建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)

1、建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑學建筑學 第第2章章 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 第第2 2章章 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 物理學是研究客觀世界運動規(guī)律的學科。 建筑物理學是研究外界環(huán)境的運動過程對建筑 產(chǎn)生的影響，進而對人體產(chǎn)生的影響的學科。 外界環(huán)境的物理要素為熱、聲、光的運動過程。 建筑物理學的研究對象是熱、聲、光等物理運 動過程對建筑和人體產(chǎn)生的影響。 建筑物理學是設(shè)計和建造符合人體生理和心理 需要的建筑的基本理論。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境建筑物理環(huán)境：建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的：建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的 各個物理要素的總和。各個物理要素的總和。 建筑熱環(huán)境建筑熱環(huán)境 建筑

2、聲環(huán)境建筑聲環(huán)境 建筑光環(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。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑熱環(huán)境對人的作用建筑熱環(huán)境對人的作用 外界環(huán)境與建筑的熱交換，外界環(huán)境與建筑的熱交換， 建筑與室內(nèi)人的熱交換建筑與室內(nèi)人的熱交換 2.1 2.1 建筑熱環(huán)境建筑熱環(huán)境 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑熱環(huán)境研究的主要內(nèi)容有：建筑熱環(huán)境研究的主要內(nèi)容有： 建筑保溫、建筑保溫、 建筑防潮、建筑防潮、 建筑日照、建筑日照、 建筑防熱、建筑防熱、

3、建筑中的太陽能利用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。需求前提下，節(jié)約資源和能源。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （一）穩(wěn)定傳熱（一）穩(wěn)定傳熱 如果室內(nèi)外空氣溫度都不隨時間變化，通過圍如果室內(nèi)外空氣溫度都不隨時間變化，通過圍 護結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為穩(wěn)定傳熱。穩(wěn)定傳熱計算是護結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為穩(wěn)定傳熱。穩(wěn)定傳熱計算是 建筑保溫設(shè)計的基礎(chǔ)，也是我國嚴寒和寒冷地區(qū)采建筑保溫設(shè)計的基礎(chǔ)，也是我國嚴寒和寒冷地區(qū)采 暖居住建筑節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)。暖居住建筑節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)。 按照穩(wěn)態(tài)傳熱計算通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱量公式為按照穩(wěn)態(tài)傳熱計算

4、通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱量公式為 ： Q Q為單位時間的傳熱量，為單位時間的傳熱量，W W； F F為垂直于圍護結(jié)構(gòu)的計算傳熱面積，為垂直于圍護結(jié)構(gòu)的計算傳熱面積，m m2 2； K K為圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，為圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/(mW/(m2 2.K).K)； t ti i和和t te e分別為室內(nèi)、外空氣溫度，分別為室內(nèi)、外空氣溫度， 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)K K： R0為圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻，為圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻，m2.K/ W； Ri為內(nèi)表面換熱阻，為內(nèi)表面換熱阻，Ri0.11m2.K/ W； Re為外表面換熱阻，為外表面換熱阻，Re0.05m2.K/ W； d為材料厚度，為材料厚

5、度，m； 為材料導熱系數(shù)，為材料導熱系數(shù)，W/(m.K)。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （二）非穩(wěn)定傳熱（二）非穩(wěn)定傳熱 夏天，室內(nèi)外空氣溫度都隨時間變化，通過圍護夏天，室內(nèi)外空氣溫度都隨時間變化，通過圍護 結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為非穩(wěn)定傳熱。結(jié)構(gòu)的傳熱過程稱為非穩(wěn)定傳熱。 非穩(wěn)定傳熱計算是建筑防熱設(shè)計的基礎(chǔ)，也是夏非穩(wěn)定傳熱計算是建筑防熱設(shè)計的基礎(chǔ)，也是夏 熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)。熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計的基礎(chǔ)。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 熱惰性指標表征圍護結(jié)構(gòu)對溫度波動衰減快慢的程度。熱惰性指標表征圍護結(jié)構(gòu)對溫度波動衰減快慢的程度。 熱惰性指標熱惰性指標 （2 2）熱惰性指標）熱惰性指標

6、D D值越大，溫度波在圍護結(jié)構(gòu)中衰減越快，圍護結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)值越大，溫度波在圍護結(jié)構(gòu)中衰減越快，圍護結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn) 定性越好。為了抵抗室外熱作用的波動，要求外圍護結(jié)構(gòu)具有足定性越好。為了抵抗室外熱作用的波動，要求外圍護結(jié)構(gòu)具有足 夠的熱惰性指標值。夠的熱惰性指標值。 R R為材料層的熱阻，為材料層的熱阻， S S為材料層的蓄熱系數(shù)為材料層的蓄熱系數(shù) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二、建筑熱工設(shè)計分區(qū)二、建筑熱工設(shè)計分區(qū) 我國幅員遼闊，各地氣候差異較大。為了使建我國幅員遼闊，各地氣候差異較大。為了使建 筑設(shè)計能夠較好適應(yīng)氣候，我國筑設(shè)計能夠較好適應(yīng)氣候，我國民用建筑熱工設(shè)民用建筑熱工設(shè) 計規(guī)范計規(guī)范提出了建筑熱工設(shè)

7、計分區(qū)的概念。具體分提出了建筑熱工設(shè)計分區(qū)的概念。具體分 區(qū)和設(shè)計要求見下表區(qū)和設(shè)計要求見下表。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.1.2 2.1.2 建筑保溫設(shè)計建筑保溫設(shè)計 嚴寒與寒冷地區(qū)的民用建筑為了保證嚴寒與寒冷地區(qū)的民用建筑為了保證: : (1) (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)；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)(2)建筑圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點溫度，建筑圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點溫度， 必須進行建筑保溫設(shè)計。必須進行建筑保溫設(shè)計。 建筑保溫設(shè)計包括建筑方案設(shè)計中的保溫綜合處建筑保溫設(shè)計包括建筑

8、方案設(shè)計中的保溫綜合處 理和外圍護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設(shè)計。理和外圍護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設(shè)計。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 一、建筑保溫的綜合處理措施一、建筑保溫的綜合處理措施 （1 1）控制體形系數(shù)：）控制體形系數(shù)： 體型系數(shù)是指一棟建筑物的外表面積體型系數(shù)是指一棟建筑物的外表面積F F0 0與其所包圍的體積與其所包圍的體積V V0 0之比。如果之比。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。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 2）合理布置建筑朝向：）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?shù)囟局鲗эL向。建筑應(yīng)朝向正南向，建筑立面應(yīng)避開當?shù)囟局鲗?/p>

9、風向。 （3 3）防止冷風滲透：）防止冷風滲透： 冬季通過外圍護結(jié)構(gòu)縫隙的冷風滲透使建筑物熱損失增大。應(yīng)提高窗戶冬季通過外圍護結(jié)構(gòu)縫隙的冷風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風向；設(shè)置避風措施；利用地形、樹木密封性；建筑立面避開冬季主導風向；設(shè)置避風措施；利用地形、樹木 來擋風。來擋風。 （4 4）合理選擇窗墻面積比：）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。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、西向窗墻比為了利用太陽能，南向窗墻比最大，北向窗墻比

10、最小，東、西向窗墻比 介于其間。介于其間。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二、建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計二、建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計 （1 1）最小傳熱阻：）最小傳熱阻： 為了控制圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點溫為了控制圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)露點溫 度，保證內(nèi)表面不結(jié)露的要求，圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻不能度，保證內(nèi)表面不結(jié)露的要求，圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻不能 小于某個最低限度值，這個最低限度稱為小于某個最低限度值，這個最低限度稱為“最小傳熱最小傳熱 阻阻”。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （2 2）圍護結(jié)構(gòu)主體部位保溫構(gòu)造）圍護結(jié)構(gòu)主體部位保溫構(gòu)造 圍護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造分兩類：圍護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造分兩類： 單一材料結(jié)構(gòu)；單一材料結(jié)構(gòu)； 復合

11、保溫結(jié)構(gòu)復合保溫結(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。承重，又能保溫。 復合保溫結(jié)構(gòu)由保溫層和承重層復合而成。復合結(jié)構(gòu)按保復合保溫結(jié)構(gòu)由保溫層和承重層復合而成。復合結(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)）和中間保溫（保溫層夾在中間）三種。（保溫層在室外一側(cè)）和中間保溫（保溫層夾在中間）三種。 外保溫的優(yōu)點較多：外保溫的優(yōu)點較多： 減小熱橋處的熱損失。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。有利于防

12、止保溫層內(nèi)部產(chǎn)生凝結(jié)水。 房間的熱穩(wěn)定性好。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。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。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。外保溫是我國建筑節(jié)能的發(fā)展方向。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （3 3）圍護結(jié)構(gòu)異常部位的保溫設(shè)計）圍護結(jié)構(gòu)異常部位的保溫設(shè)計 窗戶的保溫：可以選用木材、塑料和塑鋼窗框；使用斷窗戶的保溫：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，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（即如低輻射玻璃窗（即Low-ELow-E窗

13、）、中空玻璃窗等。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)進行內(nèi)表面溫度驗算和保溫處理。度低于主體。對熱橋應(yīng)進行內(nèi)表面溫度驗算和保溫處理。 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)加強保溫?？拷鈮蛭蓓斉c外墻交角等應(yīng)加強保溫?？拷鈮?.51.0m0.51.0m寬的地寬的地 面散熱最大，因此，外墻周邊地板采用局部

14、保溫措施。面散熱最大，因此，外墻周邊地板采用局部保溫措施。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 圖圖(a)(a)水蒸氣飽和壓力水蒸氣飽和壓力p ps s曲線與水蒸氣分壓力曲線與水蒸氣分壓力p p線不相交，線不相交， 說明圍護結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。說明圍護結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生內(nèi)部冷凝。 圖圖(b)(b)中中p ps s線與線與p p線相交，則在線相交，則在p ps s小于小于p p部位圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部部位圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部 有冷凝產(chǎn)生有冷凝產(chǎn)生。 （a a）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部無冷凝）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部無冷凝 （b b）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部有冷凝）圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部有冷凝 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二、圍護結(jié)構(gòu)表面結(jié)露的防止和控制二、圍護結(jié)構(gòu)表面結(jié)露的防止和控制 控

15、制表面冷凝的主要措施有：控制表面冷凝的主要措施有： （1）利用保溫材料，增加圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻，進而提高其內(nèi)表面溫）利用保溫材料，增加圍護結(jié)構(gòu)傳熱阻，進而提高其內(nèi)表面溫 度；度； （2）保證室內(nèi)表面空氣氣流暢通，加強自然通風；）保證室內(nèi)表面空氣氣流暢通，加強自然通風； （3）選擇具有一定調(diào)濕能力的內(nèi)墻材料；）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)考慮有組織引導表面冷凝水，比如，房間吊頂具）高濕環(huán)境應(yīng)考慮有組織引導表面冷凝水，比如，房間吊頂具 有一定坡度。有一定坡度。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 三、圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部冷凝的防止和控制三、圍護結(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：控制內(nèi)部冷

16、凝的主要措施有： （1 1）利用保溫材料提高圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，材料層次的布置）利用保溫材料提高圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度，材料層次的布置 應(yīng)使水蒸氣滲透應(yīng)使水蒸氣滲透“進難出易進難出易”； （2 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）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）；和隔汽涂料等）； （3 3）設(shè)置通風間層或泄氣溝道使進入保溫層的水分有出路。）設(shè)置通風間層或泄氣溝道使進入保溫層的水分有出路。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 一、圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計一、圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計 （一）屋頂隔熱（一）屋頂隔熱 建筑圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計的重點是屋頂。建筑圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計的重點是屋頂。 隔熱屋

17、頂?shù)臉?gòu)造有絕熱層隔熱屋頂、通風間隔熱屋頂?shù)臉?gòu)造有絕熱層隔熱屋頂、通風間 層隔熱屋頂、吊頂隔熱屋頂、閣樓隔熱屋頂、蓄層隔熱屋頂、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?。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。通風屋頂長度不大于屋頂遮陽、淺色屋面可有效防熱。通風屋頂長度不大于10m10m，間層高，間層高 20cm20cm，檐口兜風。蓄水面應(yīng)有水生植物或淺色漂浮物，水深為，檐口兜風。蓄水面應(yīng)有水生植物或淺色漂浮物，水深為1520cm1520cm。有。有 土種植屋面，土壤厚土種植屋面，土壤厚10cm10cm左右。左右。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二、自然通風設(shè)計

18、二、自然通風設(shè)計 （一）熱壓和風壓（一）熱壓和風壓 當較重的冷空氣從進當較重的冷空氣從進 風口進入室內(nèi)后，吸收風口進入室內(nèi)后，吸收 了室內(nèi)的熱量后變成較了室內(nèi)的熱量后變成較 輕的熱空氣上升從出風輕的熱空氣上升從出風 口排出室外，不斷流入口排出室外，不斷流入 的冷空氣在室內(nèi)被加熱的冷空氣在室內(nèi)被加熱 后從建筑物的上部出風后從建筑物的上部出風 口排出就形成了室內(nèi)自口排出就形成了室內(nèi)自 然通風，稱為熱壓通風。然通風，稱為熱壓通風。 h1 h2 ti t0 中和面 A 2 A 1 H p1 p2 熱壓作用下的自然通風熱壓作用下的自然通風 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 根據(jù)流體力學根據(jù)流體力學 原理，當風吹向建筑原

19、理，當風吹向建筑 物時，在迎風面上形物時，在迎風面上形 成正壓區(qū)，在屋頂、成正壓區(qū)，在屋頂、 兩側(cè)及背風面形成負兩側(cè)及背風面形成負 壓區(qū)。壓區(qū)。 如果建筑物上如果建筑物上 設(shè)有開口，氣流就會設(shè)有開口，氣流就會 從正壓區(qū)流入室內(nèi)，從正壓區(qū)流入室內(nèi)， 再經(jīng)室內(nèi)流向負壓區(qū)，再經(jīng)室內(nèi)流向負壓區(qū)， 這就形成了風壓通風。這就形成了風壓通風。 ( +) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) + + + + 風壓作用下的自然通風風壓作用下的自然通風 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 自然通風是熱壓和風壓的綜合結(jié)果。自然通風是熱壓和風壓的綜合結(jié)果。 通常，風壓通風對改善室內(nèi)氣候條件的通

20、常，風壓通風對改善室內(nèi)氣候條件的 效果比較顯著，故應(yīng)首先考慮如何組織風壓效果比較顯著，故應(yīng)首先考慮如何組織風壓 通風來進行建筑防熱設(shè)計。通風來進行建筑防熱設(shè)計。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （二）自然通風設(shè)計（二）自然通風設(shè)計 1. 1.建筑群自由式、錯列式和斜列式布局及建筑南北朝向有建筑群自由式、錯列式和斜列式布局及建筑南北朝向有 利于自然通風。利于自然通風。 2.2.穿堂風（房間進風口直對著出風口）會使氣流直通，風穿堂風（房間進風口直對著出風口）會使氣流直通，風 速較大，但風場范圍小。進、出風口錯開，風場區(qū)域大。速較大，但風場范圍小。進、出風口錯開，風場區(qū)域大。 進、出風口相距太近，室內(nèi)通風效果不佳

21、。如果進、出風進、出風口相距太近，室內(nèi)通風效果不佳。如果進、出風 口都開在正壓區(qū)或負壓區(qū)墻面一側(cè)或房間只有一個開口，口都開在正壓區(qū)或負壓區(qū)墻面一側(cè)或房間只有一個開口， 室內(nèi)通風較差。開口的高度低，氣流才能作用到人身上。室內(nèi)通風較差。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。進出風口面積相等為宜，設(shè)輔助高窗可使頂部熱空氣散出。進出風口面積相等為宜， 或進風口小一點?；蜻M風口小一點。 3. 3. 利用窗扇，水平挑檐、百頁板，外遮陽板及綠化可以利用窗扇，水平挑檐、百頁板，外遮陽板及綠化可以 擋風、導風，有效地組織室內(nèi)通風。擋風、導風，有效地組織室內(nèi)通風。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ)

22、建建 筑筑 群群 的的 布布 置置 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 挑檐對室內(nèi)通風的影響挑檐對室內(nèi)通風的影響 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 三、窗口遮陽設(shè)計三、窗口遮陽設(shè)計 窗口遮陽可防止直射陽光進入室內(nèi)而引起室窗口遮陽可防止直射陽光進入室內(nèi)而引起室 內(nèi)過熱。東、西向窗戶是遮陽設(shè)計的重點。內(nèi)過熱。東、西向窗戶是遮陽設(shè)計的重點。 遮陽的效果可以用遮陽系數(shù)來評價。遮陽的效果可以用遮陽系數(shù)來評價。 遮陽系數(shù)是指在直射陽光照射的時間內(nèi)，透遮陽系數(shù)是指在直射陽光照射的時間內(nèi)，透 進有遮陽窗口的太陽輻射量與透進無遮陽窗口的進有遮陽窗口的太陽輻射量與透進無遮陽窗口的 太陽輻射量之比。太陽輻射量之比。 遮陽系數(shù)越小，防熱效果愈好。遮陽

23、系數(shù)越小，防熱效果愈好。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 遮陽對夏季室內(nèi)溫度的影響遮陽對夏季室內(nèi)溫度的影響 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （三）內(nèi)遮陽（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，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。裝飾功能。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 一、圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計一、圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計 （一）屋頂隔熱（一）屋頂隔熱 建筑圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)計的重點是屋頂。建筑圍護結(jié)構(gòu)隔熱設(shè)

24、計的重點是屋頂。 隔熱屋頂?shù)臉?gòu)造有絕熱層隔熱屋頂、通風間隔熱屋頂?shù)臉?gòu)造有絕熱層隔熱屋頂、通風間 層隔熱屋頂、吊頂隔熱屋頂、閣樓隔熱屋頂、蓄層隔熱屋頂、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?。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。通風屋頂長度不大于屋頂遮陽、淺色屋面可有效防熱。通風屋頂長度不大于10m10m，間層高，間層高 20cm20cm，檐口兜風。蓄水面應(yīng)有水生植物或淺色漂浮物，水深為，檐口兜風。蓄水面應(yīng)有水生植物或淺色漂浮物，水深為1520cm1520cm。有。有 土種植屋面，土壤厚土種植屋面，土壤厚10cm10cm左右。左右。 建筑物理環(huán)

25、境基礎(chǔ) （二）外墻隔熱（二）外墻隔熱 自然通風建筑外墻隔熱設(shè)計重點是東西墻，空自然通風建筑外墻隔熱設(shè)計重點是東西墻，空 調(diào)建筑各個朝向外墻隔熱都重要。調(diào)建筑各個朝向外墻隔熱都重要。 隔熱外墻有空心粘土磚墻、砌塊墻、通風墻與遮陽墻等。外墻隔熱外墻有空心粘土磚墻、砌塊墻、通風墻與遮陽墻等。外墻 遮陽和淺色外墻可有效防熱。復合墻內(nèi)側(cè)應(yīng)為重質(zhì)材料層，通風間遮陽和淺色外墻可有效防熱。復合墻內(nèi)側(cè)應(yīng)為重質(zhì)材料層，通風間 層層10 cm10 cm寬。東西外墻用花格構(gòu)件或綠化遮陽。寬。東西外墻用花格構(gòu)件或綠化遮陽。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二、自然通風設(shè)計二、自然通風設(shè)計 （一）熱壓和風壓（一）熱壓和風壓 當較重的冷

26、空氣從進當較重的冷空氣從進 風口進入室內(nèi)后，吸收風口進入室內(nèi)后，吸收 了室內(nèi)的熱量后變成較了室內(nèi)的熱量后變成較 輕的熱空氣上升從出風輕的熱空氣上升從出風 口排出室外，不斷流入口排出室外，不斷流入 的冷空氣在室內(nèi)被加熱的冷空氣在室內(nèi)被加熱 后從建筑物的上部出風后從建筑物的上部出風 口排出就形成了室內(nèi)自口排出就形成了室內(nèi)自 然通風，稱為熱壓通風。然通風，稱為熱壓通風。 h1 h2 ti t0 中和面 A 2 A 1 H p1 p2 熱壓作用下的自然通風熱壓作用下的自然通風 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 根據(jù)流體力學根據(jù)流體力學 原理，當風吹向建筑原理，當風吹向建筑 物時，在迎風面上形物時，在迎風面上形 成正壓

27、區(qū)，在屋頂、成正壓區(qū)，在屋頂、 兩側(cè)及背風面形成負兩側(cè)及背風面形成負 壓區(qū)。壓區(qū)。 如果建筑物上如果建筑物上 設(shè)有開口，氣流就會設(shè)有開口，氣流就會 從正壓區(qū)流入室內(nèi)，從正壓區(qū)流入室內(nèi)， 再經(jīng)室內(nèi)流向負壓區(qū)，再經(jīng)室內(nèi)流向負壓區(qū)， 這就形成了風壓通風。這就形成了風壓通風。 ( +) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) ( -) + + + + 風壓作用下的自然通風風壓作用下的自然通風 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 自然通風是熱壓和風壓的綜合結(jié)果。自然通風是熱壓和風壓的綜合結(jié)果。 通常，風壓通風對改善室內(nèi)氣候條件的效果比較通常，風壓通風對改善室內(nèi)氣候條件的效果比較 顯著，故應(yīng)首

28、先考慮如何組織風壓通風來進行建筑防顯著，故應(yīng)首先考慮如何組織風壓通風來進行建筑防 熱設(shè)計。熱設(shè)計。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 三、窗口遮陽設(shè)計三、窗口遮陽設(shè)計 窗口遮陽可防止直射陽光進入室內(nèi)而引起室內(nèi)過熱。東、西窗口遮陽可防止直射陽光進入室內(nèi)而引起室內(nèi)過熱。東、西 向窗戶是遮陽設(shè)計的重點。向窗戶是遮陽設(shè)計的重點。 遮陽的效果可以用遮陽系數(shù)來評價。遮陽的效果可以用遮陽系數(shù)來評價。 遮陽系數(shù)是指在直射陽光照射的時間內(nèi)，透進有遮陽窗口的遮陽系數(shù)是指在直射陽光照射的時間內(nèi)，透進有遮陽窗口的 太陽輻射量與透進無遮陽窗口的太陽輻射量之比。太陽輻射量與透進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。遮

29、陽系數(shù)越小，防熱效果愈好。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （一）綠化與構(gòu)件遮陽：（一）綠化與構(gòu)件遮陽： 合理選擇樹種，安排適當?shù)奈恢弥矘浠蛟诖昂侠磉x擇樹種，安排適當?shù)奈恢弥矘浠蛟诖?外種植藤蔓植物就是綠化遮陽。構(gòu)件遮陽如：外種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。加寬挑檐，設(shè)外廊、陽臺、旋窗等。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （二）外遮陽：（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?；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維護?；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

30、。固定與活動、實體與綠化相結(jié)合的遮陽方式效率最高。固效率高。固定與活動、實體與綠化相結(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。定外遮陽板的適用朝向及特性見下表。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （三）內(nèi)遮陽（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，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。裝飾功能。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.1.5 2.1.5 太陽能在建筑

31、中應(yīng)用太陽能在建筑中應(yīng)用 太陽能是一種潔凈的可再生能源。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)用也常分為太陽能在建筑中應(yīng)用也常分為: : 被動式被動式; ; 主動式主動式 兩類形式。兩類形式。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 一、被動式太陽能建筑一、被動式太陽能建筑 被動式太陽能建筑（太陽房）就是不用任何其他機械動力，被動式太陽能建筑（太陽房）就是不用任何其他

32、機械動力， 只依靠太陽能自然供暖的建筑。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、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，達到采暖的目的。一定的溫度，達到采暖的目的。 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（直接得熱式（a a） 集熱墻式（集熱墻式（b b） 附加陽光間式（附加陽光間式（c c） 被動式太陽能建筑，就地取材，

33、技術(shù)簡單，不耗費或較少其他常規(guī)能源，被動式太陽能建筑，就地取材，技術(shù)簡單，不耗費或較少其他常規(guī)能源， 其缺點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。其缺點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。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二、主動式太陽能熱利用二、主動式太陽能熱利用 主動式太陽熱能利用主動式太陽熱能利用 需要一定的動力進行熱循需要一定的動力進行熱循 環(huán)，它主要由太陽集熱器、環(huán)，它主要由太陽集熱器、 管道、儲熱裝置、循環(huán)泵、管道、儲熱裝置、循環(huán)泵、 熱能交換器等組成。熱能交換器等組成。 主動式太陽能利用能主動式太陽能利用能 夠較好地滿足住戶的生活夠較好地滿足住戶的生活 要求，

34、可以保證室內(nèi)采暖要求，可以保證室內(nèi)采暖 和供熱水，甚至制冷空調(diào)。和供熱水，甚至制冷空調(diào)。 但設(shè)備復雜，投資貴，需但設(shè)備復雜，投資貴，需 要消費輔助能源和電功率，要消費輔助能源和電功率， 而且所有的熱水集熱系統(tǒng)而且所有的熱水集熱系統(tǒng) 都需要設(shè)有防凍措施。都需要設(shè)有防凍措施。 主動式太陽熱能利用系統(tǒng)示意主動式太陽熱能利用系統(tǒng)示意 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 三、光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑一體化三、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、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)電機或電網(wǎng)）以及負載組成，此外還有功備用電源（輔助發(fā)電機或電網(wǎng)）以及負載組

35、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)計有機地發(fā)電設(shè)備或構(gòu)件在建筑上利用，并做到了與建筑設(shè)計有機地 結(jié)合。結(jié)合。 光伏發(fā)電通風屋頂光伏發(fā)電通風屋頂 簡單的太陽發(fā)電系統(tǒng)示意簡單的太陽發(fā)電系統(tǒng)示意 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.2 2.2 建筑光環(huán)境建筑光環(huán)境 建筑光環(huán)境控制包括建筑光環(huán)境控制包括: : 建筑采光設(shè)計建筑采光設(shè)計 建筑照明建筑照明 建筑采光設(shè)計就是設(shè)法通過采光口使光線進入室內(nèi)。建筑采光設(shè)計就是設(shè)法通過采光口使光線進入室內(nèi)。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.2.1 2.2.1

36、 采光設(shè)計標準采光設(shè)計標準 一、基本光度單位一、基本光度單位 光環(huán)境設(shè)計常用的基本光度單位有光通量、照光環(huán)境設(shè)計常用的基本光度單位有光通量、照 度、發(fā)光強度和亮度。度、發(fā)光強度和亮度。 光通量光通量 表示光源發(fā)出的光能的多少，單位為表示光源發(fā)出的光能的多少，單位為lmlm（流明）。（流明）。 照度照度E E 表示照射到單位面積上光通量的多少，單位為表示照射到單位面積上光通量的多少，單位為lxlx （勒克斯）。（勒克斯）。 發(fā)光強度發(fā)光強度I I 是光通量的空間密度，單位為是光通量的空間密度，單位為C Cd d（坎德拉）。（坎德拉）。 亮度亮度L L 是發(fā)光體在視看方向上單位面積發(fā)出的發(fā)光強度，

37、是發(fā)光體在視看方向上單位面積發(fā)出的發(fā)光強度， 單位單位 為為C Cd d/m/m2 2 （坎德拉每平方米）。 （坎德拉每平方米）。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 光氣候系數(shù)光氣候系數(shù)K K 我國幅員遼闊，各地光氣候差別較大。因我國幅員遼闊，各地光氣候差別較大。因 此，國家標準中將我國劃分為此，國家標準中將我國劃分為I-VI-V個光氣候區(qū)，個光氣候區(qū)， 采光設(shè)計時，各光氣候區(qū)取不同的光氣候系數(shù)采光設(shè)計時，各光氣候區(qū)取不同的光氣候系數(shù) K K。 從I-VI-V光氣候區(qū)，光氣候系數(shù)光氣候區(qū)，光氣候系數(shù)K K分別取分別取: : 0.8 0.8 0.9 0.9 1.0 1.0 1

38、.1 1.1 1.2 1.2 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 三、采光均勻度三、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)之比平均采光系數(shù)之比 頂部采光頂部采光I-IVI-IV級采光均勻度在級采光均勻度在0.70.7以上，對以上，對 頂部采光頂部采光V V級和側(cè)面采光無要求。級和側(cè)面采光無要求。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 四、眩光四、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)計中，減小窗

39、戶眩光主要措施有：視覺條件。采光設(shè)計中，減小窗戶眩光主要措施有： （1 1）作業(yè)區(qū)應(yīng)減少或避免直射陽光；）作業(yè)區(qū)應(yīng)減少或避免直射陽光； （2 2）工作人員的視覺背景不宜為窗口；）工作人員的視覺背景不宜為窗口； （3 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；）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 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。）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。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.2.2 2.2.2 建筑采光設(shè)計建筑采光設(shè)計 采光設(shè)計可以分為被動式和主動式兩類采光設(shè)計可以分為被動式和主動式兩類: : 被動式采光

40、被動式采光: :利用不同形式的采光窗進行采光。利用不同形式的采光窗進行采光。 主動式采光主動式采光: :利用集光、傳光等設(shè)備與控制系統(tǒng)將天然光利用集光、傳光等設(shè)備與控制系統(tǒng)將天然光 傳送到需要照明的部位。傳送到需要照明的部位。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 一、被動式采光設(shè)計：一、被動式采光設(shè)計： （一）側(cè)窗（側(cè)面采光）：（一）側(cè)窗（側(cè)面采光）： 側(cè)窗采光的特點是側(cè)窗采光的特點是 房間的天然光照度隨進房間的天然光照度隨進 深的增加而迅速降低，深的增加而迅速降低， 照度分布很不均勻照度分布很不均勻 。 被動式采光方法取決于采光窗種類，被動式采光方法取決于采光窗種類， 采光窗通常可分為側(cè)窗和天窗。采光窗通?？?/p>

41、分為側(cè)窗和天窗。 單側(cè)窗采光特性（上圖為剖面，下圖為平面）單側(cè)窗采光特性（上圖為剖面，下圖為平面） 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 為了有較好的采光均勻度，單側(cè)采光房間的進為了有較好的采光均勻度，單側(cè)采光房間的進 深一般不超過窗高的深一般不超過窗高的1.52倍為宜。倍為宜。 改善側(cè)窗采光特性的措施：改善側(cè)窗采光特性的措施： 利用透光材料本身的反射、擴散和折射性能控制光線。利用透光材料本身的反射、擴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。使用固定或活動的遮陽板、遮光百頁、遮光格柵。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （二）天窗（頂部采光）：（二）天窗（頂部采光）： 頂部采光口形式：頂部采光口形式：

42、 矩形天窗、矩形天窗、 鋸齒形天窗、鋸齒形天窗、 平天窗等平天窗等 。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （1 1）矩形天窗：）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，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。窗戶的方向與屋架相垂直，稱為縱向矩形天窗。 矩形天窗采光特性矩形天窗采光特性 平天窗采光特性平天窗采光特性 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （2 2）平天窗：）平天窗： 平天窗采光口位于水平面或接近水平面，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它的采光效率最高，約為矩形天窗采光效率 的的22.522.5倍。透明的平天窗

43、容易產(chǎn)生眩光，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。窗要采取遮陽措施。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) （3 3）鋸齒形天窗：）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 率比矩形天窗約高率比矩形天窗約高15%20%15%20%。當窗口朝北布置時，接受北向天空漫射光，。當窗口朝北布置時，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

44、、超市、體育館及特殊車間使用。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鋸齒形天窗采光特性 a.晴天窗口朝向太陽晴天窗口朝向太陽 b.晴天窗口背向太陽晴天窗口背向太陽 c.陰天室內(nèi)天然光分布陰天室內(nèi)天然光分布 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 除了以上三種天窗外，頂部采光還有：除了以上三種天窗外，頂部采光還有： （1 1）大面積采光頂棚：常見于現(xiàn)代建筑的中庭、）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。大型市場、體育館、博覽館、溫室等建筑。 （2 2）帶形或板式天窗：多數(shù)是在屋面板上開洞，）帶形或板式天窗：多數(shù)是在屋面板上開洞， 覆以透光材料構(gòu)成的。覆以

45、透光材料構(gòu)成的。 （3 3）下沉式天窗：是利用建筑物屋架上下弦之）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。間的高差設(shè)置采光窗構(gòu)成的。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二、主動式采光設(shè)計二、主動式采光設(shè)計 主動式采光設(shè)計增加了室內(nèi)可用的天主動式采光設(shè)計增加了室內(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，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。減少照明用電，節(jié)約能源。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.2.3 2.2.3 采光窗口面積的確定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

46、采光窗口面積的確定，通常根據(jù)建筑空間的 采光、通風、立面處理等綜合要求，先大致確定采光、通風、立面處理等綜合要求，先大致確定 窗口面積，然后根據(jù)房間的采光要求進行校驗，窗口面積，然后根據(jù)房間的采光要求進行校驗， 驗證是否符合采光標準值。采光計算方法很多，驗證是否符合采光標準值。采光計算方法很多， 建筑采光設(shè)計標準建筑采光設(shè)計標準規(guī)定了一種簡易圖表計算規(guī)定了一種簡易圖表計算 方法。采光要求不十分精確時，利用窗地面積比方法。采光要求不十分精確時，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。面積與室內(nèi)地面面積之比。 建

47、筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.32.3建筑聲環(huán)境建筑聲環(huán)境 建筑聲環(huán)境包括：建筑聲環(huán)境包括： 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計、室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計、 建筑隔聲、建筑隔聲、 噪聲控制噪聲控制 三方面的內(nèi)容。三方面的內(nèi)容。 室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計一般只限于各類廳堂，如影劇院、室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計一般只限于各類廳堂，如影劇院、 音樂廳、體育館、報告廳、教室、禮堂和各類多功能音樂廳、體育館、報告廳、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廳等，建筑隔聲和噪聲控制是各類建筑都存在的一個 普遍性問題。普遍性問題。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 聲能的反射、吸收與透射聲能的反射、吸收與透射 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 聲音源于物體的振

48、動。聲音源于物體的振動。 正在發(fā)出聲音的物體稱為聲源。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。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常溫下聲波的傳播速度為340m/s340m/s。 人耳可聽到的聲音頻率范圍為人耳可聽到的聲音頻率范圍為20Hz20Hz20000Hz20000Hz。 根據(jù)根據(jù) 波長聲速波長聲速/ /頻率頻率 的關(guān)系，相應(yīng)的人耳可聽的關(guān)系，相應(yīng)的人耳可聽 到的聲音波長范圍為到的聲音波長范圍為17mm17mm17m17m。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 人耳所感受到的聲音的強弱可以用人耳所感受到的聲音的強弱可以用A A計權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲壓級計權(quán)

49、網(wǎng)絡(luò)聲壓級 來表示，簡稱來表示，簡稱A A聲級。聲壓級符號為聲級。聲壓級符號為LpLp，單位為，單位為B(A)B(A)。 聲壓級的疊加按照對數(shù)運算法則進行。兩個相等聲壓級的疊加按照對數(shù)運算法則進行。兩個相等 的聲壓級疊加，聲壓級只增大的聲壓級疊加，聲壓級只增大3dB3dB。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.3.1 2.3.1 多孔吸聲多孔吸聲 多孔吸聲材料是主要的吸聲材料，它具有良好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。的高頻吸聲性能。 最初是以麻、棉、毛等有機纖維材料為主，現(xiàn)最初是以麻、棉、毛等有機纖維材料為主，現(xiàn) 在大部分由玻璃棉、超細玻璃棉、巖棉、礦棉等無在大

50、部分由玻璃棉、超細玻璃棉、巖棉、礦棉等無 機纖維材料代替。除了棉狀的以外，還可用適當?shù)臋C纖維材料代替。除了棉狀的以外，還可用適當?shù)?粘著劑制成板材或氈片。粘著劑制成板材或氈片。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 一多孔吸聲材料的特點一多孔吸聲材料的特點 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，當聲波入射到材料表面時，聲波很快地順著而具有一定的通氣性，當聲波入射到材料表面時，聲波很快地順著 微孔進入材料內(nèi)部，引起空隙間的空氣振動，由于磨擦、空氣粘滯微孔進入材料內(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

51、維之間的熱傳導作用，使相當一部分聲能轉(zhuǎn)阻力和空隙間空氣與纖維之間的熱傳導作用，使相當一部分聲能轉(zhuǎn) 化為熱能而被吸收掉?；癁闊崮芏晃盏簟?所以多孔材料吸聲的先決條件是聲波能很容易地進入微孔內(nèi)，所以多孔材料吸聲的先決條件是聲波能很容易地進入微孔內(nèi)， 因此不僅材料內(nèi)部，而且在材料表面上也應(yīng)當多孔，如果多孔材料因此不僅材料內(nèi)部，而且在材料表面上也應(yīng)當多孔，如果多孔材料 的微孔被灰塵污垢或抹灰油漆等封閉時，會對材料的吸聲性能產(chǎn)生的微孔被灰塵污垢或抹灰油漆等封閉時，會對材料的吸聲性能產(chǎn)生 不利影響。不利影響。 常用的多孔吸聲材料有玻璃棉、礦渣棉、泡沫塑料，各種軟常用的多孔吸聲材料有玻璃棉、礦渣棉、泡沫

52、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。吸聲板是綠色防火、防潮的吸聲材料。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二影響多孔材料吸聲系數(shù)的因素二影響多孔材料吸聲系數(shù)的因素 (1) (1) 材料厚度的影響：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，吸聲效果的提高就不明顯聲效果，而高頻影響不顯著。但材料厚度增加到一定程度后，吸聲效果的提高就不明顯 了。所以為

53、了提高材料的吸聲性能而無限制地增加厚度是不適宜的。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) (2) 材料容重的影響：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料容重的適當增加，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。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多孔吸聲材料的孔隙率一般在70%以上，多數(shù)達以上，多數(shù)達90%。 (3) (3) 背后空氣

54、層的影響：背后空氣層的影響：當多孔吸聲材料背后留有空氣層時，與該空氣層用同樣的材當多孔吸聲材料背后留有空氣層時，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。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) 4) 材料表面裝飾處理的影響：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，常常在建筑裝修中為了改善材料吸聲性能的要求，常常 要進行表面裝飾處理，如表面鉆孔、開槽；粉刷、油漆；利用其它材料護面。吸聲材料要進行表面裝飾處理，如表面鉆孔、開槽；粉刷、油漆；利用其它材料護面。吸聲材料 表面的空洞和開口孔隙，對吸

55、聲也是有利的。當材料吸濕或表面噴涂油漆，孔口充水或表面的空洞和開口孔隙，對吸聲也是有利的。當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。堵塞，會大大降低吸聲材料的吸聲效果。 (5) (5) 聲波的頻率和入射條件：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 實用的厚度（實用的厚度（5cm5cm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，實際情況多是無規(guī)入射。和斜入射是比較特殊的，實際情況多是

56、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一步擴大。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.3.2 2.3.2 薄板、薄膜吸聲薄板、薄膜吸聲 一薄板吸聲構(gòu)造一薄板吸聲構(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任何一種不透氣的材料裝在墻壁上并保持一定的空氣 層，就成為板狀吸聲構(gòu)造。當聲波撞擊板面時便發(fā)生振動，層，就成為板狀吸聲構(gòu)造。當聲波撞擊板面時便發(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)榘宓膿锨駝訉⑽詹糠秩肷渎暷?，并把這種聲能轉(zhuǎn)變?yōu)?熱能。薄板吸聲是一種很有效的低頻吸聲構(gòu)造。因為

57、室內(nèi)熱能。薄板吸聲是一種很有效的低頻吸聲構(gòu)造。因為室內(nèi) 空間和多孔材料對中頻和高頻吸收都較大。空間和多孔材料對中頻和高頻吸收都較大。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 二薄膜吸聲構(gòu)造二薄膜吸聲構(gòu)造 皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有 不透氣、柔軟、受張拉時有彈性等特性。不透氣、柔軟、受張拉時有彈性等特性。 這些薄膜材料可與其背后封閉的空氣層形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)和背后空氣層的彈性有

58、關(guān)。薄膜吸聲結(jié)構(gòu) 頻率通常在頻率通常在2002001000H1000HZ Z范圍，最大吸聲系范圍，最大吸聲系 數(shù)約為數(shù)約為0.30.30.40.4，一般把它作為中頻范圍，一般把它作為中頻范圍 的吸聲材料。的吸聲材料。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.3.3 2.3.3 空腔共振吸聲空腔共振吸聲 空腔（亥姆霍茲）共振器空腔（亥姆霍茲）共振器: : 是一個內(nèi)部為硬表面的是一個內(nèi)部為硬表面的 封閉體，連接一條頸狀的狹封閉體，連接一條頸狀的狹 窄通道，以便聲波通過狹窄窄通道，以便聲波通過狹窄 通道進入封閉體內(nèi)。通道進入封閉體內(nèi)。 空腔共振器可分為：空腔共振器可分為： 單個吸聲體、穿孔板共單個吸聲體、穿孔板共 振

59、器、狹縫共振器。振器、狹縫共振器。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.3.4 2.3.4 空間吸聲體空間吸聲體 空間吸聲體用穿孔板材（鋼、鋁、硬紙板條等）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、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)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。廠房作吸聲處理。 建筑物理環(huán)境基礎(chǔ) 2.3.5 2.3.5 可變吸聲體可變吸聲體 對于某些功能需要轉(zhuǎn)換的空間，其

60、聲學要求也將隨使用對于某些功能需要轉(zhuǎn)換的空間，其聲學要求也將隨使用 功能而變化。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，這時因此，某種固定的吸聲做法難以滿足變化的要求，這時 可以利用可變吸聲體進行聲音的吸收與反射之間的轉(zhuǎn)換?？梢岳每勺兾曮w進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、鉸鏈式吸聲板、旋轉(zhuǎn)式圓柱體等形式。式吸聲板、鉸鏈式吸聲板、旋轉(zhuǎn)式圓柱體等形式。 吸聲 吸聲 d 鉸鏈式 a 伸縮式 反射 反射 c 平移式 吸聲 可變吸聲構(gòu)造 e 旋轉(zhuǎn)式圓柱體 b 旋轉(zhuǎn)式吸聲板 擴