建築光學
基本內容
中文名:建築光學
介紹:建築中的採光、照明方法
數量評價指標:光通量與被照面的面積之比
研究內容:天然採光、人工照明
光度指標:光通量、光強分布曲線等
光和視覺:利用光創造良好的視覺環境
建築光學
建築光學是研究天然光和人工光在建築中的合理利用,創造良好的 光環境,滿足人們工作、生活、審美和保護視力等要求的應用學科,是 建築物理學的組成部分。
在一個相當長的歷史階段,人類利用天然光和火光照明,曾在建築中創造了不少有效的採光和照明方法 。例如中國傳統建築中的南窗北牆的採光方法,古埃及太陽神廟中的高側窗採光方法等。
但天然採光受季節、晝夜地理位置和氣候變化的影響很大。火光照明效果差,煙塵大,且容易引起火災。自從大量生產玻璃,特別是十九世紀發明白熾電燈以後,才使建築採光和照明技術的理論和實踐進入一個新的階段,並逐步形成建築光學。
現代建築光學理論日趨完善,天然光的變化規律逐步為人們所掌握,各類建築的採光方法和控光設備相繼研究成功,各種新型電光源和燈具也在建築中得到廣泛的應用,從而使這一學科在建築功能和建築藝術中發揮日益重要的作用。
建築光學的研究內容主要有:與建築有關的光的性質和光的視覺性質、天然採光和人工照明。
可見光輻射的波長範圍是 380~780納米,眼睛對不同波長的可見光產生不同的顏色感覺。一般光源如天然光和白熾光源等是由不同波長的光組成的。這種光源稱為多色光源或稱複合光源;有的光源如鈉燈,只發射波長為583納米的黃色光,這種光源稱為單色光源。
在建築光學中用光通量、發光強度、照度和亮度等參數表示光源和受照面的光特性;用光影深淺、立體感強弱,來表示建築物表面和被觀察物體的亮度差別;用光的吸收、反射、散射、折射、偏振 ,來表示光線從一種介質進入另一種介質時的變化規律;用發射或反射光譜、亮度、色度坐標,來表示光源色和物體色的基本特性。建築採光和照明技術就是根據建築物的功能和藝術要求,利用上述光、影、色的基本特性,創造良好的光環境。
天然採光簡稱採光。在研究光氣候的基礎上,制訂建築物的採光標準,確定採光方式,進行採光計算。包括:眩光特性和限制眩光的方法;採光和照明的結合;建築物室內獲得穩定光照條件及天然光的利用方法和裝置;建築物外部和建築群的陽光造型技術等。
天然光的光譜是連續的,人們長期在天然光條件下工作和生活,喜愛天然光照明,而且天然光是一種豐富的光能資源;因此,研究建築物的天然採光,在技術上、衛生上和經濟上都有重要意義。
人工照明的主要內容有:照明用的人工光源和控光器具;各類建築的照明標準;照明設計和計算方法;照明眩光特性和限制眩光的方法;照明均勻度和室內表面亮度分布比例的確定;在各種照明條件下人的視功能特性;照明效果的 評價方法和指標;顏色在照明中的應用;照明效果的測試技術;照明的節能措施,以及從建築藝術等因素綜合研究室內外光環境等。
建築光學利用相鄰學科的研究成果,同時又為相鄰學科服務。如建築光學的測試技術是以光度學和色度學為基礎的;建築採光照明設計需直接利用大氣光學、應用光學、建築電氣和建築學的研究成果;在研究光和視覺關係時需利用心理和生理光學的訐價方法和試驗結果。建築光學還直接或間接為建築設計和建築電氣系統等提供數據資料。
在中國,建築科學的研究、教學、設計等部門都有規模不同的建築光學研究機構和試驗設備。建築光學在研究劇場建築、展覽館建築、體育建築、精密儀表廠生產車間和地下工程的採光照明問題 ,以及編制中國工業企業採光照明標準、探討光氣候規律、提高建築光學測試技術等方面都取得較顯著的成效。
今後,建築光學的主要研究方向是:綜合研究建築物室內外光環境的理論,和綜合評價建築採光、照明的設計方法;天然光的利用技術;研製和使用功率小、光效高、壽命長和顯色性能好的氣體放電燈;發展電子計算機技術在採光照明計算、設計和設備控制上的應用;研究採光照明測試儀表和測試方法等方面。
其他建築學分支學科
建築學概述、建築物理學、建築光學、建築熱工學、建築聲學、建築經濟學、建築構造學、建築設計學、室內聲學、室內設計學、園林學、城市規劃、土木工程、工程力學、水力學、土力學、岩體力學、濱海水文學、道路工程學、交通工程學、橋樑工程學、水利工程學[1]