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（）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 . 0 5683vK 4/4/ 222 RRRA lx66 4 7 .263 2 RA E 3-2一个直径为250mm的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为1179 lm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 .93 4 1179 2 2 /2876 . 0 ) 2 25. 0 (4 8 .93 6 . 0 0cos mcd A I L 3-3一房间平面尺寸为7m15m，净空高3.6 m。在顶棚正中布置一亮度为 500cd/m2的均匀扩散光源，其尺寸为5ml3m，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： 51 6 . 3 135 cos 22 r A lx250015500cosLE 2 mcd500L 8 . 0 6 . 3 2 7 2 15 6 . 3 6 . 3 2 7 2 15 135 cos 222 222 2 ）（）（ ）（）（ i r A lx iE 8 . 63 6 . 3 2 7 2 15 6 . 3 6 . 3 2 7 2 15 6 . 3 6 . 3 2 7 2 15 135 500 cosL 222222 222 ）（）（）（）（ ）（）（ 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=70 lx 若对比度下降为0.2，则所需照度E=125 lx 1 750 22. 0 34403440 l d 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 asb 5 10 sb16 asbE 5 5 1025. 1 8 . 0 10 sbE20 8 . 0 16 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x0.3484，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:3.6 x104lx 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=0.8的透明玻璃时的采光系数；若窗上装有 =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10000 lx 按公式（3-9） 计算桌面处的照度值： （sr） 2） 3） iLEcos 4 1 1cos i lxEn25001 4 1 10000 %25%100 10000 2500 %100 w n E E C %20%100 10000 8 . 02500 %100 w n E E C %5 .12%100 10000 5 . 02500 %100 w n E E C 6-4重庆地区某会议室平面尺寸为5 m7 m，净空高3.6 m，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：35 0.24=8.4 6-5一单跨机械加工车间，跨度为30 m，长72 m，屋架下弦高10 m，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，光气候分区为类地区，系数K=1.2 1）若机械加工车间属级采光等级，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3072/61.2=432。 设窗台高1m，侧墙可开窗面积约为72（101）=648432，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=43260m2=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 fwrCd KKKKKCC min 车间双侧开窗，查表6-4，B/hc=153.64；l=72m，b=30m，l2b； =0.7 = bc/l=60272=1.67 查表6-6，B/hc=153.64，浅色粉刷，=0.5；可得 =2.4 查表可得 =0.780.80.75=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=0时，从图6-70查出I0 130cd，灯至工作面距离为2.0m。则： 灯在P1点形成的照度： 灯至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 .320cos 2 130 2 cdIi70,68, 2 5 tan 68 29 lxE90. 068cos 29 70 图6-71 例题6-2灯具布置 lxE17.19 1000 574 )90 . 0 5 . 32( 1 （2）P2点照度 灯、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, 2 5 . 2 tan 51 25.10 lxE34 . 6 1000 574 251cos 25.10 90 2 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 灯在P1点形成的照度： 点光源形成的照度计算式见式（3-7），当=0时，从图6-70查出I0 130cd，灯至工作面距离为2.0m，i=30。 则： 灯在P1点形成的照度： 灯至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： lxE15.2830cos 2 130 2 cdI70,68, 2 5 tan 68 29 lxE34. 082cos 29 70 lxE35.16 1000 574 )34. 015.28( 1 （2）P2点照度 灯在P2点形成的照度： ，灯至P2的距离为 m， 21 则P2点的照度： 灯在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, 2 5 . 2 tan 51 25.10 i lxE20 . 8 21cos 25.10 90 2 cdI90,51, 2 5 . 2 tan 51 25.10i lxE37 . 1 81cos 25.10 90 2 lxE49. 5 1000 574 )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