建筑構(gòu)造 房屋建筑學(xué) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)

1、建筑構(gòu)造 房屋建筑學(xué) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)第1頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三第2章 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 第2頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 物理學(xué)是研究客觀世界運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科。 建筑物理學(xué)是研究外界環(huán)境的運(yùn)動過程對建筑產(chǎn)生的影響，進(jìn)而對人體產(chǎn)生的影響的學(xué)科。 外界環(huán)境的物理要素為熱、聲、光的運(yùn)動過程。 建筑物理學(xué)的研究對象是熱、聲、光等物理運(yùn)動過程對建筑和人體產(chǎn)生的影響。 建筑物理學(xué)是設(shè)計(jì)和建造符合人體生理和心理需要的建筑的基本理論。第3頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三建筑物理環(huán)境：建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的 各個(gè)物理要素的總

2、和。 建筑熱環(huán)境 建筑聲環(huán)境 建筑光環(huán)境 人通過各類感官器官（眼、耳、鼻、舌、皮膚）接觸外界物理環(huán)境，物理環(huán)境對人的生理和心理狀態(tài)產(chǎn)生著影響著。第4頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 建筑熱環(huán)境對人的作用外界環(huán)境與建筑的熱交換，建筑與室內(nèi)人的熱交換2.1 建筑熱環(huán)境 第5頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三建筑熱環(huán)境研究的主要內(nèi)容有： 建筑保溫、 建筑防潮、 建筑日照、 建筑防熱、 建筑中的太陽能利用 建筑熱環(huán)境控制就是為了在滿足人們的熱舒適需求前提下，節(jié)約資源和能源。 第6頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（一）穩(wěn)定傳熱 如果室

3、內(nèi)外空氣溫度都不隨時(shí)間變化，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為穩(wěn)定傳熱。穩(wěn)定傳熱計(jì)算是建筑保溫設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是我國嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)采暖居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 按照穩(wěn)態(tài)傳熱計(jì)算通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量公式為 ： Q為單位時(shí)間的傳熱量，W；F為垂直于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算傳熱面積，m2；K為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/(m2.K)；ti和te分別為室內(nèi)、外空氣溫度， 第7頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三傳熱系數(shù)K： R0為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻，m2.K/ W； Ri為內(nèi)表面換熱阻，Ri0.11m2.K/ W； Re為外表面換熱阻，Re0.05m2.K/ W； d為材料厚度，m； 為材料導(dǎo)熱系數(shù)，W/(

4、m.K)。第8頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（二）非穩(wěn)定傳熱 夏天，室內(nèi)外空氣溫度都隨時(shí)間變化，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為非穩(wěn)定傳熱。 非穩(wěn)定傳熱計(jì)算是建筑防熱設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 第9頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 熱惰性指標(biāo)表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)對溫度波動衰減快慢的程度。熱惰性指標(biāo)（2）熱惰性指標(biāo) D值越大，溫度波在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中衰減越快，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性越好。為了抵抗室外熱作用的波動，要求外圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有足夠的熱惰性指標(biāo)值。 R為材料層的熱阻，S為材料層的蓄熱系數(shù)第10頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)4

5、4分，星期三二、建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū) 我國幅員遼闊，各地氣候差異較大。為了使建筑設(shè)計(jì)能夠較好適應(yīng)氣候，我國民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范提出了建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)的概念。具體分區(qū)和設(shè)計(jì)要求見下表。第11頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三第12頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.1.2 建筑保溫設(shè)計(jì) 嚴(yán)寒與寒冷地區(qū)的民用建筑為了保證: (1) 冬季室內(nèi)的氣溫、濕度、氣流速度和室內(nèi)熱輻射在一定允許范圍內(nèi)； (2)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度， 必須進(jìn)行建筑保溫設(shè)計(jì)。 建筑保溫設(shè)計(jì)包括建筑方案設(shè)計(jì)中的保溫綜合處理和外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)。 第13頁，共95頁，

6、2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三一、建筑保溫的綜合處理措施 （1）控制體形系數(shù)： 體型系數(shù)是指一棟建筑物的外表面積F0與其所包圍的體積V0之比。如果建筑外表面凹凸過多，體形系數(shù)變大，則建筑物傳熱耗熱量增大。（2）合理布置建筑朝向： 建筑應(yīng)朝向正南向，建筑立面應(yīng)避開當(dāng)?shù)囟局鲗?dǎo)風(fēng)向。（3）防止冷風(fēng)滲透： 冬季通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)縫隙的冷風(fēng)滲透使建筑物熱損失增大。應(yīng)提高窗戶密封性；建筑立面避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向；設(shè)置避風(fēng)措施；利用地形、樹木來擋風(fēng)。（4）合理選擇窗墻面積比： 窗墻面積比（窗墻比）是指窗洞口面積與房間立面單元墻面積之比。為了利用太陽能，南向窗墻比最大，北向窗墻比最小，東、西向窗墻比介于

7、其間。 第14頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì) （1）最小傳熱阻： 為了控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，保證內(nèi)表面不結(jié)露的要求，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻不能小于某個(gè)最低限度值，這個(gè)最低限度稱為“最小傳熱阻”。第15頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體部位保溫構(gòu)造 圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造分兩類： 單一材料結(jié)構(gòu)； 復(fù)合保溫結(jié)構(gòu) 單一材料結(jié)構(gòu)如空心板、空心砌塊、加氣混凝土等，既能承重，又能保溫。 復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)由保溫層和承重層復(fù)合而成。復(fù)合結(jié)構(gòu)按保溫層所處的位置可分為內(nèi)保溫（保溫層在室內(nèi)一側(cè)），外保溫（保溫層在室外一側(cè)）

8、和中間保溫（保溫層夾在中間）三種。 外保溫的優(yōu)點(diǎn)較多： 減小熱橋處的熱損失。 有利于防止保溫層內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水。 房間的熱穩(wěn)定性好。 降低墻或屋頂?shù)闹饕糠值臏囟葢?yīng)力起伏。 有利于舊房節(jié)能改造。 外保溫是我國建筑節(jié)能的發(fā)展方向。第16頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)異常部位的保溫設(shè)計(jì) 窗戶的保溫：可以選用木材、塑料和塑鋼窗框；使用斷熱金屬窗框。寒冷地區(qū)，可采用多層窗；使用新型節(jié)能窗戶，如低輻射玻璃窗（即Low-E窗）、中空玻璃窗等。 熱橋保溫：熱橋是熱量容易通過的地方（如鋼或鋼筋混凝土骨架、圈梁、過梁、板材的肋部等），熱橋處內(nèi)表面溫度低于主體。對熱橋應(yīng)進(jìn)行內(nèi)

9、表面溫度驗(yàn)算和保溫處理。 其他異常部位保溫：外墻角、外墻與內(nèi)墻交角、樓地板或屋頂與外墻交角等應(yīng)加強(qiáng)保溫?？拷鈮?.51.0m寬的地面散熱最大，因此，外墻周邊地板采用局部保溫措施。第17頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 圖(a)水蒸氣飽和壓力ps曲線與水蒸氣分壓力p線不相交，說明圍護(hù)結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。 圖(b)中ps線與p線相交，則在ps小于p部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部有冷凝產(chǎn)生。（a）圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部無冷凝（b）圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部有冷凝第18頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面結(jié)露的防止和控制控制表面冷凝的主要措施有：（1）利用保溫材料，增加圍護(hù)結(jié)

10、構(gòu)傳熱阻，進(jìn)而提高其內(nèi)表面溫 度；（2）保證室內(nèi)表面空氣氣流暢通，加強(qiáng)自然通風(fēng)；（3）選擇具有一定調(diào)濕能力的內(nèi)墻材料；（4）高濕環(huán)境應(yīng)考慮有組織引導(dǎo)表面冷凝水，比如，房間吊頂具 有一定坡度。 第19頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的防止和控制控制內(nèi)部冷凝的主要措施有：（1）利用保溫材料提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，材料層次的布置應(yīng)使水蒸氣滲透“進(jìn)難出易”；（2）在保溫層水蒸氣流入的一側(cè)設(shè)置隔氣層（如瀝青、卷材和隔汽涂料等）；（3）設(shè)置通風(fēng)間層或泄氣溝道使進(jìn)入保溫層的水分有出路。 第20頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)

11、計(jì)（一）屋頂隔熱 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是屋頂。 隔熱屋頂?shù)臉?gòu)造有絕熱層隔熱屋頂、通風(fēng)間層隔熱屋頂、吊頂隔熱屋頂、閣樓隔熱屋頂、蓄水隔熱屋頂和植被隔熱屋頂?shù)葞最悺?屋頂遮陽、淺色屋面可有效防熱。通風(fēng)屋頂長度不大于10m，間層高20cm，檐口兜風(fēng)。蓄水面應(yīng)有水生植物或淺色漂浮物，水深為1520cm。有土種植屋面，土壤厚10cm左右。 第21頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、自然通風(fēng)設(shè)計(jì) （一）熱壓和風(fēng)壓 當(dāng)較重的冷空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)后，吸收了室內(nèi)的熱量后變成較輕的熱空氣上升從出風(fēng)口排出室外，不斷流入的冷空氣在室內(nèi)被加熱后從建筑物的上部出風(fēng)口排出就形成了室內(nèi)自然通風(fēng)

12、，稱為熱壓通風(fēng)。熱壓作用下的自然通風(fēng) 第22頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 根據(jù)流體力學(xué)原理，當(dāng)風(fēng)吹向建筑物時(shí)，在迎風(fēng)面上形成正壓區(qū)，在屋頂、兩側(cè)及背風(fēng)面形成負(fù)壓區(qū)。 如果建筑物上設(shè)有開口，氣流就會從正壓區(qū)流入室內(nèi)，再經(jīng)室內(nèi)流向負(fù)壓區(qū)，這就形成了風(fēng)壓通風(fēng)。 風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)第23頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 自然通風(fēng)是熱壓和風(fēng)壓的綜合結(jié)果。 通常，風(fēng)壓通風(fēng)對改善室內(nèi)氣候條件的效果比較顯著，故應(yīng)首先考慮如何組織風(fēng)壓通風(fēng)來進(jìn)行建筑防熱設(shè)計(jì)。第24頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（二）自然通風(fēng)設(shè)計(jì) 1.建筑群自由式、錯

13、列式和斜列式布局及建筑南北朝向有利于自然通風(fēng)。 2.穿堂風(fēng)（房間進(jìn)風(fēng)口直對著出風(fēng)口）會使氣流直通，風(fēng)速較大，但風(fēng)場范圍小。進(jìn)、出風(fēng)口錯開，風(fēng)場區(qū)域大。進(jìn)、出風(fēng)口相距太近，室內(nèi)通風(fēng)效果不佳。如果進(jìn)、出風(fēng)口都開在正壓區(qū)或負(fù)壓區(qū)墻面一側(cè)或房間只有一個(gè)開口，室內(nèi)通風(fēng)較差。開口的高度低，氣流才能作用到人身上。設(shè)輔助高窗可使頂部熱空氣散出。進(jìn)出風(fēng)口面積相等為宜，或進(jìn)風(fēng)口小一點(diǎn)。 3. 利用窗扇，水平挑檐、百頁板，外遮陽板及綠化可以擋風(fēng)、導(dǎo)風(fēng)，有效地組織室內(nèi)通風(fēng)。 第25頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三建筑群的布置第26頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三挑檐對室

14、內(nèi)通風(fēng)的影響第27頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、窗口遮陽設(shè)計(jì) 窗口遮陽可防止直射陽光進(jìn)入室內(nèi)而引起室內(nèi)過熱。東、西向窗戶是遮陽設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 遮陽的效果可以用遮陽系數(shù)來評價(jià)。 遮陽系數(shù)是指在直射陽光照射的時(shí)間內(nèi)，透進(jìn)有遮陽窗口的太陽輻射量與透進(jìn)無遮陽窗口的太陽輻射量之比。 遮陽系數(shù)越小，防熱效果愈好。 第28頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三遮陽對夏季室內(nèi)溫度的影響第29頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（三）內(nèi)遮陽 窗簾、卷簾、百葉、活動百葉都可以起到內(nèi)部遮陽的功效，內(nèi)遮陽的效果不如外遮陽好，但內(nèi)遮陽調(diào)節(jié)靈活，使用方便，

15、內(nèi)遮陽還可控制眩光，提高私密性，有保溫及裝飾功能。 第30頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)（一）屋頂隔熱 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是屋頂。 隔熱屋頂?shù)臉?gòu)造有絕熱層隔熱屋頂、通風(fēng)間層隔熱屋頂、吊頂隔熱屋頂、閣樓隔熱屋頂、蓄水隔熱屋頂和植被隔熱屋頂?shù)葞最悺?屋頂遮陽、淺色屋面可有效防熱。通風(fēng)屋頂長度不大于10m，間層高20cm，檐口兜風(fēng)。蓄水面應(yīng)有水生植物或淺色漂浮物，水深為1520cm。有土種植屋面，土壤厚10cm左右。 第31頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（二）外墻隔熱 自然通風(fēng)建筑外墻隔熱設(shè)計(jì)重點(diǎn)是東西墻，空調(diào)建筑各個(gè)朝

16、向外墻隔熱都重要。 隔熱外墻有空心粘土磚墻、砌塊墻、通風(fēng)墻與遮陽墻等。外墻遮陽和淺色外墻可有效防熱。復(fù)合墻內(nèi)側(cè)應(yīng)為重質(zhì)材料層，通風(fēng)間層10 cm寬。東西外墻用花格構(gòu)件或綠化遮陽。 第32頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、自然通風(fēng)設(shè)計(jì) （一）熱壓和風(fēng)壓 當(dāng)較重的冷空氣從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)后，吸收了室內(nèi)的熱量后變成較輕的熱空氣上升從出風(fēng)口排出室外，不斷流入的冷空氣在室內(nèi)被加熱后從建筑物的上部出風(fēng)口排出就形成了室內(nèi)自然通風(fēng)，稱為熱壓通風(fēng)。熱壓作用下的自然通風(fēng) 第33頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 根據(jù)流體力學(xué)原理，當(dāng)風(fēng)吹向建筑物時(shí)，在迎風(fēng)面上形成正壓區(qū)

17、，在屋頂、兩側(cè)及背風(fēng)面形成負(fù)壓區(qū)。 如果建筑物上設(shè)有開口，氣流就會從正壓區(qū)流入室內(nèi)，再經(jīng)室內(nèi)流向負(fù)壓區(qū)，這就形成了風(fēng)壓通風(fēng)。 風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)第34頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 自然通風(fēng)是熱壓和風(fēng)壓的綜合結(jié)果。 通常，風(fēng)壓通風(fēng)對改善室內(nèi)氣候條件的效果比較顯著，故應(yīng)首先考慮如何組織風(fēng)壓通風(fēng)來進(jìn)行建筑防熱設(shè)計(jì)。第35頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、窗口遮陽設(shè)計(jì) 窗口遮陽可防止直射陽光進(jìn)入室內(nèi)而引起室內(nèi)過熱。東、西向窗戶是遮陽設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 遮陽的效果可以用遮陽系數(shù)來評價(jià)。 遮陽系數(shù)是指在直射陽光照射的時(shí)間內(nèi)，透進(jìn)有遮陽窗口的太陽輻射量與透進(jìn)

18、無遮陽窗口的太陽輻射量之比。 遮陽系數(shù)越小，防熱效果愈好。 第36頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（一）綠化與構(gòu)件遮陽： 合理選擇樹種，安排適當(dāng)?shù)奈恢弥矘浠蛟诖巴夥N植藤蔓植物就是綠化遮陽。構(gòu)件遮陽如：加寬挑檐，設(shè)外廊、陽臺、旋窗等。 第37頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（二）外遮陽： 外遮陽比內(nèi)遮陽防熱效果好。固定遮陽板簡單、成本低，便于維護(hù)?；顒诱陉柊蹇烧{(diào)節(jié)。除南向外，活動遮陽板均比固定遮陽板效率高。固定與活動、實(shí)體與綠化相結(jié)合的遮陽方式效率最高。固定外遮陽板的適用朝向及特性見下表。 第38頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星

19、期三（三）內(nèi)遮陽 窗簾、卷簾、百葉、活動百葉都可以起到內(nèi)部遮陽的功效，內(nèi)遮陽的效果不如外遮陽好，但內(nèi)遮陽調(diào)節(jié)靈活，使用方便，內(nèi)遮陽還可控制眩光，提高私密性，有保溫及裝飾功能。 第39頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.1.5 太陽能在建筑中應(yīng)用 太陽能是一種潔凈的可再生能源。 建筑中太陽能利用主要包括: 太陽能熱利用（包括太陽能熱水器、被動式太陽能建筑等）; 太陽能光利用（包括光發(fā)電和自然采光） 太陽能在建筑中應(yīng)用也常分為: 被動式; 主動式 兩類形式。 第40頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三一、被動式太陽能建筑 被動式太陽能建筑（太陽房）就是不

20、用任何其他機(jī)械動力，只依靠太陽能自然供暖的建筑。 白天直接依靠太陽能供暖，多余的熱量用熱容大的建筑構(gòu)件（如墻壁、地板等）、蓄熱槽的卵石、水等吸收，夜間通過自然對流放熱，使室內(nèi)保持一定的溫度，達(dá)到采暖的目的。 根據(jù)采暖方式的不同，被動式太陽能房可分為 直接得熱式（a） 集熱墻式（b） 附加陽光間式（c） 被動式太陽能建筑，就地取材，技術(shù)簡單，不耗費(fèi)或較少其他常規(guī)能源，其缺點(diǎn)是冬季平均供暖溫度偏低。太陽房夏季應(yīng)注意防止室內(nèi)過熱。 第41頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、主動式太陽能熱利用 主動式太陽熱能利用需要一定的動力進(jìn)行熱循環(huán)，它主要由太陽集熱器、管道、儲熱裝置、循環(huán)

21、泵、熱能交換器等組成。 主動式太陽能利用能夠較好地滿足住戶的生活要求，可以保證室內(nèi)采暖和供熱水，甚至制冷空調(diào)。但設(shè)備復(fù)雜，投資貴，需要消費(fèi)輔助能源和電功率，而且所有的熱水集熱系統(tǒng)都需要設(shè)有防凍措施。主動式太陽熱能利用系統(tǒng)示意 第42頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化 通常，光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽電池、方陣（板）、儲能裝置、備用電源（輔助發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)）以及負(fù)載組成，此外還有功率調(diào)節(jié)和控制裝置。光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化是指太陽能發(fā)電設(shè)備或構(gòu)件在建筑上利用，并做到了與建筑設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合。 光伏發(fā)電通風(fēng)屋頂簡單的太陽發(fā)電系統(tǒng)示意 第43頁，共95頁，202

22、2年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.2 建筑光環(huán)境 建筑光環(huán)境控制包括: 建筑采光設(shè)計(jì) 建筑照明建筑采光設(shè)計(jì)就是設(shè)法通過采光口使光線進(jìn)入室內(nèi)。 第44頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.2.1 采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 一、基本光度單位 光環(huán)境設(shè)計(jì)常用的基本光度單位有光通量、照度、發(fā)光強(qiáng)度和亮度。光通量 表示光源發(fā)出的光能的多少，單位為lm（流明）。照度E 表示照射到單位面積上光通量的多少，單位為lx （勒克斯）。發(fā)光強(qiáng)度I 是光通量的空間密度，單位為Cd（坎德拉）。亮度L 是發(fā)光體在視看方向上單位面積發(fā)出的發(fā)光強(qiáng)度， 單位 為Cd/m2 （坎德拉每平方米）。 第45頁，共95

23、頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三第46頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三第47頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三光氣候系數(shù)K 我國幅員遼闊，各地光氣候差別較大。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)中將我國劃分為I-V個(gè)光氣候區(qū)，采光設(shè)計(jì)時(shí)，各光氣候區(qū)取不同的光氣候系數(shù)K。 從I-V光氣候區(qū)，光氣候系數(shù)K分別取: 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2第48頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、采光均勻度 采光均勻度為工作面上的最低采光系數(shù)與平均采光系數(shù)之比 頂部采光I-IV級采光均勻度在0.7以上，對頂部采光V級和側(cè)面采光無要求。第49

24、頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三四、眩光 眩光是在視野中由于亮度的分布或范圍不適宜，或存在極端的亮度對比，以致引起不舒適和降低物體可見度的視覺條件。采光設(shè)計(jì)中，減小窗戶眩光主要措施有： （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）為降低窗戶亮度或減少天空視域，可采用室內(nèi)外遮陽設(shè)施； （4）窗戶結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面或窗戶周圍的內(nèi)墻面，宜采用淺色粉刷。 第50頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.2.2 建筑采光設(shè)計(jì) 采光設(shè)計(jì)可以分為被動式和主動式兩類:被動式采光:利用不同形式的采光窗進(jìn)行采光。主動式采光:利用集光、傳光等設(shè)

25、備與控制系統(tǒng)將天然光 傳送到需要照明的部位。 第51頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三一、被動式采光設(shè)計(jì)：（一）側(cè)窗（側(cè)面采光）： 側(cè)窗采光的特點(diǎn)是房間的天然光照度隨進(jìn)深的增加而迅速降低，照度分布很不均勻 。被動式采光方法取決于采光窗種類，采光窗通?？煞譃閭?cè)窗和天窗。單側(cè)窗采光特性（上圖為剖面，下圖為平面） 第52頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 為了有較好的采光均勻度，單側(cè)采光房間的進(jìn)深一般不超過窗高的1.52倍為宜。 改善側(cè)窗采光特性的措施： 利用透光材料本身的反射、擴(kuò)散和折射性能控制光線。 使用固定或活動的遮陽板、遮光百頁、遮光格柵。 第53

26、頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（二）天窗（頂部采光）： 頂部采光口形式： 矩形天窗、 鋸齒形天窗、 平天窗等 。第54頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（1）矩形天窗： 普通矩形天窗是在屋架上架起一列天窗架構(gòu)成的，窗戶的方向與屋架相垂直，稱為縱向矩形天窗。 矩形天窗采光特性 平天窗采光特性 第55頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（2）平天窗： 平天窗采光口位于水平面或接近水平面，它的采光效率最高，約為矩形天窗采光效率的22.5倍。透明的平天窗容易產(chǎn)生眩光，夏季會造成室內(nèi)過熱。所以，炎熱地區(qū)平天窗要采取遮陽措施。 第56頁，

27、共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三（3）鋸齒形天窗： 鋸齒形天窗的屋頂傾斜，可以充分利用頂棚的反射光，采光效率比矩形天窗約高15%20%。當(dāng)窗口朝北布置時(shí)，接受北向天空漫射光，光線穩(wěn)定，因此減小了室內(nèi)溫濕度的波動及眩光。鋸齒形天窗非常適用于在美術(shù)館、超市、體育館及特殊車間使用。 鋸齒形天窗采光特性 a.晴天窗口朝向太陽 b.晴天窗口背向太陽 c.陰天室內(nèi)天然光分布 第57頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三除了以上三種天窗外，頂部采光還有：（1）大面積采光頂棚：常見于現(xiàn)代建筑的中庭、 大型市場、體育館、博覽館、溫室等建筑。（2）帶形或板式天窗：多數(shù)是在屋面

28、板上開洞， 覆以透光材料構(gòu)成的。（3）下沉式天窗：是利用建筑物屋架上下弦之 間的高差設(shè)置采光窗構(gòu)成的。 第58頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、主動式采光設(shè)計(jì) 主動式采光設(shè)計(jì)增加了室內(nèi)可用的天然光數(shù)量，改善室內(nèi)光環(huán)境質(zhì)量，使不可能接受到天然光的空間也能享受天然采光，減少照明用電，節(jié)約能源。 第59頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.2.3 采光窗口面積的確定 采光窗口面積的確定，通常根據(jù)建筑空間的采光、通風(fēng)、立面處理等綜合要求，先大致確定窗口面積，然后根據(jù)房間的采光要求進(jìn)行校驗(yàn)，驗(yàn)證是否符合采光標(biāo)準(zhǔn)值。采光計(jì)算方法很多，建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一

29、種簡易圖表計(jì)算方法。采光要求不十分精確時(shí)，利用窗地面積比可以估算出采光窗面積，窗地面積比是指窗洞口面積與室內(nèi)地面面積之比。 第60頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三第61頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.3建筑聲環(huán)境 建筑聲環(huán)境包括： 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)、 建筑隔聲、 噪聲控制 三方面的內(nèi)容。 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)一般只限于各類廳堂，如影劇院、音樂廳、體育館、報(bào)告廳、教室、禮堂和各類多功能廳等，建筑隔聲和噪聲控制是各類建筑都存在的一個(gè)普遍性問題。 第62頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三聲能的反射、吸收與透射第63頁，共95頁，2022年

30、，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 聲音源于物體的振動。 正在發(fā)出聲音的物體稱為聲源。 空氣中的聲音就是在彈性媒質(zhì)中傳播的疏密波。 常溫下聲波的傳播速度為340m/s。 人耳可聽到的聲音頻率范圍為20Hz20000Hz。 根據(jù) 波長聲速/頻率 的關(guān)系，相應(yīng)的人耳可聽到的聲音波長范圍為17mm17m。 第64頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三 人耳所感受到的聲音的強(qiáng)弱可以用A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲壓級來表示，簡稱A聲級。聲壓級符號為Lp，單位為B(A)。 聲壓級的疊加按照對數(shù)運(yùn)算法則進(jìn)行。兩個(gè)相等的聲壓級疊加，聲壓級只增大3dB。 第65頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，

31、星期三第66頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.3.1 多孔吸聲 多孔吸聲材料是主要的吸聲材料，它具有良好的高頻吸聲性能。 最初是以麻、棉、毛等有機(jī)纖維材料為主，現(xiàn)在大部分由玻璃棉、超細(xì)玻璃棉、巖棉、礦棉等無機(jī)纖維材料代替。除了棉狀的以外，還可用適當(dāng)?shù)恼持鴦┲瞥砂宀幕驓制?第67頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三一多孔吸聲材料的特點(diǎn) 多孔吸聲材料具有大量內(nèi)外連通的微小間隙和連續(xù)氣泡，因而具有一定的通氣性，當(dāng)聲波入射到材料表面時(shí)，聲波很快地順著微孔進(jìn)入材料內(nèi)部，引起空隙間的空氣振動，由于磨擦、空氣粘滯阻力和空隙間空氣與纖維之間的熱傳導(dǎo)作用，使相當(dāng)一

32、部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收掉。 所以多孔材料吸聲的先決條件是聲波能很容易地進(jìn)入微孔內(nèi)，因此不僅材料內(nèi)部，而且在材料表面上也應(yīng)當(dāng)多孔，如果多孔材料的微孔被灰塵污垢或抹灰油漆等封閉時(shí)，會對材料的吸聲性能產(chǎn)生不利影響。 常用的多孔吸聲材料有玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料，各種軟質(zhì)纖維板、木絲板、微孔吸聲磚、吸聲粉刷，目前又有壓鑄鋁纖維吸聲板是綠色防火、防潮的吸聲材料。 第68頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二影響多孔材料吸聲系數(shù)的因素 (1) 材料厚度的影響：多孔材料的吸聲系數(shù)，一般隨著厚度的增加而提高其低頻的吸聲效果，而高頻影響不顯著。但材料厚度增加到一定程度后，吸聲效果的提高就

33、不明顯了。所以為了提高材料的吸聲性能而無限制地增加厚度是不適宜的。(2) 材料容重的影響：改變材料的容重可以間接控制材料內(nèi)部微孔尺寸。通常多孔材料容重的適當(dāng)增加，意味著微孔的減少（即孔隙率的減少），能使低頻吸聲效果有所提高，但高頻吸聲性能卻可能下降。多孔吸聲材料的孔隙率一般在70%以上，多數(shù)達(dá)90%。(3) 背后空氣層的影響：當(dāng)多孔吸聲材料背后留有空氣層時(shí)，與該空氣層用同樣的材料填滿的效果近似，所以可利用空氣層，既提高吸聲系數(shù)又節(jié)省吸聲材料。(4) 材料表面裝飾處理的影響：在建筑裝修中為了改善材料吸聲性能的要求，常常要進(jìn)行表面裝飾處理，如表面鉆孔、開槽；粉刷、油漆；利用其它材料護(hù)面。吸聲材料表

34、面的空洞和開口孔隙，對吸聲也是有利的。當(dāng)材料吸濕或表面噴涂油漆，孔口充水或堵塞，會大大降低吸聲材料的吸聲效果。(5) 聲波的頻率和入射條件：多孔材料的吸聲系數(shù)隨著頻率的提高而增大，對于通常實(shí)用的厚度（5cm左右），中高頻有較大的吸聲系數(shù)。吸聲系數(shù)還與入射條件有關(guān)，垂直和斜入射是比較特殊的，實(shí)際情況多是無規(guī)入射。 高溫高濕也會影響到吸聲性能，這是由于吸濕吸水后，材料中孔隙率減少，使高頻吸聲系數(shù)降低，隨著含濕量的增加，其影響的頻率范圍便進(jìn)一步擴(kuò)大。第69頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.3.2 薄板、薄膜吸聲一薄板吸聲構(gòu)造 任何一種不透氣的材料裝在墻壁上并保持一定的空氣層

35、，就成為板狀吸聲構(gòu)造。當(dāng)聲波撞擊板面時(shí)便發(fā)生振動，板的撓曲振動將吸收部分入射聲能，并把這種聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。薄板吸聲是一種很有效的低頻吸聲構(gòu)造。因?yàn)槭覂?nèi)空間和多孔材料對中頻和高頻吸收都較大。 第70頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二薄膜吸聲構(gòu)造 皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有不透氣、柔軟、受張拉時(shí)有彈性等特性。這些薄膜材料可與其背后封閉的空氣層形成共振系統(tǒng)，用以吸收共振頻率附近的入射聲能。共振系統(tǒng)的彈性與膜所受的張力和背后空氣層的彈性有關(guān)。薄膜吸聲結(jié)構(gòu)頻率通常在2001000HZ范圍，最大吸聲系數(shù)約為0.30.4，一般把它作為中頻范圍的吸聲材料。 第71頁，共95頁，2

36、022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.3.3 空腔共振吸聲 空腔（亥姆霍茲）共振器: 是一個(gè)內(nèi)部為硬表面的封閉體，連接一條頸狀的狹窄通道，以便聲波通過狹窄通道進(jìn)入封閉體內(nèi)。 空腔共振器可分為： 單個(gè)吸聲體、穿孔板共振器、狹縫共振器。 第72頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.3.4 空間吸聲體 空間吸聲體用穿孔板材（鋼、鋁、硬紙板條等）作成各種形狀，如板形、棱柱體形、立方體形、球形、圓柱體形、單錐和雙錐殼體形等，通常填充或襯貼玻璃棉、礦棉等吸聲材料。特別適用于噪聲很大的工業(yè)廠房作吸聲處理。 第73頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.3.5

37、可變吸聲體 對于某些功能需要轉(zhuǎn)換的空間，其聲學(xué)要求也將隨使用功能而變化。 因此，某種固定的吸聲做法難以滿足變化的要求，這時(shí)可以利用可變吸聲體進(jìn)行聲音的吸收與反射之間的轉(zhuǎn)換。 常用的可變吸聲體有伸縮式簾幕、旋轉(zhuǎn)式吸聲板、平移式吸聲板、鉸鏈?zhǔn)轿暟?、旋轉(zhuǎn)式圓柱體等形式。 第74頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三噪聲控制 一、噪聲的危害與評價(jià) 噪聲是指由頻率和強(qiáng)度都不同的各種聲音雜亂地組合而產(chǎn)生的聲音。 城市噪聲來自交通噪聲、工廠噪聲、施工噪聲和社會生活噪聲。 其中交通噪聲的影響最大，范圍最廣。 第75頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、居住區(qū)內(nèi)交通干道

38、噪聲控制 居住區(qū)交通干道噪聲控制措施有：一是把交通干道設(shè)計(jì)成地下或半地下；另一個(gè)就是利用隔聲屏障來降噪。 第76頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、建筑室內(nèi)噪聲控制 利用隔聲、吸聲降噪和消聲等技術(shù)措施可以有效地控制室內(nèi)噪聲。 使用隔聲墻或樓板等構(gòu)件、隔聲罩、隔聲間、隔聲幕等技術(shù)能降低噪聲級（2050）dB。 第77頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三四、隔振設(shè)計(jì) 為了減弱設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動以及由振動引起的固體聲，必須對設(shè)備進(jìn)行隔振設(shè)計(jì)。設(shè)備隔振一般包括設(shè)備基礎(chǔ)隔振和管道隔振兩部分內(nèi)容。 第78頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三

39、2.3.4 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì) 一、廳堂音質(zhì)評價(jià)指標(biāo) 廳堂音質(zhì)評價(jià)指標(biāo)包括主觀評價(jià)指標(biāo)和客觀指標(biāo)兩類， 主觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有合適的響度；高清晰度；足夠的豐滿度；良好的空間感；無回聲等聲缺陷以及低背景噪聲等。 第79頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、廳堂音質(zhì)設(shè)計(jì)策略 第80頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、混響時(shí)間設(shè)計(jì) 在室內(nèi)聲場達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，聲源停止發(fā)聲，室內(nèi)的聲能密度隨時(shí)間增加而逐漸減小，直至完全消失，這一過程稱為“混響過程”或“交混回響”。 混響過程的長短以混響時(shí)間來表征?；祉憰r(shí)間是聲源停止發(fā)聲后，聲能密度衰減60dB所需的時(shí)間。 混響時(shí)間符號為T60

40、，單位為秒（s）。 第81頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三四、擴(kuò)聲設(shè)計(jì) 擴(kuò)聲系統(tǒng)把語言或音樂信號經(jīng)傳聲器變成電信號，由帶前置放大器和電壓放大器的功率放大器產(chǎn)生足夠的電功率，推動揚(yáng)聲器，發(fā)出聲音。擴(kuò)聲系統(tǒng)主要設(shè)備包括傳聲器（麥克風(fēng)）、調(diào)音臺、功率放大器和揚(yáng)聲器等。 在廳堂內(nèi)如何布置揚(yáng)聲器，是擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要問題。室內(nèi)揚(yáng)聲器布置的基本要求是： （1）使觀眾廳聲場均勻； （2）聲像統(tǒng)一； （3）控制聲反饋和避免產(chǎn)生回聲干擾。 揚(yáng)聲器的布置方式可以為分集中式、分散式和混合式三種。 第82頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 第83頁，共95

41、頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三2.4.3 室內(nèi)空氣污染控制 減少污染物的進(jìn)入和放出，而不是污染空氣后再進(jìn)行排除。 改善和提高室內(nèi)空氣質(zhì)量將從室內(nèi)污染源控制、使用綠色建材、通風(fēng)、合理使用空調(diào)，采用治理技術(shù)使用室內(nèi)空氣凈化器及室內(nèi)綠化、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面著手。 第84頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三一、污染源的控制 消除或減少室內(nèi)污染源是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)最經(jīng)濟(jì)最有效的途徑。 第85頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三二、室內(nèi)通風(fēng)換氣 消除室內(nèi)空氣污染物最經(jīng)濟(jì)、最有效的方式是通風(fēng)換氣。 第86頁，共95頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)44分，星期三三、采用空氣凈化裝置 通常對于室內(nèi)空氣可以利用凈化的方法降低污染物濃度 ，常用的凈化方法可分為物理法、化學(xué)法和生