论文题目: 利用图像数字化处理研究天然采光系数
论文类型: 博士论文
论文专业: 建筑技术科学
作者: 张九红
导师: 沈天行
关键词: 采光系数,照度,亮度,立体角,数码相机,图像数字化处理
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着人们生活水平的提高,人们对房屋建筑中天然光环境的要求也越来越重视。目前国内外是采用采光系数作为对建筑物天然采光评价的指标。采光系数是室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度和同一时间同一地点,在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度的比值。传统的采用光度仪器测量光环境的方法不能满足光环境进行整体综合评价的要求。照度计测定室内外照度经常有时间差,给测试结果带来不必要的误差。照度计测定采光系数只适用于全云天,对于其它天气状况下,特别是晴天状况下仍不能摆脱室外天空条件变化的影响。照度计不能有效地分析天然采光中各种影响采光系数因素的作用。所以照度计在采光系数测试及研究方面的应用具有较大的局限性。为此,本文提出了用图像数字化处理的方法来解决天然采光系数的测试问题。针对这一问题做了以下几个方面的研究:1.图像数字化处理方法与天然采光系数测试理论的有机结合。2.利用数码相机结合数字化图像处理技术建立的采光系数测试系统能够排除一些室外天空条件变化的影响,可以在不同天空条件下进行测试,得出CIE标准天空下的采光系数。3.在已有室外遮挡物遮挡情况下,测出遮挡前后采光系数的变化。4.分析和研究晴天空条件下,不同朝向的建筑或同一建筑在太阳位置不同的时候,室内测点采光系数的变化情况。5.分析影响天然采光系数的各种因素(窗口漫射光、室内各反射面的反射光、室外障碍物遮挡情况)及其作用,即采光系数影响因素量化分析。根据采光计算的基本原理,结合图像数字化处理方法,用Visual Basic语言开发《天然采光系数图像测试软件系统》。图像数字化处理技术建立的建筑光环境测试的像测系统具有的优势和功能证明它的确可以解决目前光环境研究过程中一些利用常规方法很难解决的问题。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的提出
1.1.1 天然光环境的意义
1.1.2 天然采光系数测试的意义
1.2 国内外天然采光测试方法综述
1.3 目前常规测试方法存在的问题
1.3.1 照度计法测定
1.3.2 存在的问题
1.4 图像数字化处理方法的提出
1.5 本课题要解决的问题
1.5.1 主要研究工作
1.5.2 拟解决的问题
1.6 本章小结
第二章 图像数字化处理天然采光系数的基本原理
2.1 室内某点采光系数测定的基本方法
2.2 照度测试的基本原理
2.3 亮度的确定
2.4 光源立体角及其投影面积的确定
2.5 照度的确定
2.5.1 实测时室内外照度
2.5.2 室内某点平面照度分量的计算
2.6 照度的实验验证
2.7 采光系数的确定
2.7.1 采光系数测试原理
2.7.2 采光系数分量的确定
2.8 采光系数的实验验证
2.9 本章小结
第三章 标准天空下照度和采光系数的测定
3.1 室内某点在标准天空下采光系数测定的基本方法
3.2 CIE标准全云天空模型的提出
3.2.1 标准全云天空亮度分布
3.2.2 不同天空状况下测定标准全云天空下的照度和采光系数
3.3 CIE标准晴天空模型的提出
3.3.1 标准晴天空亮度分布
3.3.2 晴天空太阳位置计算
3.3.3 标准晴天空下照度和采光系数的测定
3.4 中间天空
3.5 本章小结
第四章 影响天然采光各因素的测定
4.1 室内表面反射性能研究
4.2 室外遮挡物遮挡作用分析
4.2.1 测定遮挡物遮挡作用的基本方法
4.2.2 图像窗口位置部分被遮挡物遮挡
4.2.3 图像窗口位置全被遮挡物遮挡
4.3 室外遮挡物遮挡作用实验验证
4.4 本章小结
第五章 天然采光系数图像测试软件系统的开发及结构
5.1 天然采光系数图像测试软件系统的硬件环境
5.1.1 测试用数码相机要求
5.1.2 测试用计算机要求
5.2 天然采光系数图像测试软件系统的开发语言环境
5.3 天然采光系数图像测试软件系统结构
5.4 天然采光系数图像测试软件系统应用流程
5.4.1 登陆系统1：实测天空
5.4.2 登陆系统2：全云天空模型
5.4.3 登陆系统3：晴天空模型
5.5 本章小结
第六章 天然采光系数图像测试软件系统的应用
6.1 应用基础条件满足
6.2 前期工作
6.3 实例测试
6.3.1 测试环境：全云天空
6.3.2 测试环境：晴天空
6.3.3 测试环境：晴多云天空
6.4 结果分析
6.4.1 不同方法测试全云天采光系数比较
6.4.2 不同方法测试晴天空下不同朝向房间采光系数比较
6.4.3 结论
6.5 本章小结
第七章 保证测试精度应注意的问题
第八章 结束语
8.1 主要结论
8.2 论文的创新之处
8.3 今后的研究方向
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和完成的科研项目
附录
致谢
发布时间: 2007-07-10
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