《建筑物理A》期末考试复习指导

《建筑物理A》期末考试复习指导第页，共48页《建筑物理A》期末考试复习指导适用年级：2009级建筑学专业教材名称：《建筑物理》第三版，中国建筑工业出版社，东南大学柳孝图主编注意事项：本复习指导共分为2部分：基本内容及基础知识的梳理和综合复习指导，共48页。第一部分1至28页，第二部分29至48页。第一部分用于基础知识的梳理，第二部分作为综合复习使用。第一部分基本内容及基础知识梳理建筑热工学部分第一章室内热环境概述：建筑热环境是研究人们在建筑空间中的热舒适问题，以便采取合理、有效的技术措施改善建筑热环境、满足人们热舒适要求。1.1人与室内环境一、人体的热平衡人体热平衡公式：式中：Δq：人体热负荷，人体产热率与散热率之差（w/m2）。qm：人体新陈代谢产热率（w/m2）。qc：人体与周围环境的对流换热率（w/m2）。qr：人体与环境的辐射热换率（w/m2）。qw：人体蒸发散热率（w/m2）。人体与周围环境的换热方式：对流，辐射和蒸发。人体热舒适充要条件：Δq=0。即人体的热平衡是达到人体热舒适的必要条件。当Δq>0时，体温将升高；反之体温则降低。二、人体热平衡的影响因素影响因素：人体新陈代谢产热量，对流换热量，辐射环热量，蒸发散热量。人体舒适度因素：空气湿度，温度，适宜风速，合理壁面温度影响人体热感因素：空气温度，空气湿度，气流速度，环境平均辐射温度，人体新陈代谢产热率。三、热环境的综合评价方法：有效温度，热应力指数，预测热感指数。1.2室内热环境的影响因素一、室外气候因素与建筑物密切相关的气候因素：太阳辐射，空气温度，空气湿度，风及降水。太阳辐射：分太阳直射辐射照度，散射辐射照度及总辐射照度3部分。影响城市区域的气候要素：大气透明度较小，削弱太阳辐射；气温较高，形成“热岛效应”；风速减小、风向随地而异；蒸发减弱、适度变小；多雾、能见度差。二、室内热环境影响因素影响因素：热环境设备，其他设备，人体活动1.3中国建筑热工设计分区与改善室内热环境的途径一、热工设计分区严寒地区：建筑必须充分满足冬季保温要求，加强防寒措施，可不考虑夏季防热。寒冷地区：建筑应充分满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热。夏热冬冷地区：建筑必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温。夏热冬暖地区：建筑必须充分满足夏季防热要求，可不考虑冬季保温。温和地区：建筑应考虑冬季保温，可不考虑夏季防热。二、改善室内热环境的建筑途径途径：太阳辐射热的利用与调节，优化维护结构的热工性能，自然通风，做好绿化太阳辐射热的利用与调节设计方式：窗口设计，透射体设计，被动式太阳能建筑设计优化维护结构的热工性能：保温，隔热，防潮遮阳分类：内遮阳、外遮阳、中间遮阳固定式遮阳板分类：水平式，综合式，挡板式第二章传热基本知识2.1传热方式2.1.1导热定义：物体内部或物体间热能传递的现象。发生条件：物体内部或物体间存在温度差。分类：导热，对流和辐射3种。一、导热原理：由温度不同的质点在热运动中引起的热能传递现象。导热机理：固体：相邻分子发生碰撞和自由电子迁移，引起热能传递。液体：通过平衡位置间歇移动的分子振动引起。气体：分子无规则热运动时的互相碰撞。注意：单纯的导热仅能在密实的固体中发生。二、导热公式1.如果一根密实的棒，除两端外周围用理想的绝缘材料包裹，并且两端的温度分别是T1和T2，当T1>T2时，通过该截面F有热量Q从T1端向T2端通过。通过的热量大小：式中，Q：棒的导热量（W）；F：棒的截面积（m2）；T1,T2：棒两端的温度（K）；l：棒的长度（m）；：导热系数（W/(m·K)），它的大小直接关系到物体的导热传热量。2.建筑工程中，通常将固体材料组成的壁体内部传热等效为导热，如果两端表面的温度分别是QUOTET1和T2T1和T2，当T1>T2时，单位面积、单位时间的热流式中，q：单位面积、单位时间的热流量（W/m2）；T1,T2：棒两端的温度（K）；d：壁体的厚度（m）；：导热系数（W/(m·K)）三、材料的导热系数影响因素材质的影响材料干密度的影响材料含湿量的影响2.1.2对流定义：由于温度不同的各部分流体之间发生相对运动、互相掺和而传递热能的现象。发生条件：流体中，固体表面和与其紧邻的运动流体之间。对流换热公式：（1）对流换热传热量公式：QUOTEqc=αc(θ-t)式中，qc：对流换热强度（W/m2）；αc：对流换热系数（W/(m2·K)）；θ：壁面温度（）；t：流体主体部分温度（）（2）自然对流换热公式自然对流：因温度差而引起的对流换热。公式1：当瓶壁处于垂直状态时，有：QUOTEqc=αcθ-t公式2：当瓶壁处于水平状态，并且热流由下而上时，有：QUOTEqc=αcθ-t公式3：当瓶壁处于水平状态，并且热流由上而下时，有：QUOTEqc=αcθ-t（3）受迫对流换热定义：流体各部分之间或流体与紧邻的固体表面之间存在温度差，但同时流体又受到外部因素的扰动而产生的传热现象。影响因素：温差大小，风速大小，固体表面的粗糙度2.1.3辐射定义：波长在0.4~40QUOTEμm之间的电磁波μm之间的电磁波的传播过程。一、辐射传热特点：辐射传热过程中伴随着能量形式的转化。电磁波的传播不需要任何中间介质，也不需要冷、热物体的直接接触。凡是温度高于绝对零度的一切物体，不论它们的温度高低都在不间断地向外辐射不同波长的电磁波。辐射传热是物体之间互相辐射的结果。二、辐射能的吸收、反射和透射关系：QUOTEρh+rh+τh=1ρh+γ式中，ρh：QUOTEρh：物体对辐射热的吸收系数。γhγh：物体对辐射热的反射系数。τh：物体对辐射热的透射系数。绝对白体：能将热辐射全部反射的物体，此时γh=1。绝对黑体：能将热辐射全部吸收的物体，此时ρh=1。三、辐射本领、辐射系数和黑度辐射本领：物体对外放射辐射的能力。全辐射本领：单位时间内在物体单位表面积上辐射的波长从0至范围的总能量。用E表示，单位是W/m2。由StephenBoltzmann定律导出的绝对黑体的全辐射本领计算公式：QUOTEEb=Cb(Cb：绝对黑体的辐射系数，大小5.68W/(m2·K4)灰体的全辐射本领计算公式：黑度：灰体的全辐射本领与同温度下绝对黑体全辐射本领的比值。用表示。公式：关系：物体辐射能力越大，它对外来辐射的吸收能力也愈大；反之，物体辐射能力越小，则吸收能力越小。辐射换热设有2个一般位置的灰体表面1和2，它们之间相互看得见的表面积是F1和F2，各自的辐射系数是C1和C2，各自的温度是T1和T2，它们两者之间的辐射换热量是：式中，QUOTEQ1-2Q1-2：表面1传给表面2的净辐射换热量（W）；Q2-1：表面2传给表面1的净辐射换热量（W）；T1、T2：分别表示两表面的绝对温度（K）；F1、F2：分别表示相互看得见的表面积（m2）；C12、C21：相当辐射系数（W/(m2·K4)）：表面1对表面2的平均角系数。：表面2对表面1的平均角系数。平均角系数：表示单位时间内，从一个表面投射到另一个表面的辐射换热量与一个表面向外辐射的总热量的比值。角系数：数值取决于两表面的相对位置，大小及形状等因素。2.2瓶壁的稳定传热一、平壁的传热过程平壁的稳定传热：围护结构在室内外气温不随时间变化的传热过程。平壁的总热阻：表示热量从平壁一侧空间传到另一侧空间所受到的阻碍的大小。用R0表示。单位：m2·K/W平壁的总传热系数：表示平壁的总传热能力，在数值上是当室内、外空气温度相差1摄氏度时单位时间内通过平壁单位面积所传出的热量，用QUOTEK0K0表示。单位：QUOTEW/K∙m2W/K·m2关系：平壁的总热阻与平壁的总传热系数互为倒数。二、封闭空气间层的传热提高围护结构的热工性能做法：在围护结构设置空气间层。影响因素：间层表面材料的辐射系数或黑度和间层的温度形态。减少空气间层的传热方法：（1）在建筑围护结构中采用封闭空气间层，增加热阻。（2）维护结构中用一个“厚”的空气间层替代几个“薄”的空气间层。（3）在间层表面贴反射材料，一般在一个表面贴，并且是温度较高的一侧，防止内层结露。三、总热阻计算平壁的总热阻：数值上等于内表面换热阻，壁体传热阻及外表面传热阻的总和。内表面换热组：数值上等于内表面换热系数的倒数。外表面换热组：数值上等于外表面换热系数的倒数。四、壁体传热阻分单一材料层、多层匀质材料层、组合材料层与封闭空气间层。单一材料层：指壁体在垂直于热流方向由一种材料做成的构造层。单一材料层举例：砖砌体、混凝土、钢筋混凝土、加气混凝土、粉刷层、装饰层等。多层匀质材料层：在壁体垂直于热流方向由多种材料做成的构造层，数值上等于各单一材料层热阻之和。举例：含内外粉刷的砖墙。平屋顶各构造层。组合材料层：围护结构内部个别层次由两种以上的材料组合而成的材料，是非匀质材料。举例：各种材质的空心砌块，填充保温材料的墙体。2.3瓶壁的周期性传热周期性传热：通过围护结构的热流量及围护结构内部的温度分布随时间呈周期性的变化的传热过程，它是一种不稳定传热过程。一、简谐热作用半无限厚平壁的简谐热作用特征：（1）平壁表面及内部任何一点处的温度，都会出现和介质温度周期相同的简谐波动。（2）从介质到壁体表面及内部，温度波动的振幅和相位逐渐减少。温度波衰减：从介质到壁体表面及内部，温度波动的振幅逐渐减少的现象。温度波动相位延迟：从介质到壁体表面及内部，温度波动的相位逐渐减少的现象。二、热特性指标材料蓄热系数：建筑热工学中，半无限厚的物体表面热流波动的振幅与温度波动振幅的比值。物理意义：半无限厚物体在谐波热的作用下，表面对谐波热作用的敏感程度。关系：相同的热作用条件下，材料蓄热系数越大，表面温度波动越小。反之亦然。第三章建筑保温3.1建筑保温的途径保温途径：尽量减少外围护结构的总面积，优化平面形式和建筑体型。建筑物体形系数：建筑物与室外大气接触的外表面面积与其所包围的体积的比值。满足日照要求的做法：建筑设计中应注意建筑的朝向以及选择适当的间距。增强建筑物的密闭性的做法：在外窗上设置可开关的换气扇。防止潮湿的做法：保证建筑供热均匀，减少供热间歇时间。3.2围护结构的保温设计一、保温设计的依据基本指标：最小总传热阻R0·min，即设置集中采暖设备建筑物围护结构的保温性能最低要求的基本物理量，单位：m2·K/W二、围护结构的保温构造分类：保温承重合二为一、单设保温层、复合构造1.保温承重合二为一特点：具有足够的力学性能和足够的热阻值，构造简单，施工方便，常用于低层或多层墙承式建筑。材料：混凝土空心砌块，轻质实心砌块2.单设保温层分类：多空型材料，板状材料，散状材料。示例：膨胀矿渣，泡沫混凝土、加气混凝土、膨胀珍珠岩、膨胀至石，浮石，浮石混凝土，硅酸盐制品，矿棉，玻璃棉，软木，木丝板，甘蔗板，稻壳3.复合构造常用布置方式：承重层外侧（外保温），承重层内测（内保温），承重层中间。内保温特点：材料不受室外环境气候因素影响，无需特殊保护。外保温特点：热容量大，热稳定性好，有利于防止墙体内部产生冷凝水，有效保护主体结构，提高了结构的耐久性。3.3围护结构传热异常部位的保温措施异常部位的保护位置：门窗洞、外围护结构转角，交角，各种嵌入体，地面常见保温方式：热桥保温、墙角保温、地面保温一、窗的保温保证使用功能，改善保温性能和减小能源损耗的措施：（1）控制各个方向墙面的开窗面积；热阻设计时，控制朝向的窗墙面积比：北向不大于0.20，西向不大于0.25或0.3，南向不大于0.35；（2）提高窗的气密性，减少冷风的渗透；（3）提高窗框的保温性能（4）增加玻璃部分的保温能力二、热桥保温热桥：围护结构中热量容易通过的构件或部位。分类：贯通式热桥和非贯通式热桥两种特点：外表面温度比主体部分温度高，在构造设计中应尽量将热桥设计成非贯通式热桥。贯通式热桥保温处理：施加硬质泡沫材料，结合墙体内粉刷综合处理。非贯通式热桥保温处理：尽可能布置在靠近室外一侧，再按照贯通式热桥保温处理。三、外墙交角保温采取措施：减少凹凸部位。3.4围护结构的蒸汽渗透及冷凝一、湿空气的物理性质饱和空气：水蒸气含量达到极限值时的空气。非饱和空气：水蒸气含量未达到极限值时的空气。饱和蒸汽压（最大水蒸气分压力）：空气中水蒸气呈饱和状态时水蒸气部分产生的压力。用PS表示。饱和蒸汽压特性：PS随温度的升高而增大。空气的绝对湿度：单位容积空气所含水蒸汽的重量，符号f，单位：g/m2。相对湿度：一定温度及大气压下，空气的绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量的比值。相对湿度公式：，露点温度：某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它相对湿度达到100%时所对应的温度。用td表示。蒸汽渗透：水蒸气分子从压力较高的一侧通过围护结构向较低的一侧渗透扩散的现象。蒸汽渗透系数的物理意义：表明材料的蒸汽渗透能力，与材料的材质和密实程度有关。应用：冷凝，检验室内是否出现结露。二、围护结构冷凝的检验实验结果表明，当材料的蒸汽渗透系数出现由大变小的界面，水蒸汽将在此遇到较大的阻碍。冷凝界面：最容易出现冷凝，并且冷凝现象严重的界面。三、防止和控制冷凝的措施（1）正常湿度的采光房间1）尽可能使围护结构内表面附近气流畅通，家具不宜仅靠外墙布置。2）围护结构内表面层宜采用蓄热系数较大的材料，利用材料蓄存的热量起到调节作用，减少出现周期性冷凝的可能。（2）高湿房间1）尽量防止表面显潮和滴水现象，以免结构受潮和影响房屋的使用质量。2）内表面可采用吸湿能力强的、又耐潮的饰面层。（短暂间歇性高湿状况）3）内表面设置不透水饰面或增设防水层，以阻止冷凝水渗入围护结构的深部。（连续性高湿状况）4）一般非用水房间不宜采用不透汽的材料做内饰面。（3）防止和控制内部冷凝1）材料层次的布置符合“难进易出”的原则。2）设置隔汽层。（隔汽层应布置在蒸汽渗入的一侧）3）设置通风间层或泄气通道。第四章建筑防热4.1夏季室内过热的原因及防热措施一、夏季室内过热的原因主要是室外气候因素的影响，室内热量的主要来源：（1）室外高气温通过室内、外空气对流将大量的热量传入室内。（2）太阳辐射通过向阳的窗口直接射入室内。（3）邻近建筑物、地面、路面的反射辐射热及长波辐射热。（4）围护结构传入热量。（5）室内生产、生活及设备产生的余热。二、建筑防热的途径减弱室外热作用、窗口向阳、围护结构的隔热与放热、合理组织自然通风以及尽量减少室内余热。4.2围护结构隔热设计一、室外总和温度定义：围护结构在夏季室外气候条件下所收到的热作用，由太阳辐射热，室外空气传热以及由外表面温度升高导致的辐射本领增大向外发射长波辐射热的总和。二、围护结构的隔热措施（1）屋顶隔热、墙体隔热1）采用浅色外饰面，减小当量温度。2）增大热阻与热惰性。3）通风隔热屋顶。4）水隔热屋顶。5）种植隔热屋顶。4.3房间的自然通风通风分类：机械通风和自然通风机械通风：利用机械能驱动空气。自然通风：利用自然因素形成的空气流动。一、自然通风原理形成空气压力差的原因：热压作用与风压作用（1）热压作用定义：因温度差而自然形成的自然通风现象。影响因素：室内外空气温度差所导致的空气密度差和进出气口高度差。（2）风压作用定义：风作用在建筑上产生的压力差。特点：在迎风面上，建筑物压力大于大气压，背风面、屋顶和两侧压力小于大气压。二、自然通风的组织（1）建筑朝向、间距及建筑群的布局1.用风玫瑰图表示风向的变化性，风玫瑰图成为自然通风设计的基本依据。2.在夏季有主导风向的地区，应尽量使房屋纵轴垂直于主导风向。3.建筑朝向布局：将建筑朝向偏转一定角度，使得风向对建筑物产生投射夹角。4.建筑平面布局有行列式、错列式、斜列式、周边式。5.错列、斜列式平面布局有利于建筑通风。（2）建筑的平面布置与剖面设计1.主要的使用房间应布置在夏季的迎风面，辅助用房可布置在背风面，并以建筑构造与辅助措施改善通风效果。2.开口位置的布置应尽量使室内气流场分布均匀，并力求风能吹过房间中的主要使用部位。3.炎热期较长地区的开口面积宜大，以争取自然通风。夏热冬冷地区，门窗洞口不宜过大，可以用调节开口的方法调节气流速度和流量。4.门窗的相对位置以贯通为最好，减少气流的迂回和阻力。纵向间隔墙在适当部位开设通风口或可以调节的通风构造。5.利用天井、小厅，楼梯间等增加建筑物内部的开口面积，并利用这些开口引导气流组织自然通风。（3）房间的开口于通风构造措施1.加大排气口的面积，有利于加大室内风速。2.建筑设计中应依对室内气流场的要求调整开口位置，取得良好的通风效率。3.房屋建筑中的窗扇常向外开启呈90o角。第五章建筑日照与遮阳5.1日照的基本原理日照：阳光直接照射到物体表面的现象。建筑日照：阳光直接照射到建筑地段、建筑物外围护结构表面的现象。赤纬：太阳与地心的连线和赤道所在平面的夹角。用δ表示。单位：deg。太阳方位角：太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南向的夹角。用AS表示。单位：deg。太阳高度角：太阳直射光线与地平面间的夹角。用hS表示。单位：deg。5.2棒影日照图的原理和应用一、太阳高度角出现的最大时刻一天中太阳高度角最大的时刻以及北半球中一年中太阳高度角最大和最小出现的时刻（1）太阳高度角最大时刻：一天中的正午，即当地太阳时12时整。（2）在北半球，一年中夏至时刻太阳高度角最大，冬至时刻太阳高度角最小。二、棒影日照图的应用（1）求建筑物的阴影区；（2）求建筑物的室内日照面积；（3）求建筑物的日照时间。5.3建筑遮阳一、遮阳形式及适用方向分类：水平式遮阳，垂直式遮阳，综合式遮阳，挡板式遮阳。水平式遮阳：应用于南北向窗口；垂直式遮阳：北向，东北向和西北向附近的窗口；综合式遮阳：东南或西南方向窗口，适应范围较大；挡板式遮阳：东南或西南方向窗口。遮阳设施分类：永久性和临时性2种。其中永久式又可分为固定式与活动式。二、遮阳设施对室内环境的影响分：对太阳辐射热的影响，室内气温的影响，室内采光的影响，室内通风的影响。三、遮阳设施构造设计要点遮阳的板面：在满足阻挡直射阳光的前提下，可以有不同形式的组合。为了减少板底热空气向室外逸散对采光通风的影响，通常将遮阳板面全部或部分做成百叶形式。遮阳板的安装位置：版面应与墙面有一定的距离，使大部分热空气及时沿墙面排走。材料与颜色的选择：坚固耐久，轻便灵活的材料。外表面颜色稍浅，内表面颜色稍深。建筑光学部分第六章建筑光学基本知识6.1眼睛与视觉人类视觉活动的特点颜色感觉：明觉时，人眼对于380~780mm范围的电磁波引起不同的颜色感觉。光谱光视效率曲线：表示最大波长和波长的单色辐射的曲线。1.明暗环境下人眼感光细胞的功能特性特性：（1）锥体细胞在明亮环境下，对色觉和视觉敏锐度起决定性作用。它能够分辨出物体的细部和颜色，并对环境的明暗变化作出迅速的反应，以适应新的环境。（2）杆状细胞在黑暗环境下，对明暗感觉起决定性作用。它不能够分辨出物体的细部和颜色，对环境的明暗变化反应较慢。2.人眼在明、暗视觉状态下分别对哪种光最敏感明觉时，人眼对于380~780mm范围的电磁波引起不同的颜色感觉。对红光最敏感。暗觉时，人眼只有敏感感觉而无色觉。6.2基本光度单位和应用一、光通量光通量：表示光源发出光能的多少。单位：lm，符号Ф。二、发光强度定义：光通量在建筑空间分布的密度。符号：I三、照度定义：落在投影面上单位面积的光通量。符号E。表示被照射面的光通量密度。四、发光强度和照度的关系公式：，说明点光源在表面上形成的照度与它在这个方向上的发光强度成正比，和入射光线与被照面法线形成的夹角余弦成正比，和它到被照面的距离平方成反比。6.3材料的光学性质一、光的反射、吸收和透射比特性：光在材料的反射与透射后，反射和透过光通量的分布变化取决于材料表面的光滑程度和材料的内部分子结构。分类：定向材料与扩散材料定向材料：光线经过反射与透射后，光分布的立体角没有改变，如镜面与透明玻璃。扩散材料：使入射光不同程度分散在更大的立体角范围内。如粉刷墙面。二、定向反射与透射定义：光线射到表面很光滑的不透明材料上出现的定向反射的现象。特点：（1）光线入射角等于反射角；（2）入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。材料举例：玻璃镜，光滑金属表面。三、扩散反射与透射定义：半透明材料使入射光线发生扩散透射，表面粗糙的不透明材料使入射光线发生扩散透射，导致光线分散在更大的立体角范围内的扩散现象。（1）均匀扩散材料分类：均匀扩散反射材料和均匀扩散投射材料2种。均匀扩散反射材料：氧化镁，石膏以及大部分无光泽粗糙的建筑材料。均匀扩散透射材料：乳白玻璃，半透明塑料应用：灯罩、发光顶棚，以降低光源的亮度，减少刺眼程度。（2）定向扩散材料分类：光滑的纸，较粗糙的金属表面，油漆表面。物理特性：在反射方向可以看到光源的大致形象，但是轮廓不像定向反射那样清晰。6.4视度及其影响因素一、视度的影响因素适当的亮度，物件尺寸，对比、识别时间和避免眩光亮度设计要点：当物体的亮度超过16sb时，人感到刺眼，不宜继续工作。二、识别时间识别时间与背景亮度成反比例关系。减少视觉疲劳的方法：在过道间设置必要的过渡空间，使人眼有足够的视适应时间，在需要人眼变动注视方向的工作场所中，视线所及的各部分的亮度差别不宜过大。第七章天然彩光7.1光气候和采光标准一、光气候光气候：由太阳直射光、天空扩散光、和地面反射光形成的天然光平均状况。二、采光标准采光系数：室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光产生的照度和同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度的比值。它是衡量光照射建筑物能力的大小的一个物理量。采光不均匀带来的影响：易使人眼疲乏，视功能下降，影响工作效率。防止眩光的方法：（1）作业区应减少或避免直射阳光。（2）工作人员的视觉背景不宜为窗口。（3）可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减少床的视域。（4）窗结构的内表面和窗周围的内墙面宜采用浅色饰面。另外，在办公、图书馆、学校等建筑的房间内，注意光反射比控制在一定的范围内。博物馆，美术馆应尽可能消除紫外辐射，限制天然光照度和减少照射时间，防止展品受损。7.2采光口一、材料的分类采光口：装有透光材料的孔洞。可分为侧窗和天窗两种。侧窗特点：1）在房间的外墙上开的采光口，是最常见的一种采光方式。2）窗底的高度一般离地面1m左右。为了提高房间深处的照度，高度一般离地面2m左右。3）在采光口面积相等，窗底边标高相等时，正方形采光量最高，竖矩形次之，横矩形最少。影响因素：1）沿房间进深的采光均匀性，最主要的是受窗户位置高低的影响。2）影响房间横向采光均匀性的主要因素是创建墙，窗间墙愈宽，横向均匀性越差特别是靠近外墙一带。3）窗面积大小，影响室内的采光量，但是不同的减少窗面积的方式，却对室内采光状况带来影响。4）窗高不变，随着窗宽的减少，墙角处的暗角面积增大（阴雨天），晴天窗口朝阳时，室内照度高；窗口背阳时，室内照度急剧减少。设计方法：为了克服侧窗采光在纵向变化剧烈、在房间深处照度不足的特点，除了提高位置外，还可用乳白玻璃，玻璃砖等材料，或者是将光线折射至顶棚玻璃。应用：高侧窗用于厂房，展览建筑，仓库。二、天窗分类：矩形天窗，横向天窗，锯齿形天窗，平天窗，井式天窗矩形天窗设计要点：天窗玻璃最好朝向南北横向天窗设计要点：将窗扇做成横矩形，窗扇做成阶梯型，将窗扇上沿和屋架上弦平行，做成倾斜的，可以充分利用开口面积。平天窗：用于坡屋面，坡度较小的屋面上。注意在开口周围设置一定高度的肋。增加平天窗的采光量的另一个办法是将井壁做成倾斜。7.3采光设计一、采光设计步骤分了解设计对象对采光的要求、了解设计对象其他要求，房间及其他周围情况3个步骤进行。1.了解设计对象对采光的要求明确房间的工作要点和精密度、工作面位置、工作对象的表面情况、工作中是否容许直射光进入房间以及工作区域。2.了解设计对象其他要求注意房屋的采暖、通风和泄爆3.房间及其他周围情况（1）了解房间凭、剖面尺寸和位置，影响开创的构件。（2）选择采光口形式；（3）确定采光口位置及可能开设的窗口面积。（4）估算采光口的尺寸。（5）布置采光口。侧窗设计要点：玻璃面积占所处外墙面积的20%~30%；窗宽与窗间墙比宜在1.2:1至3:1之间；窗台高度不超过900mm。二、中小学教室光环境要求（1）整个教室应该保持足够的照度，而且在照度上要求比较均匀，使坐在各个位置上的学生具有相近的光照条件。（2）合理安排教室环境的亮度分布，消除眩光，保证正常视力工作环境，减少疲劳。（3）设计应充分考虑较少的投资和花费。三、建筑采光设计要点分：教室采光，美术展馆采光两部分1.教室采光设计条件：（1）满足采光标准要求，保证必要的采光系数。其中教室桌面上的采光系数不少于2.0%。（2）均匀的照度分布。在工作区域内的照度差限制在1:3之内，整个房间不超过1:10，这样可以避免眼睛移动时产生的视觉疲劳。（3）注意光线方向和阴影的要求（4）避免眩光，窗口最好朝北。注意事项：室内装修，黑板布置，梁和柱的影响，创建墙的设计。教室侧光采光：（1）将窗的横档加宽，放在窗的中间偏低处。（2）横挡以上使用扩散光玻璃，如压花玻璃，磨砂玻璃（3）横挡以上使用指向性玻璃。（4）在另一侧开排高窗，选用指向性玻璃或扩散光玻璃。2.美术展馆采光注意事项：注意适宜的照度，合理的照度分布，避免在观看展品时明亮的窗口处于视野范围内，避免一、二次反射眩光，注意环境亮度和色彩，避免阳光直射展品，采光口不占或少占可供展出的墙面。采光形式：侧窗采光，高侧窗采光，顶窗采光。7.4采光计算一、侧面采光计算公式其中，Cmin：采光系数的最低值C’d：侧窗窗洞口的采光系数K’τ：侧面采光的总透射系数K’ρ：侧面采光的室内反射光增量系数KW：侧面采光的室外建筑物挡光折减系数Kc：侧面采光的窗宽修正系数二、顶部采光计算公式其中，Cav：天窗窗洞口采光系数C’d：侧窗窗洞口的采光系数K’τ：侧面采光的总透射系数K’ρ：侧面采光的室内反射光增量系数KW：侧面采光的室外建筑物挡光折减系数Kc：侧面采光的窗宽修正系数第八章建筑照明8.1人工光源的光特性一、热辐射光源分类：白炽灯、卤钨灯白炽灯按构造可分：投光灯泡，反光灯泡，镀银碗灯泡二、气体放电光源定义：利用某些元素的原子被电子激发而放出的可见光灯源。特点：发光效率高，发光表面亮度低，光色好而且品种多，寿命长，灯管表面温度低。分类：荧光灯，荧光高压汞灯，金属卤化物灯，氙灯，紧凑型荧光灯，无电极荧光灯显色指数：用某一光源和标准光源照明时，在适当考虑色适应状态下，物体的心理物理符合程度。8.2灯具一、灯具的光特性配光曲线：把灯具各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示的一个封闭曲线。遮光角：指灯罩边缘和沿发光物体边沿的连线与水平线所成的夹角。二、灯具分类直接型灯具、半直接型灯具、半间接型灯具、间接型灯具三、人工光源的分类以及发光效率较高和显色性较好的光源。（1）分类：热辐射光源和气体放电光源两种1）热辐射光源分类：白炽灯、卤钨灯白炽灯按构造可分：投光灯泡，反光灯泡，镀银碗灯泡2）气体放电光源定义：利用某些元素的原子被电子激发而放出的可见光灯源。特点：发光效率高，发光表面亮度低，光色好而且品种多，寿命长，灯管表面温度低。分类：荧光灯，荧光高压汞灯，金属卤化物灯，氙灯，紧凑型荧光灯，无电极荧光灯（2）发光效率较高灯具：高压钠灯；显色性较好的光源：白炽灯、卤钨灯2.灯具的组成以及配光曲线的作用。灯具：光源、灯罩及其附件的总称。配光曲线的作用：衡量灯具光通量特性，具体表示光在空间分布的情况。3.光源的显色指数、相关色温及界定冷、暖、中间感觉的色温范围。（1）显色指数：用某一光源和标准光源照明时，在适当考虑色适应状态下，物体的心理物理符合程度。（2）相关色温：光源发出的光色与某一温度下的绝对黑体所发出的光色相近，则将绝对黑体的绝对温度定为该光源的相关色温也相应提高。（3）界定冷、暖、中间感觉的色温范围色表类别色表特征相关色温（K）应用I暖色<3300车间局部照明，工厂辅助生活措施，客房，卧室II中间色3300~5000除要求冷、暖色以外的车间，办公室，图书馆III冷色>5300高照度场所，白天需补充太阳光的车间，热加工车间4.室内工作照明方式分类：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明8.3室内工作照明设计一、照明方式的选择分类：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明二、减少反射眩光的方法（1）光源的亮度尽可能地降低。（2）改变灯具或工作面的位置，使镜面反射光不射向观察者的眼睛。（3）提高环境照度，是引起反射的光源在工件上形成的照度在总照度所占的比例减少，从而使反射眩光减少。（4）改变工作表面的反射光特性，以减弱镜面反射和它形成的反射面。三、光幕反射定义：由于镜面反射与漫反射重叠所产生的现象。光源相关色温：光源发出的光色与某一温度下的绝对黑体所发出的光色相近，则将绝对黑体的绝对温度定为该光源的相关色温。特性：当暗槽灯处于上前方干扰区域内，这是在同一纸上的印刷符号的亮度对比减弱，但不明显。四、减少光幕反射的措施（1）尽可能使用无光纸和不闪光墨水，使视觉作业和作业房间内的表面为无光泽的表面。（2）减少来自干扰区的光，增加干扰区以外的光，以减少光幕反射，增加有效射度。（3）尽量使光线从侧面来，以减少光幕反射。五、照明设计灯具利用系数：表示光源实际投射到工作面上的有效光通量和全部等的额定光通量的比值。影响因素：灯具类型与照明方式，灯具效率，房间尺寸，室内顶棚、墙、地板的光反射比。六、照明节能和绿色照明（1）尽可能采用高光效、长寿命光源、优先使用荧光灯。（2）照明设计应选用效率高、利用系数高、配光合理，保持率高的灯具。（3）根据视觉作业要求，确定合理的照度标准值。（4）室内表面尽可能采用浅色装修以及加强用电管理。8.4室内环境照明设计一、室内照明光环境设计注意空间亮度的合理分布，强调照明技术。二、照明环境对视觉的心理作用：开敞感、透明感、轻松感、私密感、活力感、恐怖和不安全感、黑洞感三、博物馆展示的照明设计要点（1）良好的光环境，保证合适的照度以及照明质量。（2）合理的照明系统。四、商店照明设计时的注意事项照明效果、照度、店内照度及分布（分单项型、双向型和中央型3种）、照明方式（分整体照明、重点照明、装饰照明4种）、顾客照明、照明的表现效果（分光色、显色性、立体感3种。）五、商店各部分的照明方法（1）普通商店橱窗照明、基本照明、投光照明、辅助照明、色彩照明、铺面照明、店内整体照明、陈列架照明。柜台照明（2）时装店照明：一般照明、墙架照明、镜面照明8.5夜间建筑物立面照明一、夜间建筑物立面照明方式分类：轮廓照明、泛光照明、透光照明二、泛光灯照明时灯具安放位置（1）建筑物本身内；（2）建筑物附近的地面上；（3）路边的灯杆上；（4）邻近或对面的建筑上。三、室外照明光污染的危害（1）射向天空的光，增大天空亮度、影响天文台的夜间观测。（2）射向附近区域的光，干扰居民正常生活；若形成眩光，影响驾驶员正常驾驶。（3）浪费电能，浪费资源。建筑声学部分第九章建筑声学基本知识9.1声音、声源的方向性一、声音、声源的方向性声音：人耳所感觉到的“弹性介质”中振动或压力的迅速而微笑的起伏变化。声源传播：受到外力作用产生振动，声波以能量的形式通过介质传播，可以在固体、液体和气体之间传播。声音在空气传播时，传播的只是震动的能量。它与空气的流动无关。二、波阵面、声源的方向性波阵面：声波在同一时刻到达的所在球面。它的传播方向可以用声线表示。特性：球面波的扩展导致了声音强度随着与声源距离的增加而较弱。（1）点声源点声源：由一个点所产生的声源。实例：大多数扬声器，家用电器，露天建筑工地上的施工机械（2）线声源线声源：将许多靠近的单个生源沿一直线排列的声源。实例：火车在干道上行驶的多个车辆，工厂中排列成行的机器工作时产生的蜂鸣声。（3）面声源面声源：将许多靠近的单个生源置于一平面所产生的声源。实例：有强烈噪声振动的工业厂房的墙壁，体育场中的人群呼喊9.2声功率、声强、声压和分贝一、声功率、声强、声压声功率：声源在单位时间内向外辐射的声音能量，符号：W，单位：瓦特（W），微瓦（QUOTEμμW）声强：在声波传播的过程中，每单位面积上波阵面上通过的声功率。符号：I，单位：瓦特每平方米（W/m2）。球面波传播特性：波强与距离强度成反比。俞远愈弱。公式：。声压：空气质点由于声波作用而产生的振动时所引起的大气压力起伏。符号：p，单位：牛顿每平方米（N/m2）。声压公式：QUOTEI=p2ρoc其中：p：有效声压（N/m2）；ρ0：空气密度，值取1.225Kg/m2；c：空气中的声速（m/s）。二、分贝、声音的叠加分贝：声音大小的计量单位，单位：分贝（dB）基本计算公式：（1）声强级公式：其中：Ll：声强级（dB）；I：所研究的声音强度（W/m2）；I0：基准声强，值取QUOTE10-1210-12W/m2。（2）声压级公式：QUOTELp=20lgpp其中：Lp：声压级（dB）；p：所研究的声音的声压（W/m2）；p0：基准声压，值取2×10-5N/m2。（3）声功率级公式：QUOTELW=10lgWW其中：Lw：声功率级（dB）；W：所研究的声音的声功率级（W/m2）；W0：基准声功率，值取10-12W。（4）声强叠加公式1.n个相同声音的声压叠加公式：QUOTEp=i=1npi2如果每个声源的声压相等，则叠加后的总声压级：2.两个不同声音的叠加后的总声压级公式：当两个声源的声压级分别为LP1和LP2，并且LP1LP2时，叠加后的总声压级：9.3频率和频谱，音乐，噪声一、频率和频谱声源频谱：以频率范围（频带范围）为横坐标与其相应的声压级为纵坐标所组成的图形。线谱：由一些离散频率成分形成的谱。连续谱：在一定频率范围内含有连续频率成分的谱。二、音乐只含有基频和谐频，音乐频谱是线谱。三、噪声频率结构复杂，是由无规则的震动产生的声音。9.4声音在户外的传播一、点声源随距离的衰减公式1：在自由声场中，声功率W的点声源向外辐射能量呈球状扩展，在与声源距离r处的声强度I的计算公式是，则该处的声压级公式：公式2：如果在距离为r2处的声压级是Lp1，在距离是r2=nr1处的声压级是Lp2，则：关系：与声源的距离每增加一倍，声压级降低6dB。二、线声源随距离的衰减（1）无限长声源公式：线声源的单位长度的声功率是W，在与声源距离为r处的声强度I的计算式是，则该处的声压级是：QUOTELp=LW-8-10lg（2）有限长声源关系：1）观测点所接受到的声音能量与该点至有关声源两点视线间的夹角成正比，与距离成反比。2）距离较近时，距离每增加一倍，声压级降低3dB。3）距离较远时，距离每增加一倍，声压级降低6dB。三、面声源随距离的衰减距离较远时，声压级降低3~6dB；距离较近时，声能没有衰减。9.5声波的反射，折射，衍射，扩散，吸收和透射一、声反射声反射：声波在介质密度发生变化时的传播现象。分类：平面的反射、曲面的反射（1）平面的反射特性：反射波的强度取决于它们与像的距离以及反射表面对声波吸收的强度。（2）曲面的反射特性：来自凸面的波阵面比来自平面的波阵面大得多，来自凹面的波阵面比来自平面的波阵面小得多，凸面反射波的强度较弱，凹面反射波的强度较强。二、声折射声折射：声波在传播过程中遇到不同介质分界面时发生的改变声波传播方向的现象。影响因素：温度、风速三、声衍射声衍射：声波在传播过程中遇到比声波波长大的障碍或建筑构件时，声音绕过障碍物边缘进入“声影区”传播的现象（对于一既定频率的声音，小尺度反射板的反射能力较小）。影响因素：声波波长，障碍壁的相对尺度四、声扩散声扩散：声波在传播过程中遇到的凸形界面将分解成许多小的比较弱的反射声波的现象。注意：声波的适当扩散可以促进声音在围蔽空间内的均匀分布和防止一些声学缺陷的出现。五、声吸收声吸收：声波在传播过程中，由振动的空气质点之间的摩擦而使部分声能转化成热能的现象。特点：1.传播过程伴随声能的能量损失，这种损失取决于声波的频率。2.声波投射到建筑材料或部件时引起的声吸收取决于材料的有关特性及其表面状况、构造。六、声透射声透射：声波在传播过程中，部分声波透过建筑构件传播到另一侧空间的现象。特性：房屋两侧的声压级差恒定不变，两侧的声压级越大，隔墙的隔声量越大。隔声量计算公式：QUOTER=10lg1τ9.6驻波和房间的共振，混响时间，室内声压级一、驻波和房间共振驻波：驻定的声压起伏。反射面出现最大声压的充要条件：声波在一对相互平行、间距正好是半波长的整数倍之间来回反射。反射面不出现声压的充要条件：声波在一对相互平行、间距正好是半波长的奇数倍之间来回反射。共振声音发生畸变的充要条件：声源发出的频率达到简正频率（房间的共振频率）。二、混响时间混响：人们所熟知的在室内声源停止发生后，可以听到的延续。三、室内声压级1.混响声的强度主要取决于室内的吸声状况。2.在距离声源r处的声压级计算公式：其中：Lp：室内与声源距离r处的声压级（dB）；LW：声源的声功率级（dB）；r：接受点与生源的距离（m）；Q：声源的指向性因数。通常与声源的方向性和位置有关，通常把无方向性声源放在房间中心时，Q=1；声源位于某一中心时，Q=2；声源在两个交界面的中心时，Q=4；声源在两个交界面的中心时，Q=8。R：房间常数，与室内总表面积S和平均吸声系数有关：9.7人对声音的感受一、基本概念人们对声音的响度感觉主要取决于频率或频谱。A声级：用A记权网络测得的声压级称为A声级。二、决定声音对人干扰程度的因素（1）声压级或声级（2）声音的持续时间（3）声现象随时间变化的情况（4）复合声的频谱成分三、噪声对人的影响（1）噪声对健康的影响。如损害听力、影响睡眠。（2）噪声对各种活动的干扰。包括、噪声与效率、噪声与音乐欣赏、噪声与烦恼。第十章吸声材料和隔声材料（构造）10.1吸声材料（构造）1.吸声材料和吸声构造的种类。（1）吸声材料：多空吸声材料。（2）吸声构造：共振吸声结构（又分薄膜吸声结构和穿孔板吸声结构）、空间吸声体、吸声尖劈、可变吸声构造、人和家具、空气吸收构造、开口吸收构造。2.简述每个吸声材料和吸声构造的吸声原理。（1）多空吸声材料：声波入射到多孔材料后，引起小空隙或间隙中空气的振动。小孔中心的空气质点可以自由地响应声波的压缩和稀疏。由于摩擦和空气的粘滞阻力作用，使空气质点的动能不断转化成热能，此外小孔中空气与孔壁之间还不断发生热交换，这些都使相当一部分热能因转化成热能而吸收。（2）薄膜吸声结构：离开硬墙面装置的不透气软质膜状材料与背后的封闭空气层形成一个质量弹簧系统，当受到声波作用时，在该系统共振频率附近具有最大声吸收。（3）穿孔板吸声结构：由各种穿孔的薄板与他们背后的空气层组成，吸声特性取决于板厚、孔径、孔距、空气层厚度以及底层材料。3.常用多孔吸声材料举例。（1）麻、棉、毛等有机纤维材料；（2）玻璃棉、岩棉等无机材料；（3）用适当粘结剂制成板状或加工成毡。10.2声音在建筑围护结构中的传播声音的传播途径分类：（1）经由空气传播；（2）经由围护结构的传播；（3）固体的撞击或振动的直接作用，是建筑物中许多声音的起源。特性：前两种途径，声波都是在空气中传播的，一般称为空气声或空气传声。第三种途径是围护结构受到直接的撞击而发生，称为固体声或撞击声。固体声和空气声是不容易分辨的。10.3墙体隔声材料（构造）1.单层匀质密实墙隔声量的大小的影响因素。（1）影响因素遵循隔声质量定律。内容：墙体受到声波激发所引起的振动与其惯性（质量）有关，墙体的单位面积重量愈大，透射声能愈小。公式：R=20lg(fm)+k。其中：R：墙体的隔声量（dB）；f：入射声波的频率（Hz）；m：墙体的面密度（W/m2）；k：常数，值取10-12W。W/m2（2）墙体厚度增加一倍，隔声量提高6dB，同时频率增加，增加6dB。2.既定隔墙的隔声量不是定值。3.提高轻质隔墙隔声量的方法（1）当两层轻质墙之间设有空气层，且空气层的厚度达到7.5cm，对于大多数的频生带，隔声量可以增加8~10dB。（2）以多空材料填充轻质墙体之间的空气层，可以显著提高轻质墙的隔声量。（3）轻质墙体材料的层数、填充材料的种类对隔声性能有显著影响。10.4楼板隔声一、楼板下面的撞击声声压级决定因素楼板的弹性模量、密度、厚度。在其他条件不变的前提下，当楼板的厚度增加一倍时，楼板下面的撞击声级可降低10dB。二、改善楼板隔绝撞击性能（1）在承重板上铺放弹性面层；（2）浮筑构造；（3）在承重板下加装吊顶。三、楼板隔声（1）楼板厚度增加1倍，其下撞击声声压级可以降低10dB。（2）提高楼板隔绝撞击声能力的措施。1）在承重板上铺设弹性面层；2）在楼板承重层与面层之间设置弹性垫层，以减弱结构层的振动。3）在承重楼板下加设吊顶。3.提高门隔声量的关键在于：门窗及其周边的缝隙的处理。4.提高外窗隔声量的主要措施。措施：在隔声量最低值处使得双层玻璃的面密度相等。第十一章噪声控制11.1城市噪声及噪声评价量一、噪声评价量1.噪声评价数2.语言干扰级3.统计百分数声级4.等效升级5.昼夜等效升级11.2环境噪声标准和立法（略）11.3环境噪声的控制一、控制原则与方案（1）调查噪声的现状，以确定噪声的声压级；同时了解噪声产生的原因以及周围环境的情况。（2）根据噪声现状和有关的噪声允许标准，确定所需降低的噪声声压级数值。（3）根据需要的可能，采取综合的降噪措施。二、城市规划与噪声控制（1）从声环境质量考虑功能分区；（2）完善城市区域的道路交通系统。三、控制城市噪声的主要措施（1）与噪声源保持必要的距离；（2）利用屏障降低噪声；（3）利用绿化减弱噪声11.4室内吸声减噪（略）11.5建筑隔声1.声音在建筑中传播的分类：空气声和撞击声。2.室内声场的声音组成：直达声和混响声（或叫反射声）。3.室内声压级大小的影响因素（1）影响因素：声压级，声源的声功率级，接受点与声源的距离，声源的指向性因数和房间常数。（2）提高轻质隔墙隔声量的方法1）当两层轻质墙之间设有空气层，且空气层的厚度达到7.5cm，对于大多数的频生带，隔声量可以增加8~10dB。2）以多空材料填充轻质墙体之间的空气层，可以显著提高轻质墙的隔声量。3）轻质墙体材料的层数、填充材料的种类对隔声性能有显著影响。11.6建筑隔震与消声措施1.在冲击点有效抑制振动与冲击；2.不让振动机械的能量传递到房屋建筑物。第十二章室内音质设计12.1围蔽空间里的声学现象综述一、声波在室内传播的现象分述（1）由于传播距离的增加而导致的声能的衰减；（2）听众对直达声能的反射与吸收；（3）房间界面对直达声的反射与吸收；（4）来自界面相交凹角的反射声；（5）室内装修材料表面的散射；（6）截面边缘的声衍射；（7）障板背后的声影区；（8）界面的前次反射声；（9）铺地薄板的共振；（10）平行截面之间对声波的反射、驻波和混响；（11）声波的透射。二、有音质要求的厅堂分类：供语言通信用厅堂、供音乐演奏用厅堂、多功能厅堂供语言通信用厅堂，例如会议厅、学校礼堂，就具有多工功能的特征。12.2供语言通信用的厅堂音质设计一、语言声功率定义：语言对人们理解的程度。语言声功率+清晰程度=可懂度影响因素：听众与演讲者的距离、听众与演讲者的方向性关系、听众对直达声的吸收、反射面对声音的加强，扩音系统对声音的加强、声音的影响。二、大厅混响时间设计为了有合适的混响时间、需要控制大厅的容积。“规范”建议各类大厅每个座位的容积上限：（1）歌舞剧院：5~6m3；（2）话剧院：4~4.5m3；（3）戏曲剧院：3.5~4m3；（4）电影院：3.5~5.5m3；（5）多用途厅堂：3.5~5m3其中，以自然声为主的话剧院一般以不超过1200座为宜，歌剧院一般以不超过1400座为宜，使用扩音系统不受限制。12.3供音乐欣赏用的厅堂音质设计一、欣赏音乐的主观要求和客观评价量主观要求：明晰度、混响感、环绕感、亲切感客观要求：早期衰减时间、明晰度、围蔽感、总声压级二、音乐厅设计考虑的基本方面（1）音乐厅的规模、形状和容积；（2）早期反射设计；（3）挑台设计；（4）为演奏者的设计12.4多用途厅堂音质设计设计采用措施：（1）设置可变的大厅容积；（2）设置可变声吸收；（3）设置可变反射、扩散及吸声体；（4）设置与大厅在声学上耦合的混响室12.5大型厅堂音质设计实例（1）奥地利维也纳摩西克凡赛尔音乐厅（金色大厅）；（2）德国柏林爱乐音乐厅；（3）美国俄亥俄爱德温·托马斯表演艺术大厅；（4）上海大剧院第二部分综合复习指导建筑物理试卷题目类型一、填空题（20空共20分）二、名词解释题（4题共12分）三、选择题（15题共30分）四、判断题（10题共10分）五、简答题（2题共10分）六、计算题（3题共18分）建筑热工学部分一、名词解释1.导热系数：表示物体的导热传热量的热物理参数。在数值上是单位厚度相差1K时单位时间内通过单位面积所传出的热量。符号：λ，单位：W/(m·K)2.传热系数：表示平壁的传热能力，在数值上是当室内、外空气温度相差1摄氏度时单位时间内通过平壁单位面积所传出的热量，用K0表示。单位：W/K·m23.稳定传热：围护结构在室内外气温不随时间变化的传热过程。4.热阻：壁体在垂直于热流方向上所受到的热量阻碍的大小。单位：m2·K/W，符号：R。5.总热阻：热量从平壁一侧空间传到另一侧空间所受到的阻碍的大小。单位：m2·K/W，符号：R0。6.最小总热阻：设置集中采暖设备建筑物围护结构的保温性能最低要求的基本物理量，单位：m2·K/W，符号：R0·min。7.热桥：围护结构中热量容易通过的构件或部位。8.绝对湿度：单位容积空气所含水蒸汽的重量，符号f，单位：g/m2。9.相对湿度：一定温度及大气压下，空气的绝对湿度与同温同压下饱和蒸汽量的比值。10.露点温度：某一状态的空气，在含湿量不变的情况下，冷却到它相对湿度达到100%时所对应的温度。用td表示。11.水蒸汽分压力：空气中水蒸气不呈饱和状态时水蒸气部分产生的压力。用P表示。12.饱和水蒸汽分压力：空气中水蒸气呈饱和状态时水蒸气部分产生的压力。用PS表示。13.水蒸汽渗透系数：表示材料的水蒸气渗透能力的热物理参数。用μ表示。单位：g/(m·h·Pa)14.水蒸汽渗透阻：水蒸气分子从压力较高的一侧通过围护结构向较低的一侧渗透扩散时的所受到的阻碍的大小。用H0表示。单位：m2·h·Pa/g。15.赤纬：太阳与地心的连线和赤道所在平面的夹角。用δ表示。单位：deg。16.太阳方位角：太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南方向的夹角。用AS表示。单位：deg。17.太阳高度角：太阳直射光线与地平面间的夹角。用hS表示。单位：deg。二、热环境与传热途径1.影响人体热平衡的几个参数及每个参数的主要影响因素。（1）影响人体热平衡的几个参数Δq：人体热负荷，人体产热率与散热率之差（w/m2）。qm：人体新陈代谢产热率（w/m2）。qc：人体与周围环境的对流换热率（w/m2）。qr：人体与环境的辐射热换率（w/m2）。qw：人体蒸发散热率（w/m2）。（2）人体热平衡方程中每个参数的的影响因素qm：人体活动量，生产劳动强度；qc：人体皮肤温度；qr：人体皮肤平均温度，室内各表面平均辐射温度；qw：作用于人体的气流速度，环境水蒸汽分压力。2.传热方式的分类分类：导热，对流和辐射3种。3.决定材料热阻的因素，影响材料导热系数的因素。（1）决定材料热阻的因素材料层厚度，材料的导热系数（2）材料的导热系数影响因素材质自身、材料干密度、材料含湿量4.封闭空气间层的传热方式以及降低封闭空气间层传热系数的方法。（1）封闭空气间层的传热方式以对流换热和辐射换热为主。（2）降低封闭空气间层传热系数的方法：1）在建筑围护结构中采用封闭空气间层，增加热阻。2）维护结构中用一个“厚”的空气间层替代几个“薄”的空气间层。3）在间层表面贴反射材料，一般在一个表面贴，并且是温度较高的一侧，防止内层结露。三、建筑保温1.围护结构最小总热阻的确定原则。原则：以室内、外空气计算温度作为依据。2.内保温、外保温的特点及保温最薄弱的位置。内保温特点：材料不受室外环境气候因素影响，无需要特殊保护。外保温特点：热容量大，热稳定性好，有利于防止墙体内部产生冷凝水，有效保护主体结构，提高了结构的耐久性。保温最薄弱的位置：窗户3.防止和控制内部冷凝的方法。（1）材料层次的布置符合“难进易出”的原则。（2）设置隔汽层。（隔汽层应布置在蒸汽渗入的一侧）（3）设置通风间层或泄气通道。4.相对湿度的计算方法相对湿度公式：，（1）先求空气的绝对湿度f，再求饱和蒸汽量fmax。（2）先求水蒸气分压力P，再求水蒸气饱和蒸汽压PS。5.提高外窗保温性能可采取的措施（1）控制各个方向墙面的开窗面积；（2）热阻设计时，控制朝向的窗墙面积比：北向不大于0.20，西向不大于0.25或0.3，南向不大于0.35；（3）提高窗的气密性，减少冷风的渗透；（4）提高窗框的保温性能；（5）增加玻璃部分的保温能力。四、建筑防热1.夏季室内过热的原因主要是室外气候因素的影响，室内热量的主要来源：（1）室外高气温通过室内、外空气对流将大量的热量传入室内。（2）太阳辐射通过向阳的窗口直接射入室内。（3）邻近建筑物、地面、路面的反射辐射热及长波辐射热。（4）围护结构传入热量。（5）室内生产、生活及设备产生的余热。2.各朝向太阳辐射照度值的大小排列，东、西墙及平屋顶室外综合温度最高值出现的时刻以及室外综合温度的组成。（1）东墙：08：00温度达到峰值；（2）西墙：16：00温度达到峰值；（3）平屋顶：12:00温度达到峰值；（4）室外综合温度的组成：由太阳辐射热，室外空气传热以及由外表面温度升高导致的辐射本领增大向外发射长波辐射热的总和组成。3.自然通风的形成原理及作用。原理：室内外空气之间存在压力差，形成空气压力差的原因有热压作用与风压作用。二者的作用产生自然通风。（1）热压作用定义：因温度差而自然形成的自然通风现象。影响因素：室内外空气温度差所导致的空气密度差和进出气口高度差。（2）风压作用定义：风作用在建筑上产生的压力差。特点：在迎风面上，建筑物压力大于大气压，背风面、屋顶和两侧压力小于大气压。五、建筑日照1.一天中太阳高度角最大的时刻以及北半球中一年中太阳高度角最大和最小出现的时刻（1）太阳高度角最大时刻：一天中的正午，即当地太阳时12时整。（2）在北半球，一年中夏至时刻太阳高度角最大，冬至时刻太阳高度角最小。2.建筑遮阳的形式及各自的适用朝向。（1）遮阳形式分类：水平式遮阳，垂直式遮阳，综合式遮阳，挡板式遮阳。（2）遮阳适用朝向：水平式遮阳：应用于南北向窗口；垂直式遮阳：北向，东北向和西北向附近的窗口；综合式遮阳：东南或西南方向窗口，适应范围较大；挡板式遮阳：东南或西南方向窗口。遮阳设施分类：永久性和临时性2种。其中永久式又可分为固定式与活动式。六、建筑热工学计算题题型一：平壁总热阻的计算基本公式：1.平壁总热阻R0的计算公式：R0=Ri+R+Re其中，R0：平壁总热阻；Ri：内表面换热阻；R：壁体传热阻；Re：外表面换热阻，其大小是内表面换热阻的倒数。2.壁体传热阻公式：（单一材料传热阻决定式），（多层匀质材料热阻计算式）d：材料的厚度；λ：材料的导热系数。【例1】计算右图的平屋顶的总热阻。解：查表得Ri=0.11m2·K/W，Re=0.04m2·K/W。由于吊顶中有40mm厚单面铝箔封闭空气层，查表得Rag=0.42m2·K/W.则各材料层的总热阻：（1）钙塑板λ1=0.049W/(m·K)m2·K/W（2）钢筋混凝土板λ3=1.74W/(m·K)m2·K/W（3）水泥砂浆层λ4=0.93W/(m·K)QUOTER4=d4λ4=0.02（4）油毡防水层λ5=0.17W/(m·K)m2·K/W则：R0=Ri++Rag+Re=0.11+0.204+0.42+0.034+0.022+0.059+0.04=0.889m2·K/W题型二：房屋内表面冷凝水的复核基本公式：1.相对湿度公式：QUOTEφ=PPS×100%。先求水蒸气分压力P，再求水蒸气饱和蒸汽压PS。2.平壁内表面任一层内界面温度计算公式：

3.平壁内表面任一层内界面水蒸汽分压力计算公式：4.围护结构总蒸汽渗透阻计算公式：（单一材料总蒸汽渗透阻决定式），（总蒸汽渗透阻计算式）d：围护结构中某一分层的厚度；μ：围护结构中分层对应的蒸汽渗透系数。【例2】复核右下图车间屋顶所采用的钢筋混凝土屋面板接缝处内表面是否出现冷凝水。（ti=16，te=-10QUOTEte=-10℃，φ=55%，屋面板接缝处温度）解：（1）求室内空气露点温度td。查附录III，当ti=16时，Ps=1817.2Pa，空气的实际水蒸气分压力：QUOTEP=Ps∙φ=1817.5×55%=999.5Pa按照露点温度的定义，当PS=P=999.5Pa时所对应的温度即为露点温度。查附录III，PS=999.5Pa时所对应的温度是td=16（2）比较与td。比较可知，<td，说明屋面板接缝处内表面将产生冷凝水。例3图【例3】复核上图所示的外墙构造是否产生冷凝水。已知：ti=16，φi=60%，采暖期室外平均气温te=-4.0，平均相对湿度φe=50%。外墙构造：最外层是20mm厚石灰砂浆内粉刷；次外层是50mm厚泡沫混凝土，且ρ0=500kg/m3；最内层是120mm厚砖墙。解：（1）各分层的热阻和水蒸气渗透阻：序号材料层dλR=d/λμH=d/μ1石灰粉刷0.020.810.0250.00012166.672泡沫混凝土0.050.190.2630.000199251.513砖墙0.120.810.1480.00006671799.10由上表可知：=0.025+0.263+0.148=0.436m2·K/W=166.67+251.51+1799.10=2217.28m2·h·Pa/gR0=Ri+QUOTER+Re=0.11+0.436+0.04=0.586m2·K/W（2）计算室内外空气的水蒸汽分压力:ti=16时，PS=1817.2Pa则：Pi==1817.2×60%=1090.3Pate=-4.0时，=437.3Pa则：Pe=QUOTEPS'∙φe=437.3×（3）围护结构内部各层的温度和水蒸汽的压力1）最内层温度及饱和水蒸汽分压力查附表III，得到饱和水蒸气分压力1419.9Pa2）石灰粉刷层温度及饱和水蒸汽分压力查附表III，得到饱和水蒸气分压力1347.9Pa石灰粉刷层水蒸汽分压力：1024.78Pa3）泡沫混凝土粉刷层及饱和水蒸汽分压力：查附表III，得到饱和水蒸气分压力726.6Pa泡沫混凝土粉刷层水蒸汽分压力：1024.78Pa4）最外层温度及饱和水蒸汽分压力查附表III，得到饱和水蒸气分压力492.0Pa如下图，作图后发现，由于P线与PS线出现相交部分，故墙体内部将出现冷凝。建筑光学部分一、名词解释1.光通量：表示光源发出光能的多少。单位：lm，符号Ф。公式：其中：Ф：光通量（lm）；：波长为λ的单色辐射通量；：CIE光谱光视效率，该数值可查表得出；Km：最大光谱光视效能，在明视觉时是683lm/W2.发光强度：光通量在建筑空间分布的密度。单位：坎德拉（cd）。符号：I。公式：。其中：A：球表面积；r：球体半径；Ω：球面积对球心形成的夹角。3.照度：落在投影面上单位面积的光通量。符号E，单位：勒克斯（lx）。表示被照射面的光通量密度。公式：。4.亮度：发光体在视线方向上单位投影面积发出的发光强度。单位：坎德拉每平方米（cd/m2），熙提（sb）。符号。公式：QUOTELα=IαAcosα（1sb=10000cd/m2）5.采光系数：室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光产生的照度和同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上由全阴天天空漫射光所产生的照度的比值。它是衡量光照射建筑物能力的大小的一个物理量。6.临界照度：室内完全利用太阳光进行工作时的室外天然光最低照度。7.配光曲线：把灯具各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示的一个封闭曲线。二、采光系数1.明暗环境下人眼感光细胞的功能特性特性：（1）锥体细胞在明亮环境下，对色觉和视觉敏锐度起决定性作用。它能够分辨出物体的细部和颜色，并对环境的明暗变化作出迅速的反应，以适应新的环境。（2）杆状细胞在黑暗环境下，对明暗感觉起决定性作用。它不能够分辨出物体的细部和颜色，对环境的明暗变化反应较慢。2.人眼在明、暗视觉状态下分别对哪种光最敏感明觉时，人眼对于380~780mm范围的电磁波引起不同的颜色感觉。对红光最敏感。暗觉时，人眼只有敏感感觉而无色觉。3.定向反射，定向透射，扩散反射，扩散透射，定向扩散反射及透射的特点及应用实例；特点：（1）定向反射与透射定义：光线射到表面很光滑的不透明材料上出现的定向反射的现象。特点：1）光线入射角等于反射角；2）入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。材料举例：玻璃镜，光滑金属表面。（2）扩散反射与透射特点：半透明材料使入射光线发生扩散透射，表面粗糙的不透明材料使入射光线发生扩散透射，导致光线分散在更大的立体角范围内的扩散现象。1）均匀扩散材料分类：均匀扩散反射材料和均匀扩散投射材料2种。均匀扩散反射材料：氧化镁，石膏以及大部分无光泽粗糙的建筑材料。均匀扩散透射材料：乳白玻璃，半透明塑料应用：灯罩、发光顶棚，以降低光源的亮度，减少刺眼程度。2）定向扩散材料分类：光滑的纸，较粗糙的金属表面，油漆表面。物理特性：在反射方向可以看到光源的大致形象，但是轮廓不像定向反射那样清晰。4.视度及影响视度的因素：适当的亮度，物件尺寸，对比、识别时间和避免眩光5.眩光及其消除措施：将不舒适眩光限制在允许范围内。6.区分直接眩光、一次反射眩光和二次反射眩光（1）直接眩光在视野中,特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光叫直接眩光污染。也就是说在视线上或视线附近有高亮度的光源。例如有些施工工地夜晚用投光灯照射，由于灯的位置较低，光投射的较平，对迎面推车过来的人就产生眩光很容易出事故。在建筑环境中常遇到大玻璃窗、发光顶棚等大面积光源，或小窗、小型灯具等小面积光源。当这些光源过亮时就会成为直接眩光的光源。一般将产生眩光的光源成为眩光光源。（2）反射眩光由视野的反射所引起的眩光，特别是在靠近视线方向看见反射像所产生的眩光。按反射次数和形成眩光的机理，反射眩光可分为一次反射眩光、二次反射眩光和光幕反射。（3）一次反射眩光一次反射光是指较强的光线投射到被观看的物体上，由于目标物体的表面光滑产生反射而形成的镜面反射现象或漫射镜面反射现象。例如，将一个镜子挂在窗户的对面的墙上，当阳光从窗户射入时我们观察镜框内的东西就会产生光斑，这种光斑实际上是侧窗的像。（4）二次反射眩光二次反射光是当人体本身或市内其他物件的亮度高于被观看物体的表面两度，而它们的反射形象又刚好进入人体视线内，这时人眼就会在画面上看到本人或物件的反射形象，从而无法看清目标物体。例如，当站在一个玻璃陈列柜想看清陈列品时看见的反而是自己，这种想象就是二次反射眩光。三、人工光环境1.人工光源的分类以及发光效率较高和显色性较好的光源。（1）分类：热辐射光源和气体放电光源两种1）热辐射光源分类：白炽灯、卤钨灯白炽灯按构造可分：投光灯泡，反光灯泡，镀银碗灯泡2）气体放电光源定义：利用某些元素的原子被电子激发而放出的可见光灯源。特点：发光效率高，发光表面亮度低，光色好而且品种多，寿命长，灯管表面温度低。分类：荧光灯，荧光高压汞灯，金属卤化物灯，氙灯，紧凑型荧光灯，无电极荧光灯（2）发光效率较高灯具：高压钠灯；显色性较好的光源：白炽灯、卤钨灯2.灯具的组成以及配光曲线的作用。灯具：光源、灯罩及其附件的总称。配光曲线的作用：衡量灯具光通量特性，具体表示光在空间分布的情况。3.光源的显色指数、相关色温及界定冷、暖、中间感觉的色温范围。（1）显色指数：用某一光源和标准光源照明时，在适当考虑色适应状态下，物体的心理物理符合程度。（2）相关色温：光源发出的光色与某一温度下的绝对黑体所发出的光色相近，则将绝对黑体的绝对温度定为该光源的相关色温也相应提高。（3）界定冷、暖、中间感觉的色温范围色表类别色表特征相关色温（K）应用I暖色<3300车间局部照明，工厂辅助生活措施，客房，卧室II中间色3300~5000除要求冷、暖色以外的车间，办公室，图书馆III冷色>5300高照度场所，白天需补充太阳光的车间，热加工车间4.室内工作照明方式分类：一般照明、分区一般照明、局部照明、混合照明四、建筑光学计算题题型一：基本光学物理量的计算基本公式：见名词解释中列出的各物理量的计算公式。【例1】波长是540nm的单色光源，其辐射功率是5W，求：（1）该单色光源的光通量；（2）假使光源向四周均匀发射光通量，求发光强度；（3）离光源2m远处的照度。解：从CIE光谱光视效率曲线中，对应540nm的光源查得V(λ)=0.97，则：（1）该单色光源的光通量：3312.55lm（2）由于光源向四周均匀发射光通量，故照射面积是球的表面。这时A=4πr2。则光源的发光强度：263.73cd（3）离光源2m远处的照度：65.9325lx【例2】一个直径250mm的乳白玻璃球形罩，内装一个光通量为1260lm的白炽灯，灯光透射比是0.6，求灯罩外表面亮度。解：由于光源向四周均匀发射光通量，且照射面积是球的表面。这时A=4πr2。则光源的发光强度：QUOTEIα=ΦΩ=Φ光透射到外表面后的发光强度：60.192cd灯罩外表面的亮度：306.71cd/m2题型二：光在空间的分布及立体角投影定律的应用基本公式：1.立体角投影定律：2.光照反比定律：3.立体角公式：【例3】一房间尺寸a×b=7m×15m，净空高h=5m，在顶棚正中置一亮度Lα=500cd/m2的均匀扩散光源，光源尺寸a’×b’=5m×13m，求房间正中和四角处的地面照度。解：（1）顶棚照到的光在房间四角的照度：由立体角投影定律：顶棚光源到地面形成的立体角：QUOTEΩ=Ar2顶棚光源的有效面积：QUOTEA=Acosα=a'b'由三角形关系：并且（2）、（3）、（4）、（5）、（6）代入（1）中，联立解得代入数据，解得E=153.84lx（2）顶棚照到的光在房间中央的照度：由立体角投影定律：QUOTEE=LαΩcosθ由于光源垂直照射，顶棚光源到地面形成的立体角：QUOTEΩ=1r2这时QUOTEcosθ=1QUOTEcosθ=π2（9）、（10）、（11）、（12）代入（8）中，联立解得代入数据，解得E=1300lx（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）建筑声学一、名词解释1.频率：质点在1秒钟内完全振动的次数。符号：f，单位：赫兹（Hz）。2.波长：声音在每次完全振动周期所传播的距离。符号：λ，单位：米（m）。3.声速：声音在某种介质中传播的速度。符号：c，单位：米每秒（m/s）。4.声强：在声波传播的过程中，每单位面积上波阵面上通过的声功率。符号：I，单位：瓦特每平方米（W/m2）。5.声压：空气质点由于声波作用而产生的振动时所引起的大气压力起伏。符号：p，单位：牛顿每平方米（N/m2）。公式：QUOTEI=p2ρoc其中：p：有效声压（N/m2）；ρ0：空气密度，值取1.225Kg/m2；c：空气中的声速（m/s）。6.声功率：声源在单位时间内向外辐射的声音能量，符号：W，单位：瓦特（W），微瓦（μW）。7.声强级：在某一指定方向上的给定声