Фотометрические величины и единицы. (Телесный угол. Точечный источник света. Сила света. Единица силы света. Световой поток. Освещенность. Яркость. Ламбертовские источники света.)

Волновая природа света. Скорость распространения света. Длина волны и частота электромагнитного излучения. Спектр электромагнитного излучения. Видимая составляющая излучения, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения.

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

Волнова́я тео́рия све́та — одна из теорий, объясняющих природу света. Основное положение теории заключается в том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света).

Ско́рость све́та— абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме,v- скорость распределения волны в среде (всегда С> V)

N=c/v –абсолютный показатель преломления в среде.с=300000км сек

Излучение – преобразование тепловой энергии от солнца, звезд, лампы. Приемники излучения: листья глаз, фотопленка.

Длина́ волны́ — расстояние между двумя точками в одной фазе,для которых значения у (х, у) одинаковые.

Частота – число колебаний в единицу времени (V) в секунду. 1Гц=1с^-1

С уменьшением длины волны скорость распределения в среде уменьшается

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам.

Частота (V) Гц период Т=1/V. Длина волны (λ) м.

Спектр – разложение сложного излучения на монохром. составл. в зависимости от длины волны или частоты.(прибор спектрометр) Типичный пример спектра - радуга.

Видимая составляющая излучения диапазон λ: 0,38-0,78 мкм (микрометр) (если одинаковой мощности то воспринимается как белый цвет)

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра

Монохроматический свет – излучение с очень узкой областью длин волн.

Сложные излучения – совокупность монохроматический излучений.

Монохроматическое излучение, действуя на глаз с различной длиной волны образует цвет.

 

2.Поток лучистой энергии. Относительная спектральная чувствительность глаза. Световой поток.

Лучистое излучение – мощность излучения в единицу времени. Ф=∆W/t (мощность/время)

Мощность – количество энергии в единицу времени ∆W= h*v (дж)

Излучение делится на сложные (совокупность монохроматический излучений) и простые (излучения одной длины волны или частоты)

Отн. спектральная чувств. глаза – способность глаза реагировать на действующее излучение

Максимальная – соответствует энергетическому максимальному излучению солнца у поверхности Земли.

Чувствительность определяется – отношением эффективной энергии излучения к падающей. Наибольшая чувствительность глаза λ₀=555 мкм, V=1 при др. значениях <1

(эффект Пуркинье)

Световой поток –хар-ка интенсивности света с учетом его способности вызывать зрительные ощущения. Оценивают по зрительному ощущению (лм – люмен) dФ=V(λ)* dФ_э Ф= ʃ V(λ)*dφ(λ) d (λ)

Геометрическая оптика. (Предположения при которых справедливы законы Г.О. Четыре закона Г.О. Предельный угол падения.)

Раздел оптики, изучающий законы распространения света в прозрачных средах и принципы построения изображений при прохождении света в оптических системах.

Основу образуют 4 закона:

1.закон прямолинейного распространения - в однородной среде свет распространяется прямолинейно если проходит через маленк. отверстие, то наблюд отклонение от прямолин.

2.независимости световых лучей -лучи при пересечении не возмущают друг друга. пересечение лучей не мешает каждому распространяться (при малой интенсивности света).

3. закон отражения - отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной в точке падения, угол отражения равен углу падения

4. преломления света - преломл луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной в точке падения. Отношение sin угла падения к sin угла преломления- величина постоян. для данных веществ.

Sinα/ Sinα^п=v₁/v₂ – скорость распространения света в среде=n₁₂

n₁ Sinα = n₂ Sinα^п

предельный угол падения

α_пред= arc Sinα* n₁₂

При переходе из более плотн среды в менее плотнуу угол преломления превыш угол падения

При некот знач угла падения угол преломления =90градусов – луч начинает полностью отражаться. 24-самый большой показатель преломления.

Светотехнические свойства строительных материалов. Отражение, пропускание и поглощение света. (Показатель преломления света материалом. Отражение и пропускание света при нормальном падении лучей. Три вида отражения и пропускания света.)

-способность материалов отражать, поглащать, пропускать и преломлять падающий на них световой поток

-изменение спектрального состава света при пропускании и отражении светового потока

-расппределение в пространстве пропущенного и отраженного света

Отражение, пропускание и поглощение света.

Тело пропускает световой поток Фτ, отражает световой поток Фρ и поглощает световой поток Фα.

Ф=Фτ+Фρ+Фα

L= Фτ/Ф+Фρ/Ф+Фα/Ф

Коэф пропуск света Т = Фτ/Ф, отражение ρ= Фρ/Ф, поглощения α= Фα/Ф

Коэффициент поглощения света l= α+ ρ+ τ

Если отсутствует поглощение света α=0, то свет при нормальном падении лучей

Проходит 92% света

3 вида отражения и пропускания света

1.направленное.- получается от гладких, полированных поверхностей. (отражение от зерк поверх пропуск через лист стекло) При первом угол отражения = углу падения.

2.рассеянно-направленное - отражение полуматовой поверхности (отделка маслян краской) пропускание через волнистое стекло. отраженный световой поток рассеивается по разным направлениям.

3.рассеянное или диффузное.- рассеивание света происходит по всем направлениям равномерно (Отражение от отштукатуренных стен, молочное стекло.)

 

 

Средняя и относительная яркость небосвода. Яркость небосвода в зените. Расчет КЕО по известному значению геометрического КЕО. Учет отраженной составляющей КЕО. Учет затенения окон при расчете КЕО. Учет влияния противостоящего здания. Расчет КЕО по формуле СП.

Средняя и относительная яркость небосвода. Яркость небосвода в зените. Расчет КЕО по известному значению геометрического КЕО. Учет отраженной составляющей КЕО. Учет затенения окон при расчете КЕО. Учет влияния противостоящего здания. Расчет КЕО по формуле СП.

Средняя яркость небосвода - Это яркость которая будучи равномерной на всем небосводе обеспечивает ту же освещенность на открытой площади, что и реально распределяет яркость Bср= En/ π

Относительная – зависит от угловой высоты участка небосвода и определяется по формуле q_θ=В_θ/Вср=3/7(1+2sinθ)

В зените θ=90, В_θ/Вср=3/7(1+2sin90)=9/7

Расчет КЕО

ε=∂/π – значение геометрического кео

Ем=В*∆∂ - для точки М в помещении

Е_N=Вср*π – для точки М на открытой площадке

Значение е = Ем / Е_N= В*∆∂/ Вср*π=ε*q

Учет отраженной сост кео

Для М Ем=Е прямая+Е отраж, отсюда

е_м= е_прям+ е_отраж

е_м= е_прям*(1+ е_отраж/ е_прям)= е_прям*r

r – коэффиц учитывающий повышение кео

благодаря свету отраженному от внутренних поверхностей е=ε*q*r

учет отражения окон

Ем=dФм/dS= dФокна/ dS*t Отсюда е= ε*q*r*t₀/Кз

t₀(коэффициент светопропускания заполнения светопроемов) t₀= t₁ · t₂· t₃ · t₄

t₁ – коэффициент светопропускания материала t₂– коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроёма t₃– коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом освещении t₄ – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах Кз –коэф запаса

Влияние противоп здания

е= ε*q*r*t₀/Кз

е^I= ε^I*b_ф* k_зд *t_0*r/Кз

k_зд-коэф учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей кео в помещении при наличае противостоящих зданий

b_ф- средняя относительная яркость фасада противостоящего здания

ε-геометрическое кео в расчетной точке при боковом освещении учитывающий свет отраженный фасадами

отсюда ε^I= n₁^I*n₂^I*0.01%

е_р=е+ е^I= ε*q*r*t₀/Кз+ ε^I*b_ф* k_зд *t_0*r/Кз=(ε*q+ ε^I*b_ф* k_зд) *t_0*r/Кз

Расчет КЕО по формуле СП.

e_бi =0.01(n1*n2)

e_зд=0.01(n₁^I*n₂^I)

Расчет КЕО методом световых потоков. Предварительное определение светопроемов.

-небо облачное и равномерно яркое

-не учит особенности отражения света от земли и зданий

-не учит затенение от др зданий

-не рассматриваем климатич особенности местности

Предварительный расчет размеров световых проемов при боковом освещении без учета противостоящих зданий следует проводить с применением графиков, приведенных для помещений жилых зданий на рисунке 1, для помещений общественных зданий - на рисунке 2, для школьных классов - на рисунке 3. Расчет следует производить в следующей последовательности:

а) определяют нормированное значение КЕО для рассматриваемого помещения e_{N =} е_н·m_N;

б) определяют глубину помещения dп, высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности h₀₁ и отношение dп/h₀₁;

в) на оси абсцисс графика (рисунки 1, 2 или 3) определяют точку, соответствующую определенному значению dп/h₀₁, через найденную точку проводят вертикальную линию до пересечения с кривой, соответствующей нормированному значению КЕО. По ординате точки пересечения определяют значение Ас.о/Ап;

г) разделив найденное значение Ас.о/Ап на 100 и умножив на площадь пола, находят площадь световых проемов в м2.

Расчет кео

Световой поток проникающий через окно

Ф₁= Е_верт*А_ок*t₀/К_з Е_верт=Вπ/2=1/2Енар

t₀ - общий коэффициент светопропускания, К_з коэффициент запаса=1/2

Световой поток падающий на пол

Ф₂= Е_ср*А_пол Еср=Вπ

По закону сохранения энергии Ф₂= Ф_{1------------}Аок/Апо= Е_ср*Кз/ Е_верт*t₀

е_ср= е_ср ^прям *r₀

r_o - по значениям d_п/ h₀₁ , d_п/а_п и р _ср

е_ср= е_н*η₀

η_{0 –} световая характеристика окна по СНиП от остекления

е_н- нормированное значение кео

 

Билет 31

Обеспечение защиты от шума строительно-акустическими методами. Последовательность проведения акустического расчета. Рекомендации по проектированию ограждающих конструкций.

Рекомендации по проектированию ограждающих конструкций.

Распространение шума в здании

защита от структурного шума – полы

 

тип «плавающего пола» на сплошной упругой прокладке

подвесной потолок на пружинах – амортизаторах

из нета: Защита от шума строительно-акустическими методами должна обеспечиваться:

в помещениях жилых и общественных зданий, на рабочих местах промышленных предприятий, на территории жилой застройки.

рациональным архитектурно-планировочным решением здания; применением ограждающих конструкций, обеспечивающих нормативную звукоизоляцию; применением звукопоглощающих облицовок (в помещениях общественных зданий); применением глушителей шума в системах принудительной вентиляции и кондиционирования воздуха;

виброизоляцией инженерного и санитарно-технического оборудования зданий;

применением систем звукоусиления, оповещения и передачи информации.

Акустический расчет должен производиться в следующей последовательности:

1 выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

2 выбор точек в помещениях и на территориях, для которых необходимо провести расчет (расчетных точек);

3 определение путей распространения шума от источника (источников) до расчетных точек и потерь звуковой энергии по каждому из путей (снижение за счет расстояния, экранирования, звукоизоляции ограждающих конструкций, звукопоглощения и др.);

4 определение ожидаемых уровней шума в расчетных точках;

5 определение требуемого снижения уровней шума на основе сопоставления ожидаемых уровней шума с допустимыми значениями;

6 разработка мероприятий по обеспечению требуемого снижения шума;

7 поверочный расчет ожидаемых уровней шума в расчетных точках с учетом выполнения строительно-акустических мероприятий.

 

Условия для создания комфортной акустической среды в залах. Интенсивный прямой звук. Правильное распределение и допустимое запаздывание отраженного звука. Возможные нарушения правильного распределения отраженного звука. Отражения от вогнутых поверхностей. Способы ослабления фокусирующего эффекта при отражении звука. Эффективное членение поверхностей.

Необходимые условия для создания комфортной акустической среды в залах.

- 1интенсивный прямой звук; -2 правильное распределение и допустимое запаздывания отражения звука; - 3достаточная диффузность звукового поля; - 4оптимальное время реверберации; - 6нормативный шумовой режим; - 7требования по звукофикации залов;

итенсивный прямой звук + обеспечение видимости

Првильное распределение и допустимое запаздывание

⌂l=lотр-lпр

⌂l =(⌂l/c)*1000 мсек с=340м/с

Для речи: ⌂t=20мс, но не более 30мс

Для музыки: ⌂t=25 мс, но не более 35мс

Первые отражения должны перекрывать всю зону слушательских мест, начиная с расстояния rпр

. rпр – радиус действия прямого звука, т.е. расст., далее которого требуется поддержка прямого звука первым отраж.

речь:. rпр = 8-9 м

музыка. rпр=10-12м

минимальный размер отражателя 1,5-2 м

Нарушение правильного распределения отраженного звука, при наличии в зале больших вогнутых поверхностей

 

 

Способы ослабления фокусирующго эффекта при отражении звука:

-расчленение элементов ограждений

-звукопоглощающая отделка

-комбинированные

наиболее эффективные членения

подвеска отражателей

рассеивающий эффект

 

35.Условия возникновения эха и методы его предотвращения. Основные требования к объемно-планировочному решению зала. Основные пропорции, членения, использование балконов. Время реверберации зала. Обеспечение звукоизоляции зала.

.

Условия возникновения «порхающего» эха – наличие больших плоских параллельных поверхностей или купола над плоской поверхностью.

Условие возникновения театрального эха – примыкание задней стены зала к потолку под углом 90º или меньше.

Обеспечение достаточной диффузности звукового поля

- отсутствие параллельных и вогнутых поверхностей

- соблюдение пропорций зала 1<L/B<2 1<B/H<2

-членение поверхностей (если необходимо).

Основные требования к объемно-планировочному решению зала

Максимальная длина залов

Конференц залы (аудитории) -24-25м

Театр оперы и балета 30-32

Концертный зал, камерной музыки 20-22

Симфонической музыки, хоров и органных концертов 42-46

Современной эстрадной музыки 48-50

Многоцелевые залы, вместимостью более 1000 мест 30-34

Осн пропорции залов:

L≤Lдоп; B=S/L; H=V/S; 1<L/B<2; 1<B/H<2

Членение зала (эффективно в частотах 200-600Гц.)

Членение через 10-20 см расширяют диапазон рассеивания звука до 1000Гц

Членение с нерегулярным шагом

Использование балконов для повышения диффузности поля на низких частотах.

А2/h2≤2

Изменение времени реверберации допустимое отклонение Т(-/+)10%

Т>Тдоп – необходимо уменьшить объем зала, увеличить количество мест, поставить более мягкие кресла или ввести звукопоглощающую облицовку.

Т<Тдоп – (увеличить) Vзала, (уменьшить) количество мест или заменить отделку и кресла на менее поглощающие

 

36 Специфика акустического проектирования залов для речевых программ, для музыкальных программ, многоцелевых залов спортивных залов, вокзалов, крытых рынков.

Залы для речевых программ хороши звуками и разборчивостью речи. Обеспечиваются: - малое время реверберации; - небольшая длина зала; ограничение объема; интервалы запоздания отражений не более 20мс

Лекционные залы

Nmax – 400 мест; Lmax – 25м; Vзд-5м³; Vзала – 2000м³

Драматические театры

Nmax – 1200 мест; Lmax – 27м; Vmax – 6000м³

- использование выпуклых отражателей

Залы для музыкальных программ

-большое время реверберации; -диффузное поле

-интервалы запаздывания отражений ⌂t=35мс

спортивные залы

Следует обеспечить разборчивость речи и снижение уровня шума

Чтобы устранить эхо и снизить Т можно использовать два приема:

1- Наклон стен, направляющих отражение к потолку 3-4град при наклоне всех стен, 6-8 гр при наклоне двух смежных стен

2- Горизонтальное членение 2х смежных стен.

Многоцелевые залы

Чаще всего в практике проектирования и строительства применяется компромиссное решение

Т – компромисс между требованиями для речи и музыки, интервал запаздывания отражений 30 мс, средняя вместимость 1200 мест, макс длина 31м, Vуд=5-6м.куб.

 

Волновая природа света. Скорость распространения света. Длина волны и частота электромагнитного излучения. Спектр электромагнитного излучения. Видимая составляющая излучения, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения.

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

Волнова́я тео́рия све́та — одна из теорий, объясняющих природу света. Основное положение теории заключается в том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя как электромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света).

Ско́рость све́та— абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме,v- скорость распределения волны в среде (всегда С> V)

N=c/v –абсолютный показатель преломления в среде.с=300000км сек

Излучение – преобразование тепловой энергии от солнца, звезд, лампы. Приемники излучения: листья глаз, фотопленка.

Длина́ волны́ — расстояние между двумя точками в одной фазе,для которых значения у (х, у) одинаковые.

Частота – число колебаний в единицу времени (V) в секунду. 1Гц=1с^-1

С уменьшением длины волны скорость распределения в среде уменьшается

Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам.

Частота (V) Гц период Т=1/V. Длина волны (λ) м.

Спектр – разложение сложного излучения на монохром. составл. в зависимости от длины волны или частоты.(прибор спектрометр) Типичный пример спектра - радуга.

Видимая составляющая излучения диапазон λ: 0,38-0,78 мкм (микрометр) (если одинаковой мощности то воспринимается как белый цвет)

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра

Монохроматический свет – излучение с очень узкой областью длин волн.

Сложные излучения – совокупность монохроматический излучений.

Монохроматическое излучение, действуя на глаз с различной длиной волны образует цвет.

 

2.Поток лучистой энергии. Относительная спектральная чувствительность глаза. Световой поток.

Лучистое излучение – мощность излучения в единицу времени. Ф=∆W/t (мощность/время)

Мощность – количество энергии в единицу времени ∆W= h*v (дж)

Излучение делится на сложные (совокупность монохроматический излучений) и простые (излучения одной длины волны или частоты)

Отн. спектральная чувств. глаза – способность глаза реагировать на действующее излучение

Максимальная – соответствует энергетическому максимальному излучению солнца у поверхности Земли.

Чувствительность определяется – отношением эффективной энергии излучения к падающей. Наибольшая чувствительность глаза λ₀=555 мкм, V=1 при др. значениях <1

(эффект Пуркинье)

Световой поток –хар-ка интенсивности света с учетом его способности вызывать зрительные ощущения. Оценивают по зрительному ощущению (лм – люмен) dФ=V(λ)* dФ_э Ф= ʃ V(λ)*dφ(λ) d (λ)

Фотометрические величины и единицы. (Телесный угол. Точечный источник света. Сила света. Единица силы света. Световой поток. Освещенность. Яркость. Ламбертовские источники света.)

Фотометр.величины-физическая величина, определяющая временно́е, пространственное, спектральное распределение энергии оптического излучения и свойств веществ, сред и тел как посредников переноса или приемников энергии

Сила света – кандела (кд), световой поток – люмен (лм), освещенность- люкс (лк), яркость кандела на м² (кд/м²)

Телесный угол (Ω) совокупность лучей исходящих из общей вершины, концы которых описывают замкнутую, непересекающуюся кривую на сфере с центром в этой вершине

Полный телесный угол Ω= 4πr²/r² =4π

Стерадиан – это угол вырезающий участок, площадью равный квадрату радиуса сферы.

Точечный источник света – это источник размерами которого можно принебреч по сравнению с расстоянием от места наблюдения до источника

Сила света - это поток излучения, приходящийся на единицу телесного угла, в пределах которого он распространяется. пространственная плотность светового потока, определяемая отношением светового потока к телесному углу У=Ф/ Ω. Если сила света не зависит от направления то источник называется изолированным У= Ф/4π

Световой поток –хар-ка интенсивности света с учетом его способности вызывать зрительные ощущения. Оценивают по зрительному ощущению (лм – люмен) dФ=V(λ)* dФ_э Ф= ʃ V(λ)*dφ(λ) d (λ)

Единица измерения светового потока – люмен

1лм=1кд/1ср. люмен равен световому потоку, излучаемому изотропным источником силы света в 1кд в пределах телесного угла 1стерерадиан.

Освещенность-(E) плотность светового потока падающего на площадь. Е=Ф/S (люкс) 1лк =1лм/1м²

Зависимость освещенности от расстояния от силы света и от источника. E=Уcosα/ r²

У-сила источника света, α угол наклона тела по отношению к источнику, r -расстояние от источника.

Яркость- характеристика излучения, или отражения света в заданном направлении.

В-яркость

В=У/∆S *cos α (тетта)

физ величина, численно равная отношению силы света от элементарной поверхн. ∆S в данном направлении к проекции площадки ∆S на плоскость перпендикулярную к взятому направлению.

(нашим глазом воспринимается яркость, а не освещенность)

Ламбертовские источники света -источники, яркость которых одинакова по всем направлениям (B=const) (подчиняются закону Ламберта, строго следует его закону только АЧТ)