2016 Архитектурная физика Аймагамбетова З.Т.

	Международная образовательная корпорация
	АКТИВНЫЙ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
Дисциплина «Архитектурная физика»		ФОЕНП
2 кредита		Курс 4 Семестр 8
Лекция №8 Свет в архитектуре и строительстве. К.т.н. Аймагамбетова Зауре Туленовна

Краткое содержание лекции:

План изложения:

• Предмет архитектурной светотехники

• Свет. Цвет. Световая среда. Световой климат.

• Области оптической части электромагнитного спектра лучистой энергии.

• Определения и формулы: Световой поток.

• Сила света и Телесный угол.

Освещенность и Яркость. Связь между яркостью и освещенностью поверхности. Светлота. Закон Вебера-Фехнера. Пороговый контраст. Яркостный контраст

• Задание на СРС и СРСП

Архитектурная светотехника - наука о проектировании, расчетах и нормировании световой среды в городах и отдельных зданиях различного назначения.

Сложная задача проектирования световой среды рассматривается в единстве и взаимодействии утилитарных ,эстетических и гигиенических функций света. Излагаются теоретические основы и практика проектирования световой архитектуры с учетом взаимодействия света с пространством, формой, пластикой и светом.

Свет – излучение оптической области спектра, которое вызывает биологические, главным образом зрительные реакции.

Цвет – особенность зрительного восприятия, позволяющая наблюдателю распознать цветовые стимулы (излучения), различающиеся по спектральному составу.

Световая среда – совокупность ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных излучений, генерируемых источниками естественного и искусственного света;

В архитектуре свет используется для выявления пластики фасадов пространственной организации интерьеров, является важным эстетическим фактором.

Световой климат – совокупность данных о природных ресурсах световой энергии в определенном районе строительства.

Оптическая часть электромагнитного спектра лучистой энергии включает в себя области ультрафиолетового (УФ_А с длинами волн 315-400 нм; УФ_В с 280-315 нм; УФ_С с 100-280 нм.), видимого (380-780нм) и инфракрасного излучения (больше длин волн видимого излучения и меньше 1 нм).

Различают монохроматическое и сложное видимое излучение.

Световой поток Ф

характеризует мощность световой энергии. Единица его измерения – люмен (лм);

Сила света, исходящего от точечного источника и распространяющегося внутри телесного угла, содержащего заданное направление, вычисляется по формуле

I=Ф/Ω, где Ф – световой поток, лм;

Ω – пространственный угол, ср.

Единицей силы света является кандела (кд).

Телесный угол определяется по формуле

Ω=S/r², где S – площадь, которую телесный угол вырезает на поверхности сферы, описанной из его вершины м²; r² - радиус этой сферы, м.

Освещенность поверхностей представляет собой плотность светового потока, т.е. отношение светового потока Ф, падающего на элемент поверхности, содержащей данную точку, к площади этого элемента А:

Е=Ф/А.

Единица освещенности – люкс (лк);

Освещенность, создаваемая точечным излучателем с заданным распределением силы света, определяется по формуле

Е_М=Icosα/d²,

где I – сила света, кд; d – расстояние от источника света до точки М, в которой определяется освещенность.

Светимость

Яркость – световая величина, которая непосредственно воспринимается глазом; она представляет собой поверхностную плотность силы света в заданном направлении, которая определяется отношением силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Различают два частных случая определения яркости:

1. яркость в точке М поверхности источника в направлении светового луча I определяется по формуле

L=I/Acosθ,

где I – сила света в направлении I; A – элемент светящей поверхности, содержащей точку М; Аcosθ – сила света, приходящаяся на единицу площади проекции;

2. яркость в точке М поверхности приемника (например, глаза или фотоэлемента) в направлении I представляет собой отношение освещенности Е, создаваемой в этой точке приемника в плоскости, перпендикулярной направлению I, к телесному углу Ω, в котором заключен световой поток создающий эту освещенность (нормальная освещенность, приходящаяся на единицу телесного угла):

L=E/Ω.

Единица яркости – кандела на квадратный метр.

Для плоской равнояркой во всех направлениях поверхности (I_θ=Icosθ) справедливо соотношение

L=I_θ/Acosθ= I/A=const.

Между яркостью и освещенностью поверхности, равномерно рассеивающей падающий на нее свет, существует важнейшая зависимость

L=Eρ/π,

где ρ – коэффициент отражения.

При световом потоке, проходящем через рассеивающее стекло с коэффициентом пропускания τ, яркость стекла определяется по формуле

L=Eτ/π.

По характеру распределения световых потоков, отраженных поверхностью или пропущенных телом, различают следующие основные их виды:

1. рассеянное отражение от отштукатуренной поверхности потолка и стен или пропускание света молочным стеклом

2. направленное отражение ил пропускание, например при отражении света от зеркал и полированных поверхностей металла или пропускание света через оконное стекло

3. направленно-рассеянное отражение, например от поверхностей, окрашенных масляной краской, или пропускание света матированным стеклом

Яркость, субъективно воспринимаемая глазом, т.е. количественное выражение уровня зрительного ощущения, называют светлотой.