第一篇室內聲環境第一章室內聲學原理§1－1室內聲學基本計量一、室內聲學基本物理量（一）聲音：1、概念：是在氣體、液體或固體等彈性介質中以波動形式傳播的機械振動，是由聲源的振動引起的，聲波沿運動方向傳播能量。2、聲音是由聲源的振動引起的。3、頻率f：聲源在ls內完成的全振動次數，單位是赫[茲](Hz)。4、周期T：聲源完成一次全振動的時間，是頻率的倒數，單位是秒.5、波長λ：在聲波傳播途徑上，兩相鄰同位相質點之間的距離，單位是米(m)。位相指的是媒質質點的振動狀態，如處于壓縮或稀疏狀態等。6、聲波的傳播速度c、波氏λ及振動頻率T之間的關系：λ＝c/f1第一篇室內聲環境第一章室內聲學原理一、室內聲學基本物理量1§1－1室內聲學基本計量（二）聲強：

聲強I:單位時間通過垂直于聲音傳播方向上單位面積的平均聲能通量，單位W／m2。ρ——聲壓的均方根值(Pa)；c——介質的聲阻抗率，又稱空氣特性阻抗。在空氣中，ρc值大約為412Pa·s／m。聲功率:單位時間內聲源向周圍空間所輻射的聲能量。在自由聲場中，點聲源發出的球面波均勻地向四周輻射聲能，因此，距離聲源中心rm的球面上的聲強為：式中I——聲強(w／m2)；W——聲源聲功率(w)。2§1－1室內聲學基本計量（二）聲強：2§1－1室內聲學基本計量（三）聲強級：是聲強與基準聲強之比的以10為底的對數的10倍。單位是分貝（dB）。式中LI——聲強級(dB)；I?！鶞事晱?，在空氣聲中，I。規定為10－12W／m2。它相應于人耳對1000Hz聲音的可聽(聞閾yu)聲強。（四）聲壓和聲壓級1、聲壓：聲波在空氣中傳播時，空氣媒質某點(體積元)由于受聲波擾動后壓強超過原先大氣靜壓強的值。一般使用時，聲壓是有效聲壓的簡稱，即指對一定時間間隔取瞬時聲壓的均方根值。聞閾是人的可聞聲壓的最小值pc，痛閾是人的可聞聲壓的最大值pmax。在1000Hz時，聞閾為2×10－5Pa，痛閾為2×102Pa。3§1－1室內聲學基本計量（三）聲強級：3§1－1室內聲學基本計量2、聲壓級是聲壓與基準聲壓之比的以10為底的對數的20倍。式中LP——聲壓級(dB)；p0——基準聲壓。對于空氣聲，基準聲壓規定為2×10－5Pa。在自由聲場，聲壓級近似等于聲強級LP≈LI。（五）聲源的聲功率是單位時間內聲源輻射的總聲能量，單位是瓦(W)。聲功率級是聲源聲功率與基準聲功率之比的以10為底的對數的10倍。式中Lw——聲功率(dB)；Wo——基準聲功率，規定為10-12W。4§1－1室內聲學基本計量2、聲壓級是聲壓與基準聲壓之比的以1§1－1室內聲學基本計量（六）幾個聲源總聲級的計算：1、若聲源相同，則疊加后總聲壓級為：2、聲級為L1及L2(L1＞L2)的兩個聲源共同作用時的疊加聲級為L＝L1＋⊿L式中⊿L——與聲級差有關的修正值，按表1—2選用。二、計權網絡和頻譜1、聲級計：把傳聲器、放大器、計權網絡和顯示裝置(電表指示或數字顯示)組成一個儀器。5§1－1室內聲學基本計量（六）幾個聲源總聲級的計算：5§1－1室內聲學基本計量2、計權網絡：由于人耳對中高頻聲音較敏感，對低頻聲音較不敏感。為了在聲學測量時能反映客觀聲音的主觀感覺，需要考慮到人耳的頻率響應。在接受系統中可以插入和人耳頻率響應相近的計權網絡，對不同頻率成分作不同的計權衰減，使測得的聲學量——聲級能和人的主觀感覺比較一致。常用的計權網絡有A，B，C，D四種，其中最常用的是A計權網絡。3、頻譜：通常人們聽到的聲音可以由組成它的分音的頻率和強度所構成的頻譜來表示。按不同聲音的特性，其頻譜可以是線狀譜(如樂器發出的聲音)或連續譜(如大多數噪聲)。6§1－1室內聲學基本計量2、計權網絡：6§1－1室內聲學基本計量三、等效聲級1、噪聲源的分類：

穩定聲源：一些聲源穩定地發聲，如其發出的噪聲級隨時間的變化不大于5dB，即可認為是穩定的。不穩定聲源：聲級隨時間變化大于5dB的聲源。2、等效聲級用來評價不穩定聲源。

式中Leq——等效聲級(dB)；Lpi——每次測得的聲級值(dB)n——讀取聲級值的總次數。7§1－1室內聲學基本計量三、等效聲級7§1－2聽覺特性一、最小和最大可聽聲壓人的最小可聽極限大致相當于聲壓級0dB，通常，聲壓級在120dB左右，人就會感到不舒服130dB左右會引起耳內發癢；達到140dB，耳內會感覺疼痛。聲壓級繼續升高，可引起耳內出血，甚至導致聽覺器官永久性損傷。二、最小聲壓可辨閾對于頻率在50～10000Hz之間的純音，當聲壓級超過50dB時，入耳大致可以鑒別1dB的聲樂級變化。三、哈斯效應與回聲感覺四、聽覺定位五、人耳的頻率響應和等響曲線

響度是人對聲音強弱的主觀評價指標。影響響度感覺的客觀物理量是聲波的振幅。但響度與振幅并不完全一致，原因是人對不同頻率聲音的響度感覺(靈敏度)不同。8§1－2聽覺特性一、最小和最大可聽聲壓8§1－2聽覺特性六、掩蔽效應

掩蔽效應：指由于另一個聲音的存在而使入耳的聽覺靈敏度降低的現象。聽閾提高的分貝數稱為掩蔽量，提高后的聽閾稱為掩蔽閾。因此，在噪聲環境下，一個聲音要能被聽到，其聲壓級必須大于掩蔽閾。一個聲音對另一個聲音掩蔽量大小，主要取決于兩者的頻譜和聲壓級差。七、人耳的音高和音色感覺

音高又稱音調，是人耳對聲音調子高低的主觀感覺。決定它的客觀物理量是聲音的頻率。音色：是各頻段聲音在不同聲壓級下響起時所展現出的整體感受。八、聽覺疲勞和聽力損失暫時性的聽閾提高現象（即聽力有所下降），稱為聽覺疲勞。9§1－2聽覺特性六、掩蔽效應9§1－3室內幾何聲學一、聲線概念即聲波，聲線代表點聲源發出的球面波的一小部分。它具有明確的傳播方向，攜帶有聲能，并且以聲速前進，沿直線傳播。碰到界面時，聲能被部分吸收，其余按反射角等于入射角的規則反射(碰到界面凹凸不平時，還有散射的現象發生)。

聲源在自由空間傳播時，人們聽到的只有來自聲源的直達聲，而當直達聲在室內空間傳播時，聲波在邊界面將經歷反射、散射、吸收、干涉等現象。二、虛聲源法幾何聲線作圖法有兩種，一種是利用反射角等于入射角，分處于界面法線兩側的規則作圖；一種是利用虛聲源法，將界面用相應的虛聲源來代替。因此，來自界面的反射聲線被認為是由虛聲源發出的聲線。10§1－3室內幾何聲學一、聲線概念10§1－3室內幾何聲學1、位于剛性界面前的點聲源：點聲源與虛聲源成鏡象對稱的關系。引入虛聲源是由于要滿足剛性界面在聲壓作用下不動的邊界條件,所以必須有一對稱的虛聲源,在另一側對墻輻射相同的聲壓,以抵銷S的作用。換言之,引入虛聲源S1,墻就可以被移走,其作用完全可由S1的作用所等效。2、點聲源被置于一對平行剛性墻間的情形：若引入一無窮多的虛聲源鏈,則這時這對墻就可以被移去,其對聲場的作用可由這一虛聲源鏈所等效。n階虛聲源的作用,相當于n次反射聲的作用。3、若在一個由三對平行剛性界面構成的矩形房間中引入一個聲源,則矩形房間的作用可被三維的虛聲源點陣所代替。11§1－3室內幾何聲學1、位于剛性界面前的點聲源：11§1－4室內聲增長和聲衰變一、室內聲增長1、將直達聲和各次反射聲依到達時間(和聲壓級)排列起來,就構成所謂脈沖響應圖。2、室內聲能增長的過程：

如果聲源穩定地發聲，直達聲和各階反射聲的聲壓級將疊加，而來自高階虛聲源的反射聲聲壓級越來越低，其疊加影響可以忽略不計。這時室內聲壓級就達到一個穩定值，稱為穩態聲壓級。二、室內聲衰變1、室內聲衰變：如果自某一時刻起,聲源停止發聲,則首先消失的是直達聲,然后依次消失的是一次、二次直至多次反射聲，這就形成了聲衰變過程。12§1－4室內聲增長和聲衰變一、室內聲增長12§1－4室內聲增長和聲衰變2、將聲源停止發聲后，穩態聲壓級衰減60dB的時間稱為混響時間。所謂混響，是指聲源停止發聲后，在聲場中還存在著來自各個界面的遲到的反射聲形成的聲音“殘留”現象。回聲就是在聽到原來的聲音之后，又重復聽到與之相同的聲音的現象。它聽起來相當清楚，因而不同于混響聲。在某種情況下，回聲有時會以一定的時間間隔重復出現，形成所謂多重回聲。回聲與多重回聲是延時較長的強反射，它妨礙正常的聽聞，在室內音質設計中應當注意避免和消除。13§1－4室內聲增長和聲衰變2、將聲源停止發聲后，穩態聲壓§1－5駐波與房間共振一、駐波與顫動回聲1、駐波：當單頻率平面波在兩平行界面之間垂直傳播時,由于要在兩個反射面上都滿足聲壓為極大值(位移為零)的條件,因此只有波長λ與反射面間距離l滿足l＝·λ的那些頻率才能形成滿足邊界條件的駐波。2、顫動回聲：會引起聲壓分布不均勻，還會發生某些頻率聲音被增強，某些頻率聲音被減弱的現象，使聲音產生失真。是駐波現象。二、三維室內空間的簡正波與房間共振一個封閉的室內空間，在聲波激發下也會產生駐波。當三個邊長有兩個相等或全相等時，會有許多簡正頻率相同，稱為簡正頻率的兼并。其結果，會使那些與簡正頻率(或稱房間的共振頻率)相同的聲音被大大增強，使得聲音失真。14§1－5駐波與房間共振一、駐波與顫動回聲14第二章室內聲環境評價

§2－1音質主觀評價

對語言聲主要是清晰度和可懂度方面的要求，同時應有一定的響度，聽起來不費力，也要求頻譜的均衡，不失真。對音樂聲，除了清晰度(明晰度)和響度的要求外，還有豐滿度、平衡感和空間感等方面的要求。一、語言聲音質主觀評價語言的可懂度是指對有字義聯系的發音內容，通過房間的傳輸，能被室內聽眾正確辨認的百分數。語言的清晰度則指對無字義聯系的發音內容，能被聽眾正確辨認的百分數。15第二章室內聲環境評價

§2－1音質主觀評價15§2－1音質主觀評價二、音樂聲音質主觀評價

音樂的清晰度又稱明晰度，指的是能聽清急速連貫演奏的旋律以及同時能分清不同聲部或樂器組演奏的聲音，即音樂的透明度和層次感。

音樂的豐滿度指的是由于室內各界面的反射聲，尤其是50ms(對音樂還可以放寬至80ms)以內的早期反射聲對直達聲所起的增強和烘托的作用。

音樂的平衡感指的是各聲部之間的平衡協調，有的亦稱為融合、整體感等。

音樂的空間感含義較廣泛。它可以包括聲源的輪廓感、立體感以及聲源在橫向和縱向的拓寬感、延伸感，還包括音樂的環繞感。16§2－1音質主觀評價二、音樂聲音質主觀評價16§2－2音質評價物理指標一、混響時間混響時間即室內穩態聲壓級衰減60dB所經歷的時間。計算混響時間的公式：賽賓公式V——室內容積(m3)；A——室內總吸聲量，A＝S，S為界面總表面積，為室內各界面平均吸聲系數。17§2－2音質評價物理指標一、混響時間17§2－2音質評價物理指標伊林公式式中4m——空氣吸聲系數，僅對1000Hz以上高頻計算，且僅當室內體積較大時計算。平均吸聲系數的計算公式式中S1、S2……Sn——室內不同材料的表面積；ɑ1、ɑ2……ɑn——不同材料的吸聲系數。二、早期側向反射聲能比側向效率18§2－2音質評價物理指標伊林公式18§2－2音質評價物理指標三、聲壓級與響度指標

為了使語言和音樂聽起來清晰、不費勁，甚至有快感，就必須有一定的響度，即必須有一定的聲壓級和信噪比。所謂信噪比指的是語言或音樂聲信號的聲壓級高出背景噪聲級的值。四、混響時間頻率特性為了使音樂各聲部聲音平衡，音色不失真，還必須照顧到低、中、高頻聲音的均衡。這就要求混響時間的頻率特性要平直。低頻混響時間允許有15％～20％的提高19§2－2音質評價物理指標三、聲壓級與響度指標19§2－3音質物理指標與主觀評價的關系一、良好的音質感受(1)在混響感(豐滿度)和清晰度之間有適當的平衡；(2)具有適當的響度；(3)具有一定的空間感；(4)具有良好的音色，即低、中、高音適度平衡，不畸變，不失真。主觀指標有：量的因素（豐滿度、響度）、質的因素（音色）、空間感、清晰度。二、混響時間與混響感(豐滿度)和清晰度的關系1、豐滿度：人們在室內聽聞感到聲音有“余音”，聲音一出，整個房間都在響應，聲音比在室外豐滿，有力。這就是豐滿度的涵義。20§2－3音質物理指標與主觀評價的關系一、良好的音質感受20§2－3音質物理指標與主觀評價的關系2、與豐滿度相對應的物理量就是混響時間?；祉憰r間短，則清晰度較低，豐滿度較低；混響時間長，則清晰度較高，豐滿度較高。以聽語言聲為主的房間，混響時間以ls左有為宜。以聽音樂為主的房間，混響時間達到1．5—2s，最佳混響時間，還跟音樂的類型和題材有關。三、聲壓級與響度的關系1、響度就是人們感受到的聲音的大小，足夠的響度是室內具有良好音質的基本條件。2、與響度相對應的物理量就是聲壓級。對于語言聲，一般要求50～55dB，信噪比要達到10dB。對于音樂聲，一般要求聲壓級在75～96dB之間。21§2－3音質物理指標與主觀評價的關系2、與豐滿度相對應的物§2－3音質物理指標與主觀評價的關系3、聲壓級和信噪比還與可懂度和清晰度有關。聲壓級很低時，只有全神貫注地聽，才能聽清聽懂，比較費勁。但若聲壓級過高，也會影響清晰度。四、與空間感有關的物理參量

主要是早期側向聲能對早期總聲能之比以及雙耳聽聞的相干性指標。五、與音色有關的物理參量主要是混響時間的頻率特性?；祉憰r間的頻率特性即各個頻率的混響時間。為保持聲源的音色不致失真，各個頻率的混響時間應當盡量接近。感到聲音“溫暖”是低頻混響時間較長的結果，而“華麗”、“明亮”則要求有足夠長的高頻混響時間。22§2－3音質物理指標與主觀評價的關系3、聲壓級和信噪比還與§2－4室內聲環境標準與規范一、室內允許噪聲級1、1971年，國際標準化組織(ISO)采用NR曲線來評價室內噪聲環境。根據不同使用要求的房間，可采用不同的NR評價數作為背景噪聲標準。室內噪聲控制設計時，應使各頻帶噪聲值均不超過相應NR曲線對相應頻帶的規定值，由此確定各頻帶噪聲級的控制值。2、我國關于各類主要民用建筑室內允許噪聲NR評價數。二、語言干擾級國際上通常以500、1000、2000、4000Hz四個倍頻帶的背景噪聲聲壓級的平均值定義為語言干擾級SIL。23§2－4室內聲環境標準與規范一、室內允許噪聲級23§2－4室內聲環境標準與規范三、保護聽力的噪聲允許標準

我國制訂的“工業企業衛生標準”，規定每天工作8h，室內允許等效聲級LAeq對新建企業為85dBA，對老企業為90dBA。工作時間減半，允許噪聲標準提高3dB。四、環境噪聲允許標準1993年頒布的《城市區域環境噪聲標準及其測量》(GB3096—93)規定了保障城市居民生活聲環境質量的城市五類區域環境噪聲標準值。五、隔聲標準《民用建筑隔聲設計規范》(GBJll8—88)規定：隔聲減噪設計標準等級一般分為三個等級。24§2－4室內聲環境標準與規范三、保護聽力的噪聲允許標準2第三章建筑材料及結構的吸聲與隔聲

§3－1吸聲材料和吸聲結構一、概述1、吸聲材料和吸聲結構的主要用途用于控制房間的混響時間，使房間具有良好的音質；消除回聲、顫動回聲、聲聚焦等聲學缺陷；室內吸聲降噪；管道消聲。2、吸聲系數：表示材料和結構吸聲能力大小

式中α——吸聲系數；——入射到材料或結構表面的總聲能——被材料或結構反射回去的聲能。25第三章建筑材料及結構的吸聲與隔聲

§3－1吸聲材料和§3－1吸聲材料和吸聲結構3、吸聲系數分類：（根據聲波入射角度不同）垂直入射吸聲系數α0：駐波管法吸聲系數無規入射吸聲系數αT：混響室法吸聲系數4、常用吸聲材料和結構的分類（根據吸聲機理）多孔性吸聲材料和共振吸聲結構。二、多孔吸聲材料1、特征：具有大量內外連通的微小空隙和氣泡。2、種類：纖維材料有：玻璃棉、超細玻璃棉、巖棉等無機纖維及其氈、板制品，棉、毛、麻等有機纖維制成的家具服飾。顆粒材料有膨脹珍珠巖、陶粒等及其板、塊制品。26§3－1吸聲材料和吸聲結構3、吸聲系數分類：（根據聲波入§3－1吸聲材料和吸聲結構3、多孔吸聲材料吸聲機理（P19）4、多孔吸聲材料吸聲特性及其影響因素（P19）多孔吸聲材料的空氣流阻和表觀密度對其吸聲能力有直接的影響。多孔吸聲材料的結構因子和有效孔隙率對其吸聲系數也有影響。多孔吸聲材料吸聲性能還與厚度及材料背后空氣層大小有關。三、共振吸聲結構1、穿孔板吸聲結構穿孔板與其背后的封閉空氣層共同構成穿孔板吸聲結構。穿孔板吸聲結構吸聲原理可通過亥姆霍茲共振器來說明。穿孔板共振頻率27§3－1吸聲材料和吸聲結構3、多孔吸聲材料吸聲機理（P1§3－1吸聲材料和吸聲結構

穿孔板吸聲結構在共振頻率處吸聲系數有一峰值，離共振頻率越遠，吸聲系數越小。一般穿孔板共振頻率在低頻范圍。故在工程中，穿孔板常被用來吸收某個低頻段的聲能。為了使穿孔板吸聲結構在較寬的頻率范同內部有較大的吸聲，可在穿孔板背后緊貼板面襯一層多孔吸聲材料。2、薄板與薄膜吸聲結構

薄膜吸聲結構：共振頻率通常為200—1000Hz，最大吸聲系數約為0.30～0.40。

薄板共振系統：吸聲系數在共振頻率(通常在200一300Hz以下)處有一峰值。峰值吸聲系數約為0.20～0.50。28§3－1吸聲材料和吸聲結構28§3－1吸聲材料和吸聲結構四、其他吸聲結構1、空間吸聲體空間吸聲體的形狀可以是最簡單的平板式，或用平板組合成其他形狀，也可做成錐體、圓柱體等形式?？臻g吸聲體一般由多孔吸聲材料外加透氣護面層做成。所用多孔吸聲材料常為超細玻璃棉，厚度一般取50~100mm，護面可用鋼板網、鋁板網等，也可在鋼板外加一層阻燃物質?？臻g吸聲體一般中高頻吸聲較大，低頻吸聲較小，因此用于控制室內中高頻混響時間十分有效。2、簾幕具有多孔吸聲材料的吸聲特性。3、洞口4．人和家具29§3－1吸聲材料和吸聲結構四、其他吸聲結構29§3－1吸聲材料和吸聲結構五、常用吸聲材料的選用1、吸聲材料的選擇①從吸聲性能考慮②考慮防火要求③在潮濕的場合和潔凈要求特別高的房間可用微穿孔板吸聲結構。④還需考慮耐久性、力學強度、化學性質和尺寸的穩定性、裝飾效果以及是否便于施工等因素。2、常用吸聲材料和吸聲結構見表3—1。30§3－1吸聲材料和吸聲結構五、常用吸聲材料的選用30§3－2構件隔聲一、傳聲與隔聲1、空氣聲傳聲：

對室內而言，室外或相鄰房間的聲波激發墻、樓板、門窗等圍護構件產生振動，從而向房間輻射聲能；或通過開啟的門、窗洞口直接將聲音傳入房間。這種外部聲場的聲音稱空氣聲。這種聲音傳播過程稱空氣聲傳聲。2、撞擊聲傳聲：

當樓板、墻等圍護構件直接受到機械力的撞擊產生振動而向房間輻射聲能，如人走在樓板上的腳步聲等，稱為撞擊聲或固體聲。撞擊聲可通過建筑構件傳播，最后傳入室內，其過程稱為固體傳聲，或撞擊聲傳聲。3、隔聲：圍護結構對空氣傳聲的阻隔，稱為空氣聲隔聲；若使撞擊聲減弱則稱撞擊聲隔聲。31§3－2構件隔聲一、傳聲與隔聲31§3－2構件隔聲二、空氣聲隔聲及其評價1、隔聲量R：表示圍護構件對空氣聲的隔聲能力，單位為dB。2、計權隔聲量Rw：計權隔聲量考慮了人耳聽覺的頻率特性及建筑中典型噪聲源的頻率特性，因此能較好地反映構件的隔聲效果，同時便于不同構件進行隔聲性能的比較。三、單層勻質密實墻的隔聲1、單層勻質密度墻的隔聲量的影響因素：入射頻率、其單位面積質量、剛度、材料內部阻尼、墻的邊界條件。2、聲波無雙入射時的隔聲量的計算3、吻合效應：聲波入射時，在一定頻率范圍內使墻體發生彎曲共振。32§3－2構件隔聲二、空氣聲隔聲及其評價32§3－2構件隔聲四、雙層勻質密實墻的隔聲雙層墻和中間空氣層構成一共振系統，具有固有振動頻率。在共振頻率附近．隔聲量出現低谷，故在工程中應盡可能使共振頻率低于所需隔聲頻率范圍。（舉例P29）五、輕質隔墻的隔聲1、提高輕質隔墻隔聲量的措施主要有：①多層復合；②薄板疊合；③彈性連接、雙墻分立，避免聲橋傳聲。2、常用輕質墻體材料及改善隔聲的做法小型砌塊、圓孔板、夾層墻板、薄板加龍骨。33§3－2構件隔聲四、雙層勻質密實墻的隔聲33§3－2構件隔聲六、門窗隔聲1、門的隔聲門的隔聲量決定于門扇本身的隔聲性能及門縫的密閉程度。門扇隔聲量的措施：多層復合，做成夾層門；選用密實厚重的材料做門。隔聲門畫圖：2、提高窗的隔聲量的措施：七、構件的組合隔聲量八、樓板撞擊聲隔聲1、樓板撞擊聲及其評價工程中常用計權撞擊聲壓級評價樓板的撞擊聲隔聲性能。樓板厚度增大一倍，撞擊聲壓級約減小10dB。2、撞擊聲隔絕措施：

隔絕撞士聲可以從三個方面進行，即鋪設彈性面層、加彈性墊層和在樓板下做隔聲吊頂。3、浮筑結構：在樓板面層與結構層之間加彈性墊層。34§3－2構件隔聲六、門窗隔聲34第四章室內聲環境設計

§4－1室內噪聲控制一、室內噪聲的來源通過圍護結構傳入的室外環境噪聲；建筑內部其他房間傳來的噪聲；室內設備產生的噪聲；空調通風系統噪聲以及設備振動引起的圍護結構發聲。二、建筑布局中噪聲控制原則和方法1、原則：建筑應盡可能遠離噪聲源2、方法：①建筑中制冷機房、泵房、鍋爐房等宜與主體分離獨立設置。②布置在建筑主體內時，應與其他用房之間有足夠大的隔聲量。③各種設備備宜用低噪聲型，各種設備均應做隔振處理，必要時做設備隔聲處理。三、提高圍護結構隔聲量主要是解決窗的隔聲35第四章室內聲環境設計

§4－1室內噪聲控制一、室內噪聲的§4－1室內噪聲控制四、室內吸聲降噪1、室內某點聲壓級的計算式中假設聲源無指向性2、混響半徑（臨界半徑）3、當離聲源距離很大時，此時室內聲壓級即為混響聲聲壓級，計算公式為4、吸聲降噪量36§4－1室內噪聲控制四、室內吸聲降噪36§4－1室內噪聲控制5、采用吸聲降噪措施的房間的吸聲降噪量五、隔聲屏障與隔聲罩1、把工作空間或噪聲源(如存在噪聲設備)用隔聲屏障隔離，也可取得良好的降噪效果。2、對于某些高噪聲設備，可用隔聲小間或隔聲罩隔離。37§4－1室內噪聲控制5、采用吸聲降噪措施的房間的吸聲降噪§4－2室內音質設計一、室內音質設計原則(1)使室內具有足夠的聲壓級并且分布均勻。(2)使室內具對與用途相適應的混響時間及其頻率特性(3)室內各處都能獲得豐富的早期反射聲，特別是早期側向反射聲(主要適用于廳堂音質設計)(4)防止出現回聲、顫動回聲、聲影、聲聚焦等聲學缺陷；(5)防止外部噪聲及振動傳入室內．使室內的背景噪聲木大于允許噪聲標準。

音質設計的內容包括：確定房間容積，進行房間體型設計，混響設計及裝修材料的選擇和布置。另外還需做好噪聲控制設計。38§4－2室內音質設計一、室內音質設計原則38§4－2室內音質設計二、房間容積的確定從聲學角度看，房間的容積應滿足自然聲發聲時聽眾區有合適的響度。(一)自然聲的最大容許容積講演2000～3000m3話劇6000m3獨唱、獨奏10000m3大型交響樂20000m3(二)保證適當混響時間。每座容積音樂廳8～10m3/座；歌舞劇院4.5—7m3/座；《劇場建筑設計規范JGJ57-2000，J67－2001》戲曲、話劇3．5～5．5m3/座；(同上)多用途廳堂3．5～5．5m3/座；(同上)電影院3．5～5．5m3/座?！峨娪霸航ㄖO計規范JGJ58—88》39§4－2室內音質設計二、房間容積的確定39§4－2室內音質設計三、體型設計(一)保證每位觀眾都能得到直達聲1)減少直達聲傳播距離(平面上，語言自然聲≤30m，觀眾多時可以設置一層或多層樓座)，觀眾席最好在聲源的140°范圍內，或按可懂度等值曲線設計。2)避免直達聲波遮擋和掠射吸收，每排升起＞8cm，一般前后座位對齊時后排比前排升高9cm，前后座位錯開時升高6cm。(二)保證前次反射聲的良好分布1)廳堂平剖面形狀，調整頂棚反射面和側墻反射面的傾角，側墻和觀眾廳中軸線間的夾角不大于8°～10°。2)減少一次反射面至聲源的距離：觀眾席矮墻。觀眾接受到的第一次反射聲延遲時間不能過長，最長不超過50ms。40§4－2室內音質設計三、體型設計40§4－2室內音質設計(三)增加擴散反射(四)防止回聲和室內其他聲學缺陷消除回聲(后墻、欄板前傾、吸收、擴散)、顫動回聲、聲聚焦、聲影、聲爬行、聲耦合。(五)合理利用舞臺反射板。四、室內混響設計及裝修材料的選擇室內混響設計可按如下步驟進行：(1)根據房間的使用要求及表2—1確定混響時間及其頻率待性的設計值。(2)根據設計完成的體型，計算出房間的容積V和內表面積S。(3)根據混響時間計算公式求出房間的平均吸聲系數；(4)計算房間內固有吸聲量，包括室內家具和觀眾的吸聲量等。房間所需總吸聲量減去固有吸聲量即為所需增加的吸聲量。(5)查閱材料及結構的吸聲系數數據，從中選擇適當的材料及結構，確定各自的面積，以滿足所需增加的吸聲量及頻率持性。一般常需反復選擇、調整，才能達到要求。41§4－2室內音質設計(三)增加擴散反射41§4－2室內音質設計混響設計也可在確定房間混響時間設計值及容積后，先根據聲學設計的經驗及裝修效果要求確定一個方案，然后用混響時間計算公式進行驗算。通過反復修改、調整設計方案，直至混響時間滿足設計范圍為止。五、音樂廳音質設計音樂廳是音質要求最高的廳堂類型之一。其特點是演奏席與觀眾廳位于同一空間，聲能得到充分利用。由于交響樂隊聲功率較大，故大廳可有較大的容積。在音質方面要求有很長的混響時間及很豐富的側向反射聲。在音質設計中，往往要求設計人員在保證沒有回聲、聲聚焦等音質缺陷的同時盡量少用吸聲材料。古典音樂廳因具有窄廳、矩形平面、高天花板的特點，被稱為鞋盒式音樂廳。(1)每座容積8～10m3/座，盡量少用或不用吸聲材料，RT1．7～2．1s；42§4－2室內音質設計混響設計也可在確定房間混響§4－2室內音質設計(2)充分利用前次反射聲，頂棚除向觀眾席提供反射聲，還需向演奏席提供反射聲避免聲影，樓座下挑臺開口的高度與挑臺深度比，宜大于或等于1：1。(3)保證廳內有良好的擴散，在新式大廳中，需專門設計布置擴散體；(4)噪聲評價指數N可選用20以下，選址應遠離噪聲較高的地區，做好內部隔聲、通風系統消聲、隔振處理。六、劇院音質設計劇院可分為三類：西洋歌劇院、地方戲院和話劇院。43§4－2室內音質設計(2)充分利用前次反射聲，頂§4－2室內音質設計1、歌劇院一般以自然聲演出。歌劇演員聲功率較大。使用伴奏樂隊，有時還有伴唱隊。2、地方戲院一般以演唱為主、并有對白，演出時聲功率較低。3、話劇院話劇院有鏡框舞臺、伸出舞臺、中心舞臺幾種。話劇演出以對白為主，聲功率小。設計要求：(1)歌舞劇院每座容積4．5—7m3/座，戲曲、話劇院每座容積3．5—5．5m3/座；(2)《劇場建筑設計規范JGJ572000，J67—2001》規定，樓座下跳臺開口的高度與挑臺深度比，宜大于或等于1：1．2。(3)允許噪聲級可采用N＝20～25。44§4－2室內音質設計1、歌劇院44§4－2室內音質設計七、多功能劇場音質設計1、用途及特點：多功能劇場常用于音樂、歌舞和戲劇演出反作報告、放映電影等多種用途。多功能劇場一般都有較大的舞臺，有的還配有樂池。2、設計(1)選擇適中的混響時間，折中的辦法。(2)采用混響時間可變的聲學處理：簾幕，可變墻體。為更好滿足音樂演出要求，宜配置聲反射罩。(3)電聲：聲柱，人工混響器，混響室。八、電影院音質設計1、立體聲電影院的特點是除銀幕后有左中右三組主揚聲器外，觀眾廳中后部兩側墻及后墻還裝有多個環境聲揚聲器。45§4－2室內音質設計七、多功能劇場音質設計45§4－2室內音質設計2、設計要求：(1)最佳混響時間，容積大于10000m3時，單聲道為0．9～1．1s，立體聲為0．6～1．0s。從銀幕后面揚聲器發出的直達聲，與任何反射面的第一次反射聲達到觀眾席的時差都不應超過40ms，相當于直達聲和反射聲的聲程差為13．6m；(2)每座容積3．5～5．5m3／座《電影院建筑設計規范JGJ58—88》；(3)觀眾廳地面要有坡度，單聲道影院每排座位升起高度宜為6cm，立體聲影院宜大于10cm；(4)為使影視同步，較小影院觀眾廳的長度一般取18～25m；大型電影院觀眾廳長度宜控制在36以內，最大值不應大于40m。當有樓座時，挑臺下部開口的高度與深度之比應大廠或等于1：2《電影院建筑設計規范JGJ58—88》。觀眾廳寬度為長度的0．6～0．8倍，以獲得良好的聽音條件；46§4－2室內音質設計46§4－2室內音質設計(5)銀幕背后空間的所有界面，必須作表面為暗色的強吸聲處理或加以分隔以避免長延時反射。觀眾廳的后墻和側墻作擴散和吸收處理；(6)避免音質缺陷和噪聲的影響，放映室要作吸聲、防火處理，放映孔、觀察窗做雙層厚度不同的玻璃，窗框要很好密封。九、體育館音質設計1、音質要求體育館都裝有電聲系統，對音質要求相對放低，只要具有良好的清晰度和一定的豐滿度，且沒有回聲、聲聚焦等聲缺陷及噪聲干擾即可。2、特點：體育館的特點是容積大，座椅一般為吸聲較少的夾板椅或塑料椅，可布置吸聲材料的墻面又很少。47§4－2室內音質設計(5)銀幕背后空間的所有界面，必須作§4－2室內音質設計3、音質設計(1)控制混響時間每座容積6—9m3／人，混響時間2．0s，(2)防止多重反射體形用殼體時，把弧面的曲率半徑加大，或在頂棚布置吸聲材料，空間吸聲體，空間擴散體以消除聲聚焦。(3)電聲：用強指向性聲柱，聲面分區布置。十、錄播室、演播室音質設計1、錄播室的設計要求2、演播室用途是制作電視和錄像節目。(1)合適的房間尺寸和比例(2)混響時間和頻率特性：語言0．3～0．4s，獨唱、獨奏0．6s，通用房間0．9s。48§4－2室內音質設計3、音質設計48§4－2室內音質設計(3)擴散處理：采用擴散表面，均勻分布擴散表面和材料，墻面不平行等。(4)噪聲控制：噪聲＜25～30dB(A)。3、控制室十一、歌舞廳、卡拉OK廳音質設計對音質的要求相對要低得多。十二、聽音室、家庭影院音質設計1、聽音室混響時間可取0．3～0．4s。2、家庭影院家庭影院系統一般由左中右二個主揚聲器外加兩個環繞聲揚聲器組成。49§4－2室內音質設計(3)擴散處理：采用擴散表面，均勻分第五章室內音響設備一般建筑中的音響設備系統可分為以下幾類：(1)廣播通信系統(2)擴聲系統(3)重放系統(4)音質主動控制系統50第五章室內音響設備一般建筑中的音響設備系統可分為以下幾類§5－1擴聲系統一、擴聲系統的組成1、最簡單的擴聲系統組成：傳聲器、帶前置放大和電壓放大的功率放大器、揚聲器三種設備。2、劇場、多功能廳、綜合性體育館的擴聲系統組成：①信號源：傳聲器、錄音機、激光唱機、收音機、VCD等。②調音臺③聲音信號處理：頻率均衡器、延時器、混響器、分頻器④功率放大器⑤揚聲器51§5－1擴聲系統一、擴聲系統的組成51§5－1擴聲系統二、擴聲系統評價指標及標準1、傳聲增益：指傳聲器離測試聲源一定距離(語言擴聲為0．5m，音樂擴聲為5m)拾音，擴聲系統逐漸增加音量，當剛達到產生自然嘯叫狀態后再降6dB，即達到最高可用增益。此時，觀眾席上的平均聲壓級與傳聲器處的聲壓級差值即為傳聲增益。2、傳輸頻率持性：擴聲系統達到最高可用增益時，觀眾席上的平均聲壓級對于傳聲器處聲壓級的頻率響應。3、最大聲壓級：擴聲系統置最高可用增益狀態，調節擴聲系統的輸入，使揚聲器輸入功率達到設計功率1/4，此時觀眾席聲壓級平均值加6dB即為最大聲壓級。4、聲場不均勻度：擴聲時，觀眾席各處聲壓級差值。5、總噪聲級：擴聲系統達最高可用增益，但無有用聲信號輸入時，聽眾席處噪聲聲壓級平均值。52§5－1擴聲系統二、擴聲系統評價指標及標準52§5－1擴聲系統三、常用電聲設備1、傳聲器：①作用：把聲信號轉換成電信號。②常用傳聲器：動圈式傳聲器、電容式傳聲器、鋁帶式傳聲器和駐極體電容式傳聲器等。③主要技術性能：A、靈敏度：靈敏度是表明傳聲器聲電轉換本領的重要指標。當傳聲器接受到一定的聲壓時，其輸出端的開路電壓與輸入聲壓之比稱為靈敏度，單位為毫伏／帕(mV／Pa)。53§5－1擴聲系統三、常用電聲設備53§5－1擴聲系統B、頻率響應：傳聲器靈敏度隨頻率變化的情況稱為頻率響應，簡稱“頻響”。它是反映電聲設備或系統在電聲信號轉換或放大過程中對頻率特性改變程度的一個重要指標。頻響一般用頻響曲線表示。C、指向特性：傳聲器靈敏度隨聲波入射方向而變化的特性稱為傳聲器的指向特性。指向特性與頻率有關。頻率越低，指向持性越弱，頻率越高，指向特性越強。一般用指向性圖案或正背差(傳聲器正面與背面靈敏度之差)表示。④傳聲器的選擇，應根據使用要求和傳聲器特性確定。54§5－1擴聲系統B、頻率響應：傳聲器靈敏度隨頻率變化的情§5－1擴聲系統2、揚聲器①揚聲器的作用是把電信號轉化為聲信號。②揚聲器主要分類：一種是直射式揚聲器，另一種是號筒式揚聲器。③主要技術特性A、靈敏度：給揚聲器輸入一定的粉紅噪聲(倍頻帶或1／3倍頻帶聲能相等的連續噪聲)信號電功率，在軸線上一定距離處測定聲壓級，換算到輸入為1W，測試距離為1m時所得的聲壓值，稱為特性靈敏度，單位為帕／瓦(Pa／W)。工程中為便于計算，常用輸入為lW時，1m處的聲壓級來表示靈敏度大小。B、頻率響應：當揚聲器輸入電壓保持不變時，在揚聲器軸線方向上一定距離處聲壓級隨頻率的變化情況。頻率響應一般用頻響曲線表示，或頻率范圍加上不均勻度表示。55§5－1擴聲系統2、揚聲器55§5－1擴聲系統C、指向特性：揚聲器輸入功率不變時，離揚聲器相同距離的不同方向上聲壓級的變化情況。指向特性與頻率有關。揚聲器指向性一般用指向性圖表示，或用輻射角加上指向性因素Q來表示。輻射角是以靈敏度最大的方向(通常是0°方向)向兩側衰減6dB的角度，分水平輻射角和垂直輻射角。D、額定阻抗：指饋給揚聲器音圈的電壓與音圈中的電流之比。在擴聲系統設計中，揚聲器額定阻抗要求與功效放大器輸出阻抗相匹配。E、額定功率：揚聲器正常工作時平均功率的極限值。使用時因節目信號起伏很大，揚聲器的功率要留有充分余量。3、調音臺調音臺也稱擴聲控制桌，是擴聲系統的控制中樞。56§5－1擴聲系統C、指向特性：揚聲器輸入功率不變時，離揚§5－1擴聲系統調音臺由傳聲器放大器、中間放大器及末級放大器三部分組成。傳聲器放大器：一個調音臺有多個，一般有4路、6路、16路、24路等。其主要作用是接收一路傳聲器信號或線路信號，控制音量，調節頻率特性，加混響、延時，進行聲音混合以及調整聲像等。它主要由以下6個部分組成：衰減器、耦合電路、放大電路、均衡電路、分音量電位器、輸出電路。中間放大器：作用是把混合后的信號再進行放大，然后由總音量電位器調整電平后送往下一級放大器。末級放大器：除了進一步放大信號外，還擔負著與下一級設備(主要是功率放大器)接口的任務，所以要求輸出阻抗小，負載能力強。57§5－1擴聲系統調音臺由傳聲器放大器、中間放大器§5－1擴聲系統調音臺基本特性：(1)輸入阻抗(2)過載源電動勢(3)輸出阻抗(4)最大電動勢增益(5)增益一頻率響應(6)相位頻率特性(7)總諧波失真4、功率放大器功率放大器的主要作用是把信號放大。功率放大器特性指標主要包括輸入阻抗、輸入電平、輸出功率、額定負載阻抗、頻率響應、總諧波失真、傳噪比等。58§5－1擴聲系統調音臺基本特性：58§5－1擴聲系統5、輸助設備輔助設備主要作用是對信號進行加工處理。常用的輔助設備有：頻率均衡器、延時器、混響器、壓縮限幅器、激勵器。四、電聲設備之間的連接擴聲系統中前后設備連接應滿足阻抗匹配。一般要求后級設備的輸入阻抗等于或大于前級設備的輸出阻抗。目前許多設備均采用600Ω的阻抗匹配。設備之間還應滿足電平匹配。多數設備采均“零電電”匹配?！傲汶婋姟笔侵冈?00Ω負載上消耗1mW的電壓值，即0．775V為0dB。設備間的連接有平衡式和非平衡式兩種。59§5－1擴聲系統5、輸助設備59§5－1擴聲系統五、家庭視聽系統基本組成：錄像機、影碟機、激光唱機、收音機等的視頻和音頻信號AV中心視頻輸出接電視機，5路音頻輸出分別接左、中、右及后部兩路環繞聲揚聲器。60§5－1擴聲系統五、家庭視聽系統60§5－2擴聲系統設計與建筑的關系一、揚聲器布置與安裝1、室內揚聲器布置的要求：(1)使整個觀眾席聲壓級分布均勻。(2)觀眾席上的聲源方向感良好。(3)控制聲反饋以防止嘯叫，并避免產生回聲和顫動回聲。61§5－2擴聲系統設計與建筑的關系一、揚聲器布置與安裝61§5－2擴聲系統設計與建筑的關系2、揚聲器布置方式①集中式②分散式③混合式3、揚聲器的安裝方式及要求有暗裝和明裝兩種。62§5－2擴聲系統設計與建筑的關系2、揚聲器布置方式62§5－2擴聲系統設計與建筑的關系二、擴聲控制室設計控制室用于對擴聲系統進行控制和監聽。三、反饋嘯叫的抑制1、嘯叫的概念2、控制嘯叫的措施(1)控制大廳混響時間；(2)選用強指向性傳聲器和揚聲器；(3)使用窄帶均衡器，降低某些易產生嘯叫的頻率信號的增益。(4)使用“移頻器”，使整個擴聲系統的輸出信號比輸入信號移動幾個赫茲(一般為l～4Hz)，破壞原來系統可能產生反饋嘯叫的條件。(5)采用壓縮限幅器，使信號過大時系統自動降低增益。63§5－2擴聲系統設計與建筑的關系二、擴聲控制室設計63§5－3室內音質主動控制一、音質主動控制的措施：1、增加早期反射聲，并改善反射聲分布；2、增加房間混響聲能，延長混響時間。二、增加反射聲的方法：在聲源附近布置傳聲器拾取直達聲，將聲信號經過放大以及根據所需要的時間進行延時處理后，再由揚聲器在特定位置按所需方向發出即可。這一系統可稱為電子反射聲系統。64§5－3室內音質主動控制一、音質主動控制的措施：64§5－3室內音質主動控制三、延長混響時間使一個混響延長系統能被人們所接受，必須具備三個條件：(1)系統的穩定性好；(2)系統音質的保真性佳；(3)系統的可控性強。延長混響時間的設備65§5－3室內音質主動控制三、延長混響時間65§5－3室內音質主動控制四、音質主動控制設備系統的應用1、擴展多功能廳的功能，使其滿足多種使用要求；2、改善音質空間感；3、可調音響環境以滿足音樂教學要求等；4、在保留既有建筑內部裝修的前提下改善其音質；5、改善深挑臺下空間的音質；6、代替舞臺反射板，來改善演出區的聽音條件；7、在劇場中改善聲像定位以及在露天劇場創造反射聲及混響聲等。66§5－3室內音質主動控制四、音質主動控制設備系統的應用6第二篇室內光環境

第六章室內光環境基本計量§6－1光與基本光度單位一、光的本質“光”的本質包含了三層含義：一是可見的輻射波；二是視覺器官的視覺特點；三是兩者作用所引起的感覺效果。換句話說，光是一定種類和數量的、能對健康的視覺器官起作用的輻射能。（光是以電磁波形式傳播的輻射能，人眼能夠看見的那部分電磁波我們稱之為可見光。）67第二篇室內光環境

第六章室內光環境基本計量§6－1光§6－1光與基本光度單位二、基本光度單位1．光通量輻射功率：在單位時間內輻射的能量。光通量φ：有視感覺的那一部分輻射通量，單位流明(1m)。在建筑光學中，常用光通量來表示光源發出光能的多少。它成為光源的一個基本參數。68§6－1光與基本光度單位二、基本光度單位68§6－1光與基本光度單位2、發光強度I光源在某一方向的發光強度是光源在該方向單位立體角內所發出的光通量，也就是光通量的空間密度。光通量的單位是1m，立體角單位是球面度(sr)，發光強度的單位是坎德拉(cd)3、照度E照度單位是勒克斯(lx).69§6－1光與基本光度單位2、發光強度I69§6－1光與基本光度單位4、亮度La亮度：發光體在視線方向單位面積上的發光強度。亮度的國際通用單位是坎德拉／平方米(cd／m2)，也稱尼脫(nt)。70§6－1光與基本光度單位4、亮度La70§6－1光與基本光度單位三、基本光度單位間的關系1、發光強度與照度距離平方反比定律適用于點光源形成的照度。對于任一入射角的入射光線，被照面的照度

（照度余弦定律）2、照度與亮度立體角投影定律71§6－1光與基本光度單位三、基本光度單位間的關系71§6－2人眼的視覺特性一、明暗視覺人眼的感光細胞分為錐狀細胞和桿狀細胞兩種。在明視覺的狀態下,人眼具有顏色的感覺，而且對外界亮度變化的適應能力強。在暗視覺的狀態下，人眼幾乎不能識別物體的顏色或細部，且對外界亮度變化的適應能力低。二、顏色感覺人眼具有感覺顏色的能力，稱為色覺。在明視覺時，人們對380～780nm范圍內的可見光產生不同的顏色感覺。隨著波長的不同，可區分出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等顏色。72§6－2人眼的視覺特性一、明暗視覺72§6－2人眼的視覺特性三、光視效能人們對不同波長的光的感受的敏感程度是不相等的。也就是說，人眼對能量相同，但波長不同的光所感覺到的明亮程度是不一樣的。人眼的這種特性，常用相對光譜光效率曲線V(λ)來表示。四、視力人們的眼睛辨認物體形狀細部的能力稱為視覺敏銳度，在醫學上或稱為視力。五、視野當人的頭部和雙眼不移動時可察看到的空間范圍稱為視野。73§6－2人眼的視覺特性三、光視效能73§6－3影響視度的因素一、亮度最低亮度閾，約為10－5asb韋伯定律：二、物件的尺寸1、對大而近的物件，視角大，看得清楚，反之則視度下降。74§6－3影響視度的因素一、亮度74§6－3影響視度的因素三、亮度對比視野內視覺對象和背景之間的亮度差異，稱為亮度對比。當亮度對比極小時，在一定的界限以下，眼睛就感覺不到這亮度差。這個亮度差的界限稱視覺的識別閾限。亮度對比越大，視度越高。所以提高亮度對比，是改善視度的有效方法之一。75§6－3影響視度的因素三、亮度對比75§6－3影響視度的因素四、識別時間與面積里科定律：亮度×面積＝常數。視覺對象越小，所需的亮度就越高，反之亦然。這也是按識別物件的尺寸把視覺工作分類而選擇適當的采光系數及照明標準的理由。五、適應當外界光環境的亮度發生改變時，人眼需要調節入射光量，改變視網膜的感光度。該視網膜感光度的變化過程稱適應。76§6－3影響視度的因素四、識別時間與面積76§6－3影響視度的因素六、眩光眩光：在視野內出現亮度極高的物體或過大的亮度對比時，可引起人眼不舒適或視皮下降。這種現象稱眩光。根據眩光對視覺的影響程度，可分為“失能眩光”和“不舒適眩光”。77§6－3影響視度的因素六、眩光77第七章室內裝飾材料的光學特性光在傳播過程中通到介質時，其入射的光通量一部分被介質吸收，一部分被反射，另一部分被透射。這三部分光通量占總的入射光通量的比例，分別稱為反光系數ρ、吸收系數α及透光系數τ。78第七章室內裝飾材料的光學特性光在傳播過程中通到介質§7－1反光材料與反光系數

常用飾面材料的反光系數見表7－1。反射后光線的空間分布，取決于材料表面的光潔程度和材料內部的結構。一般有兩種基本形式：定向反散和擴散反射。一、定向反射定向反射（鏡面反射）：光線射到非常光滑的不透明材料表面時的反射。很光滑的金屬表面、玻璃等均屬于這種類型。它遵循定向反射定律：入射光線、反射光線與反射面的法線杯同一平面上，入射角等于反射角。Lρ＝L×ρIρ＝I×ρ79§7－1反光材料與反光系數常用飾面材料的反光系§7－1反光材料與反光系數二、擴散反射擴散反射：擴散反射材料可以使反射光線不同程度地分散在比入射光線更大的立體角范圍內。根據材料擴散程度的不同，又可分為均勻擴散反射材料和定向擴散反射材料兩種。1、均勻擴散反射均勻擴散反射材料將入射光線均勻地向全空間反射，各個角度亮度相同，看不見光源的影像。80§7－1反光材料與反光系數二、擴散反射80§7－1反光材料與反光系數氧化鎂、石膏、粉刷、磚墻、繪圖紙等表面。朗伯余弦定律：Iθ＝Iθcosθ均勻擴散反射材料的表面亮度是均勻的：2．定向擴散反射材料定向擴散反射材料兼有定向反射和完全擴散反射兩種特性，可以說是這兩種形式的組合。它的反射光線出現在一定范圍內：在定向反射方向上具有最大的亮度，在該方向附近的某一區域內，也有一定的亮度。但其擴散范圍不是全空間的，離開了某個區域，就沒有反射光線了。油漆表面、光滑的紙、較粗糙的金屬表面等。在反射方向可以看到模糊的光源形象，但不象定向反射那么清晰。81§7－1反光材料與反光系數氧化鎂、石膏、粉刷、磚墻、繪圖§7－2透光材料與透光系數

常見透光材料的透光系數見表7－2。根據透射后光線在空間的分布情況，可以把透光材料分為兩大類：定向透光材料和擴散透光材料。一、定向透射光線射到很光滑的透明材料上，會發生定向透射。如果材料的兩個表面相互平行，則透過材料的光線和入射方向保持一致。遵循折射定律。如果玻璃內部的質量不好，厚薄不均或兩個表面不平行，則光線在兩個表面的折射方向不一致，透射光線也就偏離了原方向。這會使光源形象受到歪曲，顯得模糊不清。Lτ＝L×τIτ＝I×τ82§7－2透光材料與透光系數常見透光材料的透光§7－2透光材料與透光系數二、擴散透射半透明材料可使入射光線發生擴散透射，即透射光線所占的立體角比入射光線有所擴大。根據擴大的程度，又同樣可分為均勻擴散透射和定向擴散透射兩種。1、均勻擴散透射和均勻擴散反射相似，這類材料將入射光線均勻地向四面八方透射。各個方向所看到的亮度相同，可又看不到光源形象。乳白玻璃、半透明塑料等就屬于這種材料。發光強度的分布，亦遵循朗伯余弦定理。最大發光強度在表面的法線方向。83§7－2透光材料與透光系數二、擴散透射83§7－2透光材料與透光系數2、定向擴散透射定向擴散材料的亮度和光強分布如圖7—6所示。這種材料有定向和擴散兩種特性，如磨砂玻璃，透過它可以看到光源的大致情況，但輪廓不清晰。84§7－2透光材料與透光系數2、定向擴散透射84§7－3污染對材料光學特性的影響受環境污染，室內裝飾材料的光學性質會隨著時間的推移而受到影響。它們的透光系數和反光系數都會下降。1、污染減光系數τ(％)：各種材料由于環境污染的影響而使其光學特性降低的程度。2、污染減光系數隨著使用時間的延長而變化的關系。3、材料的減光系數和房間的污染程度有關，也與材料的位置和布置方式有關。85§7－3污染對材料光學特性的影響受環境污染，室內裝補充：顏色基本知識(一)光源色和物體色1．光源色(光源發射的光的顏色，它取決于光的波長)(1)光源色溫。當光源的顏色和一完全輻射體(黑體)在某一溫度下發出的光色相同時，完全輻射體的溫度就叫作光源的色溫，符號Tc，單位為K(絕對溫度)。40W白熾燈色溫為2700K，40W熒光燈色溫為3000～7500K，普通高壓鈉燈為2000K，HID(高強度氣體放電燈、如金鹵燈等)為4000—6000K，日光為5300—5800K。(2)光源顯色指數。物體在待測光源下的顏色和它在參照光源下顏色相比的符合程度叫作光源顯色指數，符號Ra和Ri為一般顯色指數，Rr為特殊顯色指數。普通照明光源用Re作為顯色性的評價指標。R的最大值為100，100～80為顯色優良，79～50為顯色一般，小于50為顯色較差。例如：500W白熾燈Ra為95～99，熒光燈為50～93，400W熒光高壓汞燈為30～40，1000W鏑燈為85～95，高壓鈉燈為20～25。86補充：顏色基本知識(一)光源色和物體色86補充：顏色基本知識2、物體色是物體對光源的光譜輻射有選擇地反射或透射后使人眼對物體所產生的顏色感覺。物體色取決于光源的光譜組成和物體對光譜的反射或透射情況。(二)顏色屬性與混合1、顏色三屬性(1)色調(色相)：如紅、黃、綠、藍等(2)明度：明暗視覺特性；(3)彩度(飽和度)：彩色的純潔性。87補充：顏色基本知識2、物體色87補充：顏色基本知識2．混色混合(1)加色法混合(光源色)①加色法三原包：紅(700nn)，綠(546.1nn)，藍(435.8nn)②加法定律(代替律)；③三原色混合成白色、(2)減色法混合〔物體色)①減色法三原色：青色、品紅色、黃色；②減色法混合原理。88補充：顏色基本知識2．混色混合88補充：顏色基本知識(三)顏色的表色體系1、孟塞爾體系：是按顏色三個基本屬件即色調H、明度V和彩度C對顏色進行分類與標定的體系。色調分為R、Y、G、B、P五個主色調和YR、GY、BG、PB和RP五個中間色調；中軸表示明度，理想黑為0，理想白為10，共11級；明度軸至色調的水平距離表示彩度的變化，離中軸越遠，彩度越大。2．CIE色度體系89補充：顏色基本知識(三)顏色的表色體系89第八章天然光環境設計§8－1天然光環境設計內容及過程一、天然光環境設計流程90第八章天然光環境設計§8－1天然光環境設計內容及過程§8－1天然光環境設計內容及過程二、設計過程：1、了解設計對象對采光的要求，以及建筑方案給天然光環境提供的條件，以及設計對象在采暖、通風等其他方面的要求等。2、要根據當地光氣候以及采光的要求，確定采光口的大小、位置、形式、材料和構造等，從而保證室內光環境的空間及表面等效果。還應運用天然光處理的技法，創造天然光的藝術氛圍。91§8－1天然光環境設計內容及過程二、設計過程：91§8－1天然光環境設計內容及過程3、進行天然光的控制和調節，以避免眩光，防止過熱等。當天然光不足時，還要補充以人工照明。4、經濟分析，包括計算采光設備的投資與維護費用，對初選方案進行技術經濟比較和修改，最終確定一個在光環境質量及經濟節能諸方面均令人滿意，又能與建筑造型、室內裝飾及周圍環境相協調的方案。92§8－1天然光環境設計內容及過程3、進行天然光的控制和調§8－2采光標準《建筑采光設計標準》GB/T50033—2001自2001年11月1日起施行。原《工業企業采光設計標準》GB50033—91同時廢止。一、光氣候與采光系數光氣候就是由太陽直射光、天空擴散光和地面反射光形成的天然光平均狀況。93§8－2采光標準《建筑采光設計標準》GB/T50033§8－2采光標準(一)天然光的組成和影響因素1、晴天。天空無云或很少云(云量為0～3級)。晴天天然光由太陽直射光和天空擴散光兩部分組成。直射光占90％，太空擴散光占10％。2、全云天?？床灰娞?，天然光全部為擴散光。全云天天空亮度穩定。采光設計與采光計算都假設天空為全云天空3、多云天。多云天天然光也是由直射陽光和天空擴散光兩部分組成，但兩部分的比例和晴天不同。由于太陽時隱時現，因此，照度值和天空亮度分布都極不穩定。4、影響天然光的因素；太陽高度角、云量、云狀、日照率、地理緯度、海拔高度等。94§8－2采光標準(一)天然光的組成和影響因素94§8－2采光標準(二)我國自然光(光氣候)分布與分區情況我國天然光最豐富的地區是西北和北部地區，向南逐步降低，四川盆地最低。根據天然光的分布情況，將我國光氣候分為五區。用光氣候系數與相應室外臨界照度表示該區天然光的高低。北京為Ⅲ類光氣候區，重慶為Ⅴ類光氣候區。北京的光氣候系數是1．0。要取得同樣照度，Ⅰ類光氣候區開窗面積最小，Ⅴ類光氣候區開窗面積最大。95§8－2采光標準(二)我國自然光(光氣候)分布與分區情況§8－2采光標準(三)采光系數室內某一點的天然光照度Ei與同一時間、同一地點室外全云天無遮擋水平面天然光照度量Eo的比值。采光系數是采光設計中采光量的評價指標。采光系數計算公式為：96§8－2采光標準(三)采光系數96§8－2采光標準

采光系數：在室內給定平面上的一點，由直接或間接地接收來自假定和已知天空亮度分布的天空漫射光而產生的照度與同一時刻該天空半球在室外無遮擋水平面上產生的天空漫射光照度之比。室外照度：在全陰天天空的漫射光照射下，室外無遮擋水平面上的照度。97§8－2采光標準采光系數：在室內給定平面上的一點，§8－2采光標準二、室外臨界照度采光設計的基本原則是：對應于無遮擋的情況，室外照度的最低值應能夠使室內得到所需的最小照度。

室外天然光臨界照度：全部利用天然光進行采光時的室外最低照度。

室內天然光臨界照度：對應室外天然光臨界照度時的室內天然光照度。我國各光氣候區的室外臨界照度為6000lx、5500lx、5000lx、4500lx、4000lx。98§8－2采光標準二、室外臨界照度98§8－2采光標準三、采光系數的標準值采光系數標準值：室內和室外天然光臨界照度時的采光系數值。視覺工作分為五個等級，各級工作所需的天然光照度最低值分別為：250lx，1501x，1001x，501x和25lx。采光系數標準值的選取，應符合下列規定：1、側面采光應取采光系數的最低值Cmin；2、頂部采光應取采光系數的平均值Cav；99§8－2采光標準三、采光系數的標準值99§8－2采光標準3、對兼有側面采光和頂部采光的房間，可將其簡化為側面采光區和頂部采光區，并應分別取采光系數的最低值和采光系數的平均值。四、照度均勻度頂部采光時，Ⅰ～Ⅳ級采光等級的采光均勻度不宜小于0.7。為保證采光均勻度不小于0.7的規定，相鄰兩天窗中線間的距離不宜大于工作面至天窗下沿高度的2倍。100§8－2采光標準3、對兼有側面采光和頂部采光的房間，可將§8－3采光口與室內光環境一、采光口形式l、側窗側面采光：由側窗采入光的形式。側窗分單側窗、雙側窗和高側窗三種，高側窗主要用于倉庫和博覽建筑。①優點是：構造簡單，布置方便，造價低廉，光線具有明顯的方向性，有利于形成陰影，并有利擴開啟、防雨、透風、隔熱、施工及維護等。②側窗的形式：長方形、正方形等。

101§8－3采光口與室內光環境一、采光口形式101§8－3采光口與室內光環境

就總的采光量而言，在采光口面積相等且窗底標高一致時，正方形側窗的采光量最多，其次是豎長方形。就照度的均勻性而言，豎長方形窗在房間進深方向所形成的照度比較均勻；而橫長方形窗則在房間寬度方向形成的照度比較均勻；方形窗介于兩者之間。故側窗的形狀應結合房間的形狀來選擇。對于窄而深的房間，適合采用豎長方形窗；寬而淺的房間，適合選用橫長方形的窗。102§8－3采光口與室內光環境就總的采光量而言，在采光§8－3采光口與室內光環境③側窗的位置：會影響到房間進深方向的采光均勻性。④窗間墻的寬度：是影響房間橫向采光均勻性的主要因素。⑤側窗的朝向：對室內采光狀況也有較大的影響。在晴天，南向單側窗采光量大，但不穩定、有直射光；東西向雙側窗采光量不穩定，早晚有直射光；北向單側窗采光量小，但穩定。103§8－3采光口與室內光環境③側窗的位置：會影響到房間進深§8－3采光口與室內光環境2、天窗頂部采光：由室內頂部采光口（天窗）采光的方式。優點：有利于采入光量并均勻分布，對臨近地段沒有干擾，但不具有側向采光的優點。天窗的形式：矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗、橫向天窗及井式天窗等。104§8－3采光口與室內光環境2、天窗104§8－3采光口與室內光環境二、采光口尺寸1、窗地面積比：對于工業企業，根據視覺工作分級和采光口的形式及位置可查得。民用建筑窗地面積比可根據建筑物的性質及房間的用途來查得。105§8－3采光口與室內光環境二、采光口尺寸105§8－3采光口與室內光環境三、采光口與天然光的控制調節直射光透過采光口照射到室內，有時會造成照度不均勻，產生眩光與熱輻射，損害室內物品。采光口的遮光和控光措施：1．透光材料2．窗簾百葉類3．綠化4．遮陽板106§8－3采光口與室內光環境三、采光口與天然光的控制調節1§8－4采光計算一、采光計算所需數據1、房間尺寸；2、采光口材料及其厚度；3、承重結構形式及材料；4、表面污染程度；5、室內表面的反光系數。107§8－4采光計算一、采光計算所需數據107§8－4采光計算二、計算過程與方法計算方法是利用一系列圖表，根據有關房間數據查出相應的未裝上窗扇的無限長帶形空洞的采光系數。然后按照實際情況，考慮各種因素對采光系數的影響并加以修正，從而得到實際的采光系數值108§8－4采光計算二、計算過程與方法108§8－4采光計算1、側窗

帶形窗洞的采光系數室外遮擋物的擋光折減系數——室內反射光增量系數——側窗總透光系數——考慮窗間墻擋光影響的窗寬修正系數——晴天系數109§8－4采光計算1、側窗109§8－4采光計算室內各表面反光系數的加權平均值：2、頂部采光天窗的總透光系數：110§8－4采光計算室內各表面反光系數的加權平均值：110補充：采光質量4.0.1頂部采光時，Ⅰ～Ⅳ級采光等級的采光均勻度不宜小于0.7。為保證采光均勻度不小于0.7的規定，相鄰兩天窗中線間的距離不宜大于工作面至天窗下沿高度的2倍。4.0.2采光設計時，應采取下列減小窗眩光的措施：1作業區應減少或避免直射陽光；2工作人員的視覺背景不宜為窗口；3為降低窗亮度或減少天空視域，可采用室內外遮擋設施；4窗結構的內表面或窗周圍的內墻面，宜采用淺色飾面。111補充：采光質量4.0.1頂部采光時，Ⅰ～Ⅳ級采光等級的補充：采光質量4.0.3對于辦公、圖書館、學校等建筑的房間，其室內各表面的反射比宜符合表4.0.3的規定。

4.0.4采光設計，應注意光的方向性，應避免對工作產生遮擋和不利的陰影，如對書寫作業，天然光線應從左側方向射入。112補充：采光質量4.0.3對于辦公、圖書館、學校等建筑的補充：采光質量4.0.5當白天天然光線不足而需補充人工照明的場所，補充的人工照明光源宜選擇接近天然光色溫的高色溫光源。4.0.6對于需識別顏色的場所，宜采用不改變天然光光色的采光材料。4.0.7對于博物館和美術館建筑的天然采光設計，宜消除紫外輻射、限制天然光照度值和減少曝光時間。4.0.8對具有鏡面反射的觀看目標，應防止產生反射眩光和映像。113補充：采光質量4.0.5當白天天然光線不足而需補充人工§8－5天然光環境設計示例學校教室的天然光環境的設計過程：一、了解教室采光要求學生在教室內較長時間地學習。教室的光環境應保證他們看得清楚，看得舒適，不易產生疲勞。這要求整個教室保持足夠的天然光亮度，且分布均勻。黑板上要有較高的照度。同時，要合理地安排教室內的亮度分布，清除眩光。此外，還應考慮到經濟的原則，減少投資和維護的費用。114§8－5天然光環境設計示例學校教室的天然光環境的設計過程§8－5天然光環境設計示例二、了解采光設計條件1、滿足采光標準，保證所需的采光系數采光系數最低值不得低于1．5％2、使照度均勻分布希望工作區內照度的差別限制在1：3之內，整個房間不超過1：10。3、對光線和陰影的要求光線最好從左上方射來。4、避免眩光學校教室應設窗簾以防止直射光線進入教室內。115§8－5天然光環境設計示例二、了解采光設計條件115§8－5天然光環境設計示例三、教室天然采光設計要點1、室內裝修天棚和墻面的的反光系數應選擇最高值。室內相鄰表面的亮度不應差別太大。2、黑板用毛玻璃，在其背面涂黑色油漆以避免反射眩光。3、窗間墻教室的窗間墻寬度應盡可能縮小。116§8－5天然光環境設計示例三、教室天然采光設計要點116§8－6室內天然光環境處理技法一、天然光環境與室內空間效果1．光的方向性效果主要表現在：增強室內空間的可見度，強化或弱化光暗對比，強化或弱化物體的立體感。