考研学习笔记 《建筑物理》（第3版）笔记和课后习题详解

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递热能。对流换热只发生在流体之中或固体表面和与其紧邻的运动流体之间。②传热量计算公式式中qe—对流换热强度，W/m2;αc—对流换热系数，W/(m²·K);t—流体主体部分温度，℃。(2)自然对流换热自然对流换热是指由温差引起的对流换热，其对流换热系数为：①平壁处于垂直状态②平壁处于水平状态a.热流由下而上b.热流由上而下(3)受迫对流换热v表示风速(m/s),常数项的值取决于温度差的大小。3.辐射(1)热辐射的本质与特点波长在0.4～40nm之间的电磁波(包括可见光和红外线的短波部分)称为热射线，热射线的②特点c.凡是温度高于绝对零度的物体，都在不间断地向外辐射不同波长的电磁波。(2)辐射能的吸收、反射和透射物体表面反射，一部分It可能透过物体从另一侧传出去。②凡能将辐射热全部反射的物体(rh=1)称为绝对白体，能全部吸收的(ph=1)称为绝对黑(3)辐射本领、辐射系数和黑度辐射本领是指物体对(温度高于绝对零度)外放射辐射能的能力。a.单位时间内在物体单位表面积上辐射的波长从0到范围的总能量，称作物体的全辐射本领，用E表示，单位为W/m²。b.单位时间内在物体单位表面积上辐射的某一波长的能量称为单色辐射本领，用Ex表示，a.黑体能吸收一切波长的外来辐射(ph=1),能向外发射一切波长的辐射能，在同温度下Tb—绝对黑体的绝对温度，K;Cb—绝对黑体的辐射系数，Cb=5.68w/(m²·K⁴)。b.大多数建筑材料都类似于灰体。灰体的辐射光谱形状与黑体类似，灰体的全辐射本领E式中E—灰体的辐射本领，W/m²;T—灰体的绝对温度，K;C—灰体的辐射系数，W/(m².K4)。③辐射系数物体的辐射系数表征物体向外发射辐射能的能力，其数值取决于物体表层的化学性质、光洁度与温度等。所有物体的辐射系数值均处于0～5.68W/(m²·K⁴)之间，用C表示。a.发射率，用ε表示，即：在一定温度下，物体对辐射热的吸收系数ph在数值上与其黑度ε相等。物体辐射能力愈大，它对外来辐射的吸收能力愈大；反之亦然。b.建筑围护结构对太阳辐射热的吸收系数ps不等于其黑度值。12345679开在大空腔上的孔表2-1一些材料的ε、C及ps值ε(10~黑色非金属表面(如沥青、纸等)红砖、红瓦、混凝土、白色或淡奶油色砖、铜、铝、镀锌薄钢板、研磨钢板研磨的黄铜、铜(4)辐射换热的计算他的遮挡物)。因此，物体表面间的辐射换热量主要取决于各个表面式中Q1-2—物体1传给物体2的净辐射换热量，W;Q₂-1—物体2传给物体1的净辐射换热量，W;C1₂或C₂1(表2-2)—相当辐射系数，w/(m²·K⁴);回—物体1对物体2的平均角系数；—物体2对物体1的平均角系数。平均角系(或)表示单位时间内，物体1(或2)投射到物体2(或1)的辐射换热量Q12(或Q₂1),与物体1(或2)向外界辐射的总热量Q-(或Q₂)的比值，即Qi₂ 表2-2几种典型情况的相当辐射系数计算公式适用于某一围护结构表面与其它相对应的表面0₂—与物体1辐射换热的物体2的表面温度，℃。T₁—物体1的表面绝对温度，K,T₁=273+0₁;T₂—物体2的表面绝对温度，K,T₂=273+0₂;—物体1对物体2的平均角系数。1.平壁传热过程平壁传热过程(图2-2)是指室内、外热环境通过围护结构进行复杂的热量交换过程。图2-2平壁传热过程图(1)平壁内表面吸热(2)平壁材料层导热(3)平壁外表面散热(放热)式中qe—单位时间内单位面积平壁外表面散出的热量(换热强度),W/m²;(4)平壁吸热、导热、放热的关系当各界面的温度处于稳定状态时，各界面的传热量相等，即：经过数学变换可得：或式中R;—平壁内表面换热阻，R—平壁的导热热阻，Re—平壁外表面换热阻，Ro—平壁的总热阻，Ko—平壁的总传热系数，2.封闭空气间层的传热(1)设置目的为了提高维护结构的保温、隔热性能，常在房屋建筑中设置封闭空气间层。(2)传热过程(图2-3)封闭空气间层的传热过程是在有限封闭空间内两个表面之间进行的热转移过程，是导热、对流和辐射三种传热方式综合作用的结果。(3)影响因素封闭空气间层的辐射换热量取决于间层表面材料的辐射系数和间层的温度状态。图2-3不同封闭空气间层的自然对流情况(a)厚垂直间层；(b)薄垂直间层；(c(4)注意问题(1)内表面换热阻节墙面、地面、表面平整冬季和或有肋状突出物夏季的顶棚，当h/s<0.3时有肋状突出物的顶棚，当h/s>0.3时(2)外表面换热阻外表面换热阻是外表面换热系数的倒数。(3)壁体传热阻①类型按照壁体构造与材料的不同，分为单一材料层、多层匀质材料层、组合材料层与封闭空气间层等。②公式平均热阻法计算公式为：式中—平均热阻，m²·K/W;Fo—与热流方向垂直的总传热面积，m²;F₁、F₂.…Fn—组合壁各材料所占的面积，m²;Ro.1、Ro.2…Ro,n—各个传热部位的总传热阻，m².K/W;表2-5修正系数φ值4.平壁内部温度的确定(1)平壁内表面温度的计算公式为：(2)多层平壁内任一层的内表面温度θm为：是指顺着热流方向从第1层到第m-1层的热阻之和。(3)外表面温度0e为：三、平壁的周期性传热通过围护结构的热流量及围护结构内部的温度分布随着时间而变动，其传热过程称为不稳定传热。如果外界热作用随时间呈周期性变化，称为周期性传热。1.简谐热作用(1)定义在周期性热作用中，最简单、最基本的是简谐热作用，即温度随时间呈正弦函数或余弦函数的规律变化。(2)计算公式式中t—在t时刻的空气温度，℃;—在一个周期内空气的平均温度，℃;A—温度波动的振幅，即空气的最高温度与平均温度之差，℃;z—温度波动的周期，通常取24h;r—以某一指定时刻(如昼夜时间内的零点)起算的计算时间，h;φ—温度波的初始相位，deg;若坐标原点取在温度最大值处，则φ=0。式中,称为角速度；如果温度波的周期Z=24h,o=15deg/h。2.半无限厚平壁在简谐热作用下的传热特征(1)概念①半无限厚平壁是指一侧由一个平面所限制、另一侧延伸到无限远处、不能确定其厚度的壁体，例如地层、地下室的侧壁等。②外界的热作用未能穿透整个壁体的情况也可看作半无限厚平壁。(2)计算方法这种传热过程经理论分析和数学推导可解得壁体内部离表面任一距离x处在任一时刻的相对温度(即瞬时温度与平均温度之差)为：式中-离表面x处t时刻的相对温度，℃;a—材料的导温系数，m²/h,a=λ/(c·po);c—材料的比热容，kJ/(kg.K);T—以空气温度出现最高值为起点的计算时刻，h;Z—温度波的周期，通常取24h;De—表面温度谐波相对于空气温度谐波的相位差，rad;—离表面x处温度谐波相对于表面温度谐波的相位差，rad;ve—温度谐波从空气传至表面的振幅衰减度(无量纲)。当x=0时，即得任意时刻的表面温度为表面温度振幅为：(3)传热特征①平壁表面及内部任一点x处的温度，都会出现和介质温度周期Z相同的简谐波动。②从介质到壁体表面及内部，温度波动的振幅逐渐减少，称为温度波的衰减。③从介质到壁体表面及内部，温度波动的相位逐渐向后推延，称为温度波动的相位延迟。3.简谐热作用下，材料和围护结构的热特性指标(1)材料蓄热系数①产生建筑材料在周期性波动的热作用下，都有蓄存热量或放出热量的能力，借以调节材料层表面温度的波动。②计算公式材料蓄热系数常用S表示，其计算公式为：式中S—材料的蓄热系数，W/(m²·K);c—材料的比热容，kJ/(kg.K);z—温度波的周期，h。当Z=24h,计算公式可以简化为：半无限厚物体在谐波热作用下，表面对谐波热作用的敏感程度，即在同样的热作用下，材料蓄热系数越大，其表面温度波动越小；反之，材料蓄热系数越小，其表面温度波动越大。(2)材料层的热惰性指标在谐波热作用下，物体内部的温度波按指数函数规律衰减。。令D=RxS,D是厚度为x的材料层的热惰性指标。上面的计算公式可以简化为：多层围护结构的热惰性指标为：若多层围护结构中某层由两种以上材料组成，应先求得该层的平均导热系数和平均蓄热系数，以其平均热阻求取该层热惰性指标。其计算方法为：(3)材料层表面蓄热系数材料层表面蓄热系数，用y表示，其定义式是材料层表面的热流波动振幅Aq与表面温度波动振幅Af的比值。①材料层外表面蓄热系数的计算a.第1层外表面蓄热系数Y1,eb.任意层(从第二层开始)的外表面蓄热系数Yme最外一层外表面蓄热系数，就是平壁外表面的蓄热系数。即—②材料层内表面蓄热系数的计算a.最外一层即第n层的内表面蓄热系数Yn,i当Dn≥1.0时，b.其它各层内表面蓄热系数Ym,ic.最内一层内表面蓄热系数，即平壁内表面蓄热系数4.有限厚度平壁在简谐热作用下的传热(1)双向谐波热作用的传热过程及计算①在外侧和内侧空气平均温度E=作用下的稳定传热过程，计算出内表面的平均温度(2)围护结构的内表面温度的计算式中—平壁内表面任一时刻的温度，℃;亩(1)定义 5.温度谐波在有限厚度平壁内的振幅衰减和相位延迟的计算(1)室外温度谐波传至平壁内表面时的总衰减度和总相位延迟的计算式回—总延迟时间，即室外空气温度谐波出现最大值的时间与受此作用的内表面温度谐波(2)室内温度谐波传至平壁内表面时的衰减和延迟的计算1.湿空气湿空气是指含有水蒸气的空气。(2)公式湿空气的压力等于干空气的分压力和水蒸气的分压力之和。式中Pw—湿空气的压力，Pa;Pa—干空气的分压力，Pa;P—水蒸气的分压力，Pa。(3)湿度①绝对湿度空气的绝对湿度是指单位容积空气所含水蒸气的重量，常用f表示，单位：g/m³,饱和状态下的绝对湿度用饱和蒸气量fmax表示。②相对湿度空气的相对湿度是指一定温度及大气压力下，空气的绝对湿度f与同温同压下饱和蒸气量a.相对湿度一般用百分数表达，用φ表示，即b.相对湿度也可以用空气中的水蒸气分压力P与同温度下的饱和蒸汽压力Ps之比的百分数来表示，即图2-4相对湿度、温度与水蒸气分压力之间的关系2.材料的吸湿和传湿(1)吸湿(2)传湿主要有气态的扩散(即蒸汽渗透)以及液态水分的毛细渗透。3.围护结构的蒸汽渗透(1)渗透过程(图2-5)图2-5围护结构的蒸汽渗透过程(2)公式假定室内空气的水蒸气分压力Pi大于室外空气的水蒸气分压力Pe,水蒸气从室内通过围护式中—从室内一侧算起，由第一层至m-1层的蒸汽渗透阻之和。1.传热有哪几种方式?各自的机理是什么?(1)导热是由温度不同的质点(分子、原子、自由电子)在热运动中引起的热能传递现象。(2)对流是由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动、互相掺合而传递热能。(3)辐射传热以电磁波传递热能。凡是温度高于绝对零度的物体，由于物体原子中的电子2.材料导热系数的物理意义是什么?其值受哪些因素的影响与制约?试列举一些建筑材料答：(1)物理意义材料导热系数是在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1℃,在1秒钟内通过1平方米面积传递的热量。它反映了壁体材料的导热能力。(2)影响因素3.对流换热系数的物理意义是什么?其值与哪些因素有关?通常在工程中如何取值?答：(1)物理意义(2)影响因素(3)在工程中的取值b.当平壁处于水平状态时：上两式中，v表示风速(m/s),常数项反映了自然对流换热的影响，其值取决于温度差的4.辐射换热系数的意义是什么?平均角系数的物理意义又是什么?它们各自受哪些因素的影响?答：(1)辐射换热系数的含义(2)平均角系数的物理意义表示单位时间内，物体1投射到物体2的辐射换热量与物体1或物体2向外界辐射的总热量(3)因素影响5.何谓稳定传热状态?稳定传热状态有些什么特征?6.试分析封闭空气间层的传热特性，在围护结构设计中如何应用封闭空气间层?答：(1)封闭空气间层的传热特性(2)在设计中的应用7.试求出用同一材料构成的5层厚度为20mm封闭空气间层的热阻值与1层厚度为100mm的封闭空气间层的热阻值各为多少?单面铝箔空间层热流向下热流向上垂直空气间层双面铝箱空气间层热流向下热流向上垂直空气间层8.在稳定传热状态下，为减少围护结构的热损失，可采取哪些建筑措施?各自的机理是什么?(1)采用热阻大的建筑材料，例如隔热或夹胶或反射或双层玻璃，在相同的室内、外温差(2)减少金属门窗的使用；金属建筑材料如钢材、铝合金等的导热系数比较大，导热能力(3)使用保温墙体；利用保温强体可以使墙体两侧的温度差减小，以此减少热损失。(4)增加墙体保温隔热层；通过增大热阻来起到减少热损失的作用。(5)减少采光面积。(6)屋面增加保温隔热层。9.在简谐热作用下，半无限厚物体的传热有哪些特征?(1)平壁表面及内部任一点x处的温度，都会出现和介质温度周期Z相同的简谐波动。(2)从介质到壁体表面及内部，温度波动的振幅逐渐减少，称为温度波的衰减。10.围护结构材料层表面蓄热系数y与材料蓄热系数S之间有何异同之处?各适用什么情况?围护结构材料层表面蓄热系数y与材料蓄热系数S的物理意义是相同，其定义式都是材料(2)适用情况振幅Aqo与温度波动振幅Af的比值计算。材料层表面蓄热系数适用于工程实践中，有限厚度的材料层，其表面的热流波动振幅Aq与表面温度波动振幅Af的比值计算。11.试选择当地一种常用节能墙体材料，计算其总热阻和总热惰性指标。12.试计算【例1.2-3】中图1.2-21所示的屋顶构造在室外单向温度谐波作用下的总衰减度13.相对湿度和绝对湿度的相互关系是什么?为什么说相对湿度能够反映空气的干湿程度，而绝对湿度就不能?答：(1)绝对湿度单位容积空气所含水蒸气的重量称为空气的绝对湿度，它说明空气在某一温度状态下实际所含水蒸气的重量，但并不能直接说明空气的干、湿程度。例如绝对湿度为153g/m³的空气，当温度为18℃,水蒸气含量已达最大值，即已经处于饱和状态。如果空气的温度为30℃,此时空气的饱和水蒸气量则为301g/m³,水蒸气的含量几乎可以再增加1倍。可见只有在相同温度条件下，才能依据绝对湿度来比较空气的潮湿程度。(2)相对湿度相对湿度是指一定温度及大气压力下，空气的绝对湿度f与同温同压下饱和蒸气量fmax的比值。相对湿度一般用百分数表达，并用φ表示。即：由于在一定温度条件下，空气中的水蒸气的含量与水蒸气分压力成正比，因此，相对湿度也可用空气中的水蒸气分压力P与同温度下的饱和蒸汽压力Ps之比的百分数来表示，即：因此，相对湿度反映了空气在某一温度时所含水蒸气分量接近饱和的程度。相对湿度φ值小，表示空气比较干燥，容纳水蒸气的能力较强；相对湿度φ值大，则空气比较潮湿，能容纳水蒸气的能力较弱。当相对湿度φ为零时，表示空气中全是干空气，即绝对干燥；当φ为100%时，则表示空气已经达到饱和。依φ值的大小就可直接判断空气的干、湿程度。14.露点温度的物理意义是什么?试举例说明生活中的结露现象，并解释。答：(1)露点温度的物理意义某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它的相对湿度达到100%时所对应的温度，成为该状态下空气的露点温度。(2)结露现象及其原因冬天在寒冷地区的建筑物中，常常看到窗玻璃内表面上有很多露水，有的甚至结了厚厚的霜。由于玻璃的保温性能低，其内表面温度远低于室内空气的露点温度。当室内较热的空气接触到玻璃表面时，就在表面上结成露水或冰霜。15.已知：ti=20℃;pi=50%。问：若采用如【例1.2-2】中图1.2-20所示墙体，在保证内表面不结露的情况下，室外气温不得低于多少?若增加保温层使其传热系数不超过1.0W/(m²·K),此时的室外气温又不得低于多少?[注：【例1.2-2】试计算图1.2-20所示墙体的总热阻和总传热系数。如果要求墙体的总传热系数不超过1.0W/(m²·K),则还应增加厚度为多少的保温层(假定拟采用的保温材料的导热系数为0.035W/(m.K))?]①求露点温度：当ti=20℃,i=50%时，查表可得P=Ps*i=1175Pa对照表可知露点温度为9.5℃,此温度相当于θi值。如图所示外表面的换热阻Re=0.04m²·K/W平壁的总热阻RO=Ri+R+Re=0.11+0.16216.为什么在施工现场装配保温材料之前，应使保温材料先放置在现场一段时间?即材料的温度与周围空气温度一致(热平衡),试件的重量将不再发生变化(湿平衡)。第3章建筑保温与节能1.建筑体形的设计，应尽量减少外围护结构的总面积(1)意义(2)建筑物体形系数2.围护结构应具有足够的保温性能(1)在室内外温差一定和确定的边界条件下，热流强度q与平壁的传热系数Ko成正比。(2)当围护结构的热稳定性较好时，其传热系数可以大些；若热稳定性较差，应减小围护3.争取良好的朝向和适当的建筑物间距4.增强建筑物的密闭性，防止冷风渗透的不利影响(1)有效途径(2)具体做法5.避免潮湿、防止壁内产生冷凝1.保温设计的依据(1)重要性(2)依据来源2.围护结构保温设计计算(1)最小传热阻Ro,min的计算围护结构及其所处情况n外墙、平屋顶及与室外空气直接接触的楼板等带通风间层的平屋顶、坡屋顶顶棚及与室外空气相通的不采暖地下室上面的楼板等与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙1～6层建筑7～30层建筑不采暖地下室上面的楼板外墙上有窗户时外墙上无窗户且位于室外地坪以上时外墙上无窗户且位于室外地坪以下时与有外门窗的不采暖房间相邻的隔墙与无外门窗的不采暖房间相邻的隔墙伸缩缝、沉降缝墙防震缝墙建筑物和房间类型外墙平屋顶和坡屋顶顶棚居住建筑、医院和幼儿园等6.04.0办公楼、学校和门诊部等礼堂、食堂和体育馆等室内空气潮湿的公共建筑不允许外墙和顶棚内表面结露时允许外墙内表面结露，但不允许顶棚内表面结露时7.0①考虑因素外墙的传热系数值是指外墙的平均传热系数，既要考虑外墙主体部分的传热系数，也要考虑周边热桥部位的传热系数。②计算公式式中Km—外墙平均传热系数，W/(m²·K);Kp—外墙主体部位的传热系数，W/(m²·K);Fp—外墙主体部位的面积，m²;KB₁、KB₂、KB₃—外墙周边热桥部位的传热系数，W/(m².K);FB₁、FB₂、FB₃—外墙周边热桥部位的面积，m²。(4)建筑物采暖耗热量指标的计算①概念a.建筑物采暖耗热量指标是指按照冬季或采暖期室内热环境设计标准和设定的室外计算条件，计算出的单位建筑面积在单位时间内消耗的需由室内采暖设备提供的热量。b.采暖期是指室外日均气温低于5℃、需由室内采暖设备提供热量以保证室内热环境要求的时期。c.采暖地区是指采暖期的天数超过90天的地区，大致以陇海铁路(或秦岭——淮河一线)作为分界。陇海线以北的地区为采暖区，而陇海线以南大部分夏热冬冷地区尽管冬季寒冷的时间也相当漫长，但可不设集中供暖设施。②重要性建筑物采暖耗热量指标反映建筑整体的热工性能，可以估算建筑物冬季采暖的总耗电量或耗煤量。③计算公式qHT—单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量，W/m²:qINF—单位建筑面积的空气渗透耗热量，W/m²;qTH—单位建筑面积的内部得热量，住宅建筑一般取3.80W/m²。b.qHT式中ti—全部房间平均室内计算温度，一般住宅建筑取16℃;te—采暖期室外平均温度；8—围护结构传热系数的修正系数；K;—围护结构的传热系数，W/(m².K)。Fi—围护结构的面积，m²;Ao—建筑面积，m²,按各层外墙包线围成面积的总和计算。N—换气次数，住宅建筑取0.5h-¹;V—换气体积，m³。当楼梯间不采暖时，按建筑物体积Vo的60%计算；当楼梯间采暖时，按建筑物体积Vo的65%计算。(1)保温材料的划分①保温材料按其材质构造，分为多孔的、板(块)状的和松散状的；(2)选择保温材料的方法表3-3常用保温材料的性能比较类别玻璃纤维膨胀型聚苯乙烯挤压型聚苯乙烯聚氨酯反射铝箔导热系数物理构成特点物理构成特点卷筒、絮和毡片松散填充硬板松散填硬板防火性能好；受潮后传热系数增加；价格便宜防火性能非常好导热系数低；可燃、须做防火和防晒处理导热系数低；防湿性能好、可用于下；可燃、必须做防火和防晒处理导热系数很低；可燃、产现场发生有毒气体、必须做防火现场发生有毒气体、必须做防火泡和防潮处理；不规则和粗糙的表面贴于空气间层一一般附着于其他材料或构侧或两侧造表面(3)围护结构保温构造①保温、承重合二为一(自保温)构造a.构造简单、施工方便，能保证保温构造与建筑b.多用于低层或多层墙体承重的建筑，一般不适宜在保温性能要求很高的严寒和寒冷地区c.具体方案分类内保温外保温定义特点①保温材料不受室外气候因素的影响，无须特殊的防护；②在间歇使用的建筑空间如影剧院观众厅、体育馆等，室保温层在承内供热时温度上升快；重层内侧③但对间歇采暖的居室等连续使用的建筑空间则热稳定性不足，且极易在围护结构内部产生凝结水，影响保温材料的性能和寿命。①由于承重层材料如砖砌体、钢筋混凝土等都是密实且强度高的材料，其热容量很大。当供热不均匀时，围护结构内表面与室内气温不致急剧下降，房间热稳定性较好；②对防止或减少保温层内部产生凝结水和防止围护结构的保温层在承热桥部位内表面局部凝结都有重层外侧利；③保温层处于结构层外侧，有效地保护了主体结构，尤其是降低了主体结构内部温度应力的起伏，提高了结构的耐久性；④当原有房屋的围护结构须加强保温性能时，采用外保温效果较好，施工时对室内使用状况影响不大。①这种方式可使保温层两侧将保温层布都有所防护，对保温材料的强夹芯保温置在两个结度要求不高。构层中间②如两侧结构层都是非透气性材料，则应严格控制保温材料的湿度，更要防止外界水分的渗入，否则保温层将长时间处于潮湿状态下，使围护结构达不到应有的保温标准。a.发展原因b.应用范围1.窗的保温(1)原因(2)改善措施a.提高窗框的保温性能b.改善玻璃部分的保温性能第二，提高封闭空气间层热阻，如增加空腔的厚度、镀低辐射涂层(Low-e玻璃)等。在窗内侧挂铝箔隔热窗帘(在玻璃纤维布或其他布质材料内侧贴铝箔)。间立面单元面积(即房间层高与开间定位线围成的面积)的比值。a.室内得到的太阳辐射量取决于当地太阳辐射条件、建筑朝向、窗墙比以及窗的特性。b.室内实际获得的太阳辐射量包括透过玻璃直接传入室内的部分和经玻璃吸收后再传入室太阳辐射得热系数SHGC。SHGC值越大，室内获得的太阳辐射就越多。c.目前，高保温性能的窗大多采用双层Low-e玻璃或Lo表3-5不同类型玻璃的光学特性对比玻璃类型发射可见光特性太阳辐射遮阳率透射反射吸收得热系数系数普通透明玻璃0.840.890.080.030.850.98冬季型0.080.860.080.060.730.84夏季型0.050.740.120.140.450.52玻璃遮阳型0.080.590.310.100.410.472.热桥保温(1)概念(2)保温原因(3)适用范围3.外墙交角的保温(1)保温原因生表面结露的情况，因而应采取额外的保温措施(图3-1)。(2)做法4.地面的保温(1)原因(2)类型(3)做法在严寒及寒冷地区，周边地面(即从外墙内侧算起2.0m范围内的保温(图3-2)。图3-2地面保温构造(a)普通聚苯板保温地面；(b)挤塑型聚苯板保温地面1.外围护结构冷凝类型(1)表面凝结(2)内部凝结2.围护结构内部冷凝的检验(1)决定因素(2)计算步骤①根据室内外空气的温湿度(t和φ),确定水蒸气分压力，然后按公式计算围护结构各层②根据室内外空气温度t;和te,由公式确定各层温度的分布状况，并作出相应的饱和蒸气压图3-3围护结构内部冷凝的判断3.防止和控制冷凝的措施(1)防止和控制表面冷凝a.原因正常湿度的采暖房间产生表面冷凝的主要原因在于外围护高湿房间一般指冬季室内空气温度处于18～20℃以上，而相对湿度高于75%的房间。③防止地面泛潮a.原因b.注意问题c.适用材料(2)防止和控制内部冷凝图3-4材料布置层次对内部冷凝的影响(a)易进难出，有内部冷凝；(b)难进易出，无内部冷凝②设置隔汽层(普遍)a.工作原理b.具体措施a.适用范围b.设置地点图3-5设置通风间层的围护结构1.建筑保温主要有哪些途径?节能设计应遵循的原则是什么?答：(1)建筑保温的主要途径(2)节能设计应遵循的原则①建筑物体形系数宜控制在0.30及0.30以下；如果体形系数大于0.30,则屋顶和外墙应加②条形建筑物的体形系数不应超过0.35,点式建筑物的体形系数不应超过0.40。2.建筑保温措施的衡量指标主要有哪些?它们之间有什么区别?(1)最小传热阻(2)经济传热阻经济传热阻是指围护结构单位面积的建造费用(初次投资的折旧费)与使用费用(由围护结构单位面积分摊的采暖运行费用和设备折旧费)之和达到最小值时的传热阻。经济传热阻受料价格、银行利率、建筑使用年限以及许多不可见因(3)平均传热系数体部分的传热系数，也要考虑周边热桥部位(例如梁、柱)的传热系数。(4)采暖耗热量指标体(包括建筑各部件以及通风)的热工性能，而且通过建筑物采暖耗热量指标还可以大致估3.围护结构最小传热阻的物理意义是什么?计算式中[△t]值大小的含意又是什么?为什么答：(1)围护结构最小传热阻的物理意义(3)作温差修正的原因4.在北方采暖地区，为什么说建筑物采暖耗热量指标是建筑节能的最终衡量标准?了建筑整体(包括建筑各部件以及通风)的热工性能，还可以大致估计建筑物冬季采暖的总A建筑面积，m²,按各层外墙包线围成面积的总和计算；5.围护结构保温层在构造上有几种设置方式?各有何特点?你所在地区常见的保温构造属答：(1)围护结构保温层在构造上的设置方式(2)我所在的地区多采用复合结构。6.窗有哪些传热特点?应从哪几个方面提高其热工性能?答：(1)窗的传热特点(2)提高窗的热工性能的措施7.太阳辐射得热系数的定义是什么?在选择窗户时为什么需要考虑太阳辐射得热系数?答：(1)太阳辐射得热系数的定义射量的比值即玻璃的太阳辐射得热系数SHGC。(2)选择窗户时考虑太阳辐射得热系数的原因8.热桥的概念是什么?它会产生什么影响?应如何防止热桥的产生?答：(1)热桥的概念(2)热桥的影响(3)防止热桥产生的措施9.地面的热工性能对人体热舒适有什么影响?(1)人体的足部在与地面直接接触时对地面冷暖变化甚为敏感，地面热工质量的优劣直接(2)由于地面和人体直接接触，人体的热量会源源不断地传向地面。据测定，裸足直接接触地面所散失的热量约占人体其他部位向环境散热量的1/6。因此，为减少热损失和维持(3)经验表明，即使水磨石地面与木地面温度相同，人们接触水磨石地面比接触木地面的10.如何判断围护结构内部是否会产生冷凝?应如何避免?答：(1)判断围护结构内部是否会产生冷凝的方法(2)防止和控制冷凝的措施11.围护结构受潮对保温材料有何影响?为什么?在建筑设计中可采取哪些防潮措施?答：(1)围护结构受潮的影响(2)可采用的防潮措施12.在【例1.3-3】中，若室内的相对湿度为40%,室外相对湿度为60%,试分析该围护结第4章建筑隔热与通风4.1复习笔记1.夏季室内过热的原因(1)原因主要是室外气候因素的影响(图4-1)。(2)主要任务2.建筑防热的途径(1)减弱室外热作用(2)窗口遮阳(3)围护结构的隔热与散热(4)合理地组织自然通风(5)尽量减少室内余热1.隔热设计标准(1)采用标准(2)原因2.室外综合温度(1)围护结构外表面受热的方式当太阳辐射热作用到围护结构外表面时，一部分被围护结构外表面所吸收，如图4-2(b)围护结构的外表面进行换热，如图4-2(c)所示。射热，失去一部分热能，如图4-2(d)所示。图4-2围护结构受热作用及室外综合温度的概念(2)围护结构实际接收的热量为：αe——外表面换热系数，取19.0w/(m².K);表4-1材料表面对太阳辐射的吸收系数ps材料名表面状表面ps材料名表面状表面ps瓦屋面旧浅灰0.52墙新、光青灰0.50灰瓦屋旧青灰0.74硅酸盐滑白0.48面新、粗糙浅灰0.75砖墙旧、粗浅灰0.70水泥屋旧、不光浅黑0.72石灰粉糙浅蓝0.56石棉水水刷石滑泥瓦墙面粗糙浅色油水泥粉毛毡刷墙面沥青屋草地面(3)室外综合温度(图4-3)眉β——相位差修正系数(表4-2)。表4-2时差(相位差)修正系数β值3.围护结构隔热设计计算(1)适用范围西墙和东墙),都必须进行隔热设计。(2)计算公式4.外围护结构隔热措施(1)屋顶隔热a.平屋顶常在承重层与防水层之间增设一层实体轻质材料(隔热层),增大屋顶的热阻与b.在围护结构防热设计中，一方面要尽量采用轻质的隔热层和重质的结构层的复合构造方③通风隔热屋顶b.隔热效果与间层的气流速度、进气口温度和间层高度的关系c.通风间层隔热效果的影响因素极易形成“闷顶”。c.屋顶栽培c.蓄水屋顶优点d.蓄水屋顶缺点图4-4蓄水屋顶檐口泛水构造(2)外墙隔热a.黏土砖实体墙b.砌块c.钢筋混凝土大板图4-5轻质复合墙板构造a.在墙体外侧设置垂直通风间层；c.墙体外表面采用浅色饰面。1.建筑通风概述b.类型2.通风降温(1)概念(2)类型①舒适性通风降温(即全天候通风)a.概念b.气候条件室外最高温度一般不超过28～32℃,日较差小于10℃,比较适合温和、潮湿气候区或相应c.相应措施b.气候条件白天室外气温在30～36℃,夜间温度在20℃以下，室外气温日较差大于10℃,适合于日较3.自然通风原理(1)风压作用下的自然通风(2)热压作用下的自然通风4.自然通风的组织(1)建筑朝向、间距及建筑群的布局a.风向投射角(图4-6)图4-6风向投射角αb.旋涡区(图4-7)图4-7不同体形建筑形成的旋涡区c.狭管效应(图4-8)图4-8狭管效应产生的风槽(2)建筑的平面布置与剖面设计(3)门窗的位置和尺寸(4)门、窗开启方式a.平开窗b.下悬窗c.上悬窗d.中悬窗e.立式转窗f.推拉窗b.有可调节的开启角度，并能有效引导气流；c.尽量将风引向人体活动范围。(5)设置导风板导风板可以改变表面气压分布，引起气压差，从而改变风的方向(图4-9)。b.利用周边特殊的环境，对气流加以引导，加强室内通风降温。c.在建筑物周围进行绿化。图4-9导风板设置方式对室内气流影响1.建筑防热的途径主要有哪些?(1)减弱室外的热作用。(2)窗口遮阳。(3)围护结构的隔热与散热。(4)合理地组织自然通风。(5)尽量减少室内余热。2.何谓室外综合温度?其物理意义是什么?它受哪些因素的影响?答：(1)室外综合温度的定义(2)室外综合温度的物理意义(3)室外综合温度受影响的因素3.由【例1.4-2】可知，该种构造不能满足《规范》规定的隔热要求。拟采取的改善措施是：(a)在钢筋混凝土外侧增加20mm厚的苯板(即聚苯乙烯泡沫塑料，下同);(b)在钢筋混凝土内侧增加20mm厚的苯板。试分别计算这两种构造方案的内表面温度是否能满足要求?哪种构造方案的效果更好?已知：苯板的热工指标为：干密度po=30kg/m³;导热系数λ=0.042W/(m.K);蓄热系数4.冬季保温较好的围护结构是否在夏季也具有较好的隔热性能?试分析保温围护结构和隔答：(1)对于冬季保温较好的围护结构不一定在夏季也具有较好的隔热性能。因为冬季保(2)保温围护结构和隔热围护结构的异同5.屋顶隔热的措施主要有哪些?这些措施的隔热机理是什么?(1)采用浅色外饰面，减小当量温度。它的机理是通过采用太阳辐射热吸收系数较小的屋(2)提高屋顶自身的隔热性能。它的机理是隔热层本身热容量小，抗外界温度波动的能力(4)种植隔热屋顶。它的机理是在屋顶上种植植物，利用植物的光合作用，将热能转化为(5)水隔热屋顶。它的机理是水的热容量大，而且水在蒸发时要吸收大量的汽化热，从而6.墙体隔热的措施主要有哪些?考虑到建筑空调能耗的问题，哪些措施能够兼顾建筑隔热答：(1)墙体隔热的措施a.黏土砖实体墙c.钢筋混凝土大板d.轻质复合墙体构造a.在墙体外侧设置垂直通风间层b.外墙绿化遮阳c.墙体外表面采用浅色饰面(2)兼顾建筑隔热和建筑节能的措施7.自然通风有些什么作用?能否根据各季节的气候特点，确定适时通风的方案?答：(1)自然通风的作用(2)根据各季节的气候特点制定不同的通风方案①舒适性通风降温(即全天候通风)a.概念b.气候条件室外最高温度一般不超过28～32℃,日较差小于10℃,比较适合温和、潮湿气候区或相应季节。c.相应措施第一，室内的气流速度应保证在1.5～2.0m/s左右。第二，室内的热量要尽快排出，应以轻型围护结构为主。②夜间通风降温即把夜间凉爽的空气引入室内，把室内热量吹走，使房间在白天获得的热量减到最小。b.气候条件白天室外气温在30～36℃,夜间温度在20℃以下，室外气温日较差大于10℃,适合于日较差大的干热地区。8.自然通风的原理是什么?为组织好自然通风，在建筑设计中应注意妥善处理哪些问题?答：(1)自然通风的原理自然通风的原理在于开口处(门窗过道)存在着空气压力差而产生的空气流动，产生压力差的原因是风压作用和热压作用。(2)在建筑设计中应注意的问题①建筑朝向，间距及建筑群的布局；②建筑的平面布置与剖面设计；③门窗的位置和尺；④门窗开启方式；⑤设置导风板。9.门窗的位置、尺寸以及开启方式对室内通风有什么影响?试就某建筑平面提出加强室内通风的改善方案。答：(1)门窗的位置、尺寸对室内通风的影响①在建筑空间的平面及剖面设计中，开口的相对位置对室内通风质量和数量有着相当大的影响。良好的室内通风应使空气流场分布均匀，并使风流经尽量大的区域，增加风的覆盖面。同时通风口位置应对通风风速有利，尽量使通风直接、流畅，减少风向转折和阻力。②在人体活动高度内，应设置可开启的窗户，使风吹经人体活动区域以加快人体蒸发散热。③夏季需保证门窗具有一定的可开启面积，使室内气流形成风感。测试表明：当开口宽度为开间宽度的1/3～2/3,开口面积为地板面积的15%～20%时，室内通风效率最佳。④风流经室内，其出、入口的大小尺寸会影响风速变化。当进风口大于出风口，气流速度会下降，反之则加强。气流速度对人的舒适感觉影响最大，所以如通风口朝向主风向，出风口面积应大于进风口，加快室内风速。(2)门窗的开启方式对室内通风的影响①分类a.平开窗可完全开启，窗户开启的角度变化有一定的导风作用，而且关闭时的气密性佳，是较理想的开窗方式。外开式会遮挡部分斜向吹入的气流；内开式则能将室外风完全引入室内，更有利于通风。b.下悬窗具有一定导风作用，内开式将风导向上部，并加快流入室内风速。外开式则将风导入下方，吹向人体，但存在遮挡现象，减弱了风速。c.上悬窗d.中悬窗e.立式转窗f.推拉窗a.窗的开启应保证有足够大的通风面积；b.有可调节的开启角度，并能有效引导气流；c.尽量将风引向人体活动范围。第5章建筑日照与遮阳5.1复习笔记1.日照的作用与建筑物对日照的要求(1)相关概念①日照②建筑日照(2)日照的影响a.阳光照射会引起人类及动植物的各种光生物学反应，促进生物机体的新陈代谢。b.阳光中所含紫外线具有良好的天然杀菌作用，能预防和治疗疾病。c.阳光中含有大量红外线和可见光，冬季直射入室内，产生的热效应能提高室内温度，有d.对建筑造型艺术有不可替代的作用与影响，直射阳光不仅能增强建筑物的立体感，不同②过量的日照a.容易造成室内过热，恶化室内热环境。b.阳光直射到工作面上，可能产生眩光，不仅会影响视力、降低工作效率，甚至造成严重c.直射阳光可以使许多物品褪色、变质、损坏，(2)建筑日照设计要解决的问题2.地球绕太阳运行的规律(1)自转与公转地球自转是指地球绕地轴自西向东运转。地球自转一周360°,需要23时56分4秒(恒星地球公转是指地球按一定的轨道绕太阳运动(逆时针旋转)。地球公转一周需要一回归年，(2)黄道面与赤道表5-1主要节气的太阳赤纬角δ值(deg)6月21日或22小满5月21日左右立夏5月6日左右谷雨4月21日左右春分3月21日或22立春2月21日左右大寒2月4日左右1月21日左右7月21日左右8月8日左右8月21日左右大暑 23日处暑10月21日左秋分 11月7日左右立冬11月21日左小雪12月22日或3.太阳位置的确定，太阳高度角和太阳方位角的计算(1)赤道坐标系(图5-1)在天球上称为赤纬圈；在地球上通过南北极的经度圈(子午线),在天球上称为时圈。②时角时角是指太阳所在的时圈与通过正南点的时圈构成的夹角，单位为度(deg)。图5-1赤道坐标系—赤纬和时角(2)地平坐标系(图5-2)a.太阳高度角b.太阳方位角是指太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南方向所夹的角。通常以南点S为0°,图5-2地平坐标系—高度角与方位角4.地方时与标准时(1)相关概念是指以太阳通过该地子午线为正午12时来计算一天的时间。②世界时③北京时间(2)换算公式Ep——均时差，min(一般忽略不计)。1.日照标准(1)相关概念②日照时间(2)住宅日照标准a.所处的地理纬度和当地的气候特征。b.所处城市城市规模的大小。②标准a.每套住宅至少应有一个居住空间能获得日照，当一套住宅中居住空间总数超过四个时，其中宜有二个获得日照。b.老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准。c.在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低。d.旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1小时的标准。表5-2住宅建筑日照标准建筑气候区划有效日照时间8～16市(3)其它建筑日照标准①宿舍半数以上的居室，应能获得同住宅居住空间相等的日照标准。②托儿所、幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小3h的日照标准。③老年人住宅、残疾人住宅的卧室、起居室，医院、疗养院半数以上的病房和疗养室，中小学半数以上的教室应能获得冬至日不小于2h的日照标准。2.日照间距日照间距是指前后两排房屋之间，为保证后排房屋在规定的时日获得所需日照量而保持的间隔距离。(1)日照间距系数(图5-3)是指日照间距D与遮挡计算高度H的比值。计算公式为：图5-3日照间距系数示意图(H₁为窗台高度)(2)日照间距折减系数折减系数表5-3不同方位间距折减系数0°~15°15°~30°30°~45°45°~60°>60°注：1.表中方位为正南向(0°)偏东、偏西的方位角。3.本表指标仅适用于无其它日照遮挡的平行布置条式住宅之间。1.棒影日照图(1)概念(2)公式垂直于地平面立一根任意高度H的棒，在某一时刻，受太阳照射的而棒影的方位角As'的计算公式为：当太阳高度角hs一定时，影长L与棒高H成正比。因此，可将H看成棒的高度单位。(3)制图(图5-4)(4)特点图5-4棒影日照图2.平投影日照图3.日照图表的应用举例(1)利用平投影日照图求典型日期窗口的无遮挡日照时间。(2)利用棒影日照图求建筑物阴影区的范围。(3)利用棒影日照图求建筑间距。(1)内遮阳也就是常用的窗帘，其形式有百叶帘、卷帘、垂直帘、风琴帘等，材料以布、(2)外遮阳则设于建筑围护结构外侧，有固定式和活动式之分。(3)中间遮阳是遮阳装置处于两层玻璃之间或是双层表皮幕墙之间的遮阳形式，一般采用2.固定式外遮阳(1)水平式遮阳(2)垂直式遮阳(3)综合式遮阳(4)挡板式遮阳3.可调式外遮阳(1)遮阳篷(2)百叶窗铝膜或PVC、铝合金百叶以及经防腐处理的木质百叶等，开启方式分为(3)室外卷帘4.玻璃遮阳(1)吸热玻璃(2)反射玻璃(3)低辐射玻璃(4)其它遮阳方式5.遮阳设施对室内环境的影响(1)对太阳辐射热的阻挡①概念a.外遮阳系数第一，窗玻璃遮阳系数是指透过窗玻璃的太阳辐射量与透过3mm厚普通透明窗玻璃的太阳辐射量之比值，用符号SC表示。c.窗口综合遮阳系数窗口综合遮阳系数是指窗玻璃遮阳系数SC与窗口外遮阳系数SD的乘积，用符号Sw表示。无遮阳设施时，综合遮阳系数Sw等于窗玻璃遮阳系数SC。a.水平遮阳板的外遮阳系数b.垂直遮阳板的外遮阳系数c.遮阳板外挑系数PF遮阳板外挑系数，当计算出的PF>1时，取PF=1;d.综合遮阳板的外遮阳系数(2)对室内气温的影响(图5-5)图5-5遮阳对室内气温的影响(3)对室内采光的影响①使室内照度降低约53%～73%,在阴天更为不利。(4)对室内通风的影响5.遮阳构件尺寸的计算(1)水平式遮阳(图5-6)图5-6水平式遮阳尺寸H——窗台至水平板下沿的高度，m;As——太阳方位角，deg;A。——墙方位角，deg。正南向为0°,南偏东为负，南偏西为正。②水平板端翼挑出长度D式中D端翼挑出长度，m。(2)垂直式遮阳(图5-7)式中L₁——垂直遮阳板挑出长度，m;B——板内沿至窗口另一边的距离，或板内沿间净距，m;图5-7垂直式遮阳尺寸(3)综合式遮阳综合式遮阳，先计算垂直板和水平板的挑出长度，然后按构造要求来确定遮阳板的挑出长度。(4)挡板式遮阳(图5-8)挡板式遮阳构造的基本部分包括水平板的挑出长度L_和挡板的高度。挡板高度H₀为：图5-8挡板式遮阳尺寸6.遮阳设施构造设计要点(1)遮阳的板面组合与构造①板面组合(图5-9)图5-9水平遮阳板组合形式②板面构造(图5-10)图5-10遮阳板面构造形式(2)遮阳板的安装位置(图5-11)图5-11遮阳设施的安装位置(3)材料与颜色颜色b.遮阳构件内表面应稍暗，避免产生眩光，材料的辐射系数应较小。1.试说明赤纬角的意义，春分和秋分、冬至及夏至的赤纬角各为多少?答：(1)赤纬角的意义(2)春分和秋分、冬至及夏至的赤纬角2.计算北京(北纬39°57')、齐齐哈尔(北纬47°20')、南京(北纬32°04')、海口(北纬20°00')在冬至日当地正午12时的太阳高度角，并比较其与纬度的关系。3.北京时间是以东经120°为标准时间，试求当地平均太阳时12h相当于北京标准时间为几时几分?两地时差多少?解：(1)武汉市，地处北纬29°58'~31°22',东经11(2)①To=Tm+4(L₀-Lm)=12+4(120°-113°41')=12所以，武汉平均太阳时12h相当于北京标准时间12h20min~12h25min,两地时差为20min~4.根据自己所在的城市，说明该城市中住宅、幼儿园、中小学校的日照标准分别是多少?答：武汉属于Ⅲ建筑气候区，其住宅日照标准应该是大寒日不少于2h,幼儿园应能获得冬至日不小3h的日照标准，中小学半数以上的教室应能获得冬至日不小于2h的日照标准。5.试绘制当地冬至日的棒影日照图，并选择自己设计的建筑方案，利用所绘制的棒影日照图求出该建筑09:00至15:00的阴影区。6.济南(北纬36°41)有一组正南朝向住宅建筑，室外地坪的高度相同，后栋建筑一层窗台高1.5m(距室外地坪),前栋建筑总高15m(从室外地坪至檐口),要求后栋建筑在大寒日正午前后有2小时的日照，求必需的日照间距为多少?解：前栋楼顶和后栋建筑一层窗台之间的相对高度为H=15-1.5=13.5m,要求正午前后有两小时的日照，即是要求在从上午11:00到下午13:00这段时间后栋一层窗台有日照，只要从7.试分析在进行建筑遮阳设计时应妥善处理哪些问题，为什么?答：在进行建筑遮阳设计时应妥善处理的问题及其原因如下：(1)采用正确的遮阳形式在我国南方炎热地区，日照时间长，太阳辐射强烈，建筑物的某些部位或构件如窗口、外廊、橱窗、中庭屋顶与玻璃幕墙等需要调节太阳直射辐射，以扬其利而避其害。(2)注意遮阳的板面组合与构造遮阳板在满足阻挡直射阳光的前提下，可以有不同的板面组合，以便选择对采光、通风、视野、立面造型和构造等要求都更为有利的形式。为了减少板底热空气向室内逸散和对采光、通风的影响，通常将遮阳板面全部或部分做成百叶形式；也可将中间各层做成百叶，而顶层做成实体并在前面加吸热玻璃挡板。(3)注意遮阳板的安装位置遮阳板的安装位置对防热和通风的影响很大。①将板面紧靠墙面布置时，由受热表面上升的热空气将由室外空气导入室内。这种情况对综合式遮阳更为严重，为了克服这个缺点，板面应与墙面有一定的距离，以使大部分热空气沿墙面排走。②装在窗口内侧的布帘、软百叶等遮阳设施，其所吸收的太阳辐射热，大部分散发到了室内，若装在外侧，则会有较大的改善。(4)谨慎选择遮阳设施的材料与颜色①遮阳设施多悬挑于室外，因此多采用坚固耐久的轻质材料。如果是可调节的活动形式，还要求轻便、灵活并安装牢固。②构件外表面的颜色宜浅，以减少对太阳辐射热的吸收；内表面则应稍暗，以避免产生眩光，并希望材料的辐射系数较小。8.考察当地几栋有遮阳设施的建筑，了解其构造特征、构造情况及实际效果，并适当加以第2篇建筑光学第1章建筑光学基本知识建筑光学研究的光是一种能直接引起视感觉的光谱辐射，波长范围为380～780nm。一、眼睛与视觉1.眼睛的构造视觉是指由进入人眼的辐射所产生的光感觉而获得的对外界的认识。人们的视觉只能通过眼睛来完成。图1-1人的右眼剖面图(1)瞳孔瞳孔是虹膜中央的圆形孔，可以根据环境的明暗程度，自动调节孔径，控制进入眼球的光能(2)水晶体水晶体是一个扁球形的弹性透明体，受睫状肌收缩或放松的影响，其形状改变，从而改变其屈光度，使远近不同的外界景物都能在视网膜上形成清晰的影像。(3)视网膜(4)感光细胞图1-2锥体细胞与杆体细胞的分布2.人眼的视觉特点(1)视看范围(视野)图1-3人眼视野范围(2)明、暗视觉(3)光谱光视效率通量之比。λm选在视感最大值处(明视觉时为555nm,暗视觉为507nm)。明视觉的光谱光视效率用V(λ)表示，暗视觉的光谱光视效率用V(λ)表示。明视觉曲线V(λ)的最大值在波长555nm处，即在黄绿光部位最亮，愈趋向光谱两端的光图1-4光谱光视效率曲线二、基本光度单位和应用1.光通量2.发光强度3.照度(1)照度是指落在被照面单位面积上的光通量，符号为E,表示被照面上的光通量密度。(2)照度单位为勒克斯，符号为1x,表示1流明的光通量均匀分布在1平方米的被照面上，(3)照度的英制单位为英尺烛光(fe),它等于1流明的光通量均匀分布在1平方英尺的表面上，由于1平方米=10.76平方英尺，所以1fc=10.76lx。4.发光强度和照度的关系(1)某表面的照度E与点光源在这方向的发光强度Ia成正比，与距光源的距离r的平方成(2)表面法线与入射光线成i角处的照度，与它至点光源的距离平方成反比，与光源在i5.亮度(1)概述①一个发光(或反光)物体，在眼睛的视网膜上成像，视觉感觉与视网膜上物像的照度成正比。视网膜上物像的照度与发光体在视线方向的投影面积Acosα成反比，与发光体朝视线式中d²φ由给定点处的束元dA传输的并包含给定方向的立体角元dQ亮度的单位为坎德拉每平方米(cd/m²),是指1平方米表面上沿法线方向(α=0°)发出1(2)类型亮度分为物理亮度(或亮度)与表观亮度(或明亮度)。图1-5物理亮度与表观亮度的关系6.照度和亮度的关系,亮度为E=LaΩ2cosi,称为立体角投影定律。该定律表示某一亮度为La的发光表面在被照面上形成的照度值的大小，等于这一发光表面的亮度La与该发光表面在被照点上形成的立体角Ω的投影(Ωcosi)的乘积。图1-6照度和亮度的关系三、材料的光学性质1.光的反射、吸收和透射一部分透过介质进入另一侧的空间(Φ)。图1-7光的反射、吸收和透射反射、吸收和透射光通量与入射光通量之比，分别称为光反射比p、光吸收比α和光透射比2.规则反射和透射(1)光线规则反射(2)光线规则透射式中L(Lp)、I(Ip)——分别为经过透射(反射)后的光源亮度和发光强度；L,I——光源原有亮度和发光强度；表1-1饰面材料的光反射比p值表1-2采光材料的光透射比t值3.扩散反射和透射半透明材料会使入射光线发生扩散透射，表面粗糙的不透明材料会使入射光线发生扩散反射。按照材料的扩散特性分为漫射材料、混合反射与混合透射材料。(1)漫射材料漫射材料，又称均匀扩散材料。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，亮度完全相同，看不见光源形象。①类型a.漫反射漫反射是指在宏观上不存在规则反射时，由反射造成的漫射。漫反射材料有氧化镁、石膏等。b.漫透射漫透射是指宏观上不存在规则透射时，由透射造成的漫射。漫透射材料有乳白玻璃和半透明塑料等。图1-8漫反射和漫透射a.漫反射材料b.漫透射材料朗伯余弦定律是指表面法线和某一方向之间的夹角，用符号i表示(2)混合反射与透射材料它们在规则反射(透射)方向，具有最大的亮度，而在其他方向也有一定亮度。图1-9混合反射和透射2.物件的相对尺寸物件尺寸是指需要辨别对象的最小尺寸，用符号d表示。物件尺寸d、眼睛至物件的距离1形成视角α,其关系为：3.亮度对比(1)亮度对比是指观看对象和其背景之间的亮度差异，差异愈大，可见度愈高。亮度对比常用C表示，是指视野中目标和背景的亮度差