自然采光造成不利的影响，达到综合节能效果最优的目的（节省空调能耗和照明能耗）案例二：成都沙河堡火车站（东站）采光与遮阳设计成都市太阳辐射的特点论证建筑遮阳措施对减小空调负荷和降低建筑能耗的必要性大屋顶在夏、冬两季日照遮阳的可视化分析调整屋盖的形状和出挑长度空调能耗与采暖能耗的估算，分析建筑设计的科学性ECOTECT是英国SKERERY公司开发的建筑环境分析软件，可以模拟房间自然采光效果。