建筑光学声学.doc

建筑光学1、 能够引起人视觉感觉的电磁辐射波长范围为380-780nm名称 定义 符号 单位光通量 光源发出光的总量 φ 流明（lm）发光强度 光源光通量在空间的分布密度 Iα 坎德拉（cd）照度 被照面接收的光通量 E 勒克斯（lx）亮度 光源或被照面的明亮程度 Lα 坎德拉每平方米 (cd/m2)2、 人眼视觉特点：明视觉时对380-780nm引起不同的颜色感觉 光谱光视效率：表示波长 和波长 的单色辐射，在特定光度条件下，获得相同视觉感觉时，该两个单色辐射通量之比 视野范围（视场）水平面180°，垂直面130°，上方为60°，下方为70°人通常离展品高度2-1.5距离观赏展品 明视觉时有颜色感觉 对亮度变化适应力强 暗视觉时有明暗感无颜色感觉3、 材料的光学性质反射 透射 吸收定向反射和透射定向反射：光线入射角等于反射角；入射光线、反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。

玻璃镜、很光滑的金属表面定向透射：如材料的两个表面彼此平行，则透过材料的光线方向和入射方向保持一致窗玻璃扩散反射和透射均匀扩散材料：将入射光想均匀地向四面八方反射或透射，从各个角度看，其亮度完全想同，看不见光源形象氧化镁、石膏、磨砂玻璃；完全均匀扩散透射材料：乳白玻璃、白纸、半透塑料；均匀漫反射材料：将反射光均匀分布在各个方向上，与入射方向无关，砖、混凝土、石膏定向扩散材料：在定向反射（透射）方向，具有最大的亮度，而在其他方向上也有一定亮度光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面、釉瓷砖视度：看物体的清楚程度，影响因素：适当的亮度、物件尺寸、对比、识别时间、避免炫光 （从暗到明的适应时间短——明适应 从明到暗的适应时间长——暗适应）环境亮度变化大时应设置过度空间，人眼变动注视的工作场所中两度差别不宜过大以减少视觉疲劳眩光：在一个照明环境中，当某光源或物体的亮度比眼睛已适应的亮度大得多时，人就会有眩目或耀眼的感觉，此种现象称为眩光直接眩光是由观察者视场中的明亮和发光体（如光源发出的光或灯具输出的光）引起的；而观察者在光泽的表面中看到发光体的像（如建筑物大厅光滑的大理石地面反射的强烈灯影）时，则会产生间接眩光。

眩光影响：眩光对视觉有极不利的影响它引起眼睛的对比、视力、识别速度等机能下降．严重时可使人晕眩，甚至造成工伤事故或损伤眼睛眩光对于心理也有明显影响，使人情绪烦焕、反应迟钝有时．眩光的出现不一定妨碍视觉功能，但会引起不舒适感觉，尤其是当视野内的光源很大很亮而背景又较暗时更甚4、 光气候是由太阳直射光、天空扩散光和地面反射光形成的天然光平均状况全云天的地面照度取决于：太阳高度角、云状、地面反射能力、大气透明度晴天的地面照度由太阳照度和天空扩散光两部分组成大气透明度、太阳与计算点相对位置采光系数：室内给定水平面上某一点的由全阴天天空漫射光所产生的照度和同一时间同一地点，在室外无遮挡水平面上有全阴天天空漫射光所产生的照度的比值5、 采光口侧窗 缺点：照度不均匀；优点：构造简单，不受建筑物层数限制，布置方便，造价低廉，光线具有明确方向性采光均匀性主要受窗高低影响，虽可用提高窗位置方法解决室内照度不均的问题，但受建筑物层高的限制这种窗只能保证有限进深的采光要求一般进深不超过窗高的1.5-3倍窗口形状应结合房间形状来选择天窗 矩形天窗 天窗架+窗扇 课避免单侧窗照度变化大的缺点，使照度均匀窗口位置高，一般处于视野范围外，不易形成眩光和受外面物体的遮挡。

横向天窗 造价为矩形天窗的62% 采光效果与矩形天窗差不多，省去了天窗架、简化了结构、降低了建筑高度，但受屋架挡光影响，不适于跨度较小的车间锯齿形天窗 由于倾斜顶棚的反光，采光效率比纵向矩形天窗高，光线更均匀，方向性强，采光均匀性较好，且朝向对室内天然光分布的影响大平天窗 优点：采光效率高，面积大；缺点：积尘，易产生眩光平天窗布置灵活，易于达到均匀的照度 井式天窗 主要用于热车间，采光系数一般在1%以下在采光上仍然比旧式矩形避风天窗好，而且通风效果更好如将挡雨板做成垂直玻璃挡雨板，对室内采光条件改善很多但由于处于烟尘出口，较易积尘，影响室内采光效果对比：①分散布置的平天窗所需的窗面积最小最大为矩形天窗② 从均匀度来看，集中在一处的平天窗最差；若将平天窗分散布置，则均匀度得到改善 6、 采光设计采光系数标准值临界照度：室内完全利用天然光进行工作时的室外天然光最低照度我国规定为5000lx四川、贵州4000lx 采光质量 采光均匀度：室内照度最低值与室内照度平均值之比防止眩光：作业区应减少或避免直射阳光；工作人员的视觉背景不宜为窗口；可采取室内外遮挡设施来减少窗亮度或减少窗的视域；窗结构的内表面和窗周围的内墙面宜采用浅色饰面。

合适的光反射比防止紫外线的进入学校教室采光设计：(1)在整个教室内应保持足够的照度，且要求照度分布比较均匀，使坐在各个位置上的学生具有相近的光照条件2)合理地安排教室环境的亮度分布，保证正常的视度，减少疲劳，提高学习效率讲台和黑板附近适当提高照度，但应注意消除眩光3)较少的投资和较低的经常维持费用采光设计应本着节约的原则，做到少花钱，多办事美术馆采光设计：(1)适宜的照度 (2)合理的照度分布 (3)避免在观看展品时明亮的窗口处于视觉范围内 (4)避免一、二次反射眩光 (5)环境亮度和色彩 (6)避免阳光直射展品，导致展品变质 (7)采光口不占或少占供展出用的墙面7、人工光源种类及特性 白炽灯：优点 体积小，易控光，工作环境温度范围较大，结构简单，价格便宜，使用方便；缺点 发光效率低，灯丝亮度高，散热量大，寿命短，受电压变化、机械振动影响大 气体放电光源：利用某些元素的原子被电子激发而发出可见光的光源 荧光灯：优点：发光效率高，发光表面亮度低，不易产生眩光，光色好，接近自然光色，寿命较长，灯管表面温度较低缺点：初期投资较大，冬天难启动，有频闪现象，有紫外线泄露，对无线电有干扰8、灯具配光曲线：配光曲线上的每一点表示灯具在该方向上的发光强度它表明了灯具的照明性能，主要用途是：提供灯具光分布特性的大体概念、计算灯具在某一点产生的照度、计算灯具的亮度分布。

灯具效率：指在规定条件下测得的灯具所发射的光通量值与灯具内所有光源发出的光通量测定值之和的比值灯罩吸收 光源本身吸收反射光）建筑声学1、 基本概念声功率：声源在单位时间内向外辐射的声音能量W,单位瓦声强：在声波传播过程中，每单位面积波阵面上通过的声功率，I声压：空气质点由于声波作用而产生振动时所引起的大气压力起伏I=p2/pc2、频谱：以频率范围为横坐标与其相应的声压级为纵坐标所组成的图形称为声源的频谱3、声扩散：声音遇到凸形界面时会分解成许多小的比较弱的反射波，这种现象称为扩散注意这些表面的突出部分最小应相当于入射波长的1/7才能起到扩散的作用声音的吸收：在声音的传播过程中，由于振动质点的摩擦，将一部分声能转化成热能，称为声吸收吸收量的大小取决于材料的有关特性和表面有关状况和构造等吸声系数（α）是指被吸收的声能与入射声能之比声透射：声音入射到建筑材料或构件时还有一部分能量穿过材料或建筑部件传播到另一侧空间去透射系数（τ）是指被透过的声能与入射声能之比 在建筑中更为关心的是建筑构件的隔声量R，隔声量R（dB）与透射系数τ有下列关系： 任何一种既定的墙其两侧的声音强度之比是常数。

长方体形正方体形不好）在建筑设计中对房间选择适当的尺度比例，利用不规则表面作声扩散以及吸声材料的适当分布，局可以减少凡间共振引起的不良影响4、混响：当声源在一封闭空间内开始辐射声能时，声波即同时在空间内开始传播当入射到某一界面时，部分声能被吸收，其余部分则被反射在声波继续传播中，又第二次、第三次以至多次地被吸收和反射这样，在空间内就形成了一定的声能密度随着声源不断供给能量，室内声能密度将随时间增加面增加，达到一个稳定状态（即维持不变的状态）当声音达到稳态时，若声源突然停止发声，室内接收点上的声音并不会立即消失，而要有一个过程首先直达声消失，反射声则将继续下去；每反射一次，声能被吸收一部分因此，室内声能密度将逐渐减弱，直至完全消失把这一衰减过程称为“混响过程”或简称混响混响时间：声源停止发声后，室内的声能立刻开始衰减，声音自稳态声压级衰减60dB所经历的时间赛宾公式：T60——为混响时间(s) V ——为房间容积(m3) Sα——房间的总吸声量（m2）依林公式： 为平均吸声系数， S1、S2、…Sn——室内界面不同材料的表面积（m2）α1、α2、…αn——不同材料的吸声系数。

回声：当声源传来的声音和以一次反射回来的声音，相继到达人耳，其延迟时间小于30 ms时，人耳不能区分出来，当两个声音的时差达到50ms时（声程差达到17m），人耳就能区分出它们来自不同的方向，这后一个声音就有可能成为回声5、人耳听觉特点听觉范围：最高最低频率可听极限 一般地，青少年20~20KHz,中年30~15KHz,老年100~10KHz最小最大可听极限：人耳有一定的适应性，常人上限为120dB,经常噪声暴露的人有可能达到135~140dB下限频率与频率有关最小可辩阈（差阈） 声压级变化的察觉：一般是1dB3dB以上有明显感觉频率变化的察觉：一般是3%，低频时3Hz听觉定位：人耳判断声源的远近比较差，但确定声源的方向比较准确人耳判断声源的方位主要靠双耳定位，对时间差和强度差进行判断人耳的水平方向感要强于竖直方向感通常，频率高于1400Hz强度差起主要作用；低于1400Hz时，时间差起主要作用哈斯效应：人耳有声觉暂留现象，人对声音的感觉在声音消失后会暂留一小段时间如果到达人耳的两个声音的时间间隔小于50ms，那么就不会觉得声音是断续的直达声到达后50ms以内到达的反射声会加强直达声直达声到达后50ms后到达的“强”反射声会产生“回声”——哈斯效应。

根据哈斯效应，人耳在多声源发声内容相同的情况下，判断声源位置主要是根据“第一次到达”的声音因此，剧场演出时，多扬声器的情况下要考虑“声象定位”的问题掩蔽效应：人耳对一个声音的听觉灵敏度因另外一个声音的存在而降低的现象叫掩蔽效应一个声音高于另一个声音10dB,掩蔽效应就很小能量大的声音掩盖能量小的声音中频声音掩盖高频和低频声音低频声对高频声的掩蔽作用大噪声的存在背景噪声与背景音乐人耳频率响应与等响曲线：人耳对不同频率的声音敏感程度是不一样的，对于底于1000Hz和高于4000Hz的声音，灵敏度降低不同频率，相同声压级的声音，人听起来的响度感觉不一样以1000Hz连续纯音作基准，测听起来和它同样响的其他频率的纯音的各自声压级构成一条曲线叫“等响曲线”响度单位是“宋”sone，响度级单位是“方”phon随着声压级的提高，对频率的相对敏感度也不同声压级高，相对变化感觉小；声压级低，相对变化感觉大听力的疲劳和恢复：人耳对声音长时间听闻会造成疲劳——闻阈上升离开原声环境一定时间，听力。