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1、建筑物理(第3版)復(fù)習(xí)資料大全內(nèi)蒙古科技大學(xué) 建筑物理 黃如波建筑熱工學(xué)第1章 :室內(nèi)熱環(huán)境第2章 :建筑的傳熱與傳濕第3章 :建筑保溫與節(jié)能第4章 :建筑隔熱與通風(fēng)第5章 :建筑熱照與遮陽建筑光學(xué)第1章 :建筑光學(xué)基本知識(shí)第2章 :天然采光第3章 :建筑照明建筑聲學(xué)第1章 :聲音的物理性質(zhì)及人對(duì)聲音的物理感受第2章 :建筑吸聲 擴(kuò)散反射 建筑隔聲第3章 :聲環(huán)境規(guī)劃與噪音控制第4章 :室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)建筑熱工學(xué)第一章:室內(nèi)熱環(huán)境1.室內(nèi)熱環(huán)境的組成要素:室內(nèi)氣溫、濕度、氣流、壁面熱輻射。2.人體熱舒適的充分必要條件,人體得熱平衡是達(dá)到人體熱舒適的必要條件。人體按正常比例散熱是達(dá)到人體熱舒適的充分
2、條件。對(duì)流換熱約占總散熱量的25%-30%,輻射散熱量占45%-50%,蒸發(fā)散熱量占25%-30%3.影響人體熱感的因素為:空氣溫度 、空氣濕度 、氣流速度 、環(huán)境平均輻射溫度 、人體新陳代謝產(chǎn)熱率 和人體衣著狀況。4.室內(nèi)熱環(huán)境的影響因素: 1)室外氣候因素 太陽輻射 以太陽直射輻射照度、散射輻射照度及用兩者之和的太陽總輻射照度表示。水平面上太陽直射照度與太陽高度角、大氣透明度成正比關(guān)系。散射輻射照度與太陽高度角成正比,與大氣透明度成反比。太陽總輻射受太陽高度角、大氣透明度、云量、海拔高度和地理緯度等因素的影響。 空氣溫度 地面與空氣的熱交換是空氣溫度升降的直接原因,大氣的對(duì)流作用也以最強(qiáng)的
3、方式影響氣溫,下墊面的狀況,海拔高度、地形地貌都對(duì)氣溫及其變化有一定影響。 空氣濕度 指空氣中水蒸氣的含量。一年中相對(duì)濕度的大小和絕對(duì)濕度相反。 風(fēng) 地表增溫不同是引起大氣壓力差的主要原因 降水 2)室內(nèi)的影響因素:熱環(huán)境設(shè)備的影響;其他設(shè)備的影響;人體活動(dòng)的影響5.人體與周圍環(huán)境的換熱方式有對(duì)流、輻射和蒸發(fā)三種。6.氣流速度對(duì)人體的對(duì)流換熱影響很大,至于人體是散熱還是得熱,則取決于空氣溫度的高低。7.影響人體蒸發(fā)散熱的主要因素是作用于人體的氣流速度和環(huán)境的水蒸氣分壓力。8.熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià): 1)有效溫度:ET 依據(jù)半裸的人與穿夏季薄衫的人在一定條件的環(huán)境中所反應(yīng)的瞬時(shí)熱感覺作為決定各項(xiàng)因素
4、綜合作用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 2)熱應(yīng)力指數(shù): HSI 根據(jù)在給定的熱環(huán)境中作用于人體的外部熱應(yīng)力、不同活動(dòng)量下的新陳代謝產(chǎn)熱率及環(huán)境蒸發(fā)率等的理論計(jì)算而提出的。當(dāng)已知環(huán)境的空氣溫度、空氣濕度、氣流速度和平均輻射溫度以及人體新陳代謝產(chǎn)熱率便可按相關(guān)線解圖求得熱應(yīng)力指標(biāo)。 3)預(yù)計(jì)熱感指數(shù):PMV 人體蓄熱量是空氣溫度 、空氣相對(duì)濕度 、氣流速度 和平均輻射溫度 4個(gè)環(huán)境參數(shù)及人體新陳代謝產(chǎn)熱率 、皮膚平均溫度 、肌體蒸發(fā)率 、所著衣熱阻 的函數(shù)。9、城市區(qū)域氣候特點(diǎn): 1)大氣透明度較小,削弱了太陽輻射;2)氣溫較高,形成“熱島效應(yīng)”;3)風(fēng)速減小,風(fēng)向隨地而異;4)蒸發(fā)減弱、濕度變小;5)霧多、能見
5、度差。11.我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)氣候分區(qū)1 嚴(yán)寒地區(qū)2 寒冷地區(qū)3 夏熱冬冷地區(qū)4 夏熱冬暖地區(qū)5 溫和地區(qū)12.被動(dòng)式太陽能建筑原理:當(dāng)太陽輻射熱透過日光室玻璃照射到墻面上時(shí),墻面吸收熱能,溫度升高,并通過對(duì)流方式將熱量傳給日光室內(nèi)的空氣,使之溫度升高,由上部開口流入室內(nèi);室內(nèi)的低溫空氣由下部開口流進(jìn)日光室,不斷循環(huán)流動(dòng)的空氣提高了室內(nèi)氣溫,從而改善了室內(nèi)熱環(huán)境。注意點(diǎn):1)日光室的朝向應(yīng)選擇當(dāng)?shù)厝照諘r(shí)間長(zhǎng),太陽輻射強(qiáng)烈的方位,一般以東南、南、西南向?yàn)橐耍?)日光室的玻璃應(yīng)選擇熱光比大的玻璃,并應(yīng)有較大的面積。這是因?yàn)椴A嵌滩嵘渚€的透射體,而又是長(zhǎng)波熱射線的非透射體,能阻擋日光室的熱量輻射外
6、逸;3)墻面對(duì)太陽輻射熱的吸收至關(guān)重要,表面一定要用對(duì)太陽輻射熱吸收系數(shù)大的材料;4)上下通風(fēng)口尺寸應(yīng)適當(dāng),過大、過小都會(huì)影響采暖效果5)在使用上,當(dāng)一晚或無日輻射的時(shí)候,如日光室的氣溫低于室外氣溫,應(yīng)關(guān)閉上下通風(fēng)口,避免室內(nèi)熱量的損失。13.人感覺最適宜的相對(duì)濕度應(yīng)為: 5060%14.決定氣候的主要因素:太陽輻射、大氣環(huán)流、地面15.城市熱環(huán)境的特征是:日輻射減少、高溫化、干燥化、通風(fēng)不良第二章:建筑的傳熱與傳濕1. 熱能傳遞的動(dòng)力是溫度差2.傳熱是指物體內(nèi)部或物體與物體之間熱能轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。3.導(dǎo)熱 是由溫度不同的質(zhì)點(diǎn)(分子、原子、自由電子)在熱運(yùn)動(dòng)中引起的熱能傳遞現(xiàn)象。 導(dǎo)熱系數(shù):在穩(wěn)定
7、條件下,1m厚的物體,兩側(cè)表面溫差為1,1h內(nèi)通過1面積傳遞的熱量。 導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素:材質(zhì)的影響、材料干密度的影響、材料含濕量的影響。2、對(duì)流 是由于溫度不同的各部分流體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),互相摻合而傳遞熱能。 對(duì)流換熱的強(qiáng)弱主要取決于:層流邊界層內(nèi)的換熱與流體運(yùn)動(dòng)發(fā)生的原因、流體運(yùn)動(dòng)狀況、流體與固體壁面溫度差、流體的物性、固體壁面的形狀、大小及位置等因素。 自然對(duì)流換熱 受迫對(duì)流換熱3、輻射 熱射線的傳播過程叫做熱輻射,通過熱射線傳播熱能就稱為輻射傳熱。 輻射傳熱特點(diǎn): 1)在輻射傳熱過程中伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)化; 2)電磁波的傳播不需要任何中間介質(zhì); 3)凡是溫度高于絕對(duì)零度的一切物體,不
8、論它們的溫度高低都在不間斷地想外輻射不同波長(zhǎng)的電磁波,輻射傳熱是物體之間相互輻射的結(jié)果,不受溫度高低的影響。凡能將輻射熱全部反射的物體稱為絕對(duì)白體,能全部吸收的稱為絕對(duì)黑體,能全部透過的則稱為絕對(duì)透明體或透熱體。吸收系數(shù)接近于1的物體近似地當(dāng)作黑體。單位時(shí)間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的波長(zhǎng)從0到范圍的總能量,稱作物體的全輻射本領(lǐng),通常用E表示,單位為W/。單位時(shí)間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的某一波長(zhǎng)的能量稱為單色輻射本領(lǐng)?;殷w: 輻射光譜曲線的形狀與黑體輻射光譜曲線的形狀相似,且單色輻射本領(lǐng)不僅小魚黑體同波長(zhǎng)的單色輻射本領(lǐng),兩者的比例為不大于1的常數(shù)。選擇性輻射體:只能吸收和發(fā)射某些波長(zhǎng)的輻射能,
9、并且其單色輻射本領(lǐng)總小于同溫度黑體同波長(zhǎng)的單色輻射本領(lǐng)。4、封閉空氣間層的傳熱特點(diǎn) 鋁箔貼在溫度高的一側(cè)的原因:減小間層表面的輻射系數(shù),并防止間層內(nèi)結(jié)露。5.絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)為小于0.3W/(m*K)6.白色物體表面與黑色物體表面對(duì)于長(zhǎng)波熱輻射的吸收能力相差極小。7.導(dǎo)熱系數(shù)的概念導(dǎo)熱系數(shù) 反映了整體材料的導(dǎo)熱能力,在數(shù)值上等于:當(dāng)材料層單位厚度的溫差為1K時(shí),在單位時(shí)間內(nèi)通過1m2表面積的熱量。8.傳熱的基本方式:導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射9.平壁的穩(wěn)態(tài)傳熱整個(gè)傳熱過程分為三個(gè)過程:平壁內(nèi)表面吸熱,平壁材料層導(dǎo)熱,平壁外表面散熱。Ri平壁內(nèi)表面換熱阻 R平壁導(dǎo)熱熱阻 Re平壁外表面換熱阻 m2*K/
10、WRo平壁的總熱阻Ro=Ri+R+Re Ko平壁的總傳熱系數(shù)Ko=1/Ro(W/(m2*K)平壁的總熱阻越大,通過平壁的傳熱量就越少。平壁的總熱阻和總傳熱系數(shù)是互為倒數(shù)的關(guān)系。Ko表示平壁的總傳熱能力。10.熱阻 R= 單位:m2*K/W熱阻反應(yīng)了壁體抵抗熱流通過的能力。 想要增加熱阻,可以加大平壁的厚度d,或選用導(dǎo)熱系數(shù)值小的材料。 多層復(fù)合壁體的總熱阻等于各層材料熱阻之和。11.封閉空間層的傳熱提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。是對(duì)流、導(dǎo)熱和輻射三種傳熱方式綜合作用的結(jié)果。用于空氣層導(dǎo)熱性能差,冷表面附近的空氣下沉,進(jìn)入自然對(duì)流狀態(tài)。在有限封閉空間內(nèi)空氣伴隨著導(dǎo)熱會(huì)產(chǎn)生自然對(duì)流換熱,對(duì)流換熱的強(qiáng)
11、度與間層的厚度,位置,形狀等因素有關(guān)。12.平壁周期性傳熱外界熱作用隨時(shí)間呈周期性變化,稱為周期性傳熱。周期性傳熱是不穩(wěn)定傳熱的一種特例。13.簡(jiǎn)諧熱作用:溫度隨時(shí)間呈正弦函數(shù)或余弦函數(shù)的規(guī)律變化。14.半無限厚平壁在簡(jiǎn)諧熱作用下的傳熱特征:1)平壁表面及內(nèi)部任一點(diǎn)X處的溫度,都會(huì)出現(xiàn)和介質(zhì)溫度周期Z相同的簡(jiǎn)諧波動(dòng)。2)從介質(zhì)到壁體表面及內(nèi)部,溫度波動(dòng)的振幅逐漸減少,這種現(xiàn)象稱為溫度的衰減現(xiàn)象。3)從介質(zhì)到壁體表面及內(nèi)部,溫度波動(dòng)的相位逐漸向后推移,這種現(xiàn)象叫做溫度波動(dòng)的相位延遲。15.建筑傳濕濕空氣的概念:凡是含有水蒸氣的空氣就是濕空氣。濕空氣的壓力等于干空氣的分壓力和水蒸氣的分壓力之和。P
12、w=Pd+P16.空氣的絕對(duì)濕度不能反映空氣的潮濕程度。17.水蒸汽含量不變的濕空氣其溫度越高,其相對(duì)濕度越小 ;絕對(duì)濕度不變 。18.相對(duì)濕度的定義相對(duì)濕度指一定溫度及大氣壓下,空氣的絕對(duì)濕度f與同溫同壓下飽和蒸氣量fmax的比值。19.維護(hù)結(jié)構(gòu)的滲透強(qiáng)度假設(shè)室內(nèi)空氣的水蒸氣分壓力Pi大于室外空氣的水蒸氣分壓力Pe,水蒸氣從室內(nèi)通過維護(hù)結(jié)構(gòu)向室外滲透。其滲透強(qiáng)度:蒸汽滲透強(qiáng)度,g/(m2*h)Ho維護(hù)結(jié)構(gòu)的總蒸汽滲透阻,m2*h*pa/gPi室內(nèi)空氣的水蒸氣分壓力,paPe室外空氣的水蒸氣分壓力,pa20.材料含濕量的影響含濕量越大,水分所占體積愈多。材料的含濕量的增大必然使導(dǎo)熱系數(shù)值增大。
13、材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放、保管及施工過程對(duì)濕度的影響都必須予以重視。第三章:建筑保溫與節(jié)能1、建筑保溫的途徑: 1)建筑體形的設(shè)計(jì),應(yīng)盡量減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總面積。 2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的保溫性能。 3)爭(zhēng)取良好的朝向和適當(dāng)?shù)慕ㄖ镩g距。 4)增強(qiáng)建筑物的密閉性,防止冷風(fēng)滲透的不利影響。 5)避免潮濕、防止壁內(nèi)產(chǎn)生冷凝。2. 保溫設(shè)計(jì)的依據(jù):民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3.圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)計(jì)算(略)4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)傳熱阻(略)5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)平均傳熱系數(shù)的計(jì)算(略)6、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造形式:1)保溫、承重合二為一;2) 單設(shè)保溫層;3)復(fù)合構(gòu)造7.夏季組
14、織通風(fēng)的主要方式是風(fēng)壓通風(fēng) 。8.窗的保溫1)提高窗的保溫性能2)控制開窗面積3)提高窗的氣密性,防止冷風(fēng)滲透4)提高窗戶冬季太陽輻射得熱9.熱橋保溫1)外墻交角保溫2)地面保溫 在維護(hù)結(jié)構(gòu)中,一般都有保溫性能遠(yuǎn)低于主體部分的嵌入構(gòu)件,如外墻體中的鋼或者鋼筋混凝土骨架,圈梁,板材中的肋等,這些構(gòu)件或部位的熱損失比相同面積主體部分的熱損失多,他們的內(nèi)表面溫度也比主體部分低。 在建筑熱工學(xué)中,形象的將這類容易傳熱的構(gòu)件或部分稱為“熱橋”。 熱橋就是維護(hù)結(jié)構(gòu)中熱量容易通過的構(gòu)件或部位。 熱橋部位的內(nèi)表面溫度比主體部位低,極易產(chǎn)生表面結(jié)露的情況,從而出現(xiàn)墻面受損或霉變的現(xiàn)象10.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蒸汽滲透及冷
15、凝: 冷凝:某一狀態(tài)下的空氣,在含濕量不變的情況下,冷卻到它的相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)所對(duì)應(yīng)的濕度,稱為該狀態(tài)下空氣的露點(diǎn)溫度。由于溫度降到露點(diǎn)溫度以下,空氣中水蒸氣液化析出的現(xiàn)象稱為冷凝。 蒸汽滲透 當(dāng)室內(nèi)、外空氣的水蒸氣含量不等時(shí),在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的兩側(cè),就存在水蒸氣分壓力差,水蒸氣分子將從壓力較高的一側(cè)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)向較低一側(cè)滲透擴(kuò)散,這種現(xiàn)象稱為蒸汽滲透。11.防止和控制冷凝的措施 1)防止和控制表面冷凝 正常濕度的采暖房間:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面層宜采用蓄熱系數(shù)較大的材料,利用它蓄存的熱量起調(diào)節(jié)作用,減少出現(xiàn)周期性冷凝的可能。 高濕房間:圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面采用不透水材料層,在構(gòu)造上采取措施將表面冷凝睡滴導(dǎo)
16、流,并有組織地排除。 南方地區(qū):地面應(yīng)具有一定的熱阻,減少地面對(duì)土層的傳熱量;地面表層材料的虛熱系數(shù)要??;表面材料有一定的吸濕作用。 2)防止和控制內(nèi)部冷凝 材料層次的布置應(yīng)符合“難進(jìn)易出”的原則;設(shè)置隔氣層;設(shè)置通風(fēng)間層或泄氣溝道。13.保溫層放在承重層外有何優(yōu)缺點(diǎn)??jī)?yōu)點(diǎn):1)大大降低承重層溫度應(yīng)力的影響(2) 對(duì)結(jié)構(gòu)和房間的熱穩(wěn)定性有利(3) 防止保溫層產(chǎn)生蒸氣凝結(jié)(4) 防止產(chǎn)生熱橋(5) 有利于舊房改造缺點(diǎn):(1)對(duì)于大空間和間歇采暖(空調(diào))的建筑不宜(2)對(duì)于保溫效果好又有強(qiáng)度施工方便的保溫材料難覓第四章:建筑隔熱與通風(fēng)1.建筑室內(nèi)過熱的原因1)室外高溫傳入室內(nèi)2)太陽輻射熱傳入室內(nèi)
17、3)長(zhǎng)波輻射傳入室內(nèi)4)通過維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱5)設(shè)備、生活產(chǎn)生余熱2.建筑防熱的途徑:1)減弱室外熱作用;2)窗口遮陽;3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱與散熱;4)合理地組織自然通風(fēng);5)盡量減少室內(nèi)余熱。3.室外綜合溫度的定義室外綜合溫度以溫度值表示室外氣溫、太陽輻射和大氣長(zhǎng)波輻射對(duì)給定外表面的熱作用。夏季室外綜合溫度的組成夏季室外綜合溫度是以24小時(shí)為周期波動(dòng)的周期函數(shù),其中太陽輻射的當(dāng)量溫度所占比例不容忽視。建筑物各朝向的空氣溫度相差不大,可認(rèn)為與朝向無關(guān),但由于不同朝向的太陽輻射不同,導(dǎo)致各朝向太陽輻射當(dāng)量溫度和綜合溫度差別很大。尤其是水平面和東墻與西墻。1說明室外綜合溫度的意義室外綜合溫度是由室外空氣
18、溫度、太陽輻射當(dāng)量溫度和建筑外表面長(zhǎng)波輻射溫度三者疊加后綜合效果的假想溫度。4. 當(dāng)量溫度:太陽輻射當(dāng)量5.自然通風(fēng)的組織: 1)建筑朝向、間距及建筑群的布局:錯(cuò)列式、斜列式較行列式、周邊式好 2)建筑的平面布置與剖面設(shè)計(jì) 3)門窗的位置與尺寸 4)門窗的開啟方式6.圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱措施: 1)屋頂隔熱:采用淺色外飾面,減少當(dāng)量溫度;增大熱阻與熱惰性;通風(fēng)隔熱屋頂;水隔熱屋頂;種植隔熱屋頂。 2)墻體隔熱:砌塊;鋼筋混凝土大板,鋼筋混凝土空心板,復(fù)合大板;7. 自然通風(fēng)的原理:由于開口處(門、窗、過道)存在著空氣的壓力差產(chǎn)生的空氣流動(dòng)。8. 產(chǎn)生壓力差的原因:風(fēng)壓作用,熱壓作用9. 水隔熱的優(yōu)缺點(diǎn)
19、優(yōu)點(diǎn):屋頂外表面溫度大幅度下降,大大降低屋頂?shù)膬?nèi)表面溫度,大大減少了屋頂?shù)膫鳠崃?,蓄水深度增加,?nèi)表面溫度最大值下降愈多缺點(diǎn):夜間不利于散熱,增大屋頂靜荷載,蓄水深度增加,荷載更大需要補(bǔ)充水,加重市政建設(shè)的負(fù)擔(dān)7.對(duì)于采暖房間,為了防潮,1 設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽溝道。2 墻體外側(cè)設(shè)保溫層。3 墻體內(nèi)側(cè)設(shè)隔汽層。8.絕熱材料的定義工程上把 值小于0.3W/(m*K) 的材料為絕熱材料。9.冬季室內(nèi)外墻內(nèi)表面結(jié)露的原因是墻體內(nèi)表面溫度低于露點(diǎn)溫度。10.圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱異常部位是指窗戶、冷橋、外墻交角11.熱壓形成風(fēng)的條件是溫差、高差第五章:建筑熱照與遮陽1. 對(duì)建筑防熱來說,是晴天天氣作為設(shè)計(jì)的基本條
20、件。2. 太陽高度角、太陽方位角: 太陽方位角:指太陽直射光線在地平面上的投影線與地平面正南向所夾的角。 太陽高度角:指太陽直射光線與地平面間的夾角。3.遮陽形式及適用朝向 水平式遮陽:在北回歸線以北地區(qū)適用于南向附近窗口;在北回歸線以南地區(qū)既適用于南向窗口又可用于北向窗口。 垂直式遮陽:適用于北向、東北向和西北向附近的窗口 綜合式遮陽:適用于東南向或西南向附近窗口,適應(yīng)范圍較大 擋板式遮陽:適用于東向、西向附近窗口4.遮陽設(shè)施構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1)遮陽的板面組合與構(gòu)造:用不同的板面組合以便選擇對(duì)采光、通風(fēng)、視野、立面造型和構(gòu)造等要求都更加有利的形式。 2)遮陽板的安裝位置:安裝位置對(duì)防熱和通風(fēng)的
21、影響很大。 3)材料與顏色:多采用堅(jiān)固耐久的輕質(zhì)材料;輕便、靈活;外表面顏色宜淺,以減少對(duì)太陽輻射熱的吸收,內(nèi)表面則應(yīng)稍暗,以避免產(chǎn)生炫光,并希望材料的輻射系數(shù)較小。5.建筑遮陽:1)固定式外遮陽。2)可調(diào)式外遮陽。3)玻璃遮陽。6.太陽赤緯角:太陽光線與地球赤道面所夾的圓心角建筑光學(xué)第1章 :建筑光學(xué)基本知識(shí)1.眼睛構(gòu)造:(1)瞳孔(2)水晶體(3)視網(wǎng)膜(4)感光細(xì)胞2.人眼的視覺特點(diǎn):(1)椎體、桿體細(xì)胞,雙眼不動(dòng)的視野范圍。椎體細(xì)胞在明亮的環(huán)境下對(duì)色覺和視覺敏銳度起決定作用,它能分辨出物體的顏色和細(xì)部,并對(duì)環(huán)境的明暗變化作出迅速的反應(yīng)。(2)桿體細(xì)胞在黑暗環(huán)境中對(duì)明暗感覺起決定作用,他
22、雖能看到物體,但不能分辨其細(xì)部和顏色,對(duì)明暗變化的反應(yīng)緩慢。視野范圍(視場(chǎng))水平面180°,垂直面130°,上方為60°,下方為70°3.光譜光視效率,視感覺最大值光譜視效率:表示在特定光度條件下,獲得相同視覺感覺時(shí),波長(zhǎng)m 和波長(zhǎng) 的單色光輻射通量的比。m明視覺為555nm,暗視覺為507nm光譜視效率:表示波長(zhǎng) 和波長(zhǎng) 的單色輻射,在特定光度條件下,獲得相同視覺感覺時(shí),該兩個(gè)單色輻射通量之比。4.光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度的關(guān)系光通量: 人眼對(duì)光的感覺量 公式: 輻射通量:光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射或接收的輻射能量或在某種介質(zhì)中單位時(shí)間傳遞的輻射能量。 發(fā)光效
23、率:?jiǎn)挝惠椛渫慨a(chǎn)生的光通量。 發(fā)光強(qiáng)度:光源在空間的光通量分布狀況,就是光通量的空間分布密度。公式: 照度:在被照面單位面積上的光通量多少,表示被照面上的光通量密度。公式: 亮度:視網(wǎng)膜上物像的照度是和發(fā)光體在視線方向的投影面積Acos成反比,以發(fā)光體朝視線方向的發(fā)光強(qiáng)度成正比,公式:5.太陽輻射的可見光,其波長(zhǎng)范圍是380780nm.6.普爾欽效應(yīng):在不同的光亮條件下,人眼感受性不同的現(xiàn)象。7.距離平方反比定律:計(jì)算點(diǎn)光源產(chǎn)生照度的基本公式,某表面的照度E與點(diǎn)光源在這方向的發(fā)光強(qiáng)度I成正比,與它至光源距離r的平方成反比,公式:8.定向反射和透射定向反射:光線入射角等于反射角;入射光線、反射
24、光線以及反射表面的法線處于同一平面。玻璃鏡、很光滑的金屬表面定向透射:如材料的兩個(gè)表面彼此平行,則透過材料的光線方向和入射方向保持一致。窗玻璃9.擴(kuò)散反射和透射均勻擴(kuò)散材料:將入射光想均勻地向四面八方反射或透射,從各個(gè)角度看,其亮度完全想同,看不見光源形象。氧化鎂、石膏、磨砂玻璃;完全均勻擴(kuò)散透射材料:乳白玻璃、白紙、半透塑料;均勻漫反射材料:將反射光均勻分布在各個(gè)方向上,與入射方向無關(guān),磚、混凝土、石膏定向擴(kuò)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。光滑的紙、較粗糙的金屬表面、油漆表面、釉瓷磚。10.視度:看物體的清楚程度,影響因素:適當(dāng)?shù)牧炼?、物件尺寸、?duì)
25、比、識(shí)別時(shí)間、避免炫光11.亮度,人眼看見的最低亮度,刺眼亮度p173-174人眼能看到的最低亮度,僅10-5asb,當(dāng)物體亮度超過16sb 時(shí),人們就感到刺眼。12.了解光的色溫與顯色性 色溫是表示光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。一般用Tc表示。色溫是按絕對(duì)黑體來定義的,光源的輻射在可見區(qū)和絕對(duì)黑體的輻射完全相 同時(shí),此時(shí)黑體的溫度就稱此光源的色溫。 光源對(duì)物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性,也就是顏色的逼真程度,顯色性高的光源對(duì)顏色的再現(xiàn)較好,我們所看到的顏色也就較接近自然原色,顯色性低的光源對(duì)顏色的再現(xiàn)較差,我們所看到的顏色偏差也較大。第二章:天然采光1.光氣候:由太陽直射光、天空擴(kuò)散光和地面反射光
26、形成的天然光平均狀況。2.已知某種燈僅輻射出波長(zhǎng)為555納米的單色光,設(shè)其輻射通量為1瓦,則該燈對(duì)應(yīng)的光譜光視效為1V,相應(yīng)的光通量為683流明。3.天然光:直射光和擴(kuò)散光。晴天,前者占90%,后者占10%,全陰天,后者占100%。4.采用天然采光的原因:人眼在天然光條件下比在人工光下具有更高的視覺功效;在天然光下感到舒適和有益于身心健康。5.地面反射光:太陽直射光和天空擴(kuò)散光射到地面后,經(jīng)地面反射,并在地面與天空之間產(chǎn)生多次反射,使地面的照度和天空的亮度都有所增加,這部分稱為地面反射光。6.全云天的地面照度取決于:太陽高度角、云狀、地面反射能力、大氣透明度7.晴天的地面照度由太陽照度和天空擴(kuò)
27、散光兩部分組成。8.我國(guó)的光氣候概況9.采光標(biāo)準(zhǔn):室內(nèi)給定水平面上某一點(diǎn)的由全陰天天空漫射光所產(chǎn)生的照度和同一時(shí)間同一地點(diǎn),在室外無遮擋水平面上有全陰天天空漫射光所產(chǎn)生的照度的比值,公式:10.采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 臨界照度:室內(nèi)完全利用天然光進(jìn)行工作時(shí)的室外天然光最低照度。我國(guó)規(guī)定為5000lx。四川、貴州4000lx。臨界照度就是室內(nèi)天然光照度等于采光標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的室外照度。11.采光質(zhì)量 采光均勻度:室內(nèi)照度最低值與室內(nèi)照度平均值之比。防止眩光:(1)作業(yè)區(qū)應(yīng)減少或避免直射陽光;(2)工作人員的視覺背景不宜為窗口;(3)可采取室內(nèi)外遮擋設(shè)施來減少窗亮度或減少窗的視域;(4)窗結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面
28、和窗周圍的內(nèi)墻面宜采用淺色飾面。合適的光反射比,防止紫外線的進(jìn)入12.采光口側(cè)窗 優(yōu)點(diǎn):(1)建造和維護(hù)費(fèi)用低(2)光線有方向性,有利于成陰影缺點(diǎn):(1)采光均勻度不好(2)易產(chǎn)生眩光,易受周圍物體影響天窗矩形天窗 天窗架+窗扇 課避免單側(cè)窗照度變化大的缺點(diǎn),使照度均勻。窗口位置高,一般處于視野范圍外,不易形成眩光和受外面物體的遮擋。鋸齒形天窗 由于傾斜頂棚的反光,采光效率比縱向矩形天窗高,當(dāng)采光系數(shù)相同時(shí),鋸齒形天窗的玻璃面積比縱向天窗少15%-20%。平天窗 優(yōu)點(diǎn):采光效率高,面積大;缺點(diǎn):積塵,易產(chǎn)生眩光。種類:采光天棚(中庭、市場(chǎng)、體育館、溫室)接近自然的全天侯室內(nèi)空間;板式、條式;采
29、光罩日光斗 屋頂向陽的垂直天窗,適于溫帶及高緯度地區(qū),冬季比夏季可接受更多光線,可控制眩光。13.衛(wèi)生間、浴室窗地比不應(yīng)小于1:10;樓梯間、走道 1:14;內(nèi)走廊不超過20m,至少一端應(yīng)設(shè)采光口,超過20m,兩端應(yīng)設(shè)采光口,超過40m,中間應(yīng)加設(shè)采光口,否則應(yīng)采用人工補(bǔ)充照明。14.民用建筑有效采光面積規(guī)定:1)離地高度:0.5m以下的采光口不計(jì)入采光面積2)采光口外部有寬度超過1m的遮擋物的,按70%計(jì)算采光面積第三章:建筑照明1.人工光源: 熱輻射光源:當(dāng)金屬被加熱到1000K以上時(shí),就發(fā)出可見光,溫度越高,可見光在總輻射中所占比例越大,這一原理制造的光源就稱為熱輻射光源。 白熾燈:優(yōu)點(diǎn)
30、 體積小,易控光,工作環(huán)境溫度范圍較大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,使用方便;缺點(diǎn) 發(fā)光效率低,燈絲亮度高,散熱量大,壽命短,受電壓變化、機(jī)械振動(dòng)影響大。 氣體放電光源:利用某些元素的原子被電子激發(fā)而發(fā)出可見光的光源。 熒光燈:無熒光粉則為紫外線燈;通過啟輝器、整流器、發(fā)出高壓脈沖電流;上表面反射材料,下表面熒光粉。 優(yōu)點(diǎn):發(fā)光效率高,發(fā)光表面亮度低,不易產(chǎn)生眩光,光色好,接近自然光色,壽命較長(zhǎng),燈管表面溫度較低 缺點(diǎn):初期投資較大,冬天難啟動(dòng),有頻閃現(xiàn)象,有紫外線泄露,對(duì)無線電有干擾2.電光源主要性能指標(biāo): 光通量 發(fā)光效率:燈的光通量與消耗的電功率之比 壽命:以小時(shí)計(jì)算 平均亮度:以cd/表示,普
31、通白熾燈發(fā)光體為燈絲,乳白燈泡發(fā)光體為玻殼,熒光燈發(fā)光體為管壁 燈的色表:燈光顏色給人直觀感受(冷、暖、中間色) 顯色指數(shù) 燈的啟動(dòng)、再啟動(dòng)時(shí)間 受環(huán)境影響程度3、照明均勻度:企業(yè)工業(yè)室內(nèi)作業(yè)區(qū)域采用一般照明是,給定平面上最小照度與平均照度之比,即為照度均勻度不宜小于0.704、減弱光幕反射的措施: 1)盡可能使用無光紙和不閃光墨水,使視覺作業(yè)和作業(yè)房間內(nèi)的表面為無光澤的表面 2)減少來自干擾區(qū)的光,增加干擾區(qū)外的光,以減少光幕反射,增加有效照度 3)盡量使光線從側(cè)面來,以減少光幕反射。5、消除頻閃現(xiàn)象的措施:至少使用雙管燈;將相鄰兩管接在不同相位上。6、學(xué)校教室光環(huán)境設(shè)計(jì)要求:1)整個(gè)教室應(yīng)
32、保持足夠照度,且分布均勻,黑板上有足夠照度; 2)合理安排教室環(huán)境的亮度分布,消除眩光,保持正常視力,減少視疲勞 3)較少投資、維護(hù)費(fèi)用7.燈具的光特性,配光曲線它是指光源(或燈具)在空間各個(gè)方向的光強(qiáng)分布。8.照明方式的分類一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明、混合照明9.燈具的分類及其分布特點(diǎn)按照光通量在上下半球的分布分:直接型、半直接型、均勻擴(kuò)散型、直接-間接型、半間接型、間接型。(1)直接型燈具:能向燈具下部發(fā)射90%100%直接光通量的燈具。 (2)半直接型燈具:能向燈具下部發(fā)射60%-90%直接光通量的燈具。 (3)均勻擴(kuò)散燈具:能向燈具上部和下部發(fā)射40%60%光通量的燈具。(4)直
33、接-間接型燈具: 能向燈具上部和下部發(fā)射40%60%光通量的燈具。(4)半間接型燈具:能向燈具下部發(fā)射 10%40%直接光通量的燈具。 (5)間接型燈具:能向燈具下部發(fā)射10%以下的直接光通量的燈具。 建筑聲學(xué)第一章:聲音的物理性質(zhì)及人對(duì)聲音的物理感受1.聲音:聲音是有物體振動(dòng)產(chǎn)生的。產(chǎn)生聲音的物體叫聲源2.聲場(chǎng):聲音存在的空間。3.波長(zhǎng)=聲速/頻率 =c/f4.人耳聽到的聲音:2020000HZ5.波陣面:某一時(shí)刻,波動(dòng)所到達(dá)形成的包跡面。球面(點(diǎn)聲源傳播的波陣面)柱面(線聲源)面(面聲源)6.聲功率:聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲音能量W,單位瓦 聲強(qiáng):在聲波傳播過程中,每單位面積波陣面上通
34、過的聲功率,I 聲壓:空氣質(zhì)點(diǎn)由于聲波作用而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)所引起的大氣壓力起伏。I=p2/pc7.混響時(shí)間:聲源停止發(fā)聲后,室內(nèi)的聲能立刻開始衰減,聲音自穩(wěn)態(tài)聲壓級(jí)衰減60dB所經(jīng)歷的時(shí)間。T60=8.聲速:340m/s 頻率、波長(zhǎng)和聲速之間的關(guān)系:=c/f 波長(zhǎng)=聲速/頻率9.基音、基頻、諧音、諧頻一般的聲音都是由發(fā)音體發(fā)出的一系列頻率、振幅各不相同的振動(dòng)復(fù)合而成的。這些振動(dòng)中有一個(gè)頻率最低的振動(dòng),由它發(fā)出的音就是基音基音的頻率即為基頻基音以外的聲音為諧音,諧音的頻率為諧頻。10.聲壓級(jí),為什么用聲壓級(jí)來計(jì)算聲音的大小給定聲壓與參考聲壓之比的以10為底的對(duì)數(shù)乘以20,以分貝計(jì)。稱為聲壓級(jí)。聲壓級(jí)
35、以符號(hào)SPL表示,其定義為將待測(cè)聲壓有效值p(e)與參考聲壓p(ref)的比值取常用對(duì)數(shù),再乘以20 其單位是分貝(dB)。 在空氣中參考聲壓p(ref)一般取為2*10E-5帕,這個(gè)數(shù)值是正常人耳對(duì)1千赫聲音剛剛能覺察其存在的聲壓值,也就是1千赫聲音的可聽閾聲壓。一般講,低于這一聲壓值,人耳就再也不能覺察出這個(gè)聲音的存在了。顯然該可聽閾聲壓的聲壓級(jí)即為零分貝。11.聲壓級(jí)的計(jì)算對(duì)于聲壓級(jí)總是以整數(shù)表示,如果聲壓級(jí)改變1db,人們很難察覺這種變化,人耳能判斷的聲壓級(jí)最小變化是3db,如果變化達(dá)到5db則有明顯的感覺。在分貝標(biāo)度中,聲壓每增加10db,人耳主觀聽聞的響度大致增加一倍。12.點(diǎn)聲源
36、與平方反比律計(jì)算在距離為r1處的聲壓級(jí)為L(zhǎng)p1,在距離r2=nr1處的聲壓級(jí)為L(zhǎng)p2,則有Lp2=Lp1-20lg( r2/r1 )=Lp1-20lgn與聲源的距離增加1倍,聲壓級(jí)降低6db13.了解聲波的反射,折射,衍射,擴(kuò)散,吸收與透射14.混響時(shí)間的計(jì)算(考點(diǎn))15.響度聲音的強(qiáng)弱叫做響度。響度是感覺判斷的聲音強(qiáng)弱,即聲音響亮的程度,根據(jù)它可以把聲音排成由輕到響的序列。響度的大小主要依賴于聲強(qiáng),也與聲音的頻率有關(guān)。單位為宋。頻率為10000hz,聲壓級(jí)為聽者聽閾(yu)以上40db的一個(gè)純音所產(chǎn)生的響度為一宋。人耳對(duì)聲音的感覺,不僅和聲壓有關(guān),還和頻率有關(guān)。聲壓級(jí)相同,頻率不同的聲音,聽
37、起來響亮程度也不同。如空壓機(jī)與電鋸,同是 100分貝聲壓級(jí)的噪聲聽起來電鋸聲要響得多。按人耳對(duì)聲音的感覺特性,依據(jù)聲壓和頻率定出人對(duì)聲音的主觀音響感覺量,稱為響度級(jí),單位為方。16.A聲級(jí)用A計(jì)權(quán)特性時(shí)測(cè)得的計(jì)權(quán)聲壓級(jí)稱為A聲級(jí),單位為分 貝,記作dB。17.練習(xí)題Lp2=Lp1-20lg( r2/r1 )=Lp1-20lgn=86-20lg8=68db18.聲音的要素:聲音的強(qiáng)弱、音調(diào)的高低、音色的好壞19.繞射規(guī)律:當(dāng)聲波在傳播途徑中遇到障板時(shí),不再是直線傳播,而是能繞道展板的背后改變?cè)瓉淼膫鞑シ较?,在他背后繼續(xù)傳播的現(xiàn)象稱之為繞射反射規(guī)律:1、入射線、反射線和反射面的法線在同一平面內(nèi);2
38、、入射線和反射線分別在法線的兩側(cè);3、反射角等于入射角。20.干涉概念:當(dāng)具有相同頻率、相同相位的兩個(gè)波源所發(fā)出的波相遇疊加時(shí),在波重疊的區(qū)域內(nèi)某些點(diǎn)處振動(dòng)始終彼此加強(qiáng),而在另一些位置,振動(dòng)始終互相削弱或抵消,這種現(xiàn)象叫做波的干涉。20.駐波概念:當(dāng)兩列頻率的波在同一直線上相向傳播時(shí)將形成“駐波”。駐波是注定的聲壓起伏,它是由兩列在相反方向上傳播同頻率、同振幅的聲波相互疊加而形成。21.駐波形成條件:當(dāng)單頻率平面波在兩平行界面之間垂直傳播,兩個(gè)反射面上都滿足聲壓為極大值(位移為零)。22.吸收:在聲音的傳播過程中,由于振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的摩擦,將一部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能,稱為聲吸收吸收是把透射包括在內(nèi),也就
39、是聲波入射到圍蔽結(jié)構(gòu)上不再返回該空間的聲能損失23.透射:聲音入射到建筑材料或構(gòu)件時(shí)還有一部分能量穿過材料或建筑部件傳播到另一側(cè)空間去。材料或構(gòu)件的透射能力是用透射系數(shù)來衡量的。是指被透過的聲能與入射聲能之比透射構(gòu)件的聲能E單位時(shí)間能入射到構(gòu)件的總聲能Eo反射的聲能Er 吸聲系數(shù) 透射系數(shù) 反射系數(shù)r24.頻譜:自然界中聽到的聲音為復(fù)合聲,將組成它的聲音頻率及其強(qiáng)度同時(shí)表現(xiàn)出來,叫做頻譜。頻譜是各個(gè)頻率的聲壓級(jí)的綜合量是表征聲音的物理量之一25.時(shí)差效應(yīng)(哈斯)直達(dá)聲到達(dá)后50ms以內(nèi)到達(dá)的反射聲會(huì)加強(qiáng)直達(dá)聲。直達(dá)聲到達(dá)后50ms后到達(dá)的“強(qiáng)”反射聲會(huì)產(chǎn)生“回聲”。26.雙耳聽聞效應(yīng)(聽覺定位
40、):聽覺定位特性是由雙耳聽聞而得到的,由聲源發(fā)出的聲波到達(dá)兩耳,可以產(chǎn)生時(shí)間差和強(qiáng)度差。人耳對(duì)生源方位的辨別在水平方向比豎直方向要好。人耳辨別方向相當(dāng)準(zhǔn)確,辨別遠(yuǎn)近的效果較差。 第二章:建筑吸聲 擴(kuò)散反射 建筑隔聲1.建筑吸聲:聲波在媒質(zhì)傳播過程中使聲能產(chǎn)生衰減的現(xiàn)象叫建筑吸聲。2.吸聲材料:(1)多孔吸聲材料:纖維材料、泡沫材料和顆粒材料。(2)共振吸聲材料:共振器、薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)。(3)特殊吸聲材料:空間吸聲體、吸聲尖劈等。3.多孔吸聲材料:內(nèi)部有許多和外部相通的微孔和通道,對(duì)氣體和液體給予阻尼作用的材料特點(diǎn):1、通氣性2、吸收中高頻(與空氣層結(jié)合,吸收低頻)3、取材方便
41、4.多孔材料吸聲頻響特性:中高頻吸聲較大,低頻吸聲較小。5.影響材料吸聲系數(shù)的因素:(1)聲波的入射條件(2)與頻率f有關(guān)(3)材料的孔隙率(4)空氣的流阻(5)材料的厚度(6)材料背后的條件(7)飾面影響6.空腔共振吸聲機(jī)理:頸口空氣柱與空腔相當(dāng)于一彈簧振動(dòng)系統(tǒng),有固有的振動(dòng)頻率。當(dāng)入射聲波與固有振動(dòng)頻率相同時(shí),空氣柱共振并與孔徑劇烈摩擦使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?.空間吸聲體優(yōu)點(diǎn):1吸聲性能好:中高頻好2節(jié)約經(jīng)費(fèi)3容易與照明、空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合4美觀5安裝方便8.共振吸聲結(jié)構(gòu):(1)薄膜吸聲結(jié)構(gòu)(2)薄板吸聲結(jié)構(gòu)(3)穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)(4)金屬微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)9.其他吸聲結(jié)構(gòu)(1)空間吸聲體(2)吸聲尖劈
42、(3)可變吸聲結(jié)構(gòu)(4)人和家具(5)空氣吸收(6)開口的吸收第三章:聲環(huán)境規(guī)劃與噪音控制1.城市噪聲控制城市噪聲來源廣泛,包括交通噪聲、工廠噪聲、施工噪聲以及各種會(huì)生活噪聲等。城市環(huán)境噪聲控制問題涉及的范圍也非常廣泛,包括:(1)城市噪聲管理與噪聲控制法規(guī)通過制定噪聲控制法規(guī)來保證噪聲標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。(2)從城市規(guī)劃、總體布局方面消除或減輕噪聲的影響,如:1)控制城市人口;2)建立合理的城市功能分區(qū):城市規(guī)劃時(shí),為了噪聲控制,首先將機(jī)場(chǎng)和重工業(yè)區(qū)布置在城市外邊緣區(qū)域,然后布置鐵路、高速公路等,接著依次可布置一般的中小型工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)和居住區(qū),并在中小型丁業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)之間布置城市環(huán)道,在商業(yè)區(qū)和居
43、住區(qū)之間設(shè)置開闊地帶或綠化帶,以進(jìn)一步降噪聲對(duì)居住區(qū)的影響。(3)進(jìn)行道路交通控制道路交通噪聲是城市環(huán)境噪聲的主要來源??刂妻k法主要有改善道路設(shè)施,加強(qiáng)管理,如限制車速、限制重型車輛進(jìn)入市區(qū)的時(shí)間等,以及注意道路兩側(cè)建筑的功能分區(qū)布置,必要時(shí)可設(shè)置隔聲屏障。2.隔聲量對(duì)于空氣聲,在工程上習(xí)慣以隔聲量R=10lg1/t(db)表示聲壓透射的多少。3.城市噪聲的來源道路交通噪聲、建筑施工噪聲、工業(yè)生產(chǎn)噪聲及社會(huì)生活噪聲。4.噪聲評(píng)價(jià)量,清楚什么是噪聲評(píng)價(jià)數(shù)對(duì)聲環(huán)境現(xiàn)狀確定噪聲評(píng)價(jià)數(shù)的方法:先測(cè)量各個(gè)倍頻帶聲壓級(jí),再把倍頻帶噪聲譜疊合在NR曲線上,以頻譜與NR曲線相切的最高NR曲線編號(hào),代表該噪聲的噪聲評(píng)價(jià)數(shù),即某環(huán)境的噪聲不超過噪聲評(píng)價(jià)數(shù)NR-X.噪聲評(píng)價(jià):1、噪聲控制的步驟:1、調(diào)查噪聲的現(xiàn)狀,以確定噪聲的聲壓級(jí);同時(shí)了解噪聲產(chǎn)生的原因以及周圍環(huán)境的情況2、根據(jù)噪聲
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