室内环境及其控制技术

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1.掌握声学各物理参数基本概念和内在联系。知识要点：2.了解人与听觉环境的关联3.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fc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/skRTc水：1450m/s软木：500m/s声音的基本特性tttc61.03.33127314.331)(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2maxpp0lg20PPLp0lg10IILI0lg10WWLW绝对量/单位闻阈值/刚能听痛阈值/耳疼痛绝对量相对值绝对量相对值声压P/N/m22×10-5020120声强I/W/m210-1201120声功率W/W10-1201120三参数对数转换（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正常青年人的听觉范围建筑声环境FIG1-11语言音乐最小可辨阈：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类别昼间（dB）夜间（dB）0504015545260503655547055舒适的声环境《民用建筑隔声设计规范》允许值使用场所=25一、二级听力测试室=30三级听力测试室=35特级旅馆客房=40一级住宅的卧室、书房、有特殊要求的教学用房，一级医院病房，一级旅馆客房，特级旅馆会议室及多用途大厅=45一级住宅起居室，二级住宅起居室、书房，一、二级医院手术室及二级医院病房，特级旅馆办公室，一级旅馆会议室、多用途大厅，二级旅馆客房=50二级住宅起居室，三级住宅卧室、书房及起居室，学校的一般教室，三级医院的手术室和病房，特级旅馆餐厅、宴会厅，一级旅馆办公室，二级旅馆多用途大厅，二、三级旅馆会议室=55学校无特殊要求的房间，一、二级医院的门诊室，一级旅馆餐厅、宴会厅，二级旅馆办公室，三级旅馆客房及办公室=60三级医院门诊室，二级旅馆餐厅、宴会厅噪声控制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比较侧重点目的减少能量吸声声源侧降低厂房内噪声,混响声减弱声反射Er隔声相邻室保护邻室隔绝声透射E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管道作吸声处理隔声障板顶棚抹灰材料特点吸声材料轻而疏松(透气,多孔):玻璃棉,泡沫塑料隔声材料重而密实(不带空隙):砖墙,混凝土隔声降噪原理隔声降噪室内光环境1.光环境基本度量及各参数使用对象和相互联系知识要点：2.人与视觉环境的关联3.天然光介绍4.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%空调照明热水动力与其他宾馆46.113.5319.4商场40.533.710.715.2办公楼49.733.32.717医院30.313.941.814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。dVPKm)(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100W40W1250lm2500lm光电转换差距大12.5lm/W62.5lm/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Φ/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)ddI2ΩrdAd立体角：rAΩ点光源/均匀扩散：4ΦI40Wlm350cdI284350cdI562350cdI284350cdI0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AEdAdE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)光学基本知识晴天中午的室外阴天中午的室外月光下40W白炽灯以下1m40W白炽灯(有搪瓷罩)以下1m40W白炽灯的台灯下80000～1200008000～20000＜103073200～300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红橙黄绿蓝绿蓝蓝紫紫黄绿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。黑体加热轨迹20000K10000K7000K6000K5000K2000K2700K4000K3000K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5300KNo.21心理感受左趋势积极色中性色消极色右趋势明暗感明亮白黄橙绿、红灰灰青紫黑黑暗冷热感温暖橙红黄灰绿青紫白凉爽胀缩干膨胀红橙黄灰绿青紫收缩距离感近黄橙红红绿青紫远重量感轻盈白黄橙灰绿青紫黑沉重兴奋感兴奋白红橙红黄红绿紫灰绿青绿青紫黑沉静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IIIKI=0.85(6000lx)KIII=1.0(5000lx)室外临界照度5500lxKII=0.9室外临界照度4000lxKV=1.2KIV=1.1(4500lx)VVIIIIIIIIIIIIIVIV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%新建筑物理TAB2.3-10项目普通白炽灯卤钨灯荧光灯荧光高压汞灯金属卤化物灯高压钠灯光效(lm/W)6.5-1920-2125-6030-5060-8080-100色温（K）280032006500(日光色)600060002100显色指数(Ra)95-9995-9955-9340-5085-9521平均寿命(小时)1000800-20002000-50004000-90001000-200006000-10000表面亮度较大大小较大较大较大(再)启动时间瞬时瞬时较短长长长受电压波动影响大大较大较大较大较大受环境温度影响小小大较小较小较小耐震性较差差较好好较好较好所需附件无无电容/镇流/启动器镇流器镇流器镇流器频闪现象无无有有有有发热量(功率)57(100W)41(500W)13(40W)17(400W)12(400W)8(400W)初始价格最低中中高高高运行价格最高低低中中中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）色表类别色表相关色温用途1暖3300客房、卧室、病房、酒吧2中间3300-5300办公室、教师、商场、诊所、车间3冷5300高照度空间、热加工车间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：严肃振奋闷热的气氛蜡烛白炽灯荧光灯街道照明生活/学校/办公照明工商业照明照度/lx色温/K照度水平与光色舒适感的关系高照度要求炎热地区暖色调冷色调居住场所寒冷地区阴沉的气氛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