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1、建筑物理环境基础现在学习的是第1页，共65页第二章第二章 建筑物理环境基础建筑物理环境基础 建筑物理环境建筑物理环境 是指建筑室内空间与人体相关的各个物理要素的总和，它包括建筑热环境、建建筑热环境、建筑声环境和建筑光环境筑声环境和建筑光环境。创建舒适的物理环境是人对建筑的基本要求。本章主要介绍建筑室内物理环境，包括建筑建筑热环境、建筑光环境、建筑声环境和室内空气热环境、建筑光环境、建筑声环境和室内空气品质的控制方法品质的控制方法。2.1建筑热环境建筑热环境 建筑热环境热环境的主要内容有建筑保温、建筑防建筑保温、建筑防潮、建筑防热、建筑中的太阳能利用潮、建筑防热、建筑中的太阳能利用等。等。2.1
2、.1 建筑热环境基础建筑热环境基础现在学习的是第2页，共65页（1）建筑传热学基础）建筑传热学基础 建筑物及房间各面的围挡物围挡物称为建筑围护结建筑围护结构构。同室外空气直接接触的围护结构称为外围护结外围护结构构，如外墙、屋顶、外门和外窗如外墙、屋顶、外门和外窗等。根据初中物理，由于室内外空气温度的差别，通过建筑外围护结构必然有传热现象传热现象。传热的基本方式分为传导、对流、传导、对流、辐射辐射。1）稳定传热）稳定传热 如果室内外温度都不随时间变化，通过围护结构的传热过程称为稳定传热。稳定传热计算是建筑保温设计的基础。现在学习的是第3页，共65页 按照稳态传热稳态传热计算通过围护结构的传热量公
3、式为：式中：Q单位时间的传热量单位时间的传热量F垂直于围护结构的计算传热面积垂直于围护结构的计算传热面积K围护结构的传热系数传热系数 ti、te室内外空气温度室内外空气温度 传热系数K按教材公式（2-2）计算，其各项物理指标指标如教材所示。现在学习的是第4页，共65页2）非稳定传热）非稳定传热 由于室内外室内外空气的温度都随时间变化温度都随时间变化，通过围护结构的传热过程称为非稳定传热非稳定传热。非稳非稳定传热计算是定传热计算是建筑建筑防热设计的基础防热设计的基础。（A）室外综合温度室外综合温度室外综合温度是指室外空气温度与太阳辐射当量温度之和空气温度与太阳辐射当量温度之和。现在学习的是第5页
4、，共65页室外综合温度是一个假想温度，可用它来表针建筑室外热作用的强弱。是随时间变化的，其值各个朝向不同。（B）热惰性指标热惰性指标是表针围护结构对温度围护结构对温度波动衰减快慢的程度波动衰减快慢的程度。用符号D表示，其值其值越大，温度波在维护结构中衰减越快，围护越大，温度波在维护结构中衰减越快，围护结构的热稳定性越好结构的热稳定性越好。（2）建筑热工设计分类）建筑热工设计分类 为了使建筑设计能较好的适应气候，我为了使建筑设计能较好的适应气候，我国国民用建筑热工设计规范民用建筑热工设计规范提出了建筑热提出了建筑热工设计分区的概念工设计分区的概念。具体分区和设计要求见教材表表21。现在学习的是第
5、6页，共65页2.1.2建筑保温设计建筑保温设计 严寒和寒冷地区的民用建筑，为了保证冬季室内的气温、湿度、气流速度和室内热辐射在一定允许范围内，建筑围护结构内表面的温度不低于室内露点温度，必须进行建筑保温设计。建筑保温建筑保温就是减少由室内（高温）流向室外（低温）的热流由室内（高温）流向室外（低温）的热流。建筑保温设计包括建筑方案设计中的保温综合处保温综合处理理和外围护结构保温构造设计外围护结构保温构造设计。（1）建筑保温综合处理措施）建筑保温综合处理措施1）控制体型系数控制体型系数：体型系数是指一栋建筑物的外表外表面积面积A与其所包围的体积与其所包围的体积V之比之比。可以想到，建筑外外表面凹
6、凸越多表面凹凸越多，体型系数变大，则建筑传热消耗建筑传热消耗量变大量变大。现在学习的是第7页，共65页2）合理布置建筑朝向）合理布置建筑朝向：建筑应朝向正南向，建筑应朝向正南向，建筑立面应避开当地冬季主导风向立面应避开当地冬季主导风向。3）防止冷风渗透防止冷风渗透：冬季穿过外围结构缝隙的冷穿过外围结构缝隙的冷风渗透使建筑物热损失增大风渗透使建筑物热损失增大。应提高窗户密封性窗户密封性；建筑立面避开当地冬季主导风向立面避开当地冬季主导风向；设置避风措施；避风措施；利用地形、树木来挡风利用地形、树木来挡风。4）合理选择窗墙面积比合理选择窗墙面积比：窗墙面积比指窗洞口窗洞口面积与房间立面单元墙面积之
7、比面积与房间立面单元墙面积之比。为了采光合理，南向窗墙比最大，北向窗墙比最小。（2）建筑围护结构保温设计）建筑围护结构保温设计现在学习的是第8页，共65页1）最小传热阻最小传热阻：为了控制围护结构内表面温度不内表面温度不低于室内露点温度低于室内露点温度，保证内表面不结露的要求内表面不结露的要求，围护结构的传热阻不能小于某个最低限度值传热阻不能小于某个最低限度值，这个这个限度称为限度称为“最小传热阻最小传热阻”。2）围护结构主体部位保温构造）围护结构主体部位保温构造 围护结构保温构造围护结构保温构造分两类：单一材料结构和单一材料结构和复合保温结构复合保温结构。单一材料结构如：空心板、空心砌块、加
8、气混凝土等，既能承重又能保温。复合材料结构复合材料结构由保温层和承重结构复合而成。复合结构按保温层所处的位置分为内保温、外保温和中间保温。其中外保中外保温的优点比较多温的优点比较多：减少热桥现在学习的是第9页，共65页处的热损失；有利于防止保温层内部产生凝结水；房屋的热稳定性好；降低墙或屋面主要部分的温度应力起伏；有利于旧房节能改造。3）围护结构异常部位异常部位的保温设计（A）窗户保温窗户保温：可以选择木材、塑料或塑钢窗选择木材、塑料或塑钢窗框框；寒冷地区多采用多层窗多层窗。（B）热桥保温热桥保温：热桥是热量容易通过的地方热桥是热量容易通过的地方（如（如钢钢或钢筋混凝土骨架、圈梁、过梁、板材的
9、肋部或钢筋混凝土骨架、圈梁、过梁、板材的肋部等），热桥处内表面温度低于主体，应进行内表面温度验算和保温处理。（C）其他异常部位保温其他异常部位保温：外墙角、外墙与内墙外墙角、外墙与内墙交角、楼地板或屋顶与外墙交角等应加强保温交角、楼地板或屋顶与外墙交角等应加强保温。现在学习的是第10页，共65页 地面材料热工特性可用地面吸热指数B来描述，其值越大，则地面从人脚吸收的热量越多越快。地面分为三类：木地面、塑料地面等属于一类（用于高级居住建筑、医疗建筑等）；水泥砂浆地面等属于二类地面（用于一般居住建筑、办公建筑等）；水磨石地面等则属于第三类（用于人们短暂逗留的房间，教室等）。2.1.3建筑防潮设计建
10、筑防潮设计（1）围护结构内部冷凝受潮判断）围护结构内部冷凝受潮判断 围护结构内部水蒸气的迁移现象称为蒸气蒸气渗透渗透。根据稳态条件下蒸气渗透原理，可以判断结构内部是不会出现冷凝现象。（如图2-1）其中a图饱和蒸气压力现在学习的是第11页，共65页曲线和水蒸气分压力p线不相交，围护结构不会产生内部冷凝。图b二者相交，则在ps小于部位，围护结构内部有局部冷凝。（2）围护结构表面结露的防止和控制 控制表面冷凝的主要措施有利用保温材料，利用保温材料，增强维护结构传热阻增强维护结构传热阻，进而提高其内表面温度；保证室内表面空气气流畅通保证室内表面空气气流畅通，加强自然通风。选择具有一定调湿能力的内墙材料
11、选择具有一定调湿能力的内墙材料；高湿环境高湿环境应考虑有组织引导表面冷凝水应考虑有组织引导表面冷凝水，例如房屋吊顶具有一定坡度等。（3）围护结构内部冷凝的防止和控制现在学习的是第12页，共65页 控制内部冷凝控制内部冷凝的主要措施有利用保温材料提高围护结构内部温度，材料层次的布置应使水蒸气渗透“进难出易”；在保温层水蒸气流入的一侧设隔气层（如沥青、卷材和隔汽涂料等）；设置通风间或泄气沟道使进入保温层的水蒸气有出路。2.1.4 建筑防热设计建筑防热设计 建筑防热设计是为了减少传入室内的热量并使室内的热量尽快散出。防热设计宜根据当地气候特点，采用围护结构隔热、自然通风、窗户遮阳、绿化等综合措施。（
12、1）围护结构隔热设计围护结构隔热设计现在学习的是第13页，共65页1）屋顶隔热屋顶隔热 建筑结构隔热设计的重点是屋顶重点是屋顶。隔热屋顶的构造有绝缘层隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、吊绝缘层隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、吊顶隔热屋顶、阁楼隔热屋顶、蓄水隔热屋顶和植顶隔热屋顶、阁楼隔热屋顶、蓄水隔热屋顶和植被隔热屋顶被隔热屋顶等。屋顶遮阳、浅色屋面可以有效隔热。2）外墙隔热）外墙隔热 自然通风建筑外墙隔热设计重点是自然通风建筑外墙隔热设计重点是东西墙东西墙。空调建筑各个方向的外墙隔热都重要。常用的隔热外墙有空心粘土砖墙、砌块墙、通风墙与遮阳墙等。外墙遮阳和浅色外墙可以有效防热。现在学习的是第14页，共
13、65页复合墙内侧应为重质材料层。（2）自然通风设计）自然通风设计1）热压和风压）热压和风压 当较重的冷空气从进风口进入室内后，吸收了室内的热量后变成热空气上升从出风口排出室变成热空气上升从出风口排出室外，不断流入的冷空气在室内被加热后从建筑物外，不断流入的冷空气在室内被加热后从建筑物的上部出风口排出的上部出风口排出就形成了室内自然通风，称为热压通风热压通风。根据流体力学原理流体力学原理，当风吹向建筑物物时，在迎风面上形成正压区，在屋顶、两侧及背风面形成负压区（如教材图2-3）。如果建筑物上设有开口，气流就会从正压区流入室内，再经室内气流就会从正压区流入室内，再经室内流入负压区流入负压区，这就形
14、成了风压通风。风压通风。现在学习的是第15页，共65页 隔热层固定百叶窗单层电动百叶窗百叶窗片现在学习的是第16页，共65页 自然通风是热压和风压得综合结果。通常，风压通风对于改善室内气候条件的效果比较显著。2）自然通风设计）自然通风设计 建筑物自由式、错列式、斜列式布局及建筑南建筑物自由式、错列式、斜列式布局及建筑南北朝向有利于自然通风北朝向有利于自然通风。穿堂风穿堂风（房间进风口直接对出风口）会使气流直通，风速较大，但风场范围小。进、出风口错开，风场区域大。进、出风口距离太近，通风效果不佳进、出风口距离太近，通风效果不佳。如果进、出都口都设计在正压区或负压区墙面或是房间只开一个口，通风较差
15、。现在学习的是第17页，共65页（3）窗口遮阳设计）窗口遮阳设计 窗口遮阳可以防止直射阳光进入室内引起室内过热。东、西向设计时遮阳设计的重点。这样的效果可以用遮阳系数来评价。遮阳系数遮阳系数是指在直射阳光照射的时间内，投进有遮阳窗口的太阳辐射量与投进无遮阳窗口的太阳辐射量之比。遮阳系数越小，防热效果越好遮阳系数越小，防热效果越好。1）绿化与构造遮阳）绿化与构造遮阳：合理选择树种，安排适当的位置种树或在窗外种植藤蔓植物等就是绿化遮阳。构造构造遮阳如：加宽挑檐、设外廊、阳台、旋窗遮阳如：加宽挑檐、设外廊、阳台、旋窗等。现在学习的是第18页，共65页2）外遮阳）外遮阳：外遮阳比内遮阳防热效果好。固定
16、遮阳板简单，成本低，便于维修。活动遮阳板可调节。3）内遮阳）内遮阳：窗帘、卷帘、百叶、活动百叶都可以起到室内遮阳的效果，内遮阳的防热效果不如外遮阳好，但是调节灵活，使用方便。2.2建筑光环境建筑光环境 建筑光环境控制包括建筑采光设计建筑采光设计和建筑建筑照明照明两部分内容。我们只研究建筑采光设计。建筑采光设计就是设法通过采光口使光线进入建筑采光设计就是设法通过采光口使光线进入室内室内。现在学习的是第19页，共65页2.2.1采光设计标准采光设计标准（1）基本光度单位）基本光度单位：建筑光环境设计常用的基本光度单位有光通量、照度、发光强度和亮光通量、照度、发光强度和亮度度。光通量光通量 表示光源
17、发出的光的多少。照度照度E是指照射到单位面积上光通量的多少。发光强度发光强度I是指光通量的空间密度。亮度亮度L是发光体在试看方向上单位面积发出的发光强度。（2）采光标准）采光标准 在采光设计中，天然光指的是天空光。现在学习的是第20页，共65页日光在通过地球大气层时被空气的尘埃和气体分子扩散，使白天的天空呈现出一定的亮度，这就是天然光。它是建筑采光的主要光源它是建筑采光的主要光源。由于天然光变化快，不好控制。因此，我国建筑采光设计标准规定，在采光设计中，天然采光标准以采光在采光设计中，天然采光标准以采光系数为指标系数为指标。采光系数采光系数C是指室内某一点直接或间接接受天空漫射光所形成的照度与
18、同一时间不受遮挡的该天空半球在室外是平面上产生的天空漫射光照度之比。现在学习的是第21页，共65页这样，不管室外天然光如何变化，室内某一点的采光系数是不变的。建筑采光设计标准给出不同作业场面上采光系数标准值如教材表2-3、2-4所示。1）采光均匀度）采光均匀度：采光均匀度为工作面上的最低采为工作面上的最低采光系数与平均采光系数之比光系数与平均采光系数之比。顶部采光级均匀度均在0.7以上，对顶部采光级和侧面采光无要求。2）眩光眩光：是在视眼中由于亮度的分布或范围不均匀，或存在极端的亮度对比，以致引起不现在学习的是第22页，共65页舒适和降低物体可见度的视觉条件，对人体有害。减减小窗户眩光的主要措
19、施有小窗户眩光的主要措施有：作业区应该减少或应该减少或避免直射阳光避免直射阳光；工作人员的视觉背景不宜为窗口；为降低窗户亮度或减少天空视域，可采用室内外遮阳措施窗户结构的内表面或窗户周围的内墙面，宜采用浅色粉刷。2.2.2建筑采光设计建筑采光设计 采光设计分为主动式和被动式主动式和被动式两类。被动式采光就是利用不同形式的采光窗进行采光被动式采光就是利用不同形式的采光窗进行采光。主动采光则是利用集光、传光等设备与主动采光则是利用集光、传光等设备与现在学习的是第23页，共65页控制系统将天然光传送到需要照明的部位控制系统将天然光传送到需要照明的部位。（1）被动式采光设计）被动式采光设计 被动式采光
20、设计取决于采光窗种类，采光窗通采光窗通常分为侧窗和天窗常分为侧窗和天窗。1）侧窗（侧面采光）侧窗（侧面采光）：侧窗采光的特点是房间的天然光照度随进深的增加而迅速降低，照度分布不均匀（如图2-8所示）。为了由较好的采光均匀度，为了由较好的采光均匀度，单侧采光房间的进深一般不超过窗高的单侧采光房间的进深一般不超过窗高的1.52倍为宜倍为宜。改善侧窗采光特性的措施有：利用透光材料本身的反射、扩散和折射性能控制光线；使用固定或活动的遮阳板、遮光百叶、遮光栏珊等。现在学习的是第24页，共65页2）天窗）天窗（顶部采光）：顶部采光口形式包括矩包括矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗形天窗、锯齿形天窗、平天窗等。（
21、A）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形成的，窗户的方向与屋架相垂直，称为纵向矩形天窗。如果将屋面板隔跨分别架设在屋架上弦和下弦处，窗扇立在屋架外侧，称为横向矩形天窗，其采光均匀度好，自然通风效果明显改善。（B）平天窗）平天窗：平天窗的采光口位于水平面或接近水平面，他的采光效率最高，约为矩形天窗采光效率最高，约为矩形天窗的的22.5倍倍。透明的平天窗容易产生现在学习的是第25页，共65页眩光，夏季会造成室内过热。所以在炎热地区平天窗炎热地区平天窗要采取遮阳措施。要采取遮阳措施。（C）锯齿形天窗）锯齿形天窗：锯齿形天窗的屋顶倾斜，可以充分利用顶棚的反射光，采光效率比矩形采光
22、效率比矩形光约高光约高15%20%。除了以上三种天窗外，顶部采光还有：大面大面积采光顶棚积采光顶棚：常见于现代建筑的中庭、大型市场、体育馆、博览馆、温室等建筑；带形或板带形或板式天窗式天窗：多数是在屋面板上开洞，覆以透光材料构成的；下沉式天窗下沉式天窗：利用建筑物屋架上下弦之间的高差设置采光窗构成的。现在学习的是第26页，共65页 现在学习的是第27页，共65页（2）主动式采光设计）主动式采光设计 主动式采光设计增加了室内可用的天然光数量，改善室内光环境质量，使不可能接受到天然光的空间也能享受天然采光，主动式采光方法大体上有四类主动式采光方法大体上有四类：1）利用反射镜面）利用反射镜面，将日光
23、反射到需要的空间。2）通过道光管）通过道光管，将日光传送到需要照射的地方。3）利用光导纤维传输阳光）利用光导纤维传输阳光，借助光导纤维也可以观看室外景观。4）光伏发电间接采光照明法）光伏发电间接采光照明法，利用太阳能发电进行照明。现在学习的是第28页，共65页2.2.3采光窗口面积的确定采光窗口面积的确定：采光窗口面积的确定，通常根据建筑空间的采光、通风、立面处理等综合要求，先大致确定窗口面积，然后根据房间的采光要求进行校核，验算是否符合采光标准值。一般可根据窗地面积一般可根据窗地面积估算采光窗面积估算采光窗面积，见教材表2-5所示。2.3建筑声环境建筑声环境 建筑声环境包括室内音质设计、建筑
24、隔声和噪音质设计、建筑隔声和噪声控制声控制三方的内容。室内音质设计一般只限于各类室内音质设计一般只限于各类厅堂，如影剧院、音乐厅、体育管、报告厅、教室等厅堂，如影剧院、音乐厅、体育管、报告厅、教室等各类多功能厅各类多功能厅，建筑隔声和噪音控制则是普遍存在的问题。现在学习的是第29页，共65页 我们知道，声音源于物体的振动。正在发正在发出声音的物体称为声源出声音的物体称为声源。声音具有反射、折射和绕射等现象。人耳所感受到的声音的强弱可以用A计权网络计权网络声压级声压级来表示，简称为A声级，其符号为Lp。声压级的叠加按照对数运算法则进行。常见声源A声级如教材表2-6所示。2.3.1吸声材料和吸声结
25、构吸声材料和吸声结构（1）多孔吸声材料）多孔吸声材料：多孔吸声材料是主要的吸是主要的吸声材料声材料，他具有良好的高强吸声性能。现在学习的是第30页，共65页最初是以棉、麻、毛等有机纤维材料为主，现在大多数为玻璃棉、岩棉、矿棉等无机纤维材料所代替。除了棉状的外，还可以粘成适当的板材或毡片。1）多孔吸声材料的特点）多孔吸声材料的特点 多孔吸声材料具有大量内外连通的微小间隙和连具有大量内外连通的微小间隙和连续气泡，因而具有一定的通气性续气泡，因而具有一定的通气性，当声波入射到材料表面的时候，声波很快顺着微孔进入材料内部，引起空隙间的空气振动引起空隙间的空气振动，由于摩擦、空气粘滞阻力和空隙间空气与纤
26、维之间的热传导作用，使相当使相当一部分声能转化为材料内能被吸收掉一部分声能转化为材料内能被吸收掉。现在学习的是第31页，共65页 常用的多孔吸声材料有玻璃棉、矿渣棉、泡沫玻璃棉、矿渣棉、泡沫塑料，各种软质纤维板、木丝板、微孔吸声砖、塑料，各种软质纤维板、木丝板、微孔吸声砖、吸声粉刷吸声粉刷，目前又有压铸铝纤维板，是绿色防火、防潮的吸声材料。2）影响多孔材料吸声系数的因素）影响多孔材料吸声系数的因素 多孔材料的吸声性能与材料的表观密度和内部材料的表观密度和内部构造构造有关。在实际应用中，多孔材料的厚度、容重、材料背后是否有空气层以及材料表面的装饰处理等，都对吸声性能有影响。（A）材料厚度的影响）
27、材料厚度的影响：多孔材料的吸声系数，一般随着厚度的增加而提高其低频低频的吸声效果，而高频影响则不显著而高频影响则不显著。但是当材料现在学习的是第32页，共65页的厚度增加到一定程度后，吸声效果的提高就不明显了。（B）材料密度的影响）材料密度的影响：改变材料的密度改变材料的密度可以间接改变材料内部微孔尺寸。通常多孔材料密度的增加，就意味着材料微孔尺寸的减少，能使低频吸声效果能使低频吸声效果有所提高，但是高频吸声性能可能下降有所提高，但是高频吸声性能可能下降，多数吸声材料的孔隙率一般在孔隙率一般在70%以上。以上。（C）背后空气层的影响）背后空气层的影响：当多孔吸声材料的背面留有空气层时，与该空气
28、层用同样的材料填满近似，所以可以利用空气层，即提高吸声效果又节约吸声材料。现在学习的是第33页，共65页（D）材料表面装饰表面装饰处理的影响：在建筑装修中为了改善材料吸声性能的要求，常常要进行表面装修处理，如表面钻孔、开槽；粉刷、油漆表面钻孔、开槽；粉刷、油漆；利用其他材料护面等。吸声材料表面的空洞和开口孔隙，对吸声是有利的。（E）声波的频率和入射条件频率和入射条件：多孔材料的吸声系数随着频率的提高而增大，对于通常适用的厚度（5cm左右），中高频有较大的吸声系数。吸声系数还和入射条件有关，垂直和斜入射是比较特殊的，实际情况多是无规入射。高温高湿也会影响材料的吸声性能高温高湿也会影响材料的吸声性
29、能，这是由于吸湿吸水后，材料的微孔变小，使吸声系数降低的缘故。现在学习的是第34页，共65页（2）薄板、薄膜吸声薄板、薄膜吸声1）薄板吸声构造）薄板吸声构造 任何一种不透气的材料装在墙壁上并保持一定的空气层，就成为板状吸声构造。当声波撞击板面时便会发生振动，板的挠曲振动将吸声部分入射声能，并把这种声能转化为热能。把胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板泥板等板材的周围固定在框架上，连同同板后的封闭空气层，也可以构成振动系统。系统的弹性除与空气密度、板的单位面积质量和空气层厚度有关外，还受薄板的结构刚度影响。现在学习的是第35页，共65页薄板的刚度与板的弹性、骨
30、架构造、安装情况等有关。就同一材料而言，板越薄，支撑他的龙骨间距越大，刚度因素值就越小。不同的材料，即使构造、尺寸相同，刚度因素值也不同。在板与刚性壁之间空气层的厚度值较小（几厘在板与刚性壁之间空气层的厚度值较小（几厘米）时，它对共振频率影响较大米）时，它对共振频率影响较大，当改变板与刚性壁之间空气层的厚度时，可以在一定程度上调整只要的吸声频率范围。必须注意，当板与刚性壁之间当板与刚性壁之间空气层的厚度值较大，超过空气层的厚度值较大，超过100cm时，吸声范围就时，吸声范围就几乎与空气层无关几乎与空气层无关。建筑中薄板结构薄板结构共振频率一般在80300Hz之间，其吸声系数约为0.20.5，因
31、而可以作为低频吸声构造作为低频吸声构造。现在学习的是第36页，共65页 薄板吸声是一种很有效的低频吸声构造薄板吸声是一种很有效的低频吸声构造。因为室内空间和多孔材料对中频和高频吸收都较大，如果选择适当，薄板吸声构造可以起到平衡作用。因此，使用薄板吸声构造能在音频范围内起到均匀的混响效果混响效果。在厅堂内表面的装饰构造中，木板和硬纸板、木板和硬纸板、石膏板、悬吊式抹灰板、硬塑料板、拉毛干灰石膏板、悬吊式抹灰板、硬塑料板、拉毛干灰板、窗、门、玻璃、木地板、木讲台、金属板板、窗、门、玻璃、木地板、木讲台、金属板散热器散热器等薄板吸声能有效的吸收低频。为了使吸声构造耐磨经用，很多非穿孔的薄板吸声构造都
32、设置在墙底的较低部分作为墙裙的装饰。现在学习的是第37页，共65页 2）薄膜吸声构造薄膜吸声构造 皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有不透气、皮革、人造革、塑料薄膜等材料具有不透气、柔软、受拉时有弹性等特性柔软、受拉时有弹性等特性。这些薄膜材料可与其封闭的空气层形成共振系统，用以吸收共振频率附近的入射声能。共振系统的弹性与膜所受到的张力和背后空气层的弹性有关。薄膜吸声结构频率通常在2001000Hz之间，最大吸声系数约为0.30.4，一般把他作为中频范围的吸声材料作为中频范围的吸声材料。（3）空腔共振吸声）空腔共振吸声 空腔共振器，是一个内部为硬表面的封闭体是一个内部为硬表面的封闭体，连接一条颈状
33、的狭窄通道，以便声波通过狭窄通道进入封闭体。各种穿孔板、狭缝板背后设置空气层形成吸声结构，根据其吸声机理现在学习的是第38页，共65页，均属于空腔共振吸声结构。这类结构的材料可用穿孔的石棉水泥板、石膏板、硬质纤维板、胶合板以及钢板、铝板等。空腔共振器可以分为：单个吸声体、穿孔板共单个吸声体、穿孔板共振器、窄缝共振器振器、窄缝共振器。1）单个空腔共振器单个空腔共振器：单个空腔共振器可以是规格不一的空的陶土容器，他们的有效吸声范围为有效吸声范围为100400Hz。按照一定的级配搅拌的混凝土制造的带狭窄槽空腔的标准砌块，称为吸声砌块。这种砌块就是一种空腔共振器。由于砌块不需要做吸声处理，是一种控制混
34、响或噪音现在学习的是第39页，共65页的经济方法。低频时，砌块的吸声量最大，高频时减少。主要适用于体育馆、游泳池、工业厂房、交通运输终点站和比地面低的公路等。2）穿孔板共振器穿孔板共振器 把穿孔板和墙壁隔开一定距离安装，将板后空气层化为许多小空腔，每一个开孔与背后一个开孔小空腔对应，充分利用空腔共振器充分利用空腔共振器的吸声原理，形成许多并联的共振器。穿孔板穿孔板的厚度、穿孔率、孔径、孔距和背后空气层厚度等，都直接影响吸声结构的吸声性能。现在学习的是第40页，共65页 市场上已经具有的穿孔吸声板有穿孔铝合金有穿孔铝合金板、胶合板、硬质纤维板、石膏板、石棉水泥板、板、胶合板、硬质纤维板、石膏板、
35、石棉水泥板、薄钢板薄钢板等。3）窄缝共振器窄缝共振器 用木、金属或应塑料板做成的条板，用带有开口缝隙或外露槽口的空心砌块来装饰墙面，后面填充毛毡等多孔吸声材料，构成一种窄缝共振吸声构造。他他的作用与穿孔板共振器很相似的作用与穿孔板共振器很相似，所有的缝隙起透声作用，他的面积最少应占总面积的最少应占总面积的35%，这种吸声构造由于处理方法灵活多变，有利于空间造型处理。现在学习的是第41页，共65页（4）空间吸声体空间吸声体 空间吸声体用穿孔板材用穿孔板材（钢、纸、硬纸板条）做做成各种形状成各种形状，如板形、棱柱体形、立方体形、球形、圆柱体形等，通常填充或衬贴玻璃棉、矿棉等吸声通常填充或衬贴玻璃棉
36、、矿棉等吸声材料材料。特别用于噪声很大的工业厂房作吸声处理。室内的吸声处理，一般都在建筑施工和装修中，把吸声材料安装在室内各界面上。但是对于已经在用的房间进行吸声处理时，比较简便的方法是预制成比较简便的方法是预制成吸声构件吸声构件空间吸声体，进行现场吊装空间吸声体，进行现场吊装。吸声体与一般吸声结构的区别在于它不是与顶棚、墙面等刚性壁组成的吸声结构，而是自成系统的。现在学习的是第42页，共65页 空间吸声体有两个或两个以上的面与声波接触，有效的吸声面积比投影面积大的多，按投影面积计算，其吸声系数可大于1，对于形状复杂的吸声体，实际中多用吸声量表示其吸声特性。（5）可变吸声体）可变吸声体 对于某
37、些功能需要转换的空间，其声学要求也随使用功能而变化。因此。某种固定的吸声做法很难满足变化的需要，这时可以利用可变吸声体进行声音的吸收与反射之间的转换。常见的可变吸声体可变吸声体有伸缩式帘幕、旋转式吸声板、平移式吸声板、铰伸缩式帘幕、旋转式吸声板、平移式吸声板、铰链式吸声板、旋转式圆柱体链式吸声板、旋转式圆柱体等形式。现在学习的是第43页，共65页 帘幕吸声体帘幕吸声体是用具有通气性能的纺织品，安装在离墙面或窗洞一定距离处，背后设置空气层背后设置空气层。这种吸声体对中、高频都有一定的吸声效果。帘幕吸声体安装、拆卸方便，兼具装饰作用，应用价值较高。纺织品中除了帆布一类因流阻很大，透气性差而具有膜状
38、材料的性质外，大多具有多孔材料的吸声性能，但是吸声效果比多孔材料差。一般的吸声材料和结构可按其吸声系数和有效面积之乘积求得吸声量（吸声单位），他的单位是m2。现在学习的是第44页，共65页2.3.2噪声控制噪声控制（1）噪声的危害与评价）噪声的危害与评价 广义的噪声广义的噪声定义为凡人们不原意听到的声音都是噪声。从物理学的角度来讲，噪声是由频率和强度都不同的各种声音杂乱的组合而产生的声音。噪声的危害噪声的危害是多方面的，可以使人听力衰退，严重的可导致噪声性耳聋；会引起多种疾病，会影响人的正常生活，使劳动生产率减低等。城市区域环境噪声标准城市区域环境噪声标准、民用建筑隔声民用建筑隔声设计规范设计
39、规范等标准给出了城市不同区域不同区域和不同建筑内部的噪声级允许标准。（2）居住区内交通干道噪声控制居住区内交通干道噪声控制现在学习的是第45页，共65页 居住区内交通干道噪声控制的主要措施有：把交通干道设置成地下或半地下。利用隔声屏利用隔声屏障来降噪障来降噪。本节主要介绍利用隔声屏障的噪声控制措施。隔声屏障是用来遮挡声源和接收点之间直达声的措施。隔声屏障隔声屏障所用材料多式多样材料多式多样，如砖石和砖石和砌块砌筑、混凝土板、木板、钢板、玻璃钢声屏障砌块砌筑、混凝土板、木板、钢板、玻璃钢声屏障等。隔声屏障有直立式、吸声直立式、上端倾斜式、隔声屏障有直立式、吸声直立式、上端倾斜式、T形、形、Y形形
40、等，其有效高度越高越好，宽度应为高度的两倍以上。此外，在居住区交通干道噪声控制中要灵活应用土堤、围墙、建筑物、路堑的挡土墙等自然声土堤、围墙、建筑物、路堑的挡土墙等自然声屏障屏障。现在学习的是第46页，共65页绿化林带绿化林带也是一种常用的降噪方法，其绿化树种应选择常绿的或落叶期短的树种，高低配植组成林带，以便起到更好的降噪效果。（3）建筑室内噪声控制建筑室内噪声控制 利用隔声、吸声降噪和消声等技术措施可以有效的控制室内噪声。使用隔声墙或楼板等构件、隔声罩、隔声墙或楼板等构件、隔声罩、隔声间、隔声幕等技术能降低噪声级隔声间、隔声幕等技术能降低噪声级2050dB。对于内部为清水砖墙或抹灰墙面清水
41、砖墙或抹灰墙面以及水泥或水泥或水磨石地面水磨石地面等坚硬材料的房间，可以在室内天花在室内天花板或墙面上布置吸声材料或吸声结构板或墙面上布置吸声材料或吸声结构来减弱混响声，人们听到的是直达声。这种利用吸声原理降低噪声的方法称为“吸声降噪吸声降噪”，其只能降低混响效只能降低混响效果，对直达声无效果，对直达声无效，效果不大于15dB。现在学习的是第47页，共65页 如果房间里装有空调，在空调系统的管道中使在空调系统的管道中使用消声器，可以有效的降低噪声用消声器，可以有效的降低噪声（沿管道传播的风机噪声），使空调房间达到允许的噪声标准。消声器分为阻性消声器（中高频消声）和抗性消声器（中高频消声）、阻抗
42、复合消声器（宽频消声）和微穿孔板消声器（宽频消声）四类，其应该按照系统所需消声量的频谱特性来确定。此外，还应考虑消声器所使用的环境（例如在潮湿或净化要求高的地方，不宜采用以多孔吸声材料制作的阻性消声器）。（4）隔振设计隔振设计 为了减弱设备运行时产生的振动以及由现在学习的是第48页，共65页振动引起的固体声，必须对设备进行隔振设计，其一般包括基础隔振和管道隔振两部分内容。在振源与基础间配置隔振器或隔振垫在振源与基础间配置隔振器或隔振垫，可以有效的控制振动，从而减低由建筑结构传递的振动和固体声。常见的隔振器隔振器有金属螺旋弹簧、金属金属螺旋弹簧、金属碟型弹簧、不锈钢钢丝弹簧、橡胶隔振器、橡胶空气
43、碟型弹簧、不锈钢钢丝弹簧、橡胶隔振器、橡胶空气弹簧隔振器及金属丝网隔振器弹簧隔振器及金属丝网隔振器等。常见的隔振垫隔振垫有橡胶垫、玻璃棉板、矿棉毡、软木板、海绵和泡沫塑橡胶垫、玻璃棉板、矿棉毡、软木板、海绵和泡沫塑料料等。金属弹簧适用于扰动频率较低的风机和空压机，橡胶隔振现在学习的是第49页，共65页器和橡胶垫适用于扰动频率较大的水泵和冷冻机组。管道隔振管道隔振是通过设备和管道之间的软连接设备和管道之间的软连接（即弹性连接）来实现的，目前常用的隔振软管有橡胶软管、可挠曲橡胶软管及不锈钢波纹软管等。2.3.3 室内音质设计室内音质设计 在剧场、音乐厅等以听闻作为主要功能的建筑，音质设计是建筑设计
44、的关键。（1）厅堂音质评价指标）厅堂音质评价指标 厅堂音质评价指标包括主观评价指标主观评价指标和客观客观指标指标两类。现在学习的是第50页，共65页主观评价主观评价标准有合适的响度、高清晰度、足够的丰满度、良好的空间感、无回声等声缺陷以及低背景噪声等；客观评价指标客观评价指标有标志压级Lp、混响时间 、反射声的时间、空间分布和背景噪声级。进行厅堂音质设计的目的就是为了满足听闻者的要求。（2）厅堂音质设计策略）厅堂音质设计策略 厅堂设计策略与要求见教材表2-7，一般声学处理方法如教材图2-19、2-20所示。（3）混响时间设计混响时间设计 在室内声场达到稳定后，声源停止发声停止发声，室内的声音密
45、度随时间增加而逐渐减少，直至完全消失，这一过程称为“混响过程混响过程”或或“交交混回响混回响”。现在学习的是第51页，共65页 混响过程的长短以混响时间混响时间来表征。混响混响时间是声源停止发声后，声能密度减少时间是声源停止发声后，声能密度减少60dB所需要的时间，符号为所需要的时间，符号为 。混响时间计算对“控制性”的指导材料的选择和布置，预测音质效果和分析建筑的音质缺陷等均有实际意义。常用的混响时间的计算公式（赛宾公式赛宾公式）为式中式中 V房间容积房间容积A室内的总吸声量室内的总吸声量K与速度有关的常数，一般取与速度有关的常数，一般取0.161。现在学习的是第52页，共65页 由于在室内
46、总吸声量较大、混响时间较短的情况下，赛宾公式计算混响时间的误差值较大；加之考虑到空气对高频声的吸收，工程上一般用伊林伊林努特生努特生公式来计算混响时间，具体如下：式中S室内总表面积 室内平均吸声系数4m空气吸收系数 不同使用功能的大厅具有不同的最佳混响时间。现在学习的是第53页，共65页（4）扩声设计扩声设计 扩声系统是把语言或音乐信号语言或音乐信号经传声器变成传声器变成电信号电信号，由带前置放大器和电压放大器的功率放大带前置放大器和电压放大器的功率放大器产生足够的功率，推动扬声器，发出声音。扩声系器产生足够的功率，推动扬声器，发出声音。扩声系统主要设备包括传声器（麦克风）、调音台、功率放统主
47、要设备包括传声器（麦克风）、调音台、功率放大器和扬声器等。大器和扬声器等。在厅堂内如何布置扬声器，使扩声系统设计的重要问题，它与建筑处理的关系也很密切。室内扬声器布置的基本要求是：使观众厅声场均匀使观众厅声场均匀；声像声像统一统一；控制声反馈和避免产生回声干扰控制声反馈和避免产生回声干扰。扬声器的布置方式可以分为集中式、分散式集中式、分散式和混合式和混合式三类。现在学习的是第54页，共65页 2.4 建筑空气建筑空气质量量2.4.1 室内空气室内空气质量的概念量的概念 我们知道室内空气环境是人们接触最平频繁、最密切的外环境之一，人们约有80%的时间呆在室内。据统计，一个成年人平均每天吸入15k
48、g空气，人5分钟不呼吸空气就会死亡，因此室内空气质量的优劣对人们的健康和舒适至关重要。20世纪70年代，国外发现了“建筑病建筑病综合症合症”，于是人们开始重视室内空气质量研究和控制。1996年美国采暖、制冷和空调工程师协会提出了“可接可接受的室内空气受的室内空气质量的概念量的概念”和“感受的到的室内空气质量”等概念。其中“可接受的室内空气可接受的室内空气质量量”定义为：空调房间中绝不多数人没有对室内空气质量表示不满意。现在学习的是第55页，共65页而且空气中没有已知污染物达到了可能对人体健康产生严重危害的浓度。“感受的到的室内可接受空气质量”定义为：空调房间中绝不多数人没有因为气味或刺激性表示
49、不满意。该标准中对室内空气质量的定义包含了客观存在和人的主观感受方面的内容，使比较科学和全面的。2.4.2 室内空气污染与人体健康室内空气污染与人体健康（1）室内化学污染室内化学污染 在我国和大多数发展中国家，化学性污染物化学性污染物是室内最主要的污染物最主要的污染物。其包括各种燃烧产物造成的污染、室内装修和家用化学品污染、空调引起的二次污染和其他污染等。现在学习的是第56页，共65页1）燃烧产物造成的污染燃烧产物造成的污染 燃烧产物造成的污染主要是由于室内燃烧、烹调油烟以及吸烟等活动产生的污染。燃煤和生物性燃料污染物主要包括颗粒物、等物质对污染的影响较大。2）室内装修和家用化学品污染室内装修
50、和家用化学品污染 室内装修和家用化学品污染主要是由建筑材料、建筑材料、装饰材料、胶粘剂、化妆品、消毒剂、杀虫剂装饰材料、胶粘剂、化妆品、消毒剂、杀虫剂等化工产品产生的污染，污染物主要以挥发性有机物（VOCs）和甲醛为主。现在学习的是第57页，共65页这类物质对皮肤、眼、鼻和咽喉等具有强烈的刺激。甲醛甲醛会使人体神经系统、呼吸系统的疾病发生率增加，挥发性有机物中的苯系物会致癌和白血病等。3）空调引起的二次污染空调引起的二次污染 空调引起的二次污染可以产生“空调综合空调综合症症”（如乏力、头疼、胸闷、易感冒等症状）、军团病（由军团菌引起的类似于肺炎的症状）和“建筑综合症”（头晕、头疼、呼吸困难、皮