物理练习2(11.12.15)

01概述CIE全云天及其特征，解释我国为什么采用CIE全云天，及是否适用于全境。答：全云天（阴天）时天空全部为云所覆盖，看不见太阳，因此室外天然采光全部为扩散光，物体后面没有阴影。全云天时天顶亮度最大，它是地平线附近天空亮度的3倍。由于阴天的亮度低，亮度分布相对稳定，而且，朝向对室内照度分布影响小，因而使室内照度较低，照度分布也较稳定。影响室外地面照度的因素主要有：太阳高度、云状、云量、日照率（太阳出现时数和理论上应出现时数之比）。我国地域辽阔，同一时刻南北方的太阳高度相差很大。从日照率来看，由北、西北往东南方向逐渐减少，而以四川盆地一带为最低。从云量来看，大致是自北向南逐渐增多，新疆南部最少，华北、东北少，长江中下游较多，华南最多，四川盆地特多。从云状来看，南方以低云为主，向北逐渐以高、中云为主。这些特点说明，天然光照度中，南方以天空扩散光照度较大，北方和西方以太阳直射光为主。因此，我国多采用全云天作为设计依据，但这不适合于晴天或多云天多的地区。02概述天然采光的数量与质量标准。包括采光系数的概念和标准值的确定，以及我国光气候分区如何运用于采光计算。答：室外照度是经常变化的，这必然使室内照度随之改变，不可能是一固定数值，因此对采光数量的指标，我国和其他许多国家一样，都用相对值。这一相对值称采光系数（C），它是室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度（En）和同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度（Ew）的比值，即C=En/Ew*100%。利用采光系数这一概念，就可根据室内要求的照度换算出需要的室外照度，或由室外照度值求出当时的室内照度，而不受照度变化的影响，以适应天然光多变的特点。采光质量标准主要是：1）采光均匀度，视野内照度分布不均匀，易使人眼疲乏，视功能下降，影响工作效率。2）防止眩光，在侧窗采光房间里，窗口位置较低，对于视线处于水平的工作场所极易形成不舒适眩光。3）合适的反射比，在办公、图书馆、学校等建筑的房间内，各表面的光反射比宜符合下列规定。4）防止紫外线的进入，在博物馆、美术馆内，应尽可能消除紫外辐射、限制天然光照度和减少照射时间，以防止对展品的危害。合理的光反射比（）表面名称光反射比表明名称光反射比顶棚0.70～0.80地面0.20～0.40墙面0.50～0.70桌面，工作台，设备表面0.25～0.4503概述天然采光的设计步骤。介绍室内采光系数最低值计算式的基本组成。答：采光系数（C）是室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度（En）和同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度（Ew）的比值，即C=En/Ew*100%。设计步骤:确定采光标准（C值），选择采光口形式；估算采光口面积；布置采光口；采光系数验算。采光系数最低值计算式，由窗地面积比和各类修正系数组成，包括建筑体型，窗框构造，室内反射等等。04介绍侧窗采光的优缺点，影响侧窗采光纵横向均匀性的因素，和加强侧窗纵深采光效果的措施。答：侧窗是在房间的外墙上开的采光口，是最常见的一种采光形式。侧窗的构造简单，不受建筑物层数的限制，布置方便，造价低廉；光线具有明确的方向性，有利于形成影响，对观看立体物件特别适宜；并可通过它看到外界景物，扩大视野，与外界取得视觉联系；故使用很普遍。就室内采光量而言，在采光口面积相等，并且窗底边标高相同时，正方形窗口采光量最高，竖长方形次之，横长方形最少。但从照度均匀性来看，竖长方形在房间进深方向均匀性好，横长方形在房间宽度方向较均匀，而方形居中。所以窗口形状应结合房间形状来选择，如窄而深的房间宜用竖长方形窗，宽而浅的房间宜用横长方形窗。影响房间横向采光均匀性的主要因素是窗间墙，窗间墙越宽，横向均匀性愈差，特别是靠近外墙地带。在沿房间进深方向的采光均匀性，最主要的是受窗位置高低的影响。低窗时，近窗处采光系数很高，往里则迅速下降，在内墙处采光系数已很低。当窗的位置提高后，虽然靠近窗口处采光系数有所下降（低窗时这里最高），但离窗口远的地方采光系数却提高不少，均匀性得到很大改善。05介绍常用采光天窗的形式。运用立体角投影定律，并作示意图解释，对于室内中央水平工作面上的某点，相同面积、并与该点相同距离的侧窗、矩形天窗和平天窗具有不同的采光效能（图中注明三者的立体角投影）。答：天窗的形式：（1）矩形天窗：矩形天窗是一种常见的天窗形式。它是由装在屋架上的天窗架和天窗架上的窗扇组成。窗扇一般可以开启，也有通风的作用。（2）横向天窗：它是将部分屋面板放在屋架下弦，利用露出的屋架安装窗扇采光。与矩形天窗相比，横向天窗省去了天窗架，降低了建筑高度，简化结构，节约材料。（3）锯齿形天窗：锯齿形天窗属单面顶部采光。这种天窗由于倾斜顶棚的反光，采光效率比纵向矩形天窗高，当采光系数相同时，锯齿形天窗的玻璃面积比纵向矩形天窗少15%~20%。（4）平天窗：这种天窗是在屋面直接开洞，铺上透光材料。由于不需安装天窗架，降低了建筑高度，简化结构，施工方便。（5）井式天窗：井式天窗是利用屋架上、下弦之间的空间，将一些屋面板放在下弦杆件上形成井口。井式天窗主要用于热车间。立体角投影定律，教材上有示意图06概述展厅天然采光中防止各种眩光的措施。答：这是一般侧窗采光展厅中普遍存在而又较难解决的问题。由于画面本身或它的保护装置具有镜面反射特性，光源经过它们反射入观众眼中。这时，在较暗的展品上出现一个明亮的窗口的反射形象，称它为一次反射，它的出现对于观看展品很有影响。按照镜面反射法则，只要光源处于观众视线与画面法线夹角对称位置以外，观众就不会看到窗口的反射形象。将窗口位置提高或将画面稍加倾斜，就可以避免出现一次反射。14°针对窗间墙对比眩光；夹角大于55°针对反射眩光。二次反射是当观众本身或室内其它物件的亮度高于展品表面亮度，而它们的反射形象又刚好进入观众视线内，这时观众就会在画面上看到本人或物件的反射形象，干扰看清展品。这可从控制反射形象进入观众视线（如防止一次反射那样，调整人或物件与画面的相互位置），或减弱二次反射形象的亮度，使它们的反射形象不致影响到观赏展品。后一项措施要求将展品表面亮度（照度）高于室内一般亮度。要求观众面向展品时，在眼睛高度朝向展品的垂直面上的照度（Erv）和房间内1.5m高水平面上的平均照度（Eav）小于展品表面上的平均照度（Eh）。即ErvEh;EavEh。01介绍电光源的类别，并在每一类中列举一项典型光源的名称。答：1）热辐射光源：白炽灯，卤钨灯2）气体放电光源：荧光灯，紧凑型荧光灯，荧光高压汞灯，金属卤化物灯，钠灯，氙灯，冷阴极荧光灯，高频无极感应灯3）固体发光光源：发光二级管02设有a白炽灯、b卤钨灯、c荧光灯、d高压汞灯和e低压钠灯五种常用电光源。分别按照发光效率、显色性能、光源色温、表面亮度、启动速度五项特性的高低进行排序。答：发光效率：e低压钠灯c荧光灯d高压汞灯b卤钨灯a白炽灯显色性能：a=b〉c〉d〉e光源色温：d〉c〉b〉a〉e表面亮度：b〉a=d=e〉c启动速度：a=b〉c〉d=e03介绍灯具的三项特性指标及其用途。答：1：配光曲线：配光曲线上的每一点，表示该方向上的发光强度，。因此，知道灯具对计算点的投光角，就可查到相应的发光强度Ia，就可求得电光源在计算点上形成的照度。2：遮光角：为了说明某一灯具的防止眩光范围，可用遮光角r来衡量。灯具遮光角是指光源最边缘一点和灯具出光口的连线与水平线之间的夹角。例如，如果灯具与眼睛的连线的水平线的夹角小于遮光角，就看不见高亮度的光源。反之，则可以看见。3：灯具效率：灯具所发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比。灯具效率取决于灯罩开口的大小和灯罩材料的光反射比，光透射比，列于灯具说明书中。04介绍灯具按光通分布分类的依据和各类别的名称。答：国际照明委员会按光通量在上下半球的分布将灯具划分为五类：直接型、半直接型、漫射型、半间接型、间接型依据——上下的比例05介绍灯具按固定方式分类的类别名称，并说明上述每一种类灯具若按光通分布特征应属于哪一类别。答：灯具的固定方式：1：嵌入式—直接型2：吸顶式—半直接型3：立杆式—漫射型4：悬吊式—半间接5：轨道式—间接型6：壁灯—半直接型7：台灯—直接型3、4、6、7都不必然，需要增加限定性描述06简述按光通分布分类的各种灯具类型，在效率、眩光、空间感等方面的特点。答：1）直接型：直接型的灯具效率较高，容易引起眩光，由于灯具上部没有光线，顶棚较暗，它和明亮的灯具开口形成严重的亮度对比，空间感比较差2）半直接型：灯具效率较高，容易引起眩光，但是改善了上部没有光线分布，使空间环境等到了适当的照明3）漫射型：能向灯具下部发射40%-60%直接光通量，这样既满足工作面上高亮度的要求，整个房间亮度比较均匀，避免形成眩光4）半间接型：能向下部发射10%-40%的直接光通量，这样房间的光线更均匀、柔和，不会引起眩光，空间感比较好。5）间接型：向下部发射10%的光通量，经顶棚反射到工作面，没有眩光，效率比较低，空间感比较柔和。空间感不能简单以好坏评论，宜具体些。01介绍室内工作照明的数量要求，并指出其与天然采光数量要求的差异。可见度与识别物件尺寸、识别物件与其背景的亮度对比、识别物件本身的亮度等有关。不直接采用照度，而采用相对值——采光系数；采光、照明都以作业尺寸为数值依据；采光给出最低值，照明给出平均值02概述工作照明的各项质量要求，侧重介绍直接眩光和间接眩光的各项防护措施。1.眩光；（1）直接眩光:为了降低或消除直接型灯具对人眼造成的直接眩光，应使灯具的遮光角不应10°或15°；降低灯具表面亮度；增加背景亮度；增加挂高；加大灯具遮光角（2）反射眩光：反射眩光即引起不舒适感，又分散注意力。如它处于被看物件的旁边时，还会引起该物件的可见度下降；降低灯具表面亮度；改变反射角度；改变灯具配光类型；采用不反射材料（3）光幕反射；2.光源颜色；3.照明的均匀度；4.环境反射比光线方向性03举例说明各种照明方式的特点和适用场合。1.一般照明：是在工作场所内不考虑特殊的局部需要，为照亮整个场所而设置的均匀照明。适用于对光的投射方向没有特殊要求，在工作面上没有特别需要提高可见度的工作点；2.分区一般照明：是对某一特定区域，如进行工作的地点，设计成不同的照度来照亮改区域的一般照明;适用于开敞式办公室中办公区，休息区等；3.局部照明：是在工作点附近，专门为照亮工作点而设置的照明装置，即为特定视觉工作用的、为照亮某个局部的特殊需要而设置的照明；适用于要求照度高或对光线方向性有特殊要求的部位。4.混合照明：是由一般照明与局部照明组合成的照明。它是在同一工作场所，即设有一般照明，解决整个工作面的均匀照明；又有局部照明，以满足工作点的高照度和光方向的要求；适用于工业建筑和图书馆等民用建筑。04为什么不能单独使用局部照明方式？混合照明方式是否必须使用多个灯具？因为这样会造成工作点与周围环境间极大的亮度对比，不利于视觉工作；不一定必须使用多个灯具，只是在需要高照度和光方向的工作点局部增设灯具。05概述室内工作照明的一般设计步骤。先根据室内工作性质对照明的要求来确定照明方式；然后确定照明的数量与质量；接着对光源和灯具进行选择，最后是现场灯具的布置。06介绍灯具利用系数的概念、用途，和影响该系数的各项因素。从平均照度的概念出发，利用系数就等于光源实际投射到工作面上的有效光通量和全部灯的额定光通量之比；1.灯具类型和照明方式，直射光照度越大，利用系数则越高；2.灯具效率越高，利用系数越高；3.房间尺寸：工作面与房间其它表面相比的比值越大，接受直接光通量的机会就越多，利用系数就越大；4.室内顶棚、墙面、底板、设备的光反射比愈高，利用系数越高.01介绍环境照明与工作照明的各方面差异。答：工作照明是以满足工作要求为主的室内工作照明，多从功能方面来考虑。环境照明以艺术环境观感为主，为人们提供舒适的休息和娱乐场所的照明，除满足视觉功能外，还应强调他们的艺术效果。02介绍建筑一体化照明的各项优势。答：（1）