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25课程名称建筑物理年级大专教师高松丽课题：第1篇建筑光学第一节人眼的视觉特性教学目的要求：1、了解明暗视觉感觉的形成2、掌握人眼对色光的感觉及视觉范围教学重点难点：人眼对色光的感觉及视觉范围教具：教学方法：讲授、归纳法学情分析：日常的采光照明遍及生活的每个角落，学生对采光的认知只是表面现象，没有上升为理论，更谈不上设计……组织教学：贯穿课堂始终……教学过程及授课内容：复习提问：分析棒影图的形成原理新课引入人们对室内环境的要求是多方面的，不仅希望室内有良好的热环境，而且还希望有良好的光环境。良好的光环境是保证人们进行正常的工作、学习和生活的必要条件。讲授新课第1章建筑光学基本知识光以电磁波形式传播，而人眼所能感觉到的仅为可见辐射光，其波长范围是380-780nm(纳米)。长于780nm的红外线、无线电波等，以及短于380nm的紫外线、X射线等，都是人眼所不能感觉到的。授课日期周三班级12中装第一节人眼的视觉特性1．明、暗视觉分布在视网膜上的锥、杆状感光细胞分别在明、暗环境中起作用，形成明、暗视觉。2．颜色感觉在明视觉时，人们对于380-780nm范围内的电磁波产生不同的颜色感觉。3.光谱光效率人眼在观看同样功率的辐射，在不同波长时感到的明亮程度不一。人眼的这种特性常用相对光谱光效率来表示。波长555nm黄绿光处最亮，最灵敏点约处在波长为507nm的蓝绿光处。因此，相同辐射量的光，在日光条件下，人们感到黄绿光最亮；而在黄昏时，人们感到蓝绿光最亮。4．视野范围双眼不动的视野范围为：水平面180o；垂直面130o，向上为60o，向下70o。巩固练习：简述人眼的主要视觉特性。本节小结：1、人眼的明暗特性2、人眼的颜色感觉3.光谱光效率4.人眼的视觉范围本节作业：图示表示人眼的最佳视觉范围后记：指导学生进行现场视野练习，加强理论与实践的联系先由学生思考回答，之后是教师讲评26课程名称建筑物理年级大专教师高松丽课题：第二节基本光量教学目的要求：1、掌握什么是光通量.发光强度.照度.亮度及各自对应单位2、掌握照度与发光强度的关系.照度与亮度的关系教学重点难点：人眼对色光的感觉及视觉范围教具：教学方法：讲授、归纳法学情分析：本节的基本光量的概念及单位对学生都是新内容，接受起来应注重举一反三……组织教学：贯穿课堂始终……教学过程及授课内容：复习提问：人眼对什么光最敏感,什么光最亮?新课引入通过从前的学习知道，长度的计量单位用m.cm.mm等，时间的单位用h.s等。那么光的强弱、及照射时间长短用什么来计量。为了更进一步描述光的性质,引入以下物理量讲授新课第二节光的计量一、光通量光通量:光源在单位时间内，向周围空间辐射出的使眼睛引起光感的能量，称为光通量，符号为由，单位为流明(1m)。某一波长的光通量关系式为：授课日期周三班级12中装Фλ＝683V(λ)Pλ式中Фλ----波长为λ的光的光通量，lm；V(λ)----波长为λ的明视光谱光效率，Pλ----波长为λ的光的辐射功率，W。二、发光强度发光强度:光通量的空间密度，称为发光强度，常用符号I来表示。公式:I=ΔФ/ΔΩ发光强度的单位为cd(坎德拉，简称“坎”)，它表示在一球面度立体角内均匀发射出llm的光通量。三、照度照度:单位面积上接受到的光通量称为照度，符号为E。当光通量中均匀分布在被照表面A上时，则此被照面的照度为：E=Ф/AE---照度、常用单位为lx(勒克斯，简称“勒”)，它等于llm的光通量均匀分布在lm2的被照面上。例如:在40W白炽灯下lm处的照度约为301x；加一搪瓷伞形罩后照度就增加到731x，阴天中午室外照度为8000～200001x；晴天中午在阳光下的室外照度可高达80000～1200001x。四、照度与发光强度的关系某表面的照度E与点光源在这方向的发光强度I成正比，它与距光源的距离r的平方成反比。公式：光线垂直入射到被照表面E=I/r2当入射角不等于零为θ时，E=I.cosθ/r2学生：光发出的能量与人眼能够接受的光的能量是否相等？学生对比记忆发光强度与照度的概念及各自单位五、亮度为了描述人眼对物体的视觉感觉而引入物理量---亮度公式:Lα=Iα/ACOSα亮度的单位：熙提（sb）、cd/m2其中1sb=104cd/m2六、照度和亮度的关系某一发光表面在被照面上形成的照度，仅和发光表面的亮度及其在被照面上形成的立体角投影有关，而和它的面积绝对值无关。公式:E=LαΩCOSθ巩固练习：试说明光通量与发光强度、照度与亮度之间的区别和关系。本节小结1、光通量.发光强度.照度.亮度各自的定义及对应单位2、照度与发光强度的关系、照度和亮度的关系本节作业：看电视时，房间完全黑暗好，还是有一定的亮度好?为什么?。后记：引导学生进行照度的公式如何运用练习学生回答，之后讲评。27课程名称建筑物理年级大专教师高松丽课题：第三节材料的光学性质教学目的要求：1、掌握定向反射与定向透射材料2、掌握均匀扩散反射、透射材料及定向反射、透射材料教学重点难点：各种材料的光学特点教具：教学方法：讲授、归纳法学情分析：学生对透光材料与反光材料只认不识，本节应大量列举事例，加大学生对材料的感性认识……组织教学：贯穿课堂始终……教学过程及授课内容：复习提问：什么是照度？什么是亮度？之间的关系如何？新课引入反光和透光材料均可分为二类；一类属于定向的，如镜子和透明玻璃；另一类为扩散的，如粉刷墙面、石膏等。讲授新课第三节材料的光学性质一、定向反射和透射材料1。定向反射光线射到表面很光滑的非透明材料上(如镜面和磨光金属表面)，光线将遵循反射定律：2．定向透射光线射到透明材料上时则产生定向透射。授课日期周三班级12中装二、扩散反射和透射材料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反射。1．均匀扩散材料这类材料将入射光线均匀地向四面八方反射或透射，从各个角度看，其亮度完全相同，看不见光源形象。（1）均匀扩散反射材料:有氧化镁、石膏等。但大部分无光泽、粗糙的建筑材料，如粉制、砖墙等都可以近似地看成这一类材料。（2）均匀扩散透射材料:有乳白玻璃和半透明塑料等，透过它看不见光源形象或外界景物，只能看见材料的本色和亮度上的变化，常将它用于灯罩、发光顶棚处，以降低光源的亮度，减少刺眼程度。2．定向扩散材料某些材料同时具有定向和扩散两种性质。它在定向反射(透射)方向，具有最大的亮度，而在其他方向也有一定亮度。（1）定向扩散反射材料:具有这种性质的反光材料如光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面等。（2）定向扩散透射材料:这种性质的透光材料如磨砂玻璃，透过它可看到光源的大致形象，但不清晰。巩固练习：试举例说明均匀扩散透射材料与定向扩散透射材料的不同本节小结：1、定向反射、透射材料2、扩散反射、透射材料本节作业：将表9-2和表9-3中的常用建筑材料分别按材料的光学性能进行分类。后记：列举材料，学生判断结合讲课引导学生列举材料的应用学生回答，教师讲评28课程名称建筑物理年级大专教师高松丽课题：第2章天然采光第一节天然采光的基本要求教学目的要求：1、了解晴天与全云天室内采光的特点及影响因素2、掌握采光标准教学重点难点：采光标准教具：教学方法：讲授、归纳法学情分析：采光是室内设计过程中的重要的一环，本节将给出采光设计标准，学生接受起来会有生硬感，应予以分解讲解……组织教学：贯穿课堂始终……教学过程及授课内容：复习提问：大白粉涂料、反光油漆、磨砂玻璃各属于什么材料？有什么特点？新课引入在室内设计中,天然采光是一必不可少的重要环节.讲授新课第2章天然采光第一节天然采光的基本要求一、光气候到达地面的太阳光分两部分：直射光:一部分太阳光透过大气层到达地面，称为直射光。直射光形成的照度高，具有一定的方向，可使物体形成阴影。扩散光:另一部分太阳光则碰到大气层中的空气分子、灰尘、水蒸气等微粒，产生多次反射，形成天空扩散光。授课日期周三班级12中装1．晴天它是指云量占整个天空面积30％以下的天气。影响因素：1）太阳高度角是变化2）建筑物的朝向对采光影响也很大。2．全云天天空全部被云遮盖，室外天然光全部为天空扩散光。影响全云天地面照度的主要因素：1)太阳高度角中午仍比早晚照度高。2)天空云状3)地面反射能力4)大气透明度二、采光标准采光设计的光源应以全阴天天空的扩散光作为标准。1、1、采光系数：采光系数值C=En100%/EwEn---室内某一点的照度Ew---同一时间室外全阴天天空扩散光的照度。2、临界照度；我国规范将视觉工作分为I-V级，各级要求的天然采光室内照度最低值分别为250、150、100、50、251x。若室外照度值低于特定值时，则室内照度值将低于标准值，须要采用人工照明来补充，我们把这个特定值，即把室内照度值达到标准最低值时的室外照度值，称为“临界照度”2.采光系数最低值：我国规范规定临界极限值为50001x(重庆及其附提问：采光标准为什么要用采光系数近地区的室外临界照度可取40001x)。这样，根据临界照度可将天然采光照度最低值换算为采光系数最低值(表10-1)。采光系数标准值表10-1巩固练习：P108页习题1本节小结：1、晴天、全云天的光照特点2、采光标准本节作业：补充：何谓临界照度？试用采光系数解释之后记：引导学生对采光系数中的室外光照度的理解学生回答，教师讲评29课程名称建筑物理年级大专教师高松丽课题：第二节采光口的基本形式教学目的要求：1、掌握侧窗采光与天窗采光的特点2、了解各种窗的采光效率教学重点难点：侧窗采光采光的特点教具：教学方法：讲授、归纳法学情分析：窗的采光质量直接影响室内的明暗，本节将以侧窗的采光做为重点展开……组织教学：贯穿课堂始终……教学过程及授课内容：复习提问：什么叫采光系数？它有什么意义？新课引入室内采光要借助于采光口来完成，选择采光口的形式直接决定室内的自然采光。讲授新课第二节采光口的基本形式采光口的主要形式有以下几种。一、侧窗采光特点：布置灵活方便、构造简单、开启方便、有利通风、造价低，光线具有强烈的方向性。影响因素：1）侧窗窗台离地面的高度:授课日期周三班级12中装侧窗窗台离地面的高度为1米左右，称为低侧窗。窗台离地面高度在2m以上的为高侧窗。2）窗的形式、窗间墙面积、窗扇构造、室内外的遮挡情况和反光状况等因素3）窗间墙:(即窗与窗之间的墙)。4）玻璃:为了克服侧窗采光照度变化大和房间深处照度不足的缺点，可采用乳白玻璃、玻璃砖等扩散透光材料。5）眩光:为了减少眩光，可以采用水平遮阳板等措施。同时合理确定建筑物之间的间距，合理选择窗前树种及离窗距离。二、天窗采光利用在房屋屋顶设置的采光口采光称为天窗采光。（一）一般在工业厂房和大厅房屋中采天窗的特点有：1、采光效率较高，约为侧窗的8倍；2、除平天窗外都具有较好的照度均匀性；3、天窗采光一般很少受到遮挡。二、天窗的形式：有矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗以及横向天窗。1、矩形天窗：a.矩形天窗的采光特性与高侧窗相似，在跨中的采光系数值最高，而柱子处的采光系数值最低b.矩形天窗的采光效果与天窗宽度bmo、天窗位置高度hs，、天窗间距bd的取值密切相关，在设计时应充分考虑c.矩形天窗的玻璃面最好为南北朝向，将矩形玻璃做成倾斜的可提高室内照度60％左右。2．锯齿形天窗3．平天窗4．横向天窗5．井式天窗学生：结合侧窗的实际立面图加以分析结合图例指导学生识别天窗类别采光系数一般在1％以下。巩固练习：说明侧窗采光有哪些特点本节小结：1、侧窗采光2、天窗采光本节作业：采光口的主要形式有哪几种？试述其采光特点。后记：学生先回答，教师讲评30课程名称建筑物理年级大专教师高松丽课题：第三节采光设计要点教学目的要求：1、掌握采光要求和其他要求包括的几个方面2、根据视觉工作等级和窗地比来判断窗口的面积3、根据工作面的需要来确定窗口的面积教学重点难点：重点：根据视觉工作等级和窗地比来判断窗口的面积难点：确定采光系数最低值教具：教学方法：讲授、归纳法学情分析：单纯讲采光设计要点难免会枯燥，本节将结合实例进行分析……组织教学：贯穿课堂始终……教学过程