建筑光学图解版习题答案

建筑物理光学部分习题及答案（图解版）第三章建筑光学基本知识（P72-P73）——习题•3-1波长为540nm的单色光源，其辐射功率为5W，试求：1）这单色光源发出的光通量；2）如它向四周均匀发射光通量，求其发光强度；3）离它2m处的照度。•解：•(1)明视觉（实线）光谱光视效率曲线中可查出，对应于波长540nm的V（λ）＝0.97，则该单色光源发出的光通量为：••(2)发光强度•••(3)照度•lm55.331297.05683vK4/4/222RRRAlx6647.2632RAE3-2一个直径为250mm的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为1179lm的白炽灯，设灯罩的光透射比为0.60，求灯罩外表面亮度（不考虑灯罩的内反射）。•解：•灯罩外表面亮度：cdI8.934117922/2876.0)225.0(48.936.00cosmcdAIL3-3一房间平面尺寸为7m×15m，净空高3.6m。在顶棚正中布置一亮度为500cd/m2的均匀扩散光源，其尺寸为5m×l3m，求房间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光）。•解：•1）正中：•2）四角地面：516.3135cos22rAlx250015500cosLE2mcd500L8.06.3272156.36.327215135cos·2222222）（）（）（）（irAlxiE8.636.3272156.36.3272156.36.327215135500cosL222222222）（）（）（）（）（）（3-4有一物件尺寸为0.22mm，视距为750mm，设它与背景的亮度对比为0.25。求达到辨别几率为95％时所需的照度。如对比下降为0.2，需要增加照度若干才能达到相同可见度？•解：求视角视觉功效曲线由于C=0.25　查视觉功效曲线图可得，所需照度E=70lx若对比度下降为0.2，则所需照度E=125lx　175022.034403440ld3-5有一白纸的光反射比为0.8，最低照度是多少时我们才能看见它?达到刺眼时的照度又是多少？•解：前提条件：实验表明人们能觉察的最低亮度是，•而感觉到刺眼的亮度是；•最低照度　•达到刺眼的照度asb510sb16asbE551025.18.010sbE208.0163-6试说明光通量与发光强度，照度与亮度间的区别和联系？•答：光通量是人眼对光的感觉量为基准的单位；•发光强度是光通量的空间密度；•照度是被照面光通量的密度；•亮度是发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。•光通量越大光强度越强烈，照度越大；照度越大，亮度越亮。3-7看电视时，房间完全黑暗好，还是有一定亮度好？为什么？•答:房间亮点好。•这是因为人眼的感光细胞分为:杆体细胞和椎体细胞。在亮环境下是锥体细•胞起作用，暗环境下是杆体细胞起作用。当房间亮一些时，不会使杆体细胞和椎体细胞交替起作用，可以减少视觉疲劳。同时，房间亮一点可以避免产生直接眩光。3-8为什么有的商店大玻璃橱窗能够像镜子似地照出人像，却看不清里面陈列的展品？•答:这是由于产生二次反射眩光•采取的措施:•（1）提高橱窗里商品的表面亮度;•（2）将橱窗玻璃做成倾斜或弯曲。3-9你们教室的黑板上是否存在反射眩光（窗、灯具），怎么形成的？如何消除它？•答:•存在。是由视野中的光泽表面一的反射所产生的。••减小或消除办法:•1、尽量使视觉作业的表一为无光泽表面，以减弱镜面反射而形成的反射眩光;•2、应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜而反射区域;•3、使用发光表面面积大、亮度低的光源;•4、使引起镜而反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少，从而减少反射眩光的影响。3-10写出下列颜色的色调、明度、彩度：1）2.5PB5.5/6；2）5.0G6.5/8；3）7.5R4.5/4；4）N9.0/；5）5）N1.5/。•答案：•紫蓝2.5，明度5.5，彩度6•绿色5，明度6.5，彩度8•红色7.5，明度4.5，彩度4•明度值等于9.0的中性色•明度值等于1.5的中性色•3-11已知一光源的色品坐标为x＝0.3484，y=0.3516，求它的相关色温是多少？•答：查图可得：8500k第六章建筑光学（P297）——习题•6-1从图6-6中查出重庆7月份上午8：30时天空漫射光照度和总照度。•答：天空漫射光照度:2.55x104lx•总照度:3.6x104lx•6-2根据图6-6找出重庆7月份室外天空漫射光照度高于40001x的延续时间。•答：从11:00到13:00共2小时6-3按例题3-4（图3-21）所给房间剖面，在CIE标准阴天时，求水平窗洞在桌面上形成的采光系数；若窗洞上装有τ=0.8的透明玻璃时的采光系数；若窗上装有τ=0.5的乳白玻璃时的采光系数。•解：1）CIE标准阴天的室外照度为10000lx•按公式（3-9）计算桌面处的照度值：•（sr）•2）•3）iLEcos411cosilxEn250014110000%25%100100002500%100wnEEC%20%100100008.02500%100wnEEC%5.12%100100005.02500%100wnEEC6-4重庆地区某会议室平面尺寸为5m×7m，净空高3.6m，估算需要的侧窗面积并绘出其平、剖面图。•解：通过查办公建筑的采光系数标准可知，办公室属于Ⅲ类采光等级•由表6-5可知，办公室窗地比是1/5•由重庆属于Ⅴ类地区，所以得出窗地比需要乘以系数K，得出：•可得出窗户面积为：350.24=8.4㎡6-5一单跨机械加工车间，跨度为30m，长72m，屋架下弦高10m，室内表面浅色粉刷，室外无遮挡，估算需要的单层钢侧窗面积，并验算其采光系数。•解：假设此机械车间处于重庆地区，光气候分区为Ⅴ类地区，系数K=1.2•1）若机械加工车间属Ⅳ级采光等级，Cmin=1。由表6-5可知，侧窗要求窗地比为1/6。•则窗户的面积为30×72/6×1.2=432㎡。•设窗台高1m，侧墙可开窗面积约为72×（10－1）=648㎡≥432㎡，可满足单面开窗;•但为使车间内照度均匀，现两面开带形窗，长度60m，可以得出：•hc=432㎡÷60m÷2=3.6m•2）验算采光系数•根据上述所选窗户的形式来验证采光系数；•根据窗户的形式，选取相应的修正系数，算出采光系数的最低值，与采光系数标准值相比较，看是否满足要求。•由公式•fwrCdKKKKKCC'''min车间双侧开窗，查表6-4，B/hc=15÷3.6≈4；l=72m，b=30m，l≥2b；=0.7•=∑bc/l=60×2÷72=1.67•查表6-6，B/hc=15÷3.6≈4，浅色粉刷，γ=0.5；可得=2.4•查表可得=0.78×0.8×0.75=0.468•因室外无遮挡=1•重庆地区不用考虑晴天影响=1•可得=1.311满足采光要求6-6扁圆形吸顶灯与工作点的布置见图6-71，但灯至工作面的距离为2.0m，灯具内光源为60W的白炽灯，求P1、P2点照度。•解：（1）P1点照度•灯Ⅰ在P1点形成的照度：•点光源形成的照度计算式见式（3-7），当i=α=0时，从图6-70查出I0＝130cd，灯至工作面距离为2.0m。则：•灯Ⅱ在P1点形成的照度：••灯Ⅱ至P1点的距离为m，•P1点照度为两灯形成的照度和，并考虑灯泡光通量修正574/1000（从下表6-14中查出60W的白炽灯光通量为574，这个值比上1000所得值，即为它的修正系数）lxE5.320cos21302cdIi70,68,25tan6829lxE90.068cos2970Ⅱ•图6-71例题6-2灯具布置lxE17.191000574)90.05.32(1•（2）P2点照度•灯Ⅰ、Ⅱ与P2的相对位置相同，故两灯在P2点形成的照度相同。••，灯至P2的距离为m，•则P2点的照度：cdIi90,51,25.2tan5125.10lxE34.61000574251cos25.109026-7条件同上，但工作面为倾斜面，即以每个计算点为准，均向左倾斜，且与水平面成30°倾角，求P1、P2点照度。【解】（1）P1点照度•灯Ⅰ在P1点形成的照度：•点光源形成的照度计算式见式（3-7），当α=0时，从图6-70查出I0＝130cd，灯至工作面距离为2.0m，i=30°。•则：••灯Ⅱ在P1点形成的照度：••灯Ⅱ至P1点的距离为m，i=82°••P1点照度为两灯形成的照度和，并考虑灯泡光通量修正574/1000，则：•lxE15.2830cos21302cdI70,68,25tan6829lxE34.082cos2970ⅡlxE35.161000574)34.015.28(1•（2）P2点照度•灯Ⅰ在P2点形成的照度：•，灯至P2的距离为m，21°•则P2点的照度：•灯Ⅱ在P2点形成的照度：••，灯至P2的距离为m，81°•则P2点的照度：•P2点照度为两灯形成的照度和，并考虑灯泡光通量修正574/1000，则：cdI90,51,25.2tan5125.10ilxE20.821cos25.10902cdI90,51,25.2tan5125.10ilxE37.181cos25.10902lxE49.51000574)37.120.8(6-8什么是绿色照明工程？如何加大实施绿色照明工程的力度？•答：•1）、绿色照明工程旨在节约资源和保护环境。实施绿色照明工程，就必须树立全民的环境文明意识，节约资源，保护环境，使环境与经济协调发展；同时还要加强领导和管理，在科学地预测和评价的基础上，制订出一整套有效的措施、标准、政策和法规，加大实施绿色照明工程的力度。由此可见，绿色照明工程是一项复杂的社会系统工程；同时，绿色照明工程又是一项复杂的技术系统工程，它包含光源等照明器材的清洁生产、绿色照明、光源等照明器材废弃物的污染防治这三个复杂的子系统。总之，绿色照明工程是一项复杂的系统工程。•2）、（1）采用照明功率密度值进行评价•照明功率密度值（LPD）是照明节能的评价指标。在进行建筑照明设计时应使照明功率密度值不大于规定值，•（2）照明设计节能•照明节能的重点是照明设计节能，即在保证不降低作业的视觉要求的条件下，最有效地利用照明用电。•（3）管理节能•在照明管理方面同样需要采用绿色照明技术，应研制智能化照明管理系统，创造出安全舒适的光环境，提高工作效率，节约电能；同时还要制订有效的管理措施和相应的法规、政策，达到管理节能的目的。