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文檔簡介
1、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條件。對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
2、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??諝鉁囟鹊孛媾c空氣的熱交換是空氣溫度升降的直接原因,大氣的對流作用也以最強的方式影響氣溫,下墊面的狀況,海拔高度、地形地貌都對氣溫及其變化有一定影響??諝鉂穸戎缚諝庵兴魵獾暮?。一年中相對濕度的大小和絕對濕度相反。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;人體活動的影響5.人體與周圍環(huán)境的換熱方式有對流、輻射和蒸發(fā)三種。6.氣流速度對人體的對流換熱影響很大,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
3、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)境的綜合評價: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)的瞬時熱感覺作為決定各項因素綜合作用的評價標(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、不同活動量下的新陳代謝產(chǎn)熱率及環(huán)境蒸發(fā)率等的理論計算而提出的。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)計熱感指數(shù):PMV人體蓄熱量是空氣溫度、空氣相對濕度、氣流速度和平均輻射溫度4個環(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
4、特點: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??;5)霧多、能見度差。11.我國建筑熱工設(shè)計氣候分區(qū)嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)溫和地區(qū)12.被動式太陽能建筑原理:當(dāng)太陽輻射熱透過日光室玻璃照射到墻面上時,墻面吸收熱能,溫度升高,并通過對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日光室,不斷循環(huán)流動的空氣提高了室內(nèi)氣溫,從而改善了室內(nèi)熱環(huán)境。注意點:1) 日光室的朝向應(yīng)選擇當(dāng)?shù)厝照諘r間長,太陽輻射強烈的方位,一般以東南、南、西南向為宜;2)日光室的玻璃應(yīng)選
5、擇熱光比大的玻璃,并應(yīng)有較大的面積。這是因為玻璃是短波熱射線的透射體,而又是長波熱射線的非透射體,能阻擋日光室的熱量輻射外逸;3)墻面對太陽輻射熱的吸收至關(guān)重要,表面一定要用對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、過小都會影響采暖效果5)在使用上,當(dāng)一晚或無日輻射的時候,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.熱能傳遞的動力是溫度差2.傳熱是指物體內(nèi)部或物體與物體之
6、間熱能轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。3.導(dǎo)熱是由溫度不同的質(zhì)點(分子、原子、自由電子)在熱運動中引起的熱能傳遞現(xiàn)象。導(dǎo)熱系數(shù):在穩(wěn)定條件下,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、 對流是由于溫度不同的各部分流體之間發(fā)生相對運動,互相摻合而傳遞熱能。對流換熱的強弱主要取決于:層流邊界層內(nèi)的換熱與流體運動發(fā)生的原因、流體運動狀況、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。自然對流換熱受迫對流換熱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:1)在輻射傳熱過程
7、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)凡是溫度高于絕對零度的一切物體,不論它們的溫度高低都在不間斷地想外輻射不同波長的電磁波,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白體,能全部吸收的稱為絕對黑體,能全部透過的則稱為絕對透明體或透熱體。吸收系數(shù)接近于1的物體近似地當(dāng)作黑體。單位時間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的波長從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/。單位時間內(nèi)在物體單位表面積上輻射的某一波長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
8、同波長的單色輻射本領(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)射某些波長的輻射能,并且其單色輻射本領(lǐng)總小于同溫度黑體同波長的單色輻射本領(lǐng)。4、封閉空氣間層的傳熱特點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于長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,在單位時間內(nèi)通過1m2表面積的熱量。8. 傳熱的基本方式:導(dǎo)熱、對流、輻射9.平壁的穩(wěn)態(tài)傳熱整個傳熱過程分為三個過程:平壁內(nèi)表面吸熱,平壁材料
9、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/WRo平壁的總熱阻Ro=Ri+R+ReKo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.熱阻熱阻反應(yīng)了壁體抵抗熱流通過的能力。11.封閉空間層的傳熱提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。是對流、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,進入自然對流狀態(tài)。在有限封閉空間內(nèi)空氣伴隨著導(dǎo)熱會產(chǎn)生自然對流換熱,對流換熱的強度與間層的厚度,位置,形狀等因素有關(guān)。12.平壁
10、周期性傳熱外界熱作用隨時間呈周期性變化,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.簡諧熱作用:溫度隨時間呈正弦函數(shù)或余弦函數(shù)的規(guī)律變化。14.半無限厚平壁在簡諧熱作用下的傳熱特征:1)平壁表面及內(nèi)部任一點X處的溫度,都會出現(xiàn)和介質(zhì)溫度周期Z相同的簡諧波動。2)從介質(zhì)到壁體表面及內(nèi)部,溫度波動的振幅逐漸減少,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,溫度波動的相位逐漸向后推移,這種現(xiàn)象叫做溫度波動的相位延遲。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。Pw=Pd+P16.空氣的絕對濕度不能反映空氣的潮
11、濕程度。17.水蒸汽含量不變的濕空氣其溫度越高,其相對濕度越??;絕對濕度不變。18.相對濕度的定義相對濕度指一定溫度及大氣壓下,空氣的絕對濕度f與同溫同壓下飽和蒸氣量fmax的比值。19.維護結(jié)構(gòu)的滲透強度假設(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)通過維護結(jié)構(gòu)向室外滲透。其滲透強度: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,應(yīng)盡量減少外圍護結(jié)構(gòu)的總面積。2)圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的保溫性能。3)爭取良好的朝向和適當(dāng)?shù)慕ㄖ镩g距。4)增強建筑物的密閉性,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)計的依據(jù):民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
12、夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)3.圍護結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計計算(略)4.圍護結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟傳熱阻(略)5. 圍護結(jié)構(gòu)平均傳熱系數(shù)的計算(略)6、圍護結(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
13、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.圍護結(jié)構(gòu)的蒸汽滲透及冷凝:冷凝:某一狀態(tài)下的空氣,在含濕量不變的情況下,冷卻到它的相對濕度達(dá)到100%時所對應(yīng)的濕度,稱為該狀態(tài)下空氣的露點溫度。由于溫度降到露點溫度以下,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,在圍護結(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)通過圍護結(jié)構(gòu)向較低一側(cè)滲透擴散,這種現(xiàn)象稱為蒸汽滲透。11.防止和控制冷凝
14、的措施1)防止和控制表面冷凝正常濕度的采暖房間:圍護結(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)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?優(yōu)點:1)大大降低承重層溫度應(yīng)力的影響(2)對結(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
15、(5)有利于舊房改造缺點:(1)對于大空間和間歇采暖(空調(diào))的建筑不宜(2)對于保溫效果好又有強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)3)長波輻射傳入室內(nèi)4)通過維護結(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、太陽輻射和大氣長波輻射對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小時為周期波動的周期函數(shù),其中太陽輻射的當(dāng)量溫度所占比例不容
16、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溫度、太陽輻射當(dāng)量溫度和建筑外表面長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3) 門窗的位置與尺寸4)門窗的開啟方式6.圍護結(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
17、: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。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)缺點優(yōu)點: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:夜間不利于散熱,增大屋頂靜荷載,蓄水深度增加,荷載更大需要補充水,加重市政建設(shè)的負(fù)擔(dān)7.對于采暖房間,為了防潮,設(shè)置通風(fēng)間層或泄汽溝道。墻體外側(cè)設(shè)保溫層。墻體內(nèi)側(cè)設(shè)隔汽層。8.絕熱材料的定義9.冬季室內(nèi)外墻內(nèi)表面結(jié)露的原因是墻體內(nèi)表面溫度低于露點溫度。10.圍護結(jié)構(gòu)傳熱異常部位是指窗
18、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.對建筑防熱來說,是晴天天氣作為設(shè)計的基本條件。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)計要點1)遮陽的板面組合與構(gòu)造:用不同的板面組合以便選擇
19、對采光、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:安裝位置對防熱和通風(fēng)的影響很大。3)材料與顏色:多采用堅固耐久的輕質(zhì)材料;輕便、靈活;外表面顏色宜淺,以減少對太陽輻射熱的吸收,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)第一章:建筑光學(xué)基本知識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:(1)椎體、桿體細(xì)胞,雙眼不動的視野范圍。椎體細(xì)胞在明亮的環(huán)境下對色覺和視覺敏銳度起決定作用,它能分辨出物體
20、的顏色和細(xì)部,并對環(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)境中對明暗感覺起決定作用,他雖能看到物體,但不能分辨其細(xì)部和顏色,對明暗變化的反應(yīng)緩慢。視野范圍(視場)水平面180,垂直面130,上方為60,下方為703.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,波長m和波長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:表示波長和波長的單色輻射,在特定光度條件下,獲得相同視覺感覺時,該兩個單色輻射通量之比。4.光通量、發(fā)光強度、照度的關(guān)系光通量:人眼對光的感覺量公式:輻射通量:光源在單位時間內(nèi)發(fā)射或接收的輻射能量或在某種介
21、質(zhì)中單位時間傳遞的輻射能量。發(fā)光效率:單位輻射通量產(chǎn)生的光通量。發(fā)光強度: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)光強度成正比,公式:5.太陽輻射的可見光,其波長范圍是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:計算點光源產(chǎn)生照度的基本公式,某表面的照度E與點光源在這方向的發(fā)光強度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
22、角等于反射角;入射光線、反射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.擴散反射和透射均勻擴散材料:將入射光想均勻地向四面八方反射或透射,從各個角度看,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方向上,與入射方向無關(guān),磚、混凝土、石膏定向擴散材料: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
23、素:適當(dāng)?shù)牧炼?、物件尺寸、對比、識別時間、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,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。色溫是按絕對黑體來定義的,光源的輻射在可見區(qū)和絕對黑體的輻射完全相同時,此時黑體的溫度就稱此光源的色溫。光源對物體顏色呈現(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
24、空擴散光和地面反射光形成的天然光平均狀況。2.已知某種燈僅輻射出波長為555納米的單色光,設(shè)其輻射通量為1瓦,則該燈對應(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
25、度由太陽照度和天空擴散光兩部分組成。8.我國的光氣候概況9.采光標(biāo)準(zhǔn):室內(nèi)給定水平面上某一點的由全陰天天空漫射光所產(chǎn)生的照度和同一時間同一地點,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)完全利用天然光進行工作時的室外天然光最低照度。我國規(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
26、)窗結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面和窗周圍的內(nèi)墻面宜采用淺色飾面。合適的光反射比,防止紫外線的進入12.采光口側(cè)窗優(yōu)點:(1)建造和維護費用低(2)光線有方向性,有利于成陰影缺點:(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,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,鋸齒形天窗的玻璃面積比縱向天窗少15%-20%。平天窗優(yōu)點:采光效率高,面積大;缺點:積塵,易產(chǎn)生眩光。種類:采光天棚(中庭、市場、體育館、溫室)接近自然的全天侯室內(nèi)空間;板式、條
27、式;采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,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
28、體積小,易控光,工作環(huán)境溫度范圍較大,結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,使用方便;缺點發(fā)光效率低,燈絲亮度高,散熱量大,壽命短,受電壓變化、機械振動影響大。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: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,燈管表面溫度較低缺點:初期投資較大,冬天難啟動,有頻閃現(xiàn)象,有紫外線泄露,對無線電有干擾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:以小時計算平均亮度:以cd/表示,普通白熾燈發(fā)光體為燈絲
29、,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、再啟動時間受環(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)計要求:1)整個教室應(yīng)保持足夠照度,且分布均勻,黑板上
30、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、維護費用7.燈具的光特性,配光曲線它是指光源(或燈具)在空間各個方向的光強分布。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按照光通量在上下半球的分布分:直接型、半直接型、均勻擴散型、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)直接-間接型燈具:能向燈具上部和下部發(fā)射4
31、0%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)及人對聲音的物理感受1.聲音:聲音是有物體振動產(chǎn)生的。產(chǎn)生聲音的物體叫聲源2.聲場:聲音存在的空間。3.波長=聲速/頻率=c/f4.人耳聽到的聲音:2020000HZ5.波陣面:某一時刻,波動所到達(dá)形成的包跡面。球面(點聲源傳播的波陣面)柱面(線聲源)面(面聲源)6.聲功率:聲源在單位時間內(nèi)向外輻射的聲音能量W,單位瓦聲強:在聲波傳播過程中,每單位面積波陣面上通過的聲功率,I聲壓:空氣質(zhì)點由于聲波作用而產(chǎn)生振動時
32、所引起的大氣壓力起伏。I=p2/pc7.混響時間: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)聲壓級衰減60dB所經(jīng)歷的時間。T60=8.聲速:340m/s頻率、波長和聲速之間的關(guān)系:=c/f波長=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復(fù)合而成的。這些振動中有一個頻率最低的振動,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,為什么用聲壓級來計算聲音的大小給定聲壓與參考聲壓之比的以10為底的對數(shù)乘以20,以分貝計。稱為聲壓級。聲壓級以符號SPL表示,其定義為將待測聲壓有效值p(e)與參考聲
33、壓p(ref)的比值取常用對數(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,這個數(shù)值是正常人耳對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聲音的存在了。顯然該可聽閾聲壓的聲壓級即為零分貝。11.聲壓級的計算對于聲壓級總是以整數(shù)表示,如果聲壓級改變1db,人們很難察覺這種變化,人耳能判斷的聲壓級最小變化是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.點聲源與平方反比律計算在距離為r1處的聲壓級為Lp1,在距離r2=n
34、r1處的聲壓級為Lp2,則有Lp2=Lp1-20lg(r2/r1)=Lp1-20lgn與聲源的距離增加1倍,聲壓級降低6db13.了解聲波的反射,折射,衍射,擴散,吸收與透射14.混響時間的計算(考點)15.響度聲音的強弱叫做響度。響度是感覺判斷的聲音強弱,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,也與聲音的頻率有關(guān)。單位為宋。頻率為10000hz,聲壓級為聽者聽閾(yu)以上40db的一個純音所產(chǎn)生的響度為一宋。人耳對聲音的感覺,不僅和聲壓有關(guān),還和頻率有關(guān)。聲壓級相同,頻率不同的聲音,聽起來響亮程度也不同。如空壓機與電鋸,同是100分貝聲壓級的噪聲聽起
35、來電鋸聲要響得多。按人耳對聲音的感覺特性,依據(jù)聲壓和頻率定出人對聲音的主觀音響感覺量,稱為響度級,單位為方。16.A聲級用A計權(quán)特性時測得的計權(quán)聲壓級稱為A聲級,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,不再是直線傳播,而是能繞道展板的背后改變原來的傳播方向,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、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)
36、具有相同頻率、相同相位的兩個波源所發(fā)出的波相遇疊加時,在波重疊的區(qū)域內(nèi)某些點處振動始終彼此加強,而在另一些位置,振動始終互相削弱或抵消,這種現(xiàn)象叫做波的干涉。21.駐波概念:當(dāng)兩列頻率的波在同一直線上相向傳播時將形成“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,由于振動質(zhì)點的摩擦,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
37、料或構(gòu)件時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度同時表現(xiàn)出來,叫做頻譜。頻譜是各個頻率的聲壓級的綜合量是表征聲音的物理量之一25.時差效應(yīng)(哈斯)直達(dá)聲到達(dá)后50ms以內(nèi)到達(dá)的反射聲會加強直達(dá)聲。直達(dá)聲到達(dá)后50ms后到達(dá)的“強”反射聲會產(chǎn)生“回聲”。26.雙耳聽聞效應(yīng)(聽覺定位):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)生時間差和
38、強度差。人耳對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,對氣體和液體給予阻尼作用的材料特點: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:(
39、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.空腔共振吸聲機理:頸口空氣柱與空腔相當(dāng)于一彈簧振動系統(tǒng),有固有的振動頻率。當(dāng)入射聲波與固有振動頻率相同時,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:1吸聲性能好:中高頻好2節(jié)約經(jīng)費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(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
40、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,為了噪聲控制,首先將機場和重工業(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)和居住區(qū)之間設(shè)置開闊地帶或綠化帶,以進一步降噪聲對居住區(qū)的影響。(3) 進行道路交通控制道
41、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,加強管理,如限制車速、限制重型車輛進入市區(qū)的時間等,以及注意道路兩側(cè)建筑的功能分區(qū)布置,必要時可設(shè)置隔聲屏障。2.隔聲量對于空氣聲,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)噪聲及社會生活噪聲。4.噪聲評價量,清楚什么是噪聲評價數(shù)對聲環(huán)境現(xiàn)狀確定噪聲評價數(shù)的方法:先測量各個倍頻帶聲壓級,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,代表該噪聲的噪聲評價數(shù),即某環(huán)境的噪聲不超過噪聲評價數(shù)NR-X.噪聲評價: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;同時了解噪聲產(chǎn)生的原因以及周圍環(huán)境的情況2、根據(jù)噪聲現(xiàn)狀和有關(guān)的噪聲允許標(biāo)準(zhǔn),確定所需降低的噪聲聲壓級數(shù)值3、根據(jù)需要和可能,采取綜合的降噪措施,包括從城市規(guī)劃、總圖布置、單體建
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