环境管理_室内环境及控制技术课件

绿色建筑概论 室内环境及控制技术 学什么 声 光 热和室内空气品质控制 建筑室内声环境 掌握声学各物理参数基本概念和内在联系 知识要点 了解人与听觉环境的关联 掌握噪声一般的控制方式 5 4 声音的基本概念及特性 新建筑物理FIG3 1 1 大气压 声压 声波 从物理方面 声音是一种机械波 是机械震动在弹性介质中传播 客观声音从心理方面 上述物理波动现象而引起的听觉感觉 主观声音 声波在空气中对空气质点的膨胀压缩形成了空气的压力波动 压力的起伏变化依次作用人的耳膜 形成了声音的感觉 压力波的传递 非空气介质的传递 与空气流动方向无关 扬声器膜辐射的声波 理想气体中的声速 k绝热指数 R气体常数 T绝对温度 建筑环境中气体中的声速 常温常压下 一般取c 340m s 空气中的声速 与传播媒介温度 固 液体中的声速 远大于空气中的声速 钢 5000m s松木 3320m s 水 1450m s软木 500m s 声音的基本特性 声波的频率 波长和声速的关系为 1 声波每秒振动的次数 音调 频率 声音的高低 频率频率 音调 2 空气密度变化大小 音量 响度 声音的大小 声压 声强同样声源 音量 传播距离 3 频率的混合状态 声音是由各种频率的声音混合而成 不同混合状态感觉不同 音色 音质 声音的组合 频谱 声音的基本概念及特性 声音的三要素 声功率W W 声源在单位时间内向外辐射的声音能量 即在全部可听范围所辐射的功率 也可特指在某个有限频率范围所辐射的功率 亦称频带声功率 声压P Pa 空气质点因声波作用产生振动时超过大气压力值 声波的压强与媒质的静压之差 常指有效声压 瞬时声压的均方根 简谐声波 声强I W m2 声波传播方向上单位面积波面上通过的平均声功率 声音的基本概念及特性 三参数对数转换 相对 值 分贝 dB 声压级 声功率级 声强级 闻阈值 可闻阈 听阈 人耳刚能感受的声音 p0 2 10 5Pa I0 1 10 12W m2痛阈 闻之人耳则痛 p 20Pa I 1W m2 声音的基本概念及特性 级 的概念的引出 人的听觉特征及其对环境噪声的反应 最小可辨阈 一般 Lp 1dB 在频率为 50 10000Hz Lp 50dB时 人耳的听觉范围 舒适的声环境 城市区域环境噪声标准 0类标准适用于疗养区 高级别墅区和高级宾馆 1类标准适用于以居住 文教机关为主的区域 2类标准适用于居住 商业 工业混杂区 3类标准适用于工业区 4类标准适用于城市中的道路交通干线两侧区域 舒适的声环境 民用建筑隔声设计规范 噪声控制 隔振降噪隔声降噪吸声降噪掩蔽噪声 5 常用动力设备防振措施及其形式 隔振与减振降噪 隔振降噪 剪切型减振器 常用动力设备防振措施及其形式 压缩型减振器 隔振与减振降噪 隔振降噪 常用动力设备防振措施及其形式 隔振与减振降噪 复合型减振器 5 16 建筑环境声学FIG16 4 装有吸声砌块 未作吸声处理的管道 噪声源 噪声源 隔声障板 顶棚抹灰 隔声降噪原理 隔声降噪 室内光环境 光环境基本度量及各参数使用对象和相互联系 知识要点 人与视觉环境的关联天然光介绍人工光源及特点介绍 建筑光环境 光环境控制的意义 减少视觉疲劳 保证视觉健康和身心健康提高劳动生产率降低能耗人工照明能耗空调能耗 光与颜色的基本知识 光是以电磁波形式传播的辐射能 单一波长的光呈现一种颜色 不同波长的光在视觉上形成不同的颜色 在带有多种光谱成分的光源中 如果某一部分占比例较大 就呈现出那个波长对应的颜色 日光和灯光都是由不同波长的光混合而成的复合光 复合光中 不同波长光参数的量值关系形成了 光谱 较短的波长为主 较长波长为主 什么是光 定义 辐射体单位时间内以电磁辐射的形式向外辐射的能量称辐射功率或辐射通量 W 光源的辐射通量中被人眼感觉到的光的能量 波长380 760nm 称光通量 CIE光谱光视效率 V 曲线查得 波长为 的单色辐射功率 W 最大光谱光视效能 Km 683lm W 辐射转换成光的参量 白炽灯 日光灯 100W 40W 1250lm 2500lm 光电转换差距大 12 5lm W 62 5lm W 物理意义 衡量光源向四周发射光的能力的大小 是衡量光源光能力的基本参数 光通量 流明 lm 光学基本知识 光强度I 又称光强 发光强度 坎德拉 1cd 1lm sr 立体角 点光源 均匀扩散 40W 40W 物理意义 反映光源在空间上的能量分布 衡量灯具受灯罩影响在不同方向上的发光能力 定义 光源在照射方向上单位立体角内发出的光通量 和距离无关 光学基本知识 全反射 光通量相同 发光强度却不同 其值 与灯具性质有关 光通量与光强度 光学基本知识 均匀照射时 定义 落在单位面积被照面上的光通量的数值 表示被照面被照射的程度 物理意义 衡量受照面上的光强度 相当于1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上 常用于了解工作面或工作室所具有的光强度 光环境 光照度E 勒克斯 1lx 1lm m2 光学基本知识 颜色的基本概念 颜色的形成 不同波长组成的光在视觉上反映出不同的颜色 白色光是由各种波长光辐射均匀分布所致物体颜色是由于照射到物体表面后 因表面对不同波长的吸收率不同所致 物体吸收率较差的波长 即反射率较高 所对应的颜色便是物体呈现的颜色 光源的色温 定义 标准黑体加热升温时颜色由红 浅红 橙黄 白 蓝白 蓝变色时的温度作为光源的色温 光源的色温与冷暖色调 冷色调 暖色调 3300K 中间色调 3300K 天空光 日光 白炽灯 高压纳灯 日光色荧光灯 高压汞灯 5300K 冷色调 5300K No 21 颜色的基本概念 色彩效应 对主观的影响 营造光环境氛围 情绪感觉 积极色 暖色调 高亮度 消极色 冷色调 低照度 温度感觉 主观温差效果可达3 4 大小轻重感觉 高明度者大而轻 低明度小而重 色适应是人们工作 学习 生活中对照明光色度感觉的偏爱 天然光环境 天然光的组成和影响因素 组成及影响因素 太阳直射光 天空漫射光 f 云量 全国全年总照度分布 我国气候分区与光气候系数 III KI 0 85 6000lx KIII 1 0 5000lx 室外临界照度5500lxKII 0 9 室外临界照度4000lxKV 1 2 KIV 1 1 4500lx V V I II III III III IV IV 光气候与采光标准 上海地区某车间从事精细工作 查标准最低采光系数为2 则采光系数最低值为2 2 由于室外临界照度为4500lx 所以此时室内最低天然光照度就是99lx 现代建筑天然光的利用手法 侧窗采光 最常用 中庭建筑 ATRIUM 建筑创意 上海图书馆中庭 现代建筑天然光的利用手法 电动内外遮阳 天然光的控制与调节 香港汇丰银行 1 天然光的控制与调节 利用反射镜实例 利用反光镜和吊顶反射 英国议会大厦 利用反射镜实例 天然光的控制与调节 人工照明 电光源 热辐射 普通白炽灯 卤钨灯 气体放电发光 高气压放电灯 低气压放电灯 高压汞灯 荧光高压汞灯 高压钠灯 金属卤化物灯 低压钠灯 荧光灯 EL 场致发光板 LED 发光二极管 电致发光 热辐射光源 白炽灯 卤钨灯金属丝加热到1000K以上 发光T 光辐射 总辐射 光谱特性 色偏红无闪频 调光性表面温度高 可达250 发光效率低 电光源的种类 气体放电光源 荧光灯 节能灯 高压汞灯 金属卤化物灯 高 低压钠灯荧光灯 电光源的种类 非连续 多峰值交流电压变化 闪频表面亮度低 寿命长散热少 光效高 管内稀薄氩气 汞气 荧光粉 电极 电极 通电 气体放电 发出紫外线 荧光粉 可见光 不同荧光粉 不同光谱 类型T5T8T12光效提高 18 40 不同电光源性能比较 舒适的光环境 适当的照度水平 楼间距 灯具功率和数量 窗墙比 合理的照度分布 窗户大小和位置 灯具大小及分布 合适的色温 灯具色温选择 无眩光 采光口位置 光亮度 强光方向 光源的色温与显色性 人工光环境质量及其评价标准 营造光环境气氛的主要参数 3000K色温 温暖亲切 4000K色温 严肃振奋 通过选择合理的光源和照明方式实现 室内热湿环境 基本概念室内空气温度室内空气相对湿度空气平均流速室内平均辐射温度 热湿调节 采暖通风空气调节 44 如何营造舒适的室内热湿环境 1 室内污染物增多 燃料消耗量 化工产品品种 建筑材料品种增多2 为了减少空调采暖能耗 建筑物密闭程度增加 SBS SickBuildingSyndrome病态建筑综合症 现代都市病 不仅是温度 湿度 声 光满足人们的生活需求 更应当综合考虑室内环境的健康并与自然环境一定程度的融合 营造高品质的室内环境 45 1 NIOSH的调查 2 WHC的调查问题种类数量 数量 新风量不足2525271052内部污染物771616512外部污染物48101259建筑材料204272微生物污染26560 4无IAQ问题611232924 1 NIOSH 美国国立劳动安全卫生研究所 1987年发表的对484所办公建筑物的调查结果 2 WHC 加拿大卫生和福利机构 1990年发表的对1362所办公建筑物的调查结果 46 室内空气污染物的来源 室外来源 大气易变量组分符号含量 ppm 水蒸气H2O130000二氧化碳CO2350甲烷CH41 67一氧化碳CO0 19臭氧O30 04氨气NH30 004二氧化氮NO20 001二氧化硫SO20 001一氧化氮NO0 0005 47 室内空气污染物的来源 室外来源 燃料的燃烧 交通工具 工业企业 城市垃圾等造成的 NOx SOx H2S 悬浮颗粒物 烟雾等地层放射性污染被污染的水 48 室内空气污染物的来源 室内来源 生产工艺工程 有机溶剂的蒸汽 燃烧产生的有毒气体 刺激性气体 生产性粉尘等家电的电磁辐射设计或管理不良的HVAC系统以及 49 装修材料 日化产品 50 微生物 51 空气污染物的种类及其所造成的污染 气体污染物CO2氡氨挥发性有机化合物VOC气味 分子污染悬浮颗粒物微生物 病毒 细菌 尘螨 其它 油烟 烟草烟雾 臭氧等 52 CO2 常用指标 室内来源主要为人体代谢过程 人体呼出的空气中约占4 与人体代谢率有关 儿童为成年人的50 排出CO2越多 同时排出其它代谢废气也越多 有机物燃烧过程 炊事 抽烟在室外空气中的浓度CO2为300 400ppm O2为209460ppm目前居住建筑的控制标准高级客房 700ppm普通居住空间 1000ppm过渡空间 2000ppm 53 氨 特性 无色 有强烈刺激性气味 碱性物质 可感觉最低浓度为5 3ppm 来源 冬季施工过程中在混凝土中添加氨水作为防冻剂 释放期较长 危害大 装饰材料中的添加剂和增白剂 释放期较短 危害较小 54 甲醛 HCOH 特点无色 有强烈刺激性气味 水溶液为福尔马林大气中平均浓度0 005 0 01mg m3 低于0 03mg m3 新装修宾馆可达0 85mg m3 控制标准为0 12mg m3来源工业废气 汽车尾气 光化学烟雾建筑材料 地毯 人造板 泡沫树脂保温板 装修材料 胶粘剂 涂料 日化产品 清洁剂 消毒剂 液化石油气 55 危害浓度0 1mg m3有异味影响0 5mg m3以上刺激粘膜 眼 呼吸道等 产生变态反应 眼红 流泪 咽干等 恶心 胸闷等 6 5mg m3以上引起肺炎 肺水肿 甚至导致死亡 有致畸 致癌作用 对神经系统 免疫系统 肝脏都有危害 释放特性释放期长 3 15年 高温 高湿条件下甲醛散发力度加大 甲醛 HCOH 56 气味 分子污染 影响空气的新鲜度和IAQ的可接受性 低浓度污染 不会超过权威机构的上限值 分子的重量为1 m微粒的1 1010倍 扩散速度极快 难以控制 因此源控制最重要 来源厨房 卫生间人体生物污染烟草烟雾低浓度VOC和其它有气味的污染物 57 包括烟气 大气尘埃 纤维性粒子及花粉 其中直径小于10 m的微粒称为可吸入颗粒物 按质量计 大气尘中10 m以下占72 工业过程产尘 10 m以下占30 可吸入并停留在呼吸道中 造成矽肺和肺癌 来源室外来源和生产过程人员活动 行走 抽烟石棉建材一 二次扬尘和室内湿度过低是其产生的主要原因 避免扬尘 增强过滤 控制湿度等方式以及控制产生源等手段来避免污染 悬浮颗粒物 58 微生物 病毒和细菌附于悬浮颗粒物上传播 是传染病的来源霉菌 滋生于潮湿阴暗的土壤 水体 空调设备中军团病 legionnaires disease 一种大叶性肺炎1976年在美国费城的宾西法尼亚美军军团会议的参加者中发生的军团病是典型的例子 死亡率高达15 20 军团肺原菌是一种普遍存在的嗜水性需氧细菌 Legionella 可通过风道 给水系统进入室内空气 59 微生物 尘螨适宜环境20 30 75 85 空气不流通场所可引起哮喘 过敏性鼻炎 过敏性皮炎孳生地 纯毛地毯 床垫控制方法 通风换气 保持清洁 60 烟草烟雾 最常见的室内空气污染 危害 刺激和臭味香烟烟气的典型组成成分 mg 支 成分主流烟气二次烟气燃过的烟草350400全部颗粒2045尼古丁11 7一氧化碳2080二氧化碳6080氧化氮0 010 08丙稀醛0 08 产生烟气时间20s550s 61 民用建筑工程室内环境污染控制规范 民用建筑工程室内环境指标 类民用建筑工程 住宅 宿舍 医院病房 老年建筑 幼儿园 学校教室等建筑工程 II类民用建筑工程 旅店 办公楼 文化娱乐场