建筑物理省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

讲课课件讲课课件建建 筑筑 物物 理理钱钱 城城 青岛理工大学建筑学院青岛理工大学建筑学院 年年 1 1 月月第1页l 建筑热工学篇主要内容建筑热工学篇主要内容 本篇介绍建筑热工基本知识，围护本篇介绍建筑热工基本知识，围护结构传热基本原理，不一样气候条件下结构传热基本原理，不一样气候条件下建筑物保温、防热和防潮原理及综合处建筑物保温、防热和防潮原理及综合处理办法，建筑日照基本原理，建筑日照理办法，建筑日照基本原理，建筑日照间距概念。间距概念。第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学第2页第一章第一章 建筑热工学基础知识建筑热工学基础知识第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学基本内容：基本内容：1、室内、外热湿作用基本概念，建筑热工环境影响原因，室内、外热湿作用基本概念，建筑热工环境影响原因，人体热平衡和热舒适概念。人体热平衡和热舒适概念。2、建筑围护结构传热基本方式和过程。建筑围护结构传热基本方式和过程。3、建筑围护结构传热特征和影响原因建筑围护结构传热特征和影响原因。4、建筑热工设计分区和相关设计规范要求。建筑热工设计分区和相关设计规范要求。第3页l11 室内热湿环境室内热湿环境l室内热湿环境组成要素室内热湿环境组成要素：室内空气温度室内空气温度、空气、空气相对湿度、气流速度、环境辐射温度相对湿度、气流速度、环境辐射温度 l 人人体体热热舒舒适适影影响响：热热平平衡衡q=0;正正常常百百分分比散热。比散热。l室室内内热热湿湿环环境境热热舒舒适适评评价价方方法法：（新新）ET法法、PMV法法l湿空气物理性质，相对湿度，露点湿空气物理性质，相对湿度，露点，例，例1-1。第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学第4页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l12 室外热湿环境室外热湿环境l地域性气候及特征地域性气候及特征：空气温度空气温度、空气湿度、太阳、空气湿度、太阳辐射、风。辐射、风。l 建建筑筑气气候候分分区区及及设设计计基基本本要要求求：严严寒寒、严严寒寒、夏热冬冷、夏热冬暖、温和。夏热冬冷、夏热冬暖、温和。l城城市市气气候候及及成成因因：空空气气温温度度和和辐辐射射温温度度、城城市市风风和紊流、湿度和降水、太阳辐射与日照。和紊流、湿度和降水、太阳辐射与日照。l城市热岛及成因，热岛强度城市热岛及成因，热岛强度。第5页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学分区名称分区名称主要指标主要指标辅助辅助指标指标设计要求设计要求l严寒地严寒地域域累年最冷月平均温度累年最冷月平均温度-10l必须充分满足冬季必须充分满足冬季保温，普通可不考保温，普通可不考虑夏季放热虑夏季放热l严寒地严寒地域域累年最冷月平均温度累年最冷月平均温度0-10l应满足冬季保温，应满足冬季保温，部分地域兼顾夏季部分地域兼顾夏季放热放热l夏热冬夏热冬冷地域冷地域累年最冷月平均温度累年最冷月平均温度010，最热月平均温度最热月平均温度2530必须满足夏季放热，适当兼顾冬季保必须满足夏季放热，适当兼顾冬季保温温l夏热冬夏热冬暖地域暖地域累年最冷月平均温度累年最冷月平均温度10，最热月平均温度最热月平均温度2529l必须充分满足夏季必须充分满足夏季放热，普通可不考放热，普通可不考虑冬季保温虑冬季保温l温和地温和地域域累年最冷月平均温度累年最冷月平均温度013，最热月平均温度最热月平均温度1825l部分地域考虑冬季部分地域考虑冬季保温，普通可不考保温，普通可不考虑夏季放热虑夏季放热l 建筑热工设计分区及设计要求建筑热工设计分区及设计要求第6页第7页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l13 建筑围护结构传热基础知识建筑围护结构传热基础知识 l导热和付立叶导热定律导热和付立叶导热定律：围护结构传热：围护结构传热 Q=qF，热流强度，热流强度q=/d。l 导导热热系系数数 及及影影响响原原因因：材材料料种种类类、材材料料容容重重或密度、材料含湿量、环境温度。或密度、材料含湿量、环境温度。l围护结构传热围护结构传热：对流、辐射、：对流、辐射、导热。导热。l围围护护结结构构传传热热过过程程：表表面面吸吸、放放热热，结结构构本本身身从从高高温温处向低温处传热处向低温处传热。第8页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学第二章第二章 建筑围护结构传热计算与应用建筑围护结构传热计算与应用 基本内容：基本内容：1、稳定传热下围护结构热工计算，次序布置方式下热阻计算稳定传热下围护结构热工计算，次序布置方式下热阻计算2、周期性传热特征和指标周期性传热特征和指标3、建筑保温与节能计算、建筑保温与节能计算4、建筑围护结构隔热标准建筑围护结构隔热标准5、室外综合温度和围护结构内表面最高温度计算室外综合温度和围护结构内表面最高温度计算 第9页l21 稳定传热稳定传热l稳定传热稳定传热：平壁内、外表面：平壁内、外表面温度保持稳定时，则经温度保持稳定时，则经过平壁传热情况过平壁传热情况亦不会随时间改变。亦不会随时间改变。l稳稳定定传传热热特特征征：q 处处处处相相等等;同同一一材材质质温温度度分分布布呈呈直直线线关关系系，即即温温度度随随距距离离分分布布斜斜率率不不变变；不不一一样样材材质质中中，即即不不一一样样导导热热系系数数下下温温度度随随距距离离分分布布斜斜率率与与该该层导热系数成反比。层导热系数成反比。l围围护护结结构构热热阻阻：R=R1+R2+R3+=d1/1+d2/2+d3/3+l围护结构内、外表面热阻围护结构内、外表面热阻：Ri、Rel围护结构总热阻围护结构总热阻：R0=Ri+R+Re，例例2-2第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学第10页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l22 建筑保温与节能计算建筑保温与节能计算 l建筑保温与节能主要用于严寒和严寒地域围护结构热工建筑保温与节能主要用于严寒和严寒地域围护结构热工性能权衡判断依据，也是评价采暖建筑节能设计一个主性能权衡判断依据，也是评价采暖建筑节能设计一个主要指标。要指标。l建建筑筑物物耗耗热热量量计计算算：单单位位建建筑筑面面积积经经过过围围护护结结构构传传热热耗耗热热量量qH T，总总建建筑筑面面积积、围围护护结结构构临临空空总总面面积积或或外外表表面面积积；单单位位建建筑筑面面积积空空气气渗渗透透耗耗热热量量qINF；单单位位建建筑筑面面积积建筑内部得热建筑内部得热qI H l建筑物耗热量指标计算：建筑物耗热量指标计算：qH=qH T+qINF qI Hl建建筑筑采采暖暖耗耗煤煤量量计计算算：qC=24 Z qH /HC 1 2，例例2-3第11页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l23 周期性不稳定传热周期性不稳定传热 l谐波热作用及特征谐波热作用及特征：同周期性、振幅衰减性、相位延同周期性、振幅衰减性、相位延迟性迟性。l谐谐波波热热作作用用相相关关热热工工指指标标：蓄蓄热热系系数数S、热热惰惰性性指指标标D、材料层表面、材料层表面Yf、总衰减度、延迟时间。、总衰减度、延迟时间。l热热惰惰性性指指标标D 计计算算：D=D1+D2+D3+=R1 S1+R2 S2+R3 S3+l围围护护结结构构性性质质：薄薄层层结结构构D1.01.0、厚厚层层结结构构D1.0，例例2-4第12页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l24 建筑隔热设计控制指标计算建筑隔热设计控制指标计算 l室外综合温度室外综合温度：tsa=te+S S I/e tI rl太阳辐射等效温度或当量温度：太阳辐射等效温度或当量温度：ts=S S I/e。l隔热设计标准：隔热设计标准：i,max te,maxl围围护护结结构构内内表表面面最最高高温温度度i,max=i+Aif，例例2-5、例、例2-6第13页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学第三章第三章 建筑保温与节能建筑保温与节能基本内容：基本内容：1、建筑保温设计要求、依据和结构、建筑保温设计要求、依据和结构2、采暖建筑室内热环境质量分析、采暖建筑室内热环境质量分析3、保温结构类型和特点、保温结构类型和特点 4、保温材料分类、保温材料分类 5、被动式太阳能在建筑中利用、被动式太阳能在建筑中利用 第14页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l31 建筑保温与节能设计策略建筑保温与节能设计策略 l充分利用太阳能充分利用太阳能 l预防冷风不利影响预防冷风不利影响l选择合理建筑体形与平面形式选择合理建筑体形与平面形式 l房房间间含含有有良良好好热热工工特特征征、建建筑筑含含有有整整体体保保温温和和蓄热能力蓄热能力l建筑保温系统科学、节点结构设计合理建筑保温系统科学、节点结构设计合理l建筑物含有舒适、高效供热系统建筑物含有舒适、高效供热系统第15页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l32 非透明围护结构保温与节能非透明围护结构保温与节能 l建筑保温最小传热阻建筑保温最小传热阻：R0,min=（ti te）n Ri/tl建筑节能与传热系数限值建筑节能与传热系数限值：居住建筑；公共建筑居住建筑；公共建筑l建筑能耗控制与围护结构热工性能权衡判断法建筑能耗控制与围护结构热工性能权衡判断法：参参考考建建筑筑；计算算参参考考建建筑筑和和所所设计建建筑筑整整年年采采暖和空暖和空调能耗；做出能耗；做出权衡判断衡判断l楼地面保温节能与热舒适性楼地面保温节能与热舒适性第16页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l33 保温材料与结构保温材料与结构 l建筑保温材料建筑保温材料：密密度度对对导导热热系系数数影影响响；湿湿度度对对导导热热系系数数影影响响；保保温温材材料选择料选择l保温结构类型保温结构类型：单设保保温温层；封封闭空空气气间层；保保温温与与承承重重相相结合合；混混合型合型结构构l单设单设保温保温层层复合复合结结构形式及特点构形式及特点：温温度度应应力力；蓄蓄热热性性；内内部部冷冷凝凝；旧旧房房节节能能改改造造；倒倒铺铺屋面屋面USD第17页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l34 透明围护结构保温与节能透明围护结构保温与节能 l建筑外窗与透明幕墙保温与节能：建筑外窗与透明幕墙保温与节能：提提升升气气密密性性，降降低低冷冷风风渗渗透透；提提升升窗窗框框保保温温性性能；改进玻璃保温能力能；改进玻璃保温能力l外门保温与节能：外门保温与节能：满足热阻或传热系数限值满足热阻或传热系数限值l透明透明围护结构构节点点结构构设计：密封、弹性、防潮、保温、遮阳密封、弹性、防潮、保温、遮阳 第18页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l35 被动式太阳能利用设计被动式太阳能利用设计 l直接收益式：直接收益式：直接、简单、方便，蓄热性差、眩光直接、简单、方便，蓄热性差、眩光l集热墙式：集热墙式：蓄热性好、热稳定性好，采光受限蓄热性好、热稳定性好，采光受限l附加日光附加日光间式式：综合效果好，结合景观、娱乐多功效性综合效果好，结合景观、娱乐多功效性l被动式太阳能采暖与建筑设计相结合被动式太阳能采暖与建筑设计相结合 例例3-1 第19页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学 第四章第四章 建筑围护结构传湿与防潮建筑围护结构传湿与防潮 基本内容：基本内容：1、建筑围护结构传湿过程和特点、建筑围护结构传湿过程和特点2、湿情况原因和预防办法，围护结构表面、湿情况原因和预防办法，围护结构表面 及内部传湿控制及内部传湿控制 3、水蒸汽渗透和内部冷凝概念，凝结产生、水蒸汽渗透和内部冷凝概念，凝结产生 条件及防控办法条件及防控办法 第20页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l41 建筑围护结构传湿建筑围护结构传湿 l材料吸湿特征：材料中水分主要为液态形式材料吸湿特征：材料中水分主要为液态形式，材料与环境热湿平衡，吸湿湿度，平衡湿度材料与环境热湿平衡，吸湿湿度，平衡湿度。图图4-1。l围围护护结结构构中中水水分分迁迁移移：气气态态扩扩散散方方式式；液液态态毛毛细细渗渗透透方方式式。有有时时会会产产生生内内部部冷冷凝凝，内内部部冷冷凝凝判断；冷凝界面。图判断；冷凝界面。图4-3。l围护结构水蒸气渗透强度围护结构水蒸气渗透强度：=（Pi Pe）/H0l围围护护结结构构总总水水蒸蒸气气渗渗透透阻阻：H0=H1+H2+H3+=d1/1+d2/2+d3/3+，例例4-1。第21页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l42 围护结构防潮围护结构防潮 l预防和控制表面结露：表面温度；相对预防和控制表面结露：表面温度；相对湿度；露点；通风除湿。湿度；露点；通风除湿。l预预防防和和控控制制内内部部冷冷凝凝：合合理理布布置置材材料料层层相相对对位位置置；设设置置隔隔气气层层；设设置置通通风风间间层层或或泄泄气气沟沟道道；冷冷侧侧设设置置密密闭闭空空气气层层。图图4-12、图、图4-13。第22页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l43 夏季结露与预防办法夏季结露与预防办法 l夏季结露及其危害：热舒适；室内卫生；生理作用；心理夏季结露及其危害：热舒适；室内卫生；生理作用；心理影响。影响。l夏夏季季结结露露成成因因：差差迟迟凝凝结结。室室外外空空气气高高温温高高湿湿；室室内内一一些些表表面面热热惰惰性性大大，使使其其温温度度低低于于露露点点温温度度；室室外外高高温温高高湿湿空空气与室内低温表面接触。气与室内低温表面接触。l预预防防夏夏季季结结露露办办法法：架架空空层层、空空气气层层、材材料料层层、呼呼吸吸、密密闭、通风、空调闭、通风、空调l预预防防夏夏季季地地面面泛泛潮潮：蓄蓄热热系系数数小小、黄黄梅梅期期材材料料、垫垫层层、门门槛腰门防湿空气进入、视空气湿度关窗或开窗槛腰门防湿空气进入、视空气湿度关窗或开窗第23页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学 第五章第五章 建筑防热与节能建筑防热与节能基本内容：基本内容：1、夏季室内过热原因和防热路径、夏季室内过热原因和防热路径2、围护结构隔热设计和结构，房屋自然、围护结构隔热设计和结构，房屋自然 通风通风 3、自然能源在防热降温和空调整能中、自然能源在防热降温和空调整能中 应用应用第24页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l51 热气候特征与防热路径热气候特征与防热路径 l热气候特征与我国酷热地域范围：系指累年最热月平热气候特征与我国酷热地域范围：系指累年最热月平均气温高于或等于均气温高于或等于25地域；分干热区、湿热区。地域；分干热区、湿热区。l热热气气候候特特征征与与建建筑筑设设计计标标准准：规规划划布布局局；建建筑筑平平面面；建筑办法；建筑形式；材料选择；被动技术利用。建筑办法；建筑形式；材料选择；被动技术利用。l室室内内过过热热原原因因：围围护护结结构构向向室室内内传传热热；透透进进太太阳阳辐辐射射热；通风带入热量；室内产生余热。热；通风带入热量；室内产生余热。l防防热热办办法法：被被动动式式办办法法，减减弱弱室室外外热热作作用用；外外围围护护结结构构隔隔热热；房房间间自自然然通通风风和和风风扇扇调调风风；窗窗口口遮遮阳阳；利利用用自然能。自然能。主动式办法，主动式办法，机械通风降温；空调设备降温机械通风降温；空调设备降温 第25页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l52 屋顶与外墙隔热设计屋顶与外墙隔热设计 l外围护结构隔热设计标准：重点屋面，其次西墙和东外围护结构隔热设计标准：重点屋面，其次西墙和东墙；降低室外综合温度；外围护结构内部设置通风间墙；降低室外综合温度；外围护结构内部设置通风间层；合理选择外围护结构隔热能力；利用水蒸发和植层；合理选择外围护结构隔热能力；利用水蒸发和植被对太阳能转化降温；充分利用自然能源；屋顶和东、被对太阳能转化降温；充分利用自然能源；屋顶和东、西墙进行隔热计算；空调建筑围护结构传热系数应符西墙进行隔热计算；空调建筑围护结构传热系数应符合国家标准。合国家标准。l屋屋顶顶和和外外墙墙隔隔热热设设计计：屋屋顶顶隔隔热热，实实体体材材料料层层和和带带封封闭闭空空气气间间层层；通通风风屋屋顶顶；阁阁楼楼屋屋顶顶；植植被被隔隔热热屋屋顶顶；蓄蓄水水屋屋顶顶；加加气气混混凝凝土土蒸蒸发发屋屋面面；淋淋水水玻玻璃璃屋屋顶顶；成成品隔热板屋顶。品隔热板屋顶。l外外墙墙隔隔热热，空空心心砌砌块块墙墙；钢钢筋筋混混凝凝土土空空心心大大板板墙墙；轻轻骨料混凝土砌块墙；复合墙体。骨料混凝土砌块墙；复合墙体。第26页第27页第28页第29页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l53 窗口遮阳窗口遮阳 l遮阳目标与要求：目标为预防室内过热；室内眩光；过强遮阳目标与要求：目标为预防室内过热；室内眩光；过强紫外线伤物。遮阳要求夏天防热，但不影响冬天日照；晴紫外线伤物。遮阳要求夏天防热，但不影响冬天日照；晴天遮直射光，阴天确保房间照度；降低遮阳构件挡风作用，天遮直射光，阴天确保房间照度；降低遮阳构件挡风作用，最好能起导风入室作用；兼做防雨；不妨碍观景视野；结最好能起导风入室作用；兼做防雨；不妨碍观景视野；结构简单、经济耐久；与建筑造型协调统一。构简单、经济耐久；与建筑造型协调统一。l遮遮阳阳形形式式和和效效果果：水水平平式式，遮遮挡挡南南向向或或北北回回归归线线以以南南低低纬纬地地域域北北向向窗窗口口正正午午时时分分。垂垂直直式式，遮遮挡挡东东北北向向窗窗口口日日出出时时分分或或西西北北向向窗窗口口日日没没时时分分。综综合合式式，遮遮挡挡东东南南向向窗窗口口早早晨晨或西南向窗口下午。或西南向窗口下午。l外遮阳系数外遮阳系数SD：SD QSQN，SD小，遮阳效果好。小，遮阳效果好。l遮阳结构形式和计算遮阳结构形式和计算第30页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l54 房间自然通风房间自然通风 l自然通风机制：风压；热压；自然通风机制：风压；热压；l自自然然通通风风效效果果：风风向向投投向向角角，背背风风向向漩漩涡涡区区；穿穿堂堂风风气气流流路路线线应应流流过过人人活活动动范范围围；室室内内风风速速到到达达0.3m/s以上。以上。l建建筑筑朝朝向向、间间距距与与建建筑筑群群布布局局：朝朝向向主主导导风风向向；适适宜宜风风向向投投向向角角和和间间距距；行行列列式式，包包含含并并列列、错错列列、斜列；自由式；周围式。斜列；自由式；周围式。l房房间间适适宜宜开开口口和和气气流流组组织织、门门窗窗通通风风、绿绿化化改改进进、建筑平、剖面处理建筑平、剖面处理第31页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l55 自然能源利用与防热降温自然能源利用与防热降温 l建筑防热设计中可利用自然能源：太阳辐射能；有效建筑防热设计中可利用自然能源：太阳辐射能；有效长波辐射能；夜间对流；水蒸发能；地冷能。长波辐射能；夜间对流；水蒸发能；地冷能。l有有效效长长波波辐辐射射散散热热：加加强强夜夜间间房房间间外外表表面面经经过过长长波波辐辐射射向向天天空空散散热热；白白天天铺铺反反射射系系数数大大覆覆盖盖层层降降低低太太阳阳短短波波辐辐射射，夜夜间间收收起起。也也能能够够屋屋面面涂涂刷刷选选择择性性涂涂料料，使使屋屋面面短短波波辐辐射射吸吸收收小小而而长长波波辐辐射射本本事事强强，如如刷刷白白浅浅色色面砖，适于日夜温差较大地域降温。面砖，适于日夜温差较大地域降温。l被动蒸发冷却：外表面涂刷吸湿材料，如氯化钙。被动蒸发冷却：外表面涂刷吸湿材料，如氯化钙。l地冷空调：地下人防空间、山体岩洞等巨大蓄冷量地冷空调：地下人防空间、山体岩洞等巨大蓄冷量第32页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l56 空调建筑节能设计空调建筑节能设计 l合理确定空调建筑室内热环境标准合理确定空调建筑室内热环境标准l合理设计建筑平面与体形合理设计建筑平面与体形l改进和强化围护结构热工性能改进和强化围护结构热工性能l窗户隔热和遮阳窗户隔热和遮阳l空空调调房房间间热热环环境境联联动动控控制制(自自然然通通风风风风扇通风空调器降温扇通风空调器降温)第33页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l第六章第六章 建筑日照建筑日照基本内容：基本内容：1、日照基本原理、日照基本原理2、建筑日照间距和规范相关要求、建筑日照间距和规范相关要求 3、太阳位置影响原因、太阳位置影响原因第34页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l61 日照基本原理日照基本原理 l日照作用和建筑对日照要求：提升热舒适；有利于保温、日照作用和建筑对日照要求：提升热舒适；有利于保温、节能；卫生健康；生理作用；心理影响；视觉效果。节能；卫生健康；生理作用；心理影响；视觉效果。l地地球球绕绕太太阳阳运运行行规规律律：公公转转；黄黄道道面面；近近日日点点；远远日日点点；椭椭圆圆面面；自自转转；地地轴轴；偏偏角角6633、2327；地地心心；赤赤道道；南南半半球球；北北半半球球；季季节节；北北回回归归线线；南南回回归归线线；经经度；纬度，太阳赤纬角度；纬度，太阳赤纬角。l太太阳阳高高度度角角hs和和方方位位角角As：与与地地理理纬纬度度、季季节节、时时间间相相关。关。l地方时与标按时：北京时间属于东八区；例地方时与标按时：北京时间属于东八区；例6-16-4。第35页第一篇第一篇 建建 筑筑 热热 工工 学学l62 棒影图原理及其应用棒影图原理及其应用l棒影日照图基本原理：太阳光视为平行光；准棒影日照图基本原理：太阳光视为平行光；准确几何关系；棒高、影长和落点反应了或反推确几何关系；棒高、影长和落点反应了或反推出太阳相对地球方位、高度角。出太阳相对地球方位、高度角。l棒棒影影日日照照图图基基本本应应用用：阴阴影影区区、日日照照区区、日日照照时时间间、日日照照面面积积或或范范围围、日日照照间间距距；各各种种日日照照软件。软件。l住住宅宅日日照照标标准准：冬冬至至日日；大大寒寒日日；多多层层；高高层层；满窗日照；满窗日照；1小时；小时；2小时；国家标准和地标。小时；国家标准和地标。第36页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l建筑光学篇主要内容建筑光学篇主要内容 本本篇介绍人眼基本视觉特征，基本篇介绍人眼基本视觉特征，基本光度单位，眩光成因和材料光学特征；光度单位，眩光成因和材料光学特征；天然采光，采光标准，各种采光口形式天然采光，采光标准，各种采光口形式和特点，采光计算概念，基本采光设计；和特点，采光计算概念，基本采光设计；各种电光源特征，光环境设计和室内照各种电光源特征，光环境设计和室内照明设计，室外夜景照明设计方法。明设计，室外夜景照明设计方法。第37页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l第七章第七章 建筑光学基本知识建筑光学基本知识基本内容：基本内容：1、光及人视觉基本特征，可见度及影、光及人视觉基本特征，可见度及影 响原因响原因 2、基本光度单位和规律、基本光度单位和规律 3、材料光学特征、材料光学特征第38页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l71 视觉视觉 l人眼基本视觉生理结构：瞳孔、水晶体、视网膜、人眼基本视觉生理结构：瞳孔、水晶体、视网膜、视神经、锥状细胞、杆状细胞。视神经、锥状细胞、杆状细胞。l人人眼眼视视觉觉感感受受：亮亮暗暗；最最低低亮亮度度阈阈10-5asb；杆杆状状细胞；颜色；细胞；颜色；380780nm，锥状细胞；，锥状细胞；l光光谱谱光光视视效效率率：V（）不不一一样样波波长长或或颜颜色色给给人人视视觉感受灵敏程度不一样。明视觉峰值觉感受灵敏程度不一样。明视觉峰值555nml普普尔尔金金耶耶效效应应：暗暗视视觉觉下下，V（）曲曲线线峰峰值值偏偏向向短短波波，峰峰值值507nm，长长波波灵灵敏敏度度下下降降；短短波灵敏度上升。波灵敏度上升。第39页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l72 基本光度单位及应用基本光度单位及应用 l辐射通量和光通量辐射通量和光通量：光能量客观量；光能量：光能量客观量；光能量主观感受量，例主观感受量，例7-1，单位，单位lm l发发光光强强度度：某某方方向向单单位位立立体体角角内内光光通通量量分分布布；单位单位cd；1cd 1lm/srl照照度度E：被被照照面面单单位位面面积积上上取取得得光光通通量量；单单位位lx，1lx 1lm/l亮亮度度L：人人眼眼视视看看物物体体亮亮暗暗，单单位位cd/，1sb 104 cd/，1asb 1/cd/。第40页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l72 基本光度单位及应用基本光度单位及应用 l距离平方反比定律距离平方反比定律：发光强度：发光强度、照度、照度E关系，关系，E /r2cos，例例7-3l立体角投影定律：立体角投影定律：E Lcosi，例例7-4 或或 E Ls/r2，s是是发发光光面面在在被被照照面面上二次投影面积。上二次投影面积。第41页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l73 材料光学性质材料光学性质 l反光类反光类：定向；扩散又分漫射或均匀扩散；混：定向；扩散又分漫射或均匀扩散；混合反射。漫射或均匀扩散类合反射。漫射或均匀扩散类L E asb 或或 1/E cd/l透光类透光类：定向；扩散又分漫射或均匀扩散；混：定向；扩散又分漫射或均匀扩散；混合透射。漫射或均匀扩散类合透射。漫射或均匀扩散类L t tE asb 或或 1/t tE cd/l朗伯余弦定律和配光曲线：朗伯余弦定律和配光曲线：0cosi第42页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l74 可见度及其影响原因可见度及其影响原因 l可见度可见度：人眼识别物体存在或形状难易：人眼识别物体存在或形状难易程度程度l影响原因影响原因：亮度；物件尺寸；亮度对比；：亮度；物件尺寸；亮度对比；识别时间；眩光识别时间；眩光l视功效曲线视功效曲线第43页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l75 颜色颜色 l颜色特征颜色特征：形成；光源色；物体色；显：形成；光源色；物体色；显色。色。l颜色分类属性颜色分类属性：彩色；色调；三基色；：彩色；色调；三基色；颜色相加、相减颜色相加、相减lCIE标准色度系统标准色度系统l光源色温和显色性光源色温和显色性第44页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l第八章第八章 天然采光天然采光基本内容：基本内容：1、光气候和我国光气候概况、光气候和我国光气候概况2、采光标准及采光系数概念、采光标准及采光系数概念3、各种形式采光口及其采光特征、各种形式采光口及其采光特征4、采光计算物理思想和过程、采光计算物理思想和过程 第45页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l81 光气候和采光系数光气候和采光系数 l光气候：天然光组成：直射光、漫射光；影响原因：光气候：天然光组成：直射光、漫射光；影响原因：晴天、阴天。阴天地面照度取决于：太阳高度角；云晴天、阴天。阴天地面照度取决于：太阳高度角；云状、云量；地面反射能力；大气透明度。亮度分布状、云量；地面反射能力；大气透明度。亮度分布：L（1 2sin 2sin）Lz/3，地面照度地面照度E 7/9 Lz，或或L42l光光气气候候概概况况和和光光气气候候分分区区：五五个个分分区区，；临临界界照度分别照度分别6000lx、5500lx、5000lx、4500lx、4000lx。l采采光光系系数数C：描描述述建建筑筑房房间间获获取取天天然然光光本本事事或或能能力力。全全阴阴天天漫漫射射光光照照射射下下，室室内内给给定定平平面面上上某某一一点点由由天天空空漫漫射射光光所所产产生生照照度度En与与同同时时刻刻、同同地地点点室室外外无无遮遮挡挡水水平平面面上上由由天天空空漫漫射射光光所所产产生生照照度度Ew比比值值。C En/Ew 100第46页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l82 窗洞口窗洞口 l窗洞口形式：侧窗；高侧窗，低侧窗。天窗；矩形天窗洞口形式：侧窗；高侧窗，低侧窗。天窗；矩形天窗、锯齿形天窗、平天窗。窗、锯齿形天窗、平天窗。l窗洞口采光特点：窗洞口采光特点：l侧侧窗窗；纵纵向向衰衰减减快快，有有效效采采光光进进深深不不超超出出23倍倍窗窗高高；横向均匀度取决于窗宽与窗间墙宽。横向均匀度取决于窗宽与窗间墙宽。l天天窗窗；矩矩形形天天窗窗、锯锯齿齿形形天天窗窗、平平天天窗窗平平均均采采光光系系数数分分别别是是5、7、8，满满足足普普通通精精密密、中中等等精精密密、尤尤其其精精密密视视觉觉作作业业需需要要。矩矩形形天天窗窗结结构构简简单单，还还有有通通风风、排排烟烟、除除尘尘等等热热工工作作用用；锯锯齿齿形形天天窗窗适适于于恒恒温温恒恒湿车间；平天窗眩光强烈，热辐射强。湿车间；平天窗眩光强烈，热辐射强。第47页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l83 采光设计采光设计 l采光标准：采光等级、采光系数最低值、采光采光标准：采光等级、采光系数最低值、采光系数平均值。系数平均值。l采采光光质质量量：采采光光均均匀匀度度；指指最最低低值值与与平平均均值值之之比比，采采光光等等级级 时时，不不宜宜小小于于0.7。窗窗眩眩光；光；光反射比。光反射比。l采采光光设设计计步步骤骤：了了解解对对象象；确确定定等等级级；选选择择采采光光口口；窗窗地地比比Ac/Ad；采采光光口口面面积积、尺尺寸寸估估算算；结构确定。表结构确定。表8-5、8-6，8-8。第48页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l84 采光计算采光计算 l采光计算模式：模型修正法。采光计算模式：模型修正法。第49页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l第九章第九章 建筑照明建筑照明基本内容：基本内容：1、电光源和各种灯具类型、特点、电光源和各种灯具类型、特点2、工作照明方式，环境照明设计方法、工作照明方式，环境照明设计方法3、室外建筑夜景照明、室外建筑夜景照明4、绿色照明工程概念、绿色照明工程概念 第50页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l91 电光源电光源 l电光源分类：热辐射光源：白炽灯、卤钨灯、电光源分类：热辐射光源：白炽灯、卤钨灯、碘钨灯、溴钨灯等。气体放电光源：荧光灯、碘钨灯、溴钨灯等。气体放电光源：荧光灯、紧凑型荧光灯、金属卤化物灯、钠灯、紧凑型荧光灯、金属卤化物灯、钠灯、LED灯、灯、节能灯。节能灯。l电电光光源源特特征征：发发光光效效率率、使使用用寿寿命命、环环境境条条件件、光光色色、显显色色性性、频频闪闪效效应应、光光源源色色温温、冷冷暖暖色色调调第51页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l92 灯具灯具l灯具光特征：配光曲线；空间光强、照灯具光特征：配光曲线；空间光强、照度分布。遮光角；灯具效率。度分布。遮光角；灯具效率。l灯灯具具分分类类：按按灯灯具具发发出出光光通通量量在在灯灯具具上上、下下半半球球分分布布百百分分比比，六六个个分分类类：直直接接型型、半半直直接接型型、扩扩散散型型、直直接接间间接接型型、半半间接型、间接型。间接型、间接型。第52页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l93 室内工作照明室内工作照明l室内工作照明目标：以满足视觉作业为主室内工作照明目标：以满足视觉作业为主l室内工作照明方式：普通照明、分区普通照明、室内工作照明方式：普通照明、分区普通照明、局部照明、混合照明。局部照明、混合照明。l照照明明标标准准：照照明明质质量量；照照明明数数量量，选选择择适适当当照照明方式。明方式。l视视觉觉作作业业要要求求场场所所不不允允许许单单独独使使用用局局部部照照明明；局局部部照照明明起起提提醒醒、警警示示、引引导导、标标识识等等照照明明作作用；高精密视觉作业宜采取混合照明方式。用；高精密视觉作业宜采取混合照明方式。第53页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l94 环境照明设计环境照明设计 l室内环境照明目标：以满足艺术装饰、视觉审室内环境照明目标：以满足艺术装饰、视觉审美为主美为主l室室内内环环境境照照明明方方式式和和处处理理方方法法：以以单单个个灯灯具具艺艺术术装装饰饰为为主主；吊吊灯灯、壁壁灯灯、暗暗灯灯和和吸吸顶顶灯灯。以以简简单单灯灯具具图图案案组组合合为为主主；藻藻井井格格、满满天天星星。建建筑筑化化大大面面积积照照明明；发发光光天天棚棚、光光梁梁、光光带带、光光墙。墙。l室室外外环环境境照照明明方方式式和和处处理理方方法法，夜夜景景照照明明：泛泛光照明、轮廓照明、内透光照明。光照明、轮廓照明、内透光照明。第54页第二篇第二篇 建建 筑筑 光光 学学l95 绿色照明工程绿色照明工程 l绿色照明内容：照明节能、采光节能、绿色照明内容：照明节能、采光节能、管理节能、污染预防、安全舒适照明管理节能、污染预防、安全舒适照明l 照明功率密度值：符合标准照明功率密度值：符合标准l 照明节能设计：光源、灯具、照明方式照明节能设计：光源、灯具、照明方式l 管理节能：最为关键是责任感管理节能：最为关键是责任感!第55页第三篇第三篇 建建 筑筑 声声 学学l建筑声学篇主要内容建筑声学篇主要内容 本篇介绍建筑声学中，声音基本特征，惯本篇介绍建筑声学中，声音基本特征，惯用计量方法和简单室内声场理论；厅堂音质设用计量方法和简单室内声场理论；厅堂音质设计和计算方法，主观、客观音质评价；惯用声计和计算方法，主观、客观音质评价；惯用声学材料、结构吸声特征，噪声控制普通计量和学材料、结构吸声特征，噪声控制普通计量和方法，相关标准规范要求，隔声设计概念方法，相关标准规范要求，隔声设计概念。第56页第三篇第三篇 建建 筑筑 声声 学学l第十章第十章 建筑声学基本知识建筑声学基本知识基本内容：基本内容：1、声波物理特征和建筑声学计量单位、声波物理特征和建筑声学计量单位 2、人耳听觉特征、人耳听觉特征3、户外声场和室内声场规律、户外声场和室内声场规律 第57页第三篇第三篇 建建 筑筑 声声 学学l101 声音基本性质声音基本性质l声音产生与传输：频率声音产生与传输：频率 f、波长、波长、声速、声速 c；空；空气声、固体声或撞击声；频带；绕射、反射、气声、固体声或撞击声；频带；绕射、反射、散射和折射；透射与吸收；一个干涉现象或效散射和折射；透射与吸收；一个干涉现象或效果果驻波，驻波，l=n/2，或，或 f=nc/2 l。l基基本本关关系系：c=f，空空气气中中取取c=340m/s，频频率率f：人人耳耳可可听听范范围围20 0Hz，建建筑筑声声学学计计量量 100 4000Hz，特殊，特殊8000Hz。第58页第三篇第三篇 建建 筑筑 声声 学学l102 声音计量声音计量l声音物理或计量量：声功率声音物理或计量量：声功率 w、声强、声强、声压、声压p；声能密；声能密度度D倍频带（程）中心频率倍频带（程）中心频率 l“级级”引入和迭加计算：引入和迭加计算：“级级”引入原因；引入原因；“级级”迭加计迭加计算按对数运算，例算按对数运算，例10-1l基基本本关关系系：=w/4r2，=p2/0 0c，D=/c，总声声压级Lp=10lg100.1L1 100.1L2 100.1L3 100.1Ln dB，当，当n个相同声压级，个相同声压级，总声声压级Lp=L1 10lgn dB第59页第三篇第三篇 建建 筑筑 声声 学学l102 声音计量声音计量l声音响度级：纯音等响曲线；模拟声音响度级：纯音等响曲线；模拟40phon纯纯音等响曲线，音等响曲线，A声级声级;模拟模拟70phon纯音等响曲纯音等响曲线，线，B声级声级;模拟模拟85phon以上纯音等响曲线，以上纯音等响曲线，C声级声级;图图10-10l声声音音总总声声级级：复复合合声声大大小小计计量量，建建筑筑声声环环境境惯惯用用A声级，记为声级，记为dB（A）第60页第三篇第三篇 建建 筑筑 声声 学学l103 声音频谱与声源指向性声音频谱与声源指向性 l声音频谱：声音频谱：2倍频带（程）中心频率倍频带（程）中心频率 63、125、250、500、1000、4000、8000Hz；较精细划分；较精细划分1/3倍频倍频带（程）中心频率带（程）中心频率 31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2500、3150、4000、5000、6300、8000。l声音频谱中心频率关系：声音频谱中心频率关系：f2/f1=2n，截至频率，截至频率fu、fl和和中心频率中心频率fc 有：有：fc 2