《建筑設(shè)計原理》2-建筑的環(huán)境性和設(shè)計

第二章建筑的環(huán)境性和設(shè)計一、建筑的外部環(huán)境外部環(huán)境：廣義上是指圍繞著主體的周圍事物，尤其是人與生物的生存環(huán)境。它既是作用于生物的外界影響力的總和，也是人們通過各種方式去認識、體驗和感知的外界的總和，即包括自然環(huán)境、人工環(huán)境以及影響人類生活的社會環(huán)境及社區(qū)環(huán)境。

1.外部空間的分類使用性質(zhì)公共空間半公共空間界面形態(tài)

開敞空間半封閉空間2.外部環(huán)境對建筑設(shè)計的影響要素水文建筑總布局建筑朝向建筑構(gòu)造建筑施工2.外部環(huán)境對建筑設(shè)計的影響要素地質(zhì)建筑選址建筑結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)2.外部環(huán)境對建筑設(shè)計的影響要素地形地貌建筑布局建筑造型2.外部環(huán)境對建筑設(shè)計的影響要素建筑造型氣候建筑布局城市規(guī)劃建筑范圍建筑性質(zhì)場地周圍建筑布局建筑與外部環(huán)境設(shè)計的主要工作是依據(jù)場地的自然和人工環(huán)境條件，在原有地形上，創(chuàng)造性的布置建筑、改造場地等，以滿足各種設(shè)計要求。建筑外環(huán)境設(shè)計的三個方面：利用環(huán)境、改造環(huán)境、創(chuàng)造環(huán)境二、建筑與外部環(huán)境設(shè)計1.建筑布局設(shè)計建筑布局重在處理好建筑物或建筑群與場地環(huán)境及周邊的關(guān)系。1.1功能分區(qū)合理小學高中初中1.2主要出入口的位置合理步行主出入口初中主出入口小學主出入口步行主出入口高中主出入口機動車出入口機動車出入口機動車出入口后勤出入口后勤出入口后勤出入口1.3主要建筑的位置合理教學樓教學樓教學樓1.4次要建筑的位置合理小學操場初中操場高中操場體育館體育館1.4次要建筑的位置合理綜合樓綜合樓行政樓1.4次要建筑的位置合理宿舍宿舍1.5爭取好朝向（1）通風——爭取自然通風，同時嚴寒地區(qū)注意防風爭取自然通風：盡量垂直于夏季主導風向我國大部分地區(qū)夏季的主導風向都是南向或南偏東，選擇這樣的朝向也有利于避免東、西曬，兩者都可以兼顧。渦旋區(qū)內(nèi)風速很小。為了保證后排房屋有良好的通風，后排房屋需要布置在前幢房屋的渦旋區(qū)以外，這樣，兩排房屋的間距大約為前幢房屋高度的4倍左右。一般建筑群的平面布局有行列式、錯列式、斜列式、周邊式等，從通風的角度來看，以錯列、斜列較行列、周邊為好。1）當用行列式布置時，建筑群內(nèi)部流場因風向投射角不同而有很大變化。2）錯列式和斜列式可使風從斜向?qū)虢ㄖ簝?nèi)部，有時亦可結(jié)合地形采用自由排列的方式。3）周邊式很難使風導入，這種布置方式只適于冬季寒冷地區(qū)。建筑群布置（1）通風——爭取自然通風，同時嚴寒地區(qū)注意防風注意防風1）建筑朝向利用綠化導風2）建筑外環(huán)境設(shè)計導風

3）利用窗扇導風窗扇擋風或?qū)эL利用窗扇導風入室（a）立轉(zhuǎn)窗；（b）上懸窗；（c）隔墻上的中旋窗1.5爭取好朝向（2）采光——爭取日照，同時注意遮陽爭取日照：1）建筑基地應(yīng)選擇在向陽的平地或山坡上，以爭取盡量多的日照；2）應(yīng)選擇滿足日照間距要求、不受周圍其他建筑嚴重遮擋的基地；3）建筑布局盡可能滿足最佳朝向范圍，并使建筑內(nèi)的各主要房間盡可能有良好的朝向和充足的日照：4）在多排多列建筑布置時，采用錯位布局，利用山墻空隙爭取日照，如圖1所示；5）點式、條式建筑組合布置時，將點式建筑布置在向陽位置，條式建筑布置在其后，有利于利用點式建筑空隙獲得日照，如圖2所示;圖1利用錯位布局爭取日照

圖2利用點式和條式建筑組合改善日照1.5爭取好朝向圖3利用不同高度建筑布局爭取日照6）當采用退臺式建筑或不同高度建筑組合布置時，將低建筑布置在向陽位置，高建筑布置在其后，有利于爭取更多的采光面積、減少日照間距、節(jié)約用地，如圖3所示；7）當采用封閉或半封閉的周邊式建筑方案時，需要進行合理布局或科學組合，爭取更多的日照。8）采用全封閉圍合式建筑組合時，其開口的位置和方位以向陽和居中為好。遮陽：1）建筑朝向——避免西曬2）建筑構(gòu)件如加大挑檐、設(shè)置百葉挑檐、外廊、凹廊及旋窗等結(jié)合建筑構(gòu)件的遮陽a)、b)挑檐c)外廊d)外廊加垂簾百葉e)凹陽臺f)凸陽臺g)垂直翻窗h)蜂窩形陶管3）外窗遮陽固定遮陽基本形式水平式遮陽

能夠有效遮擋太陽高度角較大、從窗口前上方投射下來的直射陽光。就我國地域而言，在北回歸線以北地區(qū)，它適用于南向附近窗口；而在北回歸線以南地區(qū)，它既可用于南向窗口也可用于北向窗口。垂直式遮陽

能夠有效地遮擋太陽高度角較小、從窗側(cè)向斜射過來的直射陽光。故主要適用于北向、東北向和西北向附近的窗口。綜合式遮陽

能夠有效地遮擋從窗前側(cè)向斜射下來的、中等大小太陽高度角的直射陽光。故它主要適用于東南向或西南向附近窗口，且適應(yīng)范圍較大。擋板式遮陽

能夠有效地遮擋從窗口正前方射來、太陽高度角較小的直射陽光。因此，這種遮陽形式上要適用于東向、西向附近窗口?；顒诱陉栃问交顒诱陉枠?gòu)件有百葉遮陽窗、遮陽簾、遮陽板等，可按需要調(diào)節(jié)遮陽的效果，冬季還可拆卸。4）玻璃遮陽膜玻璃遮陽膜透過率具有對可見光透過率高而對紅外線透過率低的特點。這種玻璃可阻擋太陽輻射中的紅外線進入房間，不同程度上減少透過窗口的輻射熱量，收到一定的防熱效果；但也會減少窗口的透光量，對房間的采光有所影響。目前主要應(yīng)用于玻璃幕墻。5）綠化遮陽綠化遮陽一是在陽臺、外廊種植蔓藤植物；二是在窗外一定距離種樹。在窗外種樹需要根據(jù)不同朝向的窗口選擇適宜的樹形。例如，南向要傘形，東、西向要柱形或圓錐形。樹的位置除滿足遮陽要求外，還要盡量減少對通風、采光和視線的影響。（3）景觀——面向景觀好的朝向1.6滿足各種間距要求（1）日照間距在建筑規(guī)劃設(shè)計中，必須在建筑之間留出一定的距離，以保證日光不受遮擋能直接照射到室內(nèi)。這個距離就稱為建筑的日照間距。日照間距的大小主要是根據(jù)現(xiàn)行小區(qū)規(guī)劃設(shè)計、住宅設(shè)計及其他建筑設(shè)計規(guī)范中對日照標準要求來確定。它受當?shù)氐乩砭暥?、建筑朝向、建筑的高度和長度及用地地形等因素的影響。建筑氣候區(qū)劃Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ氣候區(qū)Ⅳ氣候區(qū)Ⅴ、Ⅵ氣候區(qū)大城市中小城市大城市中小城市日照標準日大寒日冬至日日照時數(shù)（h）≥2≥3≥1有效日照時間帶（h）8~169~15計算起點底層窗臺面我國《住宅建筑規(guī)范》GB50368—2005和《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》GB50180-2018根據(jù)不同氣候區(qū)對住宅日照標準進行了相應(yīng)的規(guī)定，即每套住宅至少應(yīng)有一個居住空間滿足下表的日照要求。住宅建筑日照標準注：①建筑氣候區(qū)劃應(yīng)符合《建筑氣候區(qū)劃標準》GB50178－93的規(guī)定。

②底層窗臺面是指距室內(nèi)地坪0.9m高的外墻位置?！督ㄖ夂騾^(qū)劃標準》GB50178－93如圖1所示，在平坦場地上，任意朝向的條式建筑日照間距計算公式為：D=（H－H1）·ctghs·cosγ=H0·ctghs·cosγ

式中

D——兩建筑物間平地日照間距（m）；H——前排建筑高度，m；H1——后排建筑底層窗臺高度，m；H0——前排建筑檐口至后排建筑底層窗臺高度間高度差，m；hs——太陽高度角，deg；太陽高度角是指太陽光的入射方向和地平面之間的夾角γ——建筑墻面法線與太陽方位的夾角，deg。其中，太陽高度角hs和γ是根據(jù)相應(yīng)的日照標準及建筑朝向所確定。平坦場地上日照間距示意圖（2）防火間距防火間距：是指相鄰兩棟建筑物之間，保持適應(yīng)火災(zāi)撲救、人員安全疏散和降低火災(zāi)時熱輻射的必要間距。也就是指一幢建筑物起火，其相鄰建筑物在熱輻射的作用下，在一定時間內(nèi)沒有任何保護措施情況下，也不會起火的最小安全距離。（3）建筑退讓1)建筑三線與建筑退讓道路紅線：是城市道路（含居住區(qū)級道路）用地的規(guī)劃控制線。

具體點說就是道路紅線內(nèi)包括了機動車道、非機動車道、綠化隔離帶、人行道，是道路的兩側(cè)最外邊的線。用地紅線：是圍起某個地塊的一些坐標點連成的線，紅線內(nèi)土地面積就是取得使用權(quán)的用地范圍。建筑紅線：又稱建筑控制線，是建筑物基地位置的控制線。就是建筑物與地面接觸的范圍線。在建筑紅線以外不允許建任何建筑物。建筑退讓道路紅線的距離：臨城市道路新建、改建、擴建的建筑，不得超越建筑控制線，其退讓道路紅線的最小距離，應(yīng)當符合下表規(guī)定：《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版道路交叉口建筑退讓道路紅線的距離：道路交叉口轉(zhuǎn)角處建筑退讓道路紅線的最小距離應(yīng)當符合下表規(guī)定：《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版建筑相對高度的確定：建筑相對布置且夾角≤60°時，建筑相對高度為建筑相對面各自的計算高度：建筑相對布置但夾角＞60°或錯位布置時，相對高度為兩建筑最近點所屬外墻面各自的計算高度：同一裙房屋面上的建筑相對高度為相鄰?fù)鈮γ嫠诘娜狗课蓓斀Y(jié)構(gòu)面至各自屋面的計算高度：2）高壓線與建筑退讓高壓線中傳輸大電流，大電流產(chǎn)生的磁場對人的健康有影響；保護電力設(shè)施。《電力設(shè)施保護條例》（1998）第十條電力線路保護區(qū):(一)架空電力線路保護區(qū):導線邊線向外側(cè)水平延伸并垂直于地面所形成的兩平行面內(nèi)的區(qū)域，在一般地區(qū)各級電壓導線的邊線延伸距離如下:1-10千伏

5米35-110千伏

10米154-330千伏

15米500千伏

20米《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版3）城市公共設(shè)施與建筑退讓《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版4）城市綠地與建筑退讓5）市政管線與建筑退讓（4）與建筑周邊道路的距離居住組團：有若干棟住宅組合而成，并不為小區(qū)道路穿越的地塊，是構(gòu)成小區(qū)的基本單位；居住小區(qū)：由城市道路劃分或自然界限劃分的具有一定規(guī)模并不為城市交通性干道穿越的完整地段，由若干居住組團構(gòu)成，是構(gòu)成居住區(qū)的一個單位；居住區(qū)：城市中相對集中，在一定地域范圍內(nèi)為居民提供居住、游憩和日常生活服務(wù)的社區(qū)，由若干小區(qū)或組團構(gòu)成?！冻鞘芯幼^(qū)規(guī)劃設(shè)計標準》GB50180-20182.場地內(nèi)部交通設(shè)計（1）道路分級居住區(qū)道路規(guī)劃——包括人行和車行兩個系統(tǒng)1）設(shè)計原則人車分流：有高差，互不打擾，使用安全；順而不穿，通而不暢：避免往返迂回。防止外部交通穿行或進入住宅區(qū)，保證居民生活的完整與舒適；分組明確，逐級銜接：道路等級、寬度和斷面形式，不同等級的道路歸屬于相應(yīng)的空間層次內(nèi)，做到逐級銜接；因地制宜，合理布置路網(wǎng)：根據(jù)地形、氣候、用地規(guī)模和四周的環(huán)境條件以及居民的出行方式，選擇經(jīng)濟、便捷、合理的道路系統(tǒng)，利于通風日照，利于設(shè)施的安排，滿足地下管線的埋沒要求；功能復(fù)和，營造人性化的道路空間：方便、系統(tǒng)、豐富和整體的交通、空間和景觀網(wǎng)絡(luò)；避免影響城市交通居住區(qū)道路：≥20m居住小區(qū)道路：6-9m居住組團道路：3-5m宅間小路：≥2.5m（2）交叉路口設(shè)計1）滿足最佳轉(zhuǎn)彎半徑2）設(shè)置視距三角形交叉路口視距，是汽車駕駛員在進入交叉口之前，于最不利情況下能看清相交道路上的車輛行駛情況時，汽車與交叉口之間的最短距離。這段必要的距離應(yīng)該大于或等于停車視距ST。3）限制機動車開口《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版（3）停車位數(shù)量《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版車長不大于6米及車寬不大于1.8米的車，規(guī)范車與車之間間距為不小于0.5米，車與墻、車位端之間間距不小于0.5米;車長大于6米不大于8米，車寬大于1.8米不大于2.2米的話，車與車之間間距不小于0.7米等?；剀嚶范蔚南鄳?yīng)規(guī)范是滿足一輛車一次性回轉(zhuǎn)的需要。（4）無障礙設(shè)計“死亡盲道”殘障“門神”《無障礙設(shè)計規(guī)范》GB50763-2012三、建筑設(shè)計與外部環(huán)境設(shè)計有關(guān)的依據(jù)、技術(shù)經(jīng)濟指標3.1規(guī)模指標總用地面積：指經(jīng)土地和規(guī)劃許可并經(jīng)紅線圈定的可用于房屋建筑以及各類配套、道路、綠化等在內(nèi)的全部建設(shè)用地面積。包含代征土地面積。建設(shè)用地面積：指城市規(guī)劃行政主管部門確定的建設(shè)用地界線所圍合的用地水平投影面積，不包括代征地的面積。建筑用地面積：指建筑或建筑群實際占用的土地面積,包括室外工程(如綠化、道路、停車場等)的面積,其形狀和大小由建筑紅線加以控制?？偨ㄖ娣e：指在建設(shè)用地范圍內(nèi)單棟或多棟建筑物地面以上及地面以下各層建筑面積之總和，包含實用面積和公攤面積?；酌娣e：建筑基底面積是指建筑物接觸地面的自然層建筑外墻或結(jié)構(gòu)外圍水平投影面積。（一層建筑面積）。3.2密度指標它可以反映出一定用地范圍內(nèi)的空地率和建筑密集程度。容積率:又稱建筑面積毛密度，項目用地范圍內(nèi)地上總建筑面積(但必須是正負0標高以上的建筑面積)與項目總用地面積的比值。計容建筑面積：即所有需要計算容積率的建筑面積之和?！督ㄖこ探ㄖ娣e計算規(guī)范》GB/T50353-2013《建筑工程建筑面積計算規(guī)范》GB/T50353-2013《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版3.3環(huán)境質(zhì)量指標

綠化率：指項目規(guī)劃建設(shè)用地范圍內(nèi)的綠化面積與規(guī)劃建設(shè)用地面積之比。包括公共綠地、宅旁綠地、公共服務(wù)設(shè)施所屬綠地和道路綠地（即道路紅線內(nèi)的綠地），其中包括滿足當?shù)刂矘渚G化覆土要求、方便居民出入的地下和半地下建筑的屋頂綠地，不包括屋頂、曬臺的人工綠地。

停車率：指居住區(qū)內(nèi)居民汽車的停車位數(shù)量與居住戶數(shù)的比率(%)?！冻鞘芯幼^(qū)規(guī)劃設(shè)計標準》GB50180-2018《重慶市城市規(guī)劃管理技術(shù)規(guī)定》2018版四、建筑的內(nèi)部環(huán)境建筑設(shè)計的目標是營造適宜人類活動和有益人類健康的內(nèi)部空間環(huán)境。一般意義上的建筑內(nèi)部空間呈六面體形式，主要由地面、墻面、頂面組成。室內(nèi)空間的特點

1）無法與自然環(huán)境直接發(fā)生關(guān)系2）室外空間是外延的，室內(nèi)空間是有限的3）貼近性（人的“第二層皮膚”）內(nèi)部空間的環(huán)境性主要體現(xiàn)在光（視覺）、聲（聽覺）、熱（觸覺）這三方面。4.1視覺效果設(shè)計（1）滿足合適的視距和視角視看范圍（視野）。根據(jù)感光細胞在視網(wǎng)膜上的分布，以及眼眉、臉頰的影響，人眼的視看范圍有一定的局限。雙眼不動的視野范圍為：水平面180o；垂直面130o，上方為60o，下方為70o[見圖1（a），白色區(qū)域為雙眼共同視看范圍；打上斜線區(qū)域為單眼視看最大范圍；黑色為被遮擋區(qū)域]。從中心視野往外直到30o范圍內(nèi)是視覺清楚區(qū)域[見圖1（b）]，這是觀看物體的有利位置。通常站在離展品高度的2～1.5倍的距離觀賞展品，就是使展品處于上述視覺清楚區(qū)域內(nèi)。（a）人眼視野范圍

（b）處于放松姿態(tài)，坐著的人的視野

圖1人眼視野范圍人眼的最佳視看距離與人的視力、年齡以及視看對象的狀況有關(guān)。視角就是識別對象對人眼所形成的張角，通常以弧度單位來度量。視角越大看得越清楚，反之則可見度下降。選擇合適的平面形式求解影廳尺寸計算銀幕尺寸按照規(guī)范坐席排布并調(diào)整平面尺寸注：表中W表示銀幕最大畫面寬度按照規(guī)范坐席排布并調(diào)整平面尺寸粗略估計觀眾廳高度視線、坡升與遮擋分析設(shè)計原則：人眼至其頭頂距離≥后排觀眾的視線與前排觀眾眼睛之間的視高差粗略估計觀眾廳高度計算每排視線及抬高高度4.2.3觀眾廳的地面升高應(yīng)滿足無遮擋視線的要求，并可按下式計算(圖4.2.3)：

Yn=Xn／Xo·(Yo—c)(4.2.3)

式中：

Xo——前一排觀眾眼睛到設(shè)計視點的水平距離(m)；

Xn——后一排觀眾眼睛到設(shè)計視點的水平距離(m)；

Yo——前一排觀眾眼睛到設(shè)計視點的垂直距離(m)；

Yn——后一排觀眾眼睛到設(shè)計視點的垂直距離(m)；

c——視線超高值，0.12m；

Hn——地面升高值(m)。

解釋：從圖4.2.3中可見觀眾廳的地面升高(Hn)應(yīng)符合視線無遮擋的要求，即后一排觀眾的視線從前一排觀眾的頭頂能夠看到銀幕畫面的下緣，使視線不受遮擋。這條視線與銀幕畫面下緣的水平線形成兩個相似三角形△OAD△OBE。

因為△OAD與△OBE相似，所以

Hｎ=h-(h’+Yn)=Yo-Yn

其中：Yo=h-h’，Yn=Xn／Xo·(Yo-c)

式中Hｎ可化為表格進行計算，如下表2。計算每排視線及抬高高度（2）滿足合適的光環(huán)境采光設(shè)計原則滿足采光標準——GB50033-2013《

建筑采光設(shè)計標準》照度：對于被照面而言，常用落在其單位面積上的光通量多少來衡量它被照射的程度，這就是常用的照度，符號為E，單位lx，它表示被照面上的光通量密度。采光系數(shù)：是指在室內(nèi)給定平面上的一點，由直接或間接地接收來自假定和已知亮度分布的天空漫射光而產(chǎn)生的照度與同一時刻該天空半球在室外無遮擋水平面上產(chǎn)生的天空漫射光照度之比。GB50033-2013建筑采光設(shè)計標準保證采光質(zhì)量

A.采光均勻度

視野內(nèi)照度分布不均勻，易使人眼疲乏，視覺功效下降，影響工作效率。

采光均勻度=室內(nèi)照度最低值/室內(nèi)照度平均值

B.防止窗眩光眩光就是在視野中由于亮度的分布或亮度范圍不適宜，或存在著極端的對比，以致引起不舒適感覺或降低觀察細部或目標能力的視覺現(xiàn)象。降低視覺對象的可見度，但并不一定產(chǎn)生不舒適感覺的眩光稱為失能眩光。出現(xiàn)失能眩光后，就會降低目標和背景間的亮度對比，使可見度下降，甚至喪失視力。而產(chǎn)生不舒適感覺，但并不一定降低視覺對象的可見度的眩光稱為不舒適眩光。不舒適眩光會影響人們的注意力，長時間就會增加視疲勞。失能眩光

不舒適眩光C.注意光反射比為了使室內(nèi)各表面的亮度比較均勻，必須使室內(nèi)各表面具有適當?shù)墓夥瓷浔取＠?，對于辦公、圖書館、學校等建筑的房間，其室內(nèi)各表面的光反射比宜符合表的規(guī)定。在進行采光設(shè)計時，為了提高采光質(zhì)量，還要注意光的方向性，并避免對工作產(chǎn)生遮擋和不利的陰影；如果在白天時天然光不足，應(yīng)采用接近天然光色溫的高色溫光源作為補充照明光源。

圖3不同形狀側(cè)窗的光線分布

圖4窗的不同位置對室內(nèi)采光的影響1)側(cè)窗它是在房間的一側(cè)或兩側(cè)墻上開的窗洞口，是最常見的一種采光形式。優(yōu)點：側(cè)窗由于構(gòu)造簡單、布置方便、造價低廉，光線具有明確的方向性，有利于形成陰影，對觀看立體物件特別適宜，并可通過它看到外界景物，擴大視野，故使用很普遍。就采光量來說，在窗洞口面積相等，并且窗臺標高一致時，正方形窗口＞豎長方形＞橫長方形。從照度均勻性來看，豎長方形在房間進深方向均勻性好，橫長方形在房間寬度方向較均勻（見圖3），而方形窗居中。所以窗口形狀應(yīng)結(jié)合房間形狀來選擇，如窄而深房間宜用豎長方形窗，寬而淺房間宜用橫長方形窗。（a）窗上沿不變，窗臺的高低變化對室內(nèi)采光的影響

（b）窗臺不變，窗上沿的高低變化對室內(nèi)采光的影響圖5側(cè)窗高低變化對室內(nèi)采光的影響圖6窗寬度的變化對室內(nèi)采光的影響

圖7改善窗間墻改善采光適用于北方圖8不同玻璃的采光效果圖9傾斜頂棚與室外反光板2)天窗A.矩形天窗：矩形天窗相當于提高位置（安裝在屋頂上）的高側(cè)窗，它的采光特性與高側(cè)窗相似。如圖10。圖10矩形天窗縱向矩形天窗

縱向矩形天窗是由裝在屋架上的天窗架和天窗架上的窗扇組成。通常又把縱向矩形天窗簡稱為矩形天窗。它的窗扇一般可以開啟，也可起通風作用。圖11矩形天窗采光系數(shù)曲線優(yōu)點：由于天窗布置在屋頂上，位置較高，如設(shè)計適當，可避免照度變化大的缺點，達到照度均勻。而且由于窗口位置高，一般處于視野范圍外，不易形成眩光。圖12矩形天窗和梯形天窗采光比較有時為了增加室內(nèi)采光量，將矩形天窗的玻璃做成傾斜的，則稱為梯形天窗。采用梯形天窗時，室內(nèi)采光量明顯提高（提高約60%），但是均勻度卻明顯變差。雖然梯形天窗在采光量上明顯優(yōu)于矩形天窗，但由于玻璃處于傾斜面，容易積塵，污染嚴重，加上構(gòu)造復(fù)雜，陽光易射入室內(nèi)，故選用時應(yīng)慎重。

橫向天窗

優(yōu)點：如圖13所示。與矩形天窗相比，橫向天窗省去了天窗架，降低了建筑高度，簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)約材料，只是在安裝下弦屋面板時施工稍麻煩。根據(jù)有關(guān)資料介紹，橫向天窗的造價僅為矩形天窗的62％，而采光效果則和矩形天窗差不多。圖13橫向天窗透視圖圖14橫向天窗窗扇形式缺點：由于屋架上弦是傾斜的，故橫向天窗窗扇的設(shè)置不同于矩形天窗。一般有三種做法：一是將窗扇做成橫長方形[圖14（a）]，這樣窗扇規(guī)格統(tǒng)一，加工、安裝都較方便，但不能充分利用開口面積；二是將窗扇做成階梯形[圖14（b）]，它可以較多地利用開口面積，但窗口規(guī)格多，不利于加工和安裝；三是將窗扇上沿和屋架上弦平行，做成傾斜的[圖14（c）]，可充分利用開口面積，但加工較難，安裝稍有不準，構(gòu)件受力不均，易引起變形。

橫向天窗的窗扇是緊靠屋架的，故屋架桿件斷面的尺寸對采光影響很大，最好使用斷面較小的鋼屋架。此外，為了有足夠的開窗面積，上弦坡度大的三角形屋架不適宜作橫向天窗，梯形屋架的邊柱宜爭取做得高些，以利開窗。因此，橫向天窗不宜用于跨度較小的車間。井式天窗

井式天窗是利用屋架上下弦之間的空間，將幾塊屋面板放在下弦桿上形成井口，見圖15。圖15井式天窗井式天窗主要用于高溫車間。為了通風順暢，開口處常不設(shè)玻璃窗扇。為了防止飄雨，除屋面作挑檐外，開口高度大時還在中間加幾排擋雨板。這些擋雨板擋光很厲害，光線很少能直接射入車間，而都是經(jīng)過井底板反射進入，因此采光系數(shù)一般在1％以下。雖然這樣，在采光上仍然比舊式矩形避風天窗好，并且通風效果更好。如車間還有采光要求時，可將擋雨板做成垂直玻璃擋雨板，這樣對室內(nèi)采光條件改善很多。但由于它處于煙塵出口處，較易積塵，如不經(jīng)常清掃，仍會影響室內(nèi)采光效果。也可在屋面板上另設(shè)平天窗來解決采光需要。B.鋸齒形天窗

鋸齒形天窗屬單面頂部采光。這種天窗由于傾斜頂棚的反光，采光效率比縱向矩形天窗高，當采光系數(shù)相同時，鋸齒形天窗的玻璃面積比縱向矩形天窗少15%～20%。它的玻璃也可做成傾斜面，但很少用。鋸齒形天窗的窗口朝向北面天空時，可避免直射陽光射入車間，因而不致影響車間的溫濕度調(diào)節(jié)，故常用于一些需要調(diào)節(jié)溫濕度的車間，如紡織廠的紡紗、織布、印染等車間，圖16為鋸齒形天窗的室內(nèi)天然光分布，可以看出它的采光均勻性較好。由于它是單面采光形式，故朝向?qū)κ覂?nèi)天然光分布的影響大，圖中曲線a為晴天窗口朝向太陽時，曲線c為背向大陽時的室內(nèi)天然光分布，曲線b表示陰天時情況。圖16鋸齒形天窗朝向?qū)Σ晒獾挠绊?/p>

鋸齒形天窗可保證7%的平均采光系數(shù)，能滿足特別精密工作車間的采光要求。

縱向矩形天窗、鋸齒形天窗都需增加天窗架，構(gòu)造復(fù)雜，建筑造價高，而且不能保證高的采光系數(shù)。C.平天窗

這種天窗是在屋面直接開洞，鋪上透光材料（如鋼化玻璃、夾絲平板玻璃、玻璃鋼、塑料等）。由于不需特殊的天窗架，降低了建筑高度，簡化結(jié)構(gòu)，施工方便，據(jù)有關(guān)資料介紹，它的造價僅為矩形天窗的2l%～37%。由于平天窗的玻璃面接近水平，故它在水平面的投影面積（Sb）較同樣面積的垂直窗的投影面積（Sa）大，見圖17。根據(jù)立體角投影定律，如天空亮度相同，則平天窗在水平面形成的照度比矩形天窗大，它的采光效率比矩形天窗高2～3倍。圖17矩形天窗和平天窗采光效率比較平天窗不但采光效率高，而且布置靈活，易于達到均勻的照度。如圖18，說明：（a）平天窗在屋面的位置影響均勻度和采光系數(shù)平均值。當它布置在屋面中部偏屋脊處（布置方式b），均勻性和采光系數(shù)平均值均較好。（b）它的間距（dc）對采光均勻性影響較大，最好保持在窗位置高度（hx）的2.5倍范圍內(nèi)，以保證必要均勻性。圖18平天窗在屋面不同位置對室內(nèi)采光的影響圖19通風采光組合窗優(yōu)缺點：平天窗污染較垂直窗嚴重，特別是西北多沙塵地區(qū)更為突出。但在多雨地區(qū)，雨水起到?jīng)_刷作用，積塵反而比其他天窗少。直射陽光很容易通過平天窗進入車間，在車間內(nèi)形成很不均勻的照度分布。在北方寒冷地區(qū)，冬季在玻璃內(nèi)表面可能出現(xiàn)凝結(jié)水，特別是在室內(nèi)濕度較大的車間，有時還相當嚴重。這時應(yīng)將玻璃傾斜成一定角度，使水滴沿著玻璃面流到邊沿，滴到特制的水溝中，使水滴不致直接落入室內(nèi)。也可采用雙層玻璃中夾空氣間層的作法，以提高玻璃內(nèi)表面溫度，既可避免冷凝水，又可減少熱損耗。這種雙層玻璃的結(jié)構(gòu)應(yīng)特別注意嵌縫嚴密，否則灰塵一旦進入空氣間層，就很難清除，嚴重影響采光。圖20幾種天窗的采光效率比較在實際設(shè)計中，由于不同的建筑功能對窗洞口有各種特殊要求，并不是直接采用以上介紹的某一種窗洞口形式就能滿足的，而往往需要將現(xiàn)有窗口形式加以改造。采光設(shè)計步驟（一）搜集資料1.了解設(shè)計對象對采光的要求

（1）房間的工作特點及精密度。

（2）工作面位置。工作面有垂直、水平或傾斜的，它與選擇窗的形式和位置有關(guān)。

（3）工作對象的表面狀況。工作表面是平面或是立體，是光滑的（規(guī)則反射）或粗糙的，對于確定窗的位置有一定影響。

（4）工作中是否容許直射陽光進入房間。直射陽光進入房間，可能會引起眩光和過熱，應(yīng)在窗口的選型、朝向、材料等方面加以考慮。

（5）工作區(qū)域。了解各工作區(qū)域?qū)Σ晒獾囊?。照度要求高的布置在窗口附近，要求不高的區(qū)域（如倉庫、通道等）可遠離窗口。2.了解設(shè)計對象其他要求

（1）采暖。在北方采暖地區(qū)，窗的大小影響到冬季熱量的損耗，因此在采光設(shè)計中應(yīng)嚴格控制窗面積大小，特別是北窗影響很大，更應(yīng)特別注意。

（2）通風。了解在生產(chǎn)中發(fā)出大量余熱的地點和熱量大小，以便就近設(shè)置通風孔洞。若有大量灰塵伴隨余熱排出，則應(yīng)將通風孔和采光天窗分開處理并留適當距離，以免排出的煙塵污染窗洞口。

（3）泄爆。某些車間有爆炸危險，如粉塵很多的鋁、銀粉加工車間，貯存易燃、易爆物的倉庫等，為了降低爆炸壓力，保存承重結(jié)構(gòu)，可設(shè)置大面積泄爆窗，從窗的面積和構(gòu)造處理上解決減壓問題。在面積上，泄爆要求往往超過采光要求，從而會引起眩光和過熱，要注意處理。還有一些其他要求。在設(shè)計中，應(yīng)首先考慮解決主要矛盾，然后按其他要求進行復(fù)核和修改，使之盡量滿足各種不同的要求。3.房間及其周圍環(huán)境概況

了解房間平、剖面尺寸和布置；影響開窗的構(gòu)件，如吊車梁的位置、大小；房間的朝向；周圍建筑物、構(gòu)筑物和影響采光的物體（如樹木、山丘等）的高度，以及他們和房間的間距等。這些都與選擇窗洞口形式，確定影響采光的一些系數(shù)值有關(guān)。

（二）選擇窗洞口形式

根據(jù)房間的朝向、尺度、生產(chǎn)狀況、周圍環(huán)境，結(jié)合上一節(jié)介紹的各種窗洞口的采光特性來選擇適合的窗洞口形式。在一幢建筑物內(nèi)可能采取幾種不同的窗洞口形式，以滿足不同的要求。例如在進深大的車間，往往邊跨用側(cè)窗，中間幾跨用天窗來解決中間跨采光不足。又如車間長軸為南北向時，則宜采用橫向天窗或鋸齒形天窗，以避免陽光射入車間。

（三）確定窗洞口位置及可能開設(shè)窗口的面積1.側(cè)窗。常設(shè)在朝向南北的側(cè)墻上，由于它建造方便，造價低廉，維護使用方便，故應(yīng)盡可能多開側(cè)窗，采光不足部分再用天窗補充。2.天窗。側(cè)窗采光不足之處可設(shè)天窗。根據(jù)車間的剖面形式，它與相鄰車間的關(guān)系，確定天窗的位置及大致尺寸（天窗寬度、玻璃面積、天窗間距等）。（四）估算窗洞口尺寸

根據(jù)車間視覺工作分級和擬采用的窗洞口形式及位置，即可從規(guī)范查出所需的窗地面積比。值得注意的是，由窗地比和室內(nèi)地面面積相乘獲得的開窗面積僅是估算值，它可能與實際值差別較大。因此，不能把估算值當作為最終確定的開窗面積。（五）布置窗洞口

估算出需要的窗洞口面積，確定了窗的高、寬尺寸后，就可進一步確定窗的位置。這里不僅考慮采光需要，而且還應(yīng)考慮通風、日照、美觀等要求，擬出幾個方案進行比較，選出最佳方案。

經(jīng)過以上五個步驟，確定了窗洞口形式、面積和位置，基本上達到初步設(shè)計的要求。由于它的面積是估算的，位置也不一定確定不變，故在進行技術(shù)設(shè)計之后，還應(yīng)進行采光驗算，以便最后確定它是否滿足采光標準的各項要求。（六）采光驗算《建筑照明設(shè)計標準GB50034-2013》照明設(shè)計（1）一般照明。它是在工作場所內(nèi)不考慮特殊的局部需要，為照亮整個場所而設(shè)置的均勻照明[圖2（a）]。適合于對光的投射方向沒有特殊要求，在工作面上沒有特別需要提高可見度的工作點，以及工作點很密或不固定的場所。當房間高度大，照度要求又高時，單獨采用一般照明，就會造成燈具過多，功率很大，導致投資和使用費都高，這是很不經(jīng)濟的。（2）分區(qū)一般照明。對某一特定區(qū)域，如進行工作的地點，設(shè)計成不同的照度來照亮該區(qū)域的一般照明。。（3）局部照明。它是在工作點附近，專門為照亮工作點而設(shè)置的照明裝置[圖2（c）]，即為特定視覺工作用的、為照亮某個局部（通常限定在很小范圍，如工作臺面）的特殊需要而設(shè)置的照明。常設(shè)置在要求照度高或?qū)饩€方向性有特殊要求處。但在一個工作場所內(nèi)不應(yīng)只采用局部照明，因為這樣會造成工作點與周圍環(huán)境間極大的亮度對比，不利于視覺工作。（4）混合照明。混合照明就是由一般照明與局部照明組成的照明。它是在同一工作場所，既設(shè)有一般照明，解決整個工作面的均勻照明；又有局部照明，以滿足工作點的高照度和光方向的要求[圖2（d）]。在高照度時，這種照明方式是較經(jīng)濟的，也是目前工業(yè)建筑和照度要求較高的民用建筑（如圖書館）中大量采用的照明方式。圖2不同照明方式及照度分布（a）一般照明；（b）分區(qū)一般照明；（c）局部照明；（d）混合照明臺燈下的書位置不同，明暗不同一般照明分區(qū)一般照明局部照明混合照明色表分組色表特征相關(guān)色溫（K）適用場所舉例Ⅰ暖＜3300客房、臥室、病房、酒吧、餐廳Ⅱ中間3300～5300辦公室、教室、閱覽室、診室、檢驗室、機加工車間、儀表裝配Ⅲ冷＞5300熱加工車間、高照度場所照度（lx）光源色的感覺低色溫中等色溫高色溫≤500500～10001000～20002000～3000≥3000舒適∫刺激∫不自然中等∫舒適∫刺激冷∫中等∫舒適（3）光源顏色在輻射作用下既不反射也不透射，而能把落在它上面的輻射全部吸收的物體稱為黑體或稱為完全輻射體。色溫：把某個黑體加熱到一個溫度，其發(fā)射的光的顏色與某個光源所發(fā)射的光的顏色相同時，這個黑體加熱的溫度稱之為該光源的顏色溫度，簡稱色溫。其單位用"K"(開爾文溫度單位)表示。不同照度下光源的相關(guān)色溫與感覺的關(guān)系表2光源色表分組表1（a）蠟燭色溫為800—900K，呈紅色；（b）熔化的鋼水色溫3000K左右，呈黃白色；（c）切割金屬用氧炔焰，色溫5000K左右，呈白色

光源的顯色性就是照明光源對物體色表的影響（該影響是由于觀察者有意識或無意識地將它與標準光源下的色表相比較而產(chǎn)生的），它表示了與參考標準光源相比較時，光源顯現(xiàn)物體顏色的特性。

①

色表——與色刺激和材料質(zhì)地有關(guān)的顏色的主觀表現(xiàn)?！督ㄖ彰髟O(shè)計標準GB50034-2013》（4）視線干擾建筑與建筑之間要保持距離（4）視線干擾建筑錯位布局（4）視線干擾相對面錯位開窗（4）視線干擾走道式組合形式——內(nèi)廊式適用于學校、醫(yī)院、、宿舍、辦公樓以及公寓；優(yōu)點：走道利用率高、平面緊湊；缺點：部分房間朝向差，通風差，走道較暗（4）視線干擾走道式組合形式——外廊式增加進深可以使布局緊湊，減少交通面積優(yōu)點：通風采光條件好缺點：走道利用率低、不經(jīng)濟，視線容易干擾；盡端布置大房間，有利于節(jié)省走道，布局緊湊（4）視線干擾走道式組合形式——外廊式開高窗；抬高室內(nèi)標高，增加梯步；（4）視線干擾走道式組合形式——兩側(cè)走道式（4）視線干擾單元式組合形式將關(guān)系密切的房間組合在一起形成相對獨立的單元，再將這些單元以一定的方式連接起來。優(yōu)點：提高建筑標準化，節(jié)省設(shè)計工作量，簡化施工；

功能分區(qū)明確，平面布置緊湊，單元與單元之間相對獨立，互不干擾；

布局靈活，能適應(yīng)不同的地形，滿足朝向要求，形成多種不同組合形式；適用于大量性民用建筑，如學校、住宅、醫(yī)院等。（4）視線干擾大廳式組合形式大廳式組合是指在人流集中、廳內(nèi)具有一定活動特點并需要較大空間時形成的組合方式。這種組合方式常以一個面積較大，活動人數(shù)較多，有一定的視、聽等使用特點的大廳為主，輔以其他的輔助房間。優(yōu)點：主體空間體量大，人流集中適用于火車站、機場、影劇院、體育館、博物館、展覽廳、圖書館等。串聯(lián)式把主要空間一個接一個地相互串通、直接相連。（4）視線干擾高黎貢山手工造紙博物館云南騰沖

混合式以某一種空間組合形式為主，但同時還必須輔以其他類型的空間組合形式。特點：布局合理，主次分明，脈絡(luò)清晰。適用于絕大多數(shù)建筑。（4）視線干擾案例分析一：某五星級酒店設(shè)計4.2聽覺效果設(shè)計聽覺效果設(shè)計的目標：1）降低噪音；2）創(chuàng)造良好音質(zhì)圖1室內(nèi)聲音傳播示意圖圖2室內(nèi)聲音反射的幾種典型情況1.聲音的基本特性1）聲音的傳播圖3廳堂常見的聲缺陷1—回聲；2—聲聚焦；3—聲影聲缺陷是指一些干擾正常聽聞使原聲音失真的現(xiàn)象，如回聲（顫動回聲）、聲聚焦、聲影、過大的噪聲等，廳堂常見的聲缺陷如圖1所示?；芈暎寒敺瓷渎曆舆t時間過長，一般是直達聲過后50ms，強度又很大，這時就可能形成回聲。會使聽聞清晰度下降、加速聽眾聽覺疲勞；聲聚焦：凹面對聲波形成集中反射，使反射聲聚焦于某個區(qū)域，造成聲音在該區(qū)域特別響的現(xiàn)象。會導致聚焦區(qū)域聲音過響、室內(nèi)聲場分布不均勻；聲影由于缺乏反射聲會出現(xiàn)響度不夠、聲音干澀等現(xiàn)象；過大的噪聲對室內(nèi)音質(zhì)具有很大的破壞作用，特別是低頻噪聲對語言和音樂的聽聞有很大的掩蔽作用，間斷性噪聲則會破壞室內(nèi)寧靜氣氛和錄音效果。2）聲缺陷2.聲環(huán)境評價標準1）主觀評價標準A.無聲缺陷B.合適的響度響度是人感受到的聲音的大小。音質(zhì)的好壞首先要有足夠的響度，讓聽眾能聽得見。對于自然聲演奏的觀演建筑來說，足夠的響度是最基本的要求。但響度也不是越大越好，過高的響度也會降低音質(zhì)效果。因此，合適的響度是室內(nèi)具有良好音質(zhì)的基本條件。對于語言聲，聽眾要求其響度級為60~70方；對于音樂聲，響度要求的變化范圍一般在響度級50~85方，有時還會更大。音節(jié)清晰度與聽音感覺關(guān)系表1C.較高的清晰度和明晰度語言聲要求具有一定的清晰度，而音樂聲則需達到較好的明晰度。音節(jié)清晰度（%）聽音感覺<65不滿意65~75勉強可以75~85良好>85優(yōu)良音樂的明晰度具有兩方面的含意：一是能夠清楚地辨別出每一種聲源的音色；二是能夠聽清每個音符，對于節(jié)奏較快的音樂也能感到其旋律分明。D.優(yōu)美的音質(zhì)

對于音樂聲來說，除了聽得見、聽得清這些基本要求外，室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計還需要給聽眾提供聽得舒服的環(huán)境。足夠的豐滿度。

這一要求主要是對音樂聲，對于語言則為次要的。

豐滿度的含意有：聲音飽滿、圓潤，音色渾厚、溫暖，余音悠揚、有彈性?？傊梢远x為聲源在室內(nèi)發(fā)聲與在露天發(fā)聲相比較，在音質(zhì)上提高的程度。良好的空間感。

是指室內(nèi)聲場給聽者提供的一種聲音在室內(nèi)的空間傳播感覺。

其中包括聽者對聲源方向的判斷（方向感），距聲源遠近的判斷（距離感又可稱為親切感）和對屬于室內(nèi)聲場的空間感覺（環(huán)繞感、圍繞感）。2）客觀評價標準A.聲場不均勻度B.混響時間及其頻率特性當混響時間較短時，語音的清晰度較高；當混響時間較長時，音樂的明晰度較低而豐滿度較高，有余音悠揚之感。C.反射聲的時間分布直達聲達到某一接收點后，反射聲經(jīng)室內(nèi)各界面反射，按所走的路程不同，先后到達該點，它們在時間軸上排列，大致是從開始時比較稀疏到后來逐漸密集，其強度則隨著路程的增長和反射次數(shù)的加多而逐漸減弱，這就形成了“混響過程”。實驗研究結(jié)果表明：在直達聲之后35~50ms以內(nèi)到達的早期（一次、二次）反射聲能起到加強直達聲、提高響度、增加清晰度和豐滿度的作用，而聽聞?wù)邔β曉捶较虻呐袛嗳匀Q于直達聲的方向。D.反射聲的空間分布來自不同方向的早期反射聲對主觀聽聞具有很大的影響。對于來自側(cè)墻面的早期反射聲有創(chuàng)造環(huán)繞感的作用，特別是在音樂廳設(shè)計中，應(yīng)盡可能增大側(cè)向的早期反射聲在整個反射聲能中的比率，以此來增加環(huán)繞感。E.允許噪聲級《劇場建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ57-2000規(guī)定，甲等劇場的觀眾廳背景噪聲應(yīng)≤NR-25噪聲評價曲線；《電影院建筑設(shè)計規(guī)范》JGJ58-88規(guī)定，觀眾廳背景噪聲應(yīng)≤40dB（A）。自然聲源下最大允許廳堂容積表23.廳堂容積的確定室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計中，在建筑方案設(shè)計初期首先應(yīng)根據(jù)建筑功能和所容納的人數(shù)來確定廳堂的容積值。廳堂容積的大小不僅影響到音質(zhì)效果，而且也直接影響到建筑的藝術(shù)造型、結(jié)構(gòu)體系、空調(diào)設(shè)備和經(jīng)濟造價等方面。因此，廳堂容積的確定必須加以綜合考慮。從聲學角度來確定廳堂容積，一般需要考慮以下兩個方面的因素：1）足夠的響度聲源種類最大允許容積（m3）講演2000~3000有訓練的講話或戲劇對白6000樂器獨奏、獨唱10000大型交響樂隊200002）合適的混響時間各類廳堂每座容積建議值表3廳堂性質(zhì)每座容積（m3/座）音樂用6~8語言用3.5~4.5多功能4.5~5.5從混響時間計算公式中可以看出，為達到合適的混響時間，廳堂總?cè)莘eV與室內(nèi)總吸聲量A之間要有適當?shù)谋戎怠Ｔ诳偽暳恐?，觀眾（或沙發(fā)座椅）的吸聲量較大，如在劇院觀眾廳中觀眾的吸聲量可占總吸聲量的1/2~2/3。因此在方案設(shè)計中，控制了廳堂容積V和觀眾人數(shù)n之間的比例，也就在一定程度上控制了混響時間。4.廳堂的體型設(shè)計廳堂的體型設(shè)計直接關(guān)系到直達聲的分布、反射聲的空間和時間構(gòu)成以及是否有聲缺陷，是音質(zhì)設(shè)計中較為重要的環(huán)節(jié)。廳堂的體型設(shè)計包括合理選擇大廳平、剖面的形式、尺寸和比例以及各部分表面（如頂棚、墻面）的具體尺寸、傾角和形式等一系列內(nèi)容。廳堂的體型設(shè)計方法和基本原則包括以下幾個方面：1）充分利用直達聲A.減少直達聲的傳播距離并考慮聲源方向性的影響圖4房間平面比例對直達聲分布的影響在聲音傳播過程中，直達聲不受室內(nèi)反射界面的影響，其聲壓級隨著與聲源距離的增加而衰減。因此，為了充分利用直達聲，在平面設(shè)計中應(yīng)使觀眾席盡量靠近聲源。在劇場設(shè)計中，對于戲劇和室內(nèi)樂的觀眾廳其長度應(yīng)≤30m，對于大容量的觀眾廳，可以采用樓座挑臺的方式縮短后部觀眾與聲源的距離。此外，在面積相同的情況下，短而寬的廳堂平面較長而窄的平面更為有利。如圖4中兩個面積相同的平面，其中a較為有利。圖5人講話時在水平面上的指向特性圖（由500Hz、1kHz和2kHz三個頻帶的平均值得出等聲壓級曲線，由此得知水平輻射角（-6dB）約為100°）但應(yīng)注意到，由于聲源在高頻時有明顯的指向性，從圖5我們可以得知，人說話時在水平面上具有一定的指向性，在相同距離條件下，500Hz、1kHz和2kHz三個頻帶的平均聲壓級，正對聲源方向比偏離輻射主軸50°方向的聲壓級高出6dB。因此，為了避免產(chǎn)生過多的偏座，應(yīng)盡可能將大部分觀眾席布置在聲源正前方140°夾角范圍內(nèi)。如果采用伸出式舞臺，觀眾席環(huán)繞舞臺布置時，上述問題將更為突出。國外的情況是，除了演員憑經(jīng)驗，在發(fā)聲的方向上進行自我調(diào)節(jié)外，主要靠設(shè)置在靠近聲源的反射面向觀眾提供短延時反射聲來解決。B.避免直達聲被遮擋和被觀眾掠射吸收當廳堂地面沿縱向無升起或升起坡度較小時，聲源發(fā)出的直達聲很容易被觀眾遮擋，或在掠射過觀眾頭部時被大量吸收。實驗發(fā)現(xiàn)，在地面無升起的情況下，對于離聲源30m遠處，由于觀眾的掠射吸收，可比無觀眾時多衰減10dB，因此造成后部觀眾的聽音響度不足。一般情況下，要防止前面的觀眾對后面觀眾有遮擋，在小型廳堂中采用設(shè)置講臺以抬高聲源的辦法。在大型廳堂中經(jīng)常將地面從前往后逐漸升高，同時也設(shè)置舞臺將聲源抬高（圖6）。另外，地面升起的目的不僅是為了充分利用直達聲，也是為了滿足觀眾視線的要求。因此，在實際工程中，地面的升起坡度一般以滿足視線要求為標準，通過視線設(shè)計確定的地面升起坡度也基本滿足避免直達聲遮擋和吸收的要求。

圖6觀眾廳地面的升起圖

圖7反射聲延時計算示意圖2)爭取和控制早期反射聲早期反射聲主要是指直達聲后50ms（對于音樂演出，可放至80ms）內(nèi)到達的反射聲，如以聲音傳播的距離計，約相當于17m（對于音樂演出為27m）內(nèi)的行程（以聲速為340m/s計）。在小型廳堂中，對于規(guī)模不大的廳堂，例如高度在10m左右，寬度在20m左右的廳堂，即使體型不作特殊設(shè)計，在絕大多數(shù)聽眾席上都能接收到較為理想的早期反射聲；而對于高度大于2.3m，寬度大于26m的大型廳堂中，為了爭取延時在50ms以內(nèi)的早期反射聲，其體型設(shè)計就應(yīng)作特殊設(shè)計。下面以大型廳堂的平剖面設(shè)計為例來分析并控制早期反射聲的分布。5.廳堂的平面形狀圖8扇形平面

大廳的早期側(cè)向反射聲，有利于加強空間感。因此，要選擇良好的廳堂平面形狀。扇形平面

廳堂前區(qū)大部分座席缺乏來自側(cè)墻的一次反射聲，而來自后墻的反射則很多。但弧形后墻往往會形成聲聚焦，對音質(zhì)不利。因此，對扇形平面，應(yīng)利用頂棚給大多數(shù)觀眾席提供一次反射聲，側(cè)墻則做成折線形，以調(diào)整側(cè)向反射聲方向并改善聲擴散；后墻應(yīng)做擴散或吸聲處理。圖9六邊形平面六邊形平面反射聲易沿墻反射產(chǎn)生回聲，改進的措施同扇形平面，兩側(cè)墻面可做成折線形，以便于反射聲分布均勻。圖10橢圓形平面橢圓形（圓形）平面

廳堂的中前部缺乏一次側(cè)向反射聲，弧形墻面還容易形成聲聚焦。改進措施有把側(cè)墻做成鋸齒狀，使反射聲到達中前部，后墻做擴散或吸聲處理等。圖11窄長形平面窄長形平面

這種平面當廳堂規(guī)模不大時，由于平面較窄，側(cè)墻一次反射聲可以較均勻地分布于大部分觀眾席。如能充分利用臺口附近的側(cè)墻面，則可使整個大廳觀眾席都有一次側(cè)向反射聲。當廳堂規(guī)模較大時，大廳會變得過長或過寬，導致其它不利影響。從上述分析可知，一個簡單幾何形平面，當不作特殊處理時往往出現(xiàn)視線條件最好的中前區(qū)缺乏一次側(cè)向反射聲。因此，在進行廳堂平面形狀設(shè)計中，需要考慮早期反射聲及聲場均勻度的影響，對于特殊形狀應(yīng)做相應(yīng)的處理。如扇形平面的墻面與中軸夾角不應(yīng)大于8~10°。如圖12所示圖12扇形平面?zhèn)葔A斜角對聲反射的影響6.廳堂的剖面設(shè)計剖面設(shè)計主要對象是頂棚，其次是側(cè)墻、樓座、挑臺等。1）頂棚從頂棚來的一次反射聲可以無遮擋的到達觀眾席，在傳播的過程中不受觀眾席的掠射吸聲，效果最優(yōu)，對增加聲音強度與提高清晰度十分有益。尤其是舞臺前部的頂棚，對聲源所張的立體角大，反射聲分布廣，對增加反射聲作用最佳。對有樂池的劇場和環(huán)繞式音樂廳，可將舞臺附近頂棚設(shè)計成強反射面。當頂棚過高時，可以設(shè)計懸吊的反射板陣列，如圖14。圖13反射聲均勻分布的頂棚形式對于中后部頂棚，可以設(shè)計成定向反射面，使整個頂棚的反射聲均勻覆蓋全部觀眾席，也可設(shè)計成擴散反射面。因此，中后部頂棚可以根據(jù)建筑藝術(shù)要求設(shè)計成多種形式。圖14克雷斯特徹奇音樂廳內(nèi)景2）側(cè)墻

對于廳堂的側(cè)墻，一般情況下都是垂直的。如果不做處理，它能提供一次反射聲較少，如果能使側(cè)墻內(nèi)表面略向內(nèi)傾斜，則可大幅度提高側(cè)墻提供一次反射聲的能力，如圖15所示垂直側(cè)墻與傾斜側(cè)墻一次反射效果比較。為此把側(cè)墻設(shè)計成傾斜狀或在側(cè)墻安裝斜向反射板，可使更多的一次反射聲到達觀眾席（圖16）。圖15垂直與傾斜側(cè)墻反射聲效果比較

圖16側(cè)墻斜向反射板獲取反射聲3）樓座對于寬度較大的廳堂，為了使廳中央?yún)^(qū)域座席上的聽眾獲得側(cè)向一次反射聲，在靠側(cè)墻的兩邊可以采用落地式樓座，利用這些被抬高的座位下面的側(cè)向矮墻向廳堂中央?yún)^(qū)域提供一次反射聲。也可利用包廂提供側(cè)向反射聲。反射面應(yīng)采用剛度大、反射系數(shù)大的材料和結(jié)構(gòu)，如鋼板網(wǎng)抹灰等。4）挑臺在設(shè)有挑臺的大廳內(nèi)，挑臺下部的聽聞條件往往欠佳。若處理不當，挑臺下面還會出現(xiàn)較大的聲影區(qū)或局部混響時間短的現(xiàn)象，為了避免這些現(xiàn)象，挑臺的下部空間進深不能太大，一般劇場和多功能廳進深不應(yīng)大于挑臺下空間開口高度的2倍。對于音樂廳，進深不應(yīng)大于挑臺下空間開口的高度（圖17）。同時，挑臺下部的頂棚應(yīng)盡可能做成向后傾斜的，使其反射聲落到挑臺下的觀眾席上。挑臺前沿的欄板也有可能將聲音反射回廳堂的前部形成回聲。因此，應(yīng)將其外側(cè)立面的形狀做成擴散體或使其反射方向朝向附近的觀眾席，有時也可設(shè)計成吸聲面。圖17推薦挑臺進深與開口高度之關(guān)系（a）音樂廳D≤H；（b）劇院D≤2H圖1KP1型頁巖多孔磚單一材料保溫又稱自保溫，如多孔磚、空心磚、空心砌塊、加氣混凝土砌塊等，既能承重又能保溫。只要材料導熱系數(shù)比較小，機械強度滿足承重的要求，又有足夠的耐久性，那么采用這種單一材料的方案，在構(gòu)造上比較簡單，施工比較方便。但由于建筑節(jié)能標準的提高，要想采用單一材料的圍護結(jié)構(gòu)達到相應(yīng)的熱工性能，往往不得不增加其厚度。如圖1所示為重慶、四川地區(qū)使用的KP1型頁巖多孔磚平面，其多孔磚的保溫性能約為普通實心磚的1.9倍。4.3熱環(huán)境效果設(shè)計熱環(huán)境效果設(shè)計的目標：1）保溫；2）隔熱；3）防潮1.保溫1）建筑材料保溫

a）外保溫b）內(nèi)保溫c）夾芯保溫圖2

外墻保溫層構(gòu)造種類構(gòu)造類型典型構(gòu)造做法（由外至內(nèi)）主

要

優(yōu)

點主

要

缺

點內(nèi)保溫外墻飾面層+結(jié)構(gòu)層+保溫層+內(nèi)墻飾面層1．對內(nèi)墻飾面層無需耐候性2．施工便利3．施工不受氣候影響4．造價適中5．利于間歇采暖（空調(diào)）使用的房間1．有熱橋產(chǎn)生，削弱墻體保溫性能2．墻體內(nèi)表面易發(fā)生結(jié)露3．若內(nèi)墻飾面層接縫不嚴而空氣滲透，易在保溫層上結(jié)露4．減少有效使用面積5．室溫波動較大夾芯保溫1．現(xiàn)場施工：結(jié)構(gòu)層中填入保溫層2．預(yù)制夾芯保溫復(fù)合板1．施工尚便利2．保溫性能及使用功能尚可3．用現(xiàn)場施工法，造價不高1．有熱橋產(chǎn)生，削弱墻體保溫性能2．墻體較厚，影響使用面積3．墻體抗震性不好4．預(yù)制復(fù)合板接縫處理不當易發(fā)生滲漏外保溫1．現(xiàn)場施工：外墻飾面層+增強層+保溫層+結(jié)構(gòu)層+內(nèi)墻飾面層2．預(yù)制帶飾面外保溫復(fù)合板，用粘掛結(jié)合法固定于結(jié)構(gòu)層上1．基本可消除熱橋，保溫層效率高2．墻體內(nèi)表面不發(fā)生結(jié)露3．不減少使用面積4．既適用于新建造建筑，也適用于舊房改造5．室溫較穩(wěn)定，熱舒適性好1．冬季、雨季施工受一定限制2．采用現(xiàn)場施工，施工質(zhì)量要求嚴格，否則面層易發(fā)生開裂3．采用預(yù)制板時，板縫處理不嚴則易發(fā)生滲漏4．造價較高5．高層外墻不宜采用面磚飾面三種保溫構(gòu)造外墻的技術(shù)性能比較，見表12）建筑構(gòu)造層保溫序號名稱傳熱阻[（m2·K）/W]傳熱系數(shù)[W/（m2·K）]備

注1木夾板門0.372.7雙面三夾板2金屬陽臺門0.1566.4

3鋁合金玻璃門0.164~0.1566.1~6.43~7mm厚玻璃4不銹鋼玻璃門0.161~0.1506.2~6.55~11mm厚玻璃5保溫門0.591.7內(nèi)夾30mm厚輕質(zhì)保溫材料6加強保溫門0.771.3內(nèi)夾40mm厚輕質(zhì)保溫材料3）門保溫A.門的保溫性能要求《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》中對不同地區(qū)采暖居住建筑中戶門、陽臺門下部門芯板的傳熱系數(shù)都有相應(yīng)的要求，從表2看出，不同種類門的傳熱系數(shù)相差很大，鋁合金玻璃門的傳熱系數(shù)是保溫門的3.5倍，在建筑設(shè)計中、應(yīng)當盡可能選擇保溫性能好的保溫門。幾種常見門的傳熱阻和傳熱系數(shù)表2

（a）（b）（c）圖3

幾種常見的門斗形式B.減少主要入口處的冷風滲透外門的另一個重要特征是空氣滲透耗熱量特別大。與窗戶相比，門的開啟頻率要高很多，這使得門縫的空氣滲透程度要比窗戶縫大，特別是容易變形的木制門和鋼制門。為減少冷風滲透，在寒冷地區(qū)應(yīng)注意主要出入口不要朝向冬季主導風向，尤其是人流大量出入的公共建筑。據(jù)統(tǒng)計，在哈爾濱，迎風狀態(tài)下住宅單元門通過滲透的熱損失相當于單層外門本身的1.7倍。在入口處設(shè)置門斗作為防風的緩沖區(qū)，對避免冷風直接滲入室內(nèi)具有一定的效果。圖3為幾種門斗形式，如圖中a和b，進入門斗后轉(zhuǎn)90°進入室內(nèi)，其防止冷風滲透效果較好。C.減少垂直交通體或豎井的冷風滲透在豎向交通井(電梯、樓梯)的布置上也要進行相應(yīng)的考慮。因為樓梯、電梯以及內(nèi)天井等上下聯(lián)系的空間，高度大，像煙囪一樣能顯著增加由熱壓引起的冷風滲透；尤其是高層建筑的豎向交通井，如果正對入口布置，將大大增加不必要的冷風滲透。因此，底層的門廳最好設(shè)在底層的裙房內(nèi)，使其與電梯井之間有一段距離，或門廳雖在樓下而電梯并不正對入口，中間有一段緩沖的部分（見圖4），也可以在不同程度上減小由熱壓通風引起的大量的冷風滲透。圖4豎向交通井的布置1—門廳2－休息廳3—電梯4—總服務(wù)臺4）窗的保溫A.控制窗墻面積比朝

向《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》北≤0.20≤0.25東、西≤0.25（單層窗）；≤0.30（雙層窗）≤0.30南≤0.35≤0.35不同朝向的窗墻面積比

表3B.提高氣密性，減少冷風滲透除少數(shù)空調(diào)建筑設(shè)置固定密閉窗外，一般建筑的窗戶均有縫隙。特別是材質(zhì)不佳、加工和安裝質(zhì)量不高時，縫隙更大。為加強窗生產(chǎn)的質(zhì)量管理，根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑外窗氣密性能分級及其檢測方法》（GB/T7107-2002）和《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，我國建筑熱工節(jié)能標準對于居住建筑和公共建筑窗戶的氣密性，應(yīng)符合表4規(guī)定。冬季室外平均風速建筑層數(shù)氣密性等級單位縫長空氣滲透量q1[m3/（m·h）]單位面積空氣滲透量q2[m3/（m2·h）]≥3.0m/s1~6層≥3≤2.5≤7.57~30層≥4≤1.5≤4.5＜3.0m/s1~6層≥2≤4.0≤127~30層≥3≤2.5≤7.5注：q1是指窗戶試件兩側(cè)空氣壓力為10Pa條件下，每小時通過每米縫長的空氣滲透量。q1是指窗戶試件兩側(cè)空氣壓力為10Pa條件下，每小時通過每平方米窗戶的空氣滲透量。居住建筑和公共建筑窗戶氣密性要求

表4C.合理選擇窗戶類型窗框材料窗戶類型空氣層厚度（mm）窗框窗洞面積比（%）傳熱系數(shù)K[W/（㎡·K）]鋼、鋁單層窗－20~306.4

單框雙玻窗1220~303.91620~303.720~3020~303.6雙層窗100~14020~3