建筑光學學科進展

建筑光學利用相鄰學科的研究成果，同時又為相鄰學科服務。如建筑光學的測試技術是以光度學和色度學為基礎的；建筑采光照明設計需直接利用大氣光學、應用光學、建筑電氣和建筑學的研究成果；在研究光和視覺關系時需利用心理和生理光學的評價方法和試驗結果。建筑光學還直接或間接為建筑設計和建筑電氣系統(tǒng)等提供數據資料。

在中國，建筑科學的研究、教學、設計等部門都有規(guī)模不同的建筑光學研究機構和試驗設備。建筑光學在研究劇場建筑、展覽館建筑、體育建筑、精密儀表廠生產車間和地下工程的采光照明問題以及編制中國工業(yè)企業(yè)采光照明標準、探討光氣候規(guī)律、提高建筑光學測試技術等方面都取得較顯著的成效。

建筑光學的研究內容主要有：與建筑有關的光的性質和光的視覺性質、天然采光和人工照明。

建筑光學光和視覺的關系

研究光和視覺的關系，了解同建筑有關的可見光的主要性質?？梢姽廨椛涞牟ㄩL范圍是380～780納米，眼睛對不同波長的可見光產生不同的顏色感覺。一般光源如天然光和白熾光源等是由不同波長的光組成的。這種光源稱為多色光源或稱復合光源；有的光源如鈉燈，只發(fā)射波長為583納米的黃色光，這種光源稱為單色光源。在建筑光學中用光通量、發(fā)光強度、照度和亮度等參數表示光源和受照面的光特性(見光的視覺性質)，用光影深淺、立體感強弱來表示建筑物表面和被觀察物體的亮度差別，用光的吸收、反射、散射、折射、偏振來表示光線從一種介質進入另一種介質（空氣、液體和固體）時的變化規(guī)律，用發(fā)射（或反射）光譜、亮度、色度坐標來表示光源色和物體色的基本特性。建筑采光和照明技術就是根據建筑物的功能和藝術要求，利用上述光、影、色的基本特性，創(chuàng)造良好的光環(huán)境。

建筑光學天然采光

簡稱采光。在研究光氣候的基礎上，制訂建筑物的采光標準，確定采光方式，進行采光計算。包括:眩光特性和限制眩光的方法；采光和照明的結合；建筑物室內獲得穩(wěn)定光照條件及天然光的利用方法和裝置；建筑物外部和建筑群的陽光造型技術等。天然光的光譜是連續(xù)的，人們長期在天然光條件下工作和生活，喜愛天然光照明，而且天然光是一種豐富的光能資源；因此，研究建筑物的天然采光，在技術上、衛(wèi)生上和經濟上都有重要意義。

建筑光學人工照明

簡稱照明。人工照明的主要內容有照明用的人工光源和控光器具(見照明光源、照明燈具)；各類建筑的照明標準；照明設計和計算方法（見照明標準、照明方式、照明計算）；照明眩光特性和限制眩光的方法；照明均勻度和室內表面亮度分布比例的確定（見照明質量）；在各種照明條件下人的視功能特性；照明效果的評價方法和指標；顏色在照明中的應用；照明效果的測試技術（見建筑光學測量）；照明的節(jié)能措施以及從建筑藝術等因素綜合研究室內外光環(huán)境等。

在一個相當長的歷史階段，人類利用天然光和火光照明，曾在建筑中創(chuàng)造了不少有效的采光和照明方法，例如中國傳統(tǒng)建筑中的南窗北墻的采光方法，古埃及太陽神廟中的高側窗采光方法等。但天然采光受季節(jié)、晝夜、地理位置和氣候變化的影響很大?；鸸庹彰餍Ч?，煙塵大，且容易引起火災。自從大量生產玻璃，特別是19世紀發(fā)明白熾電燈以后，才使建筑采光和照明技術的理論和實踐進入一個新的階段，并逐步形成建筑光學。

現代建筑光學理論日趨完善，天然光的變化規(guī)律逐步為人們所掌握，各類建筑的采光方法和控光設備相繼研究成功，各種新型電光源和燈具也在建筑中得到廣泛的應用，從而使這一學科在建筑功能和建筑藝術中發(fā)揮日益重要的作用。

光是一種電磁輻射能。光可作為建筑整體因素的重要語言，還有人認為光是一種“建筑材料”，英國著名建筑師羅杰斯把建筑看作捕捉光的容器。建筑光環(huán)境是由光與顏色和不同建筑體量、形式、空間結合形成的生理和心理環(huán)境。因此，光和顏色是顯示建筑空間，表現建筑藝術，美化光環(huán)境的重要手段，建筑師常常會利用光和顏色創(chuàng)造出優(yōu)秀的建筑造型。美國建筑師埃羅·沙里寧利用光與影產生的特殊效果來誘導觀察者的想象力，把人的思維引入神秘的意境，產生震撼的光影效果，例如他在麻省理工學院小教堂設計中，使教堂內部光線暗淡，而在圣壇的正上方設置一個圓形天窗，天然光照射到圣壇上方用細金屬絲懸吊的反光薄片，反射出神秘光芒，使人浮想聯篇。光也是塑造現代建筑的重要手段，合理處理光與空間、光與形態(tài)、光與色、光與質感的關系，充分利用天然光變化無窮的特性，可造成虛與實、強與弱、靜與動的特殊視覺效果?？傊?，光是現代建筑的靈魂，光與建筑密不可分，有了光就可以使建筑得以升華；處理好建筑光環(huán)境，能為現代建筑創(chuàng)造出更加絢麗迷人的效果。為此，需要解決好大量照明技術問題 。

建筑光學的主要研究方向是：綜合研究建筑物室內外光環(huán)境的理論和綜合評價建筑采光、照明的設計方法；天然光的利用技術；研制和使用功率小、光效高、壽命長和顯色性能好的氣體放電燈；發(fā)展電子計算機技術在采光照明計算、設計和設備控制上的應用；研究采光照明測試儀表和測試方法等方面。2100433B

建筑照明的數量評價指標主要包括:

①平面照度。即照射到某一表面上的光通量與被照面的面積之比，可用照度計測量。

②平均球面照度。指被測點為球心的“小球”面上的平均照度，可用平均球面照度計測量。

③平均柱面照度。指軸線通過被測點的圓柱面上的平均照度，可用平均柱面照度計測量。

建筑采光和建筑照明的質量評價指標有：

①采光照明均勻度。指被測面上的最低采光系數或照度與該面上的平均采光系數或平均照度之比，可用照度計測量后計算得出。

②被照面的亮度和亮度分布?？捎昧炼扔嫓y量并計算確定。

③眩光。視野內的亮度分布不均勻和亮度差過大引起的眩光，常用眩光指數或限制照明器的亮度進行評價。眩光指數和照明器的亮度可通過亮度測量和計算確定。

光學材料的參數測量一般建筑光學材料的主要參數有：反射系數、吸收系數、透光系數。常用單功能的反射系數儀或透光系數儀進行測量，也可用多功能的材料光學特性測量儀器進行測量。2100433B

研究建筑的物理環(huán)境的學科。包括建筑熱工學、建筑聲學、建筑光學和建筑氣候學。