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1、建筑物理(第 3 版)复习资料大全 内蒙古科技大学建筑物理黄如波 建筑热工学 第一章:室内热环境 第二章:建筑的传热与传湿 第三章:建筑保温与节能 第四章:建筑隔热与通风 第五章:建筑热照与遮阳 建筑光学 第一章:建筑光学基本知识 第二章:天然采光 第三章:建筑照明 建筑声学 第一章:声音的物理性质及人对声音的物理感受 第二章:建筑吸声扩散反射建筑隔声 第三章:声环境规划与噪音控制 第四章:室内音质设计 建筑热工学 第一章:室内热环境 1.室内热环境的组成要素: 室内气温、湿度、气流、壁面热辐射。 2.人体热舒适的充分必要条件, 人体得热平衡 是达到人体热舒适的必 要条件。人体按正常比例散热是
2、达到人体热舒适的充分条件。 对流换热约占总散热量的25%-30% , 辐射散热量占 45%-50% , 蒸发散热量占 25%-30% 3.影响人体热感的因素为: 空气温度、空气湿度、气流速度、 环境平均辐射温度、人体新陈代谢产热率和人体衣着状况。 4.室内热环境的影响因素: 1)室外气候因素 太阳辐射以太阳直射辐射照度、散射辐射照度及用两者之和 的太阳总辐射照度表示。 水平面上太阳直射照度与太阳高度角、大气 透明度成正比关系。 散射辐射照度与太阳高度角成正比,与大气透明 度成反比。太阳总辐射受太阳高度角、大气透明度、云量、海拔高度 和地理纬度等因素的影响。 空气温度地面与空气的热交换是空气温度
3、升降的直接原因, 大气的对流作用也以最强的方式影响气温,下垫面的状况,海拔高度、 地形地貌都对气温及其变化有一定影响。 空气湿度指空气中水蒸气的含量。一年中相对湿度的大小和 绝对湿度相反。 风 地表增温不同是引起大气压力差的主要原因 降水 2)室内的影响因素: 热环境设备的影响;其他设备的影响;人体 活动的影响 5.人体与周围环境的换热方式有对流、辐射 和蒸发三种。 6.气流速度 对人体的 对流换热 影响很大,至于人体是散热还是得热, 则取决于空气温度的高低。 7.影响人体蒸发散热的主要因素是作用于人体的气流速度 和环境的 水蒸气分压力 。 8热环境的综合评价: 1)有效温度 :ET 依据半裸
4、的人与穿夏季薄衫的人在一定条件的 环境中所反应的瞬时热感觉作为决定各项因素综合作用的评价标准。 2)热应力指数:HSI 根据在给定的热环境中作用于人体的外部 热应力、不同活动量下的新陈代谢产热率及环境蒸发率等的理论计算 而提出的。当已知环境的空气温度、空气湿度、气流速度和平均辐射 温度以及人体新陈代谢产热率便可按相关线解图求得热应力指标。 3)预计热感指数: PMV 人体蓄热量是空气温度、空气相对湿 度、气流速度和平均辐射温度4 个环境参数及人体新陈代谢产 热率、皮肤平均温度、肌体蒸发率、所着衣热阻的函数。 9、城市区域气候特点: 1)大气透明度较小,削弱了太阳辐射;2)气温较高,形成“热 岛
5、效应” ;3)风速减小,风向随地而异;4)蒸发减弱、湿度变小; 5)雾多、能见度差。 11.我国建筑热工设计气候分区 严寒地区 寒冷地区 夏热冬冷地区 夏热冬暖地区 温和地区 12.被动式太阳能建筑 原理: 当太阳辐射热透过日光室玻璃照射到墙面上时,墙面吸收热能, 温度升高,并通过对流方式将热量传给日光室内的空气,使之温度升 高,由上部开口流入室内;室内的低温空气由下部开口流进日光室, 不断循环流动的空气提高了室内气温,从而改善了室内热环境。 注意点: 1)日光室的朝向应选择当地日照时间长,太阳辐射强烈的方位,一 般以东南、南、西南向为宜; 2)日光室的玻璃应选择热光比大的玻璃,并应有较大的面
6、积。这是 因为玻璃是短波热射线的透射体,而又是长波热射线的非透射体,能 阻挡日光室的热量辐射外逸; 3)墙面对太阳辐射热的吸收至关重要,表面一定要用对太阳辐射热 吸收系数大的材料; 4)上下通风口尺寸应适当,过大、过小都会影响采暖效果 5)在使用上,当一晚或无日辐射的时候,如日光室的气温低于室外 气温,应关闭上下通风口,避免室内热量的损失。 13.人感觉最适宜的相对湿度应为: 5060% 14.决定气候的主要因素: 太阳辐射、大气环流、地面 15.城市热环境的特征是: 日辐射减少、高温化、干燥化、通风不良 第二章:建筑的传热与传湿 1.热能传递的动力是 温度差 2.传热是指 物体内部 或物体与
7、物体之间 热能转移的现象。 3.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 。 导热系数 :在稳定条件下, 1m 厚的物体,两侧表面温差为1, 1h 内通过 1 面积传递的热量。 导热系数的影响因素:材质的影响、材料干密度的影响、材料含 湿量的影响。 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。 对流换热的强弱主要取决于:层流边界层内的换热与流体运动发 生的原因、流体运动状况、流体与固体壁面温度差、流体的物性、固 体壁面的形状、大小及位置等因素。 自然对流换热受迫对流换热 3、辐射 热射线的传播过程叫做热辐射,通过热射线
8、传播热能就称为 辐射传热。 辐射传热特点: 1)在辐射传热过程中伴随着能量形式的转化; 2)电磁波的传播不需要任何中间介质; 3)凡是温度高于绝对零度的一切物体,不论它们的温度高低都在 不间断地想外辐射不同波长的电磁波,辐射传热是物体之间相互辐射 的结果,不受温度高低的影响。 凡能将辐射热全部反射的物体称为绝对白体 , 能全部吸收的称为绝 对 黑体,能全部透过的则称为 绝对透明体或透热体 。吸收系数接近于1 的物体近似地当作黑体。 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,通常用E 表示,单位为 W/。单位时间内 在物体单位表面积上辐射的某一波长的能量
9、称为单色辐射本领。 灰体:辐射光谱曲线的形状与黑体辐射光谱曲线的形状相似,且单 色辐射本领不仅小鱼黑体同波长的单色辐射本领,两者的比例为不大 于 1 的常数。 选择性辐射体: 只能吸收和发射某些波长的辐射能,并且其单色辐射 本领总小于同温度黑体同波长的单色辐射本领。 4、封闭空气间层的传热 特点 铝箔贴在温度高的一侧的原因:减小间层表面的辐射系数,并防 止间层内结露。 5.绝热材料的导热系数 为小于0.3W/(m*K) 6.白色物体表面与黑色物体表面对于长波热辐射的吸收能力 相差极小。 7.导热系数的概念 导热系数? 反映了整体材料的导热能力,在数值上等于: 当材料层单位厚度 的温差为 1K
10、时,在单位时间内通过1m2 表面积的热量。 8.传热的基本方式: 导热、对流、辐射 9.平壁的稳态传热 整个传热过程分为三个过程:平壁内表面吸热 ,平壁材料层导热,平壁外表 面散热。 Ri平壁内表面换热阻R平壁导热热阻Re平壁 外表 面换 热阻 m2*K/W Ro平壁的总热阻Ro=Ri+R+Re Ko平壁的总传热系数Ko=1/Ro (W/(m2*K) 平壁的总热阻越大,通过平壁的传热量就越少。 平壁的总热阻和总传热系数是互为倒数的关系。Ko 表示平壁的总传热能力。 10.热阻 错误!未找到引用源。R=错误!未找 到引用源。单位:m2*K/W 热阻反应了壁体抵抗热流通过的能力。 想要增加热阻,可
11、以加大平壁的厚度d,或选用导热系数 ? 值小的材料。 多层复合壁体的总热阻等于各层材料热阻之和。 11.封闭空间层的传热 提高维护结构的保温隔热性能。是对流、导热和辐射 三种传热方式综合作用 的结果。 用于空气层导热性能差,冷表面附近的空气下沉,进入自然对流状态。 在有限封闭空间内空气伴随着导热会产生自然对流换热,对流换热的强度与 间层的厚度,位置,形状等因素有关。 12.平壁周期性传热 外界热作用随时间呈周期性变化,称为周期性传热。 周期性传热是 不 稳定传热 的一种特例。 13.简谐热作用:温度随时间呈正弦函数或余弦函数 的规律变化。 14.半无限厚平壁在简谐热作用下的传热特征: 1)平壁
12、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,这种现象 称为温度的衰减现象。 3)从介质到壁体表面及内部,温度波动的相位逐渐向后推移,这种 现象叫做温度波动的相位延迟。 15.建筑传湿 湿空气的概念:凡是含有水蒸气的空气就是湿空气。 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 。 Pw=Pd+P 16.空气的绝对湿度 不能反映空气的潮湿程度。 17.水蒸汽含量不变的湿空气其温度越高,其相对湿度越小 ;绝对湿 度不变 。 18.相对湿度的定义 相对湿度指一定温 度及大气压 下
13、,空气的 绝对湿度 f 与同温同压下 饱 和蒸气量 fmax 的比值。 19.维护结构的渗透强度 假设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, 水蒸气从室内通过维护结构向室外渗透。其渗透强度: 错误!未找到引用源。蒸汽渗透强度, g/(m2*h) Ho维护结构的总蒸汽渗透阻,m2*h*pa/g Pi室内空气的水蒸气分压力,pa Pe室外空气的水蒸气分压力,pa 20.材料含湿量的影响 含湿量越大,水分所占体积愈多。 材料的含湿量的增大必然使导热系数值增大。 材料的生产、运输、堆放、保管及施工过程对湿度的影响都必须予以重视。 第三章:建筑保温与节能 1、建筑保温的途径: 1)
14、建筑体形的设计,应尽量减少外围护结构的总面积。 2)围护结构应具有足够的保温性能。 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。 5)避免潮湿、防止壁内产生冷凝。 2.保温设计的依据: 民用建筑节能设计标准 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 公共建筑节能设计标准 3.围护结构保温设计计算(略) 4.围护结构的经济传热阻(略) 5.围护结构平均传热系数的计算(略) 6、围护结构保温构造形式: 1)保温、承重合二为一; 2)单设保温层; 3)复合构造 7.夏季组织通风的主要方式是风压通风。 8.窗的保温 1)提高窗的保温性能 2)控制开窗面积 3)提高窗
15、的气密性,防止冷风渗透 4)提高窗户冬季太阳辐射得热 9.热桥保温 1)外墙交角保温 2)地面保温 在维护结构中,一般都有保温性能 远低于主体部分的 嵌入构件 , 如外墙体中的钢或者钢筋混凝土骨架,圈梁,板材中的肋等,这些构 件或部位的热损失比相同面积主体部分的热损失多,他们的内表面温 度也比主体部分低。 在建筑热工学中,形象的将这类容易传热的构件或部分称为 “热桥” 。 热桥就是 维护结构中热量容易通过的构件或部位。 热桥部位的内表面温度比主体部位低,极易产生表面结露 的情 况,从而出现墙 面受损或霉变 的现象 10.围护结构的蒸汽渗透及冷凝: 冷凝: 某一状态下的空气,在含湿量不变的情况下
16、,冷却到它的 相对湿度达到100% 时所对应的湿度,称为该状态下空气的露点温 度。由于温度降到露点温度以下,空气中水蒸气液化析出的现象称为 冷凝。 蒸汽渗透当室内、外空气的水蒸气含量不等时,在围护结构的两 侧,就存在水蒸气分压力差, 水蒸气分子将从压力较高的一侧通过围 护结构向较低一侧渗透扩散,这种现象称为蒸汽渗透。 11.防止和控制冷凝的措施 1)防止和控制表面冷凝 正常湿度的采暖房间: 围护结构内表面层宜采用蓄热系数较大 的材料,利用它蓄存的热量起调节作用, 减少出现周期性冷凝的可能。 高湿房间:围护结构内表面采用不透水材料层,在构造上采取 措施将表面冷凝睡滴导流,并有组织地排除。 南方地
17、区:地面应具有一定的热阻, 减少地面对土层的传热量; 地面表层材料的虚热系数要小;表面材料有一定的吸湿作用。 2)防止和控制内部冷凝 材料层次的布置应符合 “难进易出” 的原则; 设置隔气层 ;设 置通风间层或泄气沟道。 13.保温层放在承重层外有何优缺点? 优点: 1)大大降低承重层温度应力的影响 (2)对结构和房间的热稳定性有利 (3)防止保温层产生蒸气凝结 (4)防止产生热桥 (5)有利于旧房改造 缺点: (1)对于大空间和间歇采暖(空调)的建筑不宜 (2)对于保温效果好又有强度施工方便的保温材料难觅 第四章:建筑隔热与通风 1.建筑室内过热的原因 1)室外高温传入室内 2)太阳辐射热传
18、入室内 3)长波辐射传入室内 4)通过维护结构传热 5)设备、生活产生余热 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。 3.室外综合温度的定义 室外综合温度以温度值表示室外气温、太阳辐射和大气长波辐射对给 定外表面的热作用。 夏季室外综合温度的组成 夏季室外综合温度是以24 小时为周期波动的周期函数,其中太阳辐 射的当量温度所占比例不容忽视。 建筑物各朝向的空气温度相差不大,可认为与朝向无关, 但由于不同 朝向的太阳辐射不同, 导致各朝向太阳辐射当量温度和综合温度差别 很大。尤其是水平面和东墙与西墙。
19、 1 说明室外综合温度的意义 室外综合温度是由室外空气温度、 太阳辐射当量温度和建筑外表面长波辐射温度三者叠加后 综合效果的假想温度。 4.当量温度:太阳辐射当量 5.自然通风的组织: 1)建筑朝向、间距及建筑群的布局:错列式、斜列式较行列式、 周边式好 2)建筑的平面布置与剖面设计 3)门窗的位置与尺寸 4)门窗的开启方式 6.围护结构隔热措施: 1)屋顶隔热:采用浅色外饰面,减少当量温度;增大热阻与热惰 性;通风隔热屋顶;水隔热屋顶;种植隔热屋顶。 2)墙体隔热: 砌块;钢筋混凝土大板,钢筋混凝土空心板,复合 大板; 7.自然通风的原理:由于开口处(门、窗、过道)存在着空气的压力 差产生的
20、空气流动 。 8.产生压力差的原因 :风压作用,热压作用 9.水隔热的优缺点 优点:屋顶外表面温度大幅度下降,大大降低屋顶的内表面温度,大 大减少了屋顶的传热量, 蓄水深度增加, 内表面温度最大值下降愈多 缺点:夜间不利于散热,增大屋顶静荷载,蓄水深度增加,荷载更大 需要补充水,加重市政建设的负担 7.对于采暖房间,为了防潮, 设置通风间层或泄汽沟道。 墙体外侧设保温层。 墙体内侧设隔汽层。 8.绝热材料的定义 工程上把?值小于 0.3W/(m*K) 的材料为绝热材料。 9.冬季室内外墙内表面结露的原因是墙体内表面温度低于露点温度。 10.围护结构传热异常部位是指窗户、冷桥、外墙交角 11.热
21、压形成风的条件是 温差、高差 第五章:建筑热照与遮阳 1.对建筑防热来说,是 晴天天气作为设计的基本条件。 2.太阳高度角、太阳方位角: 太阳方位角:指太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南 向所夹的角。 太阳高度角:指太阳直射光线与地平面间的夹角。 3.遮阳形式及适用朝向 水平式遮阳: 在北回归线以北地区适用于南向附近窗口;在北回 归线以南地区既适用于南向窗口又可用于北向窗口。 垂直式遮阳: 适用于北向、东北向和西北向附近的窗口 综合式遮阳: 适用于东南向或西南向附近窗口,适应范围较大 挡板式遮阳 :适用于东向、西向附近窗口 4.遮阳设施构造设计要点 1)遮阳的板面组合与构造:用不同的板
22、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加有利的形式。 2)遮阳板的安装位置:安装位置对防热和通风的影响很大。 3)材料与颜色:多采用坚固耐久的轻质材料;轻便、灵活;外表 面颜色宜浅,以减少对太阳辐射热的吸收,内表面则应稍暗,以避免 产生炫光,并希望材料的辐射系数较小。 5.建筑遮阳: 1)固定式外遮阳。 2)可调式外遮阳。 3)玻璃遮阳。 6.太阳赤纬角: 太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角 建筑光学 第一章:建筑光学基本知识 1.眼睛构造:(1)瞳孔( 2)水晶体( 3)视网膜( 4)感光细胞 2.人眼的视觉特点:(1)椎体、杆体细胞,双眼不动的视野范围。 椎体细胞在明亮
23、的环境下对色觉和视觉敏锐度起决定作用,它能分辨 出物体的颜色和细部,并对环境的明暗变化作出迅速的反应。 (2)杆体细胞在黑暗环境中对明暗感觉起决定作用,他虽能看到物 体,但不能分辨其细部和颜色,对明暗变化的反应缓慢。 视野范围(视场)水平面180,垂直面130,上方为 60,下 方为 70 3.光谱光视效率,视感觉最大值 光谱视效率:表示在特定光度条件下,获得相同视觉感觉时, 波长?m 和波长 ? 的单色光辐射通量的比。 ? m 明视觉为 555nm,暗视觉为 507nm 光谱视效率: 表示波长和波长的单色辐射 ,在特定光度条件下, 获得相同视觉感觉时,该两个单色辐射通量之比。 4.光通量、发
24、光强度、照度的关系 光通量:人眼对光的感觉量公式: 辐射通量:光源在单位时间内发射或接收的辐射能量或在某种介质中 单位时间传递的辐射能量。 发光效率: 单位辐射通量产生的光通量。 发光强度:光源在空间的光通量分布状况,就是光通量的空间分布密 度。公式: 照度:在被照面单位面积上的光通量多少,表示被照面上的光通量密 度。公式: 亮度: 视网膜上物像的照度是和发光体在视线方向的投影面积Acos 成反比,以发光体朝视线方向的发光强度成正比,公式: 5.太阳辐射的可见光,其波长范围是380780nm. 6.普尔钦效应:在不同的光亮条件下,人眼感受性不同的现象。 7.距离平方反比定律:计算点光源产生照度
25、的基本公式,某表面的照 度 E 与点光源在这方向的发光强度I 成正比,与它至光源距离r 的平 方成反比,公式: 8.定向反射和透射 定向反射: 光线入射角等于反射角;入射光线、反射光线以及反射表 面的法线处于同一平面。玻璃镜、很光滑的金属表面 定向透射:如材料的两个表面彼此平行, 则透过材料的光线方向和入 射方向保持一致。窗玻璃 9.扩散反射和透射 均匀扩散材料: 将入射光想均匀地向四面八方反射或透射,从各个角 度看,其亮度完全想同, 看不见光源形象。 氧化镁、石膏、磨砂玻璃; 完全均匀扩散透射材料: 乳白玻璃、白纸、半透塑料;均匀漫反射材 料:将反射光均匀分布在各个方向上,与入射方向无关,
26、砖、混凝土、 石膏 定向扩散材料:在定向反射(透射)方向,具有最大的亮度,而在其 他方向上也有一定亮度。光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面、 釉瓷砖。 10.视度: 看物体的清楚程度,影响因素:适当的亮度、物件尺寸、 对比、识别时间、避免炫光 11.亮度,人眼看见的最低亮度,刺眼亮度p173-174 人眼能看到的最低亮度,仅10-5asb ,当物体亮度超过 16sb 时,人 们就感到刺眼。 12.了解光的色温与显色性 色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用 Tc 表示。色温是 按绝对黑体来定义的, 光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相 同时,此时黑体的温度就称此光源的色温。 光源对物
27、体颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色的逼真程 度,显色性高的光源对颜色的再现较好,我们所看到的颜色也就较接 近自然原色, 显色性低的光源对颜色的再现较差,我们所看到的颜色 偏差也较大。 第二章:天然采光 1.光气候:由太阳 直射光、天空扩散光 和地面反射光 形成的天然光平 均状况。 2.已知某种灯仅辐射出波长为555纳米的单色光,设其辐射通量为1 瓦,则该灯对应的光谱光视效为1V,相应的光通量为 683流明。 3.天然光: 直射光和扩散光。 晴天,前者占 90%,后者占 10%,全阴 天,后者占 100%。 4.采用天然采光的原因: 人眼在天然光条件下比在人工光下具有更高 的视觉功效;在天然
28、光下感到舒适和有益于身心健康。 5.地面反射光 :太阳直射光和天空扩散光射到地面后,经地面反射, 并在地面与天空之间产生多次反射,使地面的照度和天空的亮度都有 所增加,这部分称为地面反射光。 6.全云天的地面照度取决于:太阳高度角、云状、地面反射能力、大 气透明度 7.晴天的地面照度由 太阳照度和天空扩散光 两部分组成。 8.我国的光气候概况 9.采光标准: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有全阴天天空漫 射光所产生的照度的比值,公式: 10.采光系数标准值 临界照度:室内完全利用天然光进行工作时的室外天然光最低照 度。我国规定为
29、 5000lx。四川、贵州 4000lx。 临界照度就是室内天然光照度等于采光标准规定的标准值时的室外 照度。 11.采光质量 采光均匀度: 室内照度最低值与室内照度平均值之比。 防止眩光: (1)作业区应减少或避免直射阳光; (2)工作人员的视觉 背景不宜为窗口;(3)可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减少窗 的视域; (4)窗结构的内表面和窗周围的内墙面宜采用浅色饰面。 合适的光反射比,防止紫外线的进入 12.采光口 侧窗优点: (1)建造和维护费用低( 2)光线有方向性,有利于成 阴影 缺点: (1)采光均匀度不好( 2)易产生眩光,易受周围物体影响 天窗 矩形天窗天窗架 +窗扇 课避免
30、单侧窗照度变化大的缺点,使照度均 匀。窗口位置高, 一般处于视野范围外,不易形成眩光和受外面物体 的遮挡。 锯齿形天窗由于倾斜顶棚的反光,采光效率比纵向矩形天窗高,当 采光系数相同时,锯齿形天窗的玻璃面积比纵向天窗少15%-20% 。 平天窗优点:采光效率高,面积大;缺点: 积尘,易产生眩光 。种 类:采光天棚(中庭、市场、体育馆、温室)接近自然的全天侯室内 空间;板式、条式;采光罩 日光斗屋顶向阳的垂直天窗,适于温带及高纬度地区,冬季比夏季 可接受更多光线,可控制眩光。 13.卫生间、浴室窗地比不应小于1:10;楼梯间、走道1:14;内 走廊不超过 20m, 至少一端应设采光口, 超过20m
31、,两端应设采光口, 超过40m,中间应加设采光口,否则应采用人工补充照明。 14.民用建筑有效采光面积规定: 1)离地高度: 0.5m 以下的采光口不计入采光面积 2)采光口外部有宽度超过1m 的遮挡物的,按 70%计算采光面积 第三章:建筑照明 1.人工光源: 热辐射光源: 当金属被加热到 1000K 以上时,就发出可见光,温 度越高,可见光在总辐射中所占比例越大,这一原理制造的光源就称 为热辐射光源。 白炽灯:优点 体积小,易控光,工作环境温度范围较大,结构简 单,价格便宜,使用方便;缺点发光效率低,灯丝亮度高,散热量 大,寿命短,受电压变化、机械振动影响大。 气体放电光源: 利用某些元素
32、的原子被电子激发而发出可见光的 光源。 荧光灯: 无荧光粉则为紫外线灯;通过启辉器、整流器、发出高 压脉冲电流;上表面反射材料,下表面荧光粉。 优点:发光效率高,发光表面亮度低,不易产生眩光, 光色好,接近自然光色,寿命较长,灯管表面温度较低 缺点:初期投资较大,冬天难启动,有频闪现象,有紫 外线泄露,对无线电有干扰 2.电光源主要性能指标: 光通量 发光效率: 灯的光通量与消耗的电功率之比 寿命:以小时计算 平均亮度:以 cd/表示,普通白炽灯发光体为灯丝, 乳白灯泡发 光体为玻壳,荧光灯发光体为管壁 灯的色表: 灯光颜色给人直观感受(冷、暖、中间色) 显色指数 灯的启动、再启动时间 受环境
33、影响程度 3、照明均匀度:企业工业室内作业区域采用一般照明是,给定平面 上最小照度与平均照度之比,即为照度均匀度不宜小于0.70 4、减弱光幕反射的措施: 1)尽可能使用无光纸和不闪光墨水,使视觉作业和作业房间内的 表面为无光泽的表面 2)减少来自干扰区的光,增加干扰区外的光,以减少光幕反射, 增加有效照度 3)尽量使光线从侧面来,以减少光幕反射。 5、消除频闪现象的措施:至少使用双管灯;将相邻两管接在不同相 位上。 6、学校教室光环境设计 要求: 1)整个教室应保持足够照度,且分布均匀,黑板上有足够照 度; 2)合理安排教室环境的亮度分布,消除眩光, 保持正常视力, 减少视疲劳 3)较少投资
34、、维护费用 7.灯具的光特性,配光曲线 它是指 光源(或灯具 )在空间各个方向的 光强分布 。 8.照明方式的分类 一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明 9.灯具的分类及其分布特点 按照光通量在上下半球的分布分: 直接型、半直接型、均匀扩散型、直接-间接型、半间接型、间接型。 (1) 直接型灯具:能向灯具下部发射 90%100%直接光通量的灯具。 (2) 半直接型灯具:能向灯具下部发射 60%-90% 直接光通量的灯具。 (3)均匀扩散灯具:能向灯具上部和下部发射40%60%光通量的 灯具。 (4)直接-间接型灯具:能向灯具上部和下部发射40%60% 光通 量的灯具。 (4)半间接型灯具
35、: 能向灯具下部发射10%40%直接光通量的灯 具。 (5)间接型灯具: 能向灯具下部发射 10%以下的直接光通量的灯具。 建筑声学 第一章:声音的物理性质及人对声音的物理感受 1.声音:声音是有 物体振动 产生的。产生声音的物体叫声源 2.声场:声音存在的空间。 3.波长=声速/频率?=c/f 4.人耳听到的声音: 2020000HZ 5.波阵面:某一时刻,波动所到达形成的包迹面。 球面(点声源传播的波阵面) 柱面(线声源) 面(面声源) 6.声功率: 声源在单位时间内向外辐射的声音能量W,单位瓦 声强:在声波传播过程中,每单位面积波阵面上通过的声功率,I 声压: 空气质点由于声波作用而产生
36、振动时所引起的大气压力起 伏。I=p2/pc 7.混响时间:声源停止发声后,室内的声能立刻开始衰减,声音自稳 态声压级衰减 60dB 所经历的时间。 T60= 8.声速:340m/s 频率、波长和声速之间的关系:? =c/f 波长=声速/频率 9.基音、基频、谐音、谐频 一般的声音都是由发音体发出的一系列频率、振幅各不相同的振动复 合而成的。这些振动中有一个频率最低的振动,由它发出的音就是 基 音 基音的频率即为基频 基音以外的声音为谐音,谐音的频率为谐频。 10.声压级,为什么用声压级来计算声音的大小 给定声压与参考声压之比的以10 为底的对数乘以20,以分贝计。称为声压 级。声压级以符号
37、SPL 表示,其定义为将待测声压有效值p(e) 与参考声压 p(ref)的比值取常用对数,再乘以20 其单位是分贝( dB)。 在空气中参考声压p(ref )一般取为 2*10E-5 帕,这个数值是正常人耳 对 1 千赫声音刚刚能觉察其存在的声压值,也就是 1 千赫声音的可听阈声压。 一般讲,低于这一声压值,人耳就再也不能觉察出这个声音的存在了。显然 该可听阈声压的声压级即为零分贝。 11.声压级的计算 对于声压级总是以整数表示,如果声压级改变1db,人们很难察觉这种变化, 人耳能判断的声压级最小变化是3db,如果变化达到 5db 则有明显的感觉。 在分贝标度中,声压每增加10db,人耳主观听
38、闻的响度大致增加一倍。 12.点声源与平方反比律计算 在距离为 r1 处的声压级为 Lp1,在距离 r2=nr1 处的声压级为 Lp2,则有 Lp2=Lp1-20lg ( r2/r1 )=Lp1-20lgn 与声源的距离增加1 倍,声压级降低6db 13.了解声波的反射,折射,衍射,扩散,吸收与透射 14.混响时间的计算(考点) 15.响度 声音的强弱叫做响度 。响度是感觉判断的声音强弱,即声音响亮的程 度,根据它可以把声音排成由轻到响的序列。响度的大小主要依赖于 声强,也与声音的频率有关。单位为宋。频率为10000hz ,声压级为 听者听阈( yu)以上40db 的一个纯音所产生的响度为一宋
39、。 人耳对声音的感觉,不仅和声压有关,还和频率有关。声压级相同, 频率不同的声音,听起来响亮程度也不同。如空压机与电锯,同是 100分贝声压级的噪声听起来电锯声要响得多。按人耳对声音的感 觉特性,依据声压和频率定出人对声音的主观音响感觉量,称为响度 级,单位为方。 16.A 声级 用 A计权特性时测得的计权声压级称为A声级,单位为分贝,记作 dB。 17.练习题 Lp2=Lp1-20lg ( r2/r1 )=Lp1-20lgn=86-20lg8=68db 18.声音的要素: 声音的强弱、音调的高低、音色的好坏 19.绕射规律 :当声波在传播途径中遇到障板时,不再是直线传播, 而是能绕道展板的背
40、后改变原来的传播方向,在他背后继续传播的现 象称之为绕射反射规律: 1、入射线、反射线和反射面的法线在同一平面内; 2、入射线和反射线分别在法线的两侧; 3、反射角等于入射角。 20.干涉概念: 当具有相同频率、 相同相位的两个波源所发出的波相遇叠加时,在波 重叠的区域内某些点处振动始终彼此加强 , ,而在另一些位置,振动 始终互相削弱或抵消,这种现象叫做波的干涉 。 20.驻波概念: 当两列频率的波在同一直线上相向传播时将形成“驻波”。驻波是注 定的声压起伏, 它是由两列在相反方向上传播同频率、同振幅的声波 相互叠加而形成。 21.驻波形成条件: 当单频率平面波在两平行界面之间垂直传播,两个
41、反射面上都满足声 压为极大值(位移为零) 。 22.吸收: 在声音的传播过程中, 由于振动质点的摩擦 ,将一部分 声能转化成热 能,称为声吸收吸收是把透射包括在内,也就是声波入射到围蔽结构 上不再返回该空间的声能损失 23.透射: 声音入射到建筑材料或构件时还有一部分能量穿过材料或建筑部件 传播到另一侧空间去。材料或构件的透射能力是用透射系数来衡量 的。是指被透过的声能与入射声能之比透射构件的声能E 单位时间能入射到构件的总声能Eo 反射的声能 Er 吸声系数 透射系数 反射系数 r 24.频谱: 自然界中听到的声音为复合声,将组成它的声音频率及其 强度同时表现出来, 叫做频谱。频谱是各个频率
42、的声压级的综合量是 表征声音的物理量之一 25.时差效应(哈斯)直达声到达后 50ms 以内到达的反射声会加强直 达声。直达声到达后 50ms 后到达的“强”反射声会产生“回声”。 26.双耳听闻效应(听觉定位): 听觉定位特性是由双耳听闻而得到的, 由声源发出的声波到达两耳, 可以产生时间差和强度差。 人耳对生源 方位的辨别在水平方向比竖直方向要好。人耳辨别方向相当准确, 辨 别远近的效果较差。 第二章:建筑吸声扩散反射建筑隔声 1.建筑吸声:声波在媒质传播过程中使声能产生衰减 的现象叫建筑吸 声。 2.吸声材料:(1)多孔吸声材料:纤维材料、泡沫材料和颗粒材料。 (2)共振吸声材料:共振器
43、、薄膜共振吸声结构、穿孔板吸声结构。 (3)特殊吸声材料:空间吸声体、吸声尖劈等。 3.多孔吸声材料:内部有许多和外部相通的微孔和通道,对气体和液 体给予阻尼作用的材料 特点: 1、通气性 2、吸收中高频(与空气层结合,吸收低频)3、取 材方便 4.多孔材料吸声频响特性: 中高频吸声较大,低频吸声较小。 5.影响材料吸声系数的因素: (1)声波的入射条件( 2)与频率f 有 关(3)材料的孔隙率( 4)空气的流阻( 5)材料的厚度( 6)材料 背后的条件( 7)饰面影响 6.空腔共振吸声机理:颈口空气柱与空腔相当于一弹簧振动系统,有 固有的振动频率。 当入射声波与固有振动频率相同时,空气柱共振
44、并 与孔径剧烈摩擦使声能转变为热能。 7.空间吸声体优点: 1吸声性能好: 中高频好 2节约经费 3容易与照明、 空调系统结合 4美观5安装方便 8.共振吸声结构:(1)薄膜吸声结构( 2)薄板吸声结构( 3)穿孔板 吸声结构( 4)金属微穿孔板吸声结构 9.其他吸声结构( 1)空间吸声体( 2)吸声尖劈( 3)可变吸声结构 (4)人和家具( 5)空气吸收( 6)开口的吸收 第三章:声环境规划与噪音控制 1.城市噪声控制 城市噪声来源广泛,包括交通噪声、工厂噪声、施工噪声以及各种会 生活噪声等。城市环境噪声控制问题涉及的范围也非常广泛,包括: (1)城市噪声管理与噪声控制法规通过制定噪声控制法
45、规来保证噪声 标准的实施。 (2)从城市规划、总体布局方面消除或减轻噪声的影响,如: 1)控制城市人口; 2)建立合理的城市功能分区: 城市规划时, 为了噪声控制, 首先将机场和重工业区布置在城市外边 缘区域,然后布置铁路、高速公路等,接着依次可布置一般的中小型 工业区、商业区和居住区, 并在中小型丁业区和商业区之间布置城市 环道,在商业区和居住区之间设置开阔地带或绿化带,以进一步降噪 声对居住区的影响。 (3)进行道路交通控制道路交通噪声是城市环境噪声的主要来源。控 制办法主要有改善道路设施,加强管理,如限制车速、限制重型车辆 进入市区的时间等, 以及注意道路两侧建筑的功能分区布置,必要时
46、可设置隔声屏障。 2.隔声量 对于空气声, 在工程上习惯以隔声量 R=10lg1/t(db)表示声压透射 的多少。 3.城市噪声的来源 道路交通噪声、建筑施工噪声、工业生产噪声及社会生活噪声。 4.噪声评价量,清楚什么是噪声评价数 对声环境现状确定噪声评价数的方法: 先测量各个倍频带声压级, 再把倍频带噪声谱叠合在NR 曲线上,以 频谱与 NR 曲线相切的最高 NR 曲线编号,代表该噪声的噪声评价数, 即某环境的噪声不超过噪声评价数NR-X. 噪声评价: 1、 噪声控制的步骤: 1、调查噪声的现状,以确定噪声的声压级;同时 了解噪声产生的原因以及周围环境的情况2、根据噪声现状和有关的 噪声允许
47、标准, 确定所需降低的噪声声压级数值3、根据需要和可能, 采取综合的降噪措施,包括从城市规划、总图布置、单体建筑设计, 知道建筑围护不见隔声、吸声降噪、消声、减振等措施 从城市规划角度考虑: 1、人口密度的控制 2、功能分区(居民区和工 业商业区) 3、控制道路交通噪声( 1、道路分级为:地区、主要、市 区2、利用屏障降低噪声 3、利用绿化) 5.合理的总图及单体建筑设计方面: 大量性民用建筑(住宅、学校、医院)总平面防噪设计:1远离航空 港、铁路线、车站、港口等2、建筑所在区域内各类有噪声源的建筑 附属设施的位置,应避免对建筑物产生噪声干扰3、在进行建筑设计 时,应依声环境的条件,对建筑物的
48、防噪间距、朝向选择及平面布置 等做综合的考虑。 城市住宅:1、居住区的儿童游戏场位置, 应避免对住宅产生干扰。 2、 卧室、起居室不应设计在临街一侧3、电梯井不得与卧室、起居室相 邻4、选用的建筑围护结构应达到有关标准 学校建筑: 1、将运动场沿干道布置,作为噪声隔离带2、产生噪声的 校办工厂与教学楼之间应有必要距离的噪声隔离带。3、音乐教室等 产生噪声的房间应分区布置4、教学楼中间走道、门厅等处做吸声处 理 6.室内吸声降噪:室内声音(直达声和混响声 );对室内混响声进行吸 收。 7.楼板隔声的主要措施: (1)在承重楼板上铺放弹性面层(2)浮筑构造( 3)在承重楼板下 加设吊顶。 8.噪声
49、控制: 1吸收2、消声管道 3、个人防护 9.理论计算墙上开孔的影响 墙上的孔洞,会使墙体的隔声性能明显下降 10.拉毛可以增加吸声系数。增加了声波吸收的表面积声波反射的角 度发生了变化 11.噪声的危害: 1、对人耳听力损害 2、多种疾病 3、影响生活 4、降 低效率 5、损坏建筑物 12.帘幕加强做法: 帘幕与墙面之间有一段距离 (空气层)、褶多且深、 加重 13.质量定律:墙面的单位面积质量越大,隔声效果越好,增加一倍, 隔声量增加 6dB。 14.双层匀质密实墙的空气隔绝:隔声肌理:质量-弹簧-质量系统 注意: 1、防止声桥(不通过空气层,直接通过钢筋等传播到第二层 砖)2、空气层厚度(大于 4cm)3、防止共振 做法:1、两墙厚度不同、不同材料(吻合共振)2、空气层加多孔吸 声材料 轻质隔墙:质量小,隔声效果低 提高措施:1、空气层大于 7.5cm2 、多孔材料填充空气层 3、石膏板 4、 多层复合,各层质量部等5、弹性连接(声桥 -刚性连接) 门窗隔声:方法: 1、改善“轻、薄、单”的状况 2、密封缝隙,减少 透声 门:1、厚、重材料 2、多层复合 3、声阐 窗:1两-三层2、厚度 4-6mm,3、不同厚度、不平行 4、窗樘上填吸 声材料 5、密
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