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极管灯;
⑶灯具安装高度较高的场所,应按使用要求,采用金属卤化物灯、高压钠灯或高频大功率细管直管荧光灯; ⑷旅馆建筑的客房宜采用发光二极管灯或紧凑型荧光灯;
39、配光曲线:①表示灯具的发光强度在空间分布的状况,又称为光强分布曲线。
②配光曲线是按光源发出的光通量为1000 lm,以极坐标的形式将灯具在各个方向上的发光强度绘制在平面图上,是进行照度计算和确
定布灯方案的重要依据。
40、灯具分类
国际照明委员会按光通量在上、下半球的分布将灯具划分为五类:直接型、半直接型、均匀扩散型(漫射型)、半间接型和间接型。 41、照明计算(利用系数法)
E?Aav
N?U?K
42、一般照明适用于没有特殊投射方向要求、没有特别需要提高视度的工作场所及工作点很密或不固定的场所。
?=
43、分区一般照明
⑴当房间内各个区域要求不同的照度时,可采用分区一般照明。就是根据需要,提高特定区域照度的一般照明。 ⑵如开敞式办公室的办公区和休息区,办公区需要较高照度,而休息区要求一般照明照度。 44、局部照明
⑴是在工作点附近,专门为照亮工作点而设的照明装置,即为满足某些部位的特殊需要而设置的照明。 ⑵一般不允许单独使用局部照明,这样会先造成工作点与周围环境间极大的亮度差,不利于视觉工作。 45、混合照明
⑴是在同一工作场所内,既设有一般照明,以满足整个工作面的均匀照明要求,又设有局部照明,以满足工作点的高照度和光线方向的
要求。
⑵高照度时,混合照明方比较经济,如阅览室、车库等。
46、重点照明:为提高指定区域或目标的照度,使其比周围区域突出的照明。 47、照明方式的确定应符合下列规定: ⑴工作场所应设置一般照明;
⑵当同一场所内的不同区域有不同照度要求时,应采用分区一般照明; ⑶对于作业面照度要求较高,只采用一般照明不合理的场所,宜采用混合照明; ⑷在一个工作场所内不应只采用局部照明;
⑸当需要提高特定区域或目标的照度时,宜采用重点照明。 48、作业面邻近周围照度值 作业面照度lx ≥750 50 300 ≤200 作业面邻近周围照度lx 500 300 200 与作业面照度相同 注:作业面邻近周围指作业面外宽度不小于0. 5m的区域。 49、作业面背景区域一般照明的照度不宜低于作业面邻近周围照度的1/3。 50、照明设计的维护系数及灯具每年最少擦拭次数
①卧室、办公室、影院、剧场、餐厅、阅览室、教室、病房、客房、仪器仪表装配间、电子元器件装配间、检验室、商店营业厅、体育
馆、体育场等比较清洁的室内环境,照明设计的维护系数为0.8,灯具每年最少擦拭次数为2次。
②机场候机厅、候车室、机械加工车间、机械装配车间、农贸市场等处于一般污染的室内环境照明设计的维护系数为0.7及灯具每年最
少擦拭次数为2次。
③公用厨房、锻工车间、铸工车间、水泥车间等污染严重的室内环境,照明设计的维护系数为0.6,灯具每年最少擦拭次数为3次。 ④雨篷、站台等开敞空间,照明设计的维护系数为0.65,灯具每年最少擦拭次数为2次。 51、光源颜色
◆相关色温(K)<3300,色表特征“暖”,适用于:客房、卧室、病房、酒吧;
◆相关色温(K)3300~5300,色表特征“中间”,适用于:办公室、教室、阅览室、商场、诊室、检验室、实验室、控制室、机加工
车间、仪表装配;
◆相关色温(K)>5300,色表特征“冷”,适用于:热加工车间、高照度场所。
第十九章建筑声学
1、声音的产生与传播
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⑴声音是人耳所感觉到的“弹性”介质中振动或压力的迅速而微小的起伏变化。
⑵声源:声音来源于物体的振动,其中振动的物体称为声源,或者说,辐射声音振动的物体称为声源。 ⑶产生声音的两个必要条件是声源和传声介质。
2、把波动过程中,介质中振动相位相同的点连成的面称为波阵面,简称波面,波面有无穷多个,把波面中走在最前面的那个波面称为
波前。由于波面上各点的相位相同,所以波面是同相面。
3、周期、频率、波长和声速
⑴周期:物体或空气质点每振动一次,即完成一次往复运动或疏密相间的运动所需的时间称为周期,用T表示,单位是秒。 ⑵频率:物体或空气质点每秒振动的次数称为频率,用f表示,单位是赫兹,Hz。 周期和频率互为倒数。
⑶波长:物体或空气质点每完成一次往复运动或疏密相间的运动经过的距离称为波长,或者说声波在传播途径上,两相邻同相位质点之
间的距离,用λ表示,单位为米。
⑷声速:声波在传声介质中的传播速度称为声速,用c表示,单位是m/s。声速、波长与频率的关系:C=λ×f 在同一介质中声速是确定的,因此频率越高,波长就越短。
⑸声速的大小与声源的特性无关,只与传声介质的性质(如介质的弹性、密度和温度)有关。介质的密度越大,声音传播的速度越快,
在真空中的声速为0。
4、倍频带:按2的倍数关系分割频率范围所得的频率段,即上一个倍频带的中心频率是下一个倍频带中心频率的2的整数倍,f2/f1=
2n,n为正整数或分数。1倍频带的中心频率为:16,31.5,63,125,250,500,1000,2000,4000,8000,16000 Hz共11个,最常用的是125,250,500,1000,2000,4000等6个倍频程。
5、入射声线、反射声线和界面的法线在同一平面内,入射声线和反射声线分居法线两侧,入射角等于反射角。反射的声能与界面的吸
声系数有关。
6、声波的透射与吸收
⑴声波的透射:当声波遇到障碍物时,声波疏密相间的压力将推动障碍物发生相应的振动,其振动又引起另一侧的传声介质随之振动,
这种声音透过障碍物的现象即声波的透射。
⑵声波的吸收:声波引起障碍物振动要消耗声能,由于摩擦、碰撞,其中一部分声能转化为其他形式的能量,声能因而衰减,这种现象
称为声波的吸收。
⑶当声波入射到建筑材料或部件时,一部分声能被反射,一部被吸收,还有一部分则透过建筑部件传递到了另一侧。 透射系数τ:τ=Eτ/E0,τ小则为隔声材料 反射系数γ:γ=Eγ/E0,γ小则为吸声材料 吸声系数α:α=1-γ=1-Eγ/E0=(Eα+ Eτ)/E0 其中:E0――总入射声能, Eτ――透射的声能, Eγ――反射的声能, Eα――吸收的声能,
7、由于离地面高度不同,空气的密度不同,声波在空气中传播时,也会改变传播方向。白天近地面处的气温较高,声速较大,声速随
离地面高度的增加而减小,导致声音传播方向向上弯曲;夜晚地面温度较低,声速随离地面的高度的增加而增加,声波的传播方向向下弯曲。空气中各处风速的不同也会改变声波的传播方向,声波顺风传播时向下弯曲,逆风传播时向上弯曲,并产生声影区。
8、声功率、声强和声压
⑴声功率:是指声源在单位时间内向外辐射的声音能量,记作W,单位为瓦或微瓦,一件乐器发出的声功率是几百至几千微瓦。 ⑵声强:在声波传播的过程中,单位面积波振面上通过的声功率称为声强,记为I,单位为W/m2。在自由声场,点声源形成一种球面
波,点声源的声强与距离的平方成反比。
??
24????
球面声波的声强与距离的平方成反比,越远越弱。平面波声强不随距离改变。
I=
⑶自由声场中,某点的声强与该点声压的平方成正比,与介质的密度和声速的乘积成反比。
2??I= ????0
⑷声能密度D:单位体积内声能的强度。
??D= ??
9、声压级:是声压与基准参考声压的相对量度。
LP?20lgPP0, P0是基准参考声压,即频率为1000Hz时的听阈声压。
声压每增加一倍,声压级就增加6dB,声压增加10倍,声压级增加20dB。 声强级:是用声音的强度I和基准声强之比的常用对数来表示,单位是分贝。
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LI?10lgII0
I0是基准声强,10-12 W/m2
10、声功率级:是声功率和参考功率的相对量度。声功率级仅表示声源发声能力的大小。
LW?10lgWW0, W0是基准声功率,10-12 N/m2
11、声级的叠加
两个声音进行叠加时,总声强为各个声强的代数和,总声压是各个声压的均方根值; 几个相同声音的叠加的声压级:
LP?20lg两个声压级相等的声音叠加时,总声压级比一个声压级增加3dB(即10lg2);
多个声压级叠加时,先按声压级大小排序,然后从最大的两个声压级开始叠加,其值再与第三个叠加,依此类推,直至相差超过10dB; 若两个声音的声压级差超过10dB,附加值不超过大的声压级1dB,则两声压级叠加后的总声压级等于最大声音的声压级。 12、人对声音的识别主要是依据音调的高低、声音的大小和音色的好坏等进行识别的。 音调的高低主要取决于声音的频率,频率越高,音调就越高。 声音的大小可用响度级表示,与声音的频率和声压级有关。 13、响度和响度级
⑴对频率相同的声音,声压越大,声音越响,但是二者不成比例关系。声压级相同时,人耳对高频声敏感,对低频声不敏感。 ⑵响度级:如果某一声音与选定的1000Hz的纯音听起来同样响,这个1000Hz的纯音的声压级值就定义为待测声音的响度级,单位是
方。
⑶计权网络:多种频率构成的复合声的总响度用计权网络测量,即用声级计的A、B、C、D计权网络测量,记作dB (A),dB (B),dB(C),
dB(D)。
14、声源的指向性
⑴当声源的尺寸比声波小很多时,可看成“点声源”,它向所有方向等量地辐射声音,是没有方向性的。
⑵当声源的尺度与声波波长相差不多,或大于波长时,应看成是许多点声源的组合,因此向各个方向辐射的声音能量就不同,具有“指
向性”。与波长相比,声源尺度越大,其指向性就越强。频率越高,指向性越强。
15、通常,人耳分辨水平方向声源位置的能力比垂直方向的要好。
16、回声感觉:在直达声到达后约50ms之内到达的反射声,可以加强直达声,而在50ms之后到达的反射声,或声程差大于17m,
不会加强直达声,但如果它的强度比较大,人便能感觉到,形成“回声”。
17、掩蔽效应
人在倾听一个声音时,如果存在其他的声音(称为掩蔽声),对所听声音的听阈就要提高,人耳的听觉灵敏度降低,这种现象称为掩蔽
效应。听阈所提高的分贝数称为掩蔽量,提高后的听阈称为掩蔽阈。低频声对高频声掩蔽作用大。
18、自由声场中,点声源空间某点的声压级计算公式为: Lp=Lw-201gr-11(dB) Lp――空间某点的声压级; Lw――声源的声功率级; r――测点和点声源间的距离。
可以看出,点声源观测点与声源的距离增加一倍,声压级衰减6dB。
19、无限长的线声源,在自由场条件下,声波以柱面波的形式辐射。这时,距离增加一倍,声压级衰减3dB。对于交通噪声,如高速公
路上的车流噪声、列车噪声,如果观测点距声源较远,可以看成有限长的线声源,观测点与声源的距离增加一倍,声压级降低约4dB。
20、面声源的声压级不随距离衰减。
21、混响时间长,增加音质的丰满感,但如果过程过长会影响到听音的清晰度,混响时间短,有利于清晰度,但如果过短,会使声音干
涩,强度变弱,因此,在进行室内音质设计时,适当地控制混响过程。
22、赛宾公式:表达的是混响时间与房间容积和室内总吸声量的定量关系。
P?10lgnP0
0.161VT60?A的情况。
赛宾公式在实际使用中,如果总吸声量超过一定的范围,则计算结果与实际情况的误差较大,主要适用于室内平均吸声系数???小于0.223、伊(依)林公式:
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0.161VT60?
?Sln(1??)该公式仅考虑了室内表面的吸声,但实际上,当房间较大时,空气对频率较高的声音也有较大的吸收,这种吸收主要取决于空气的相对
湿度和温度的影响。
24、伊林-努特生公式:
0.161VT60??Sln(1??)?4mV时,4m=0,此项为0。
其中4m是空气衰减系数。空气中的水蒸气、灰尘的分子对波长较小(一般指2000Hz以上)的高频声音的吸收作用(查下表),频率≤1000Hz当室内吸声量较大时(???大于0.2),计算结果更加接近于实际值。在计算中也考虑了空气对高频声的吸收,故减少了高频混响时间的计
算误差。
25、当一声源在室内发声时,声波由声源到各接收点形成复杂的声场。由任一点所接收到的声音可看成三个部分组成:直达声、早期反
射声和混响声。
26、混响半径:混响声能密度和直达声能密度相等的地方离开声源的距离。
r.14Q?R √0=0
其中Q为声源的指向性因数(查表);R为房间系数,与室内总表面积以及室内平均吸声系数有关。 在混响半径处,直达声能和混响声能密度相等,因此在大于混响半径的地方布置吸声材料才能有效地吸声。
27、驻波:是指驻定的声压起伏,由两列在相反方向上传播的同频率、同振幅的声波叠加而形成的在某些点始终加强,某些点始终减弱
的合成波。
相距为L的两平行墙产生驻波的条件是: L=n×(λ/2), λ为波长。
28、房间共振:在室内,当声源发声时,如果激发起这个房间的某些固有频率,会发生共振现象,使声源中某些频率被特别地加强,即
房间共振。
29、共振频率的简并:房间内某些共振方式的共振频率相同,会出现共振频率的叠加现象,即共振频率的简并。简并会引起声音的失真,
产生声染色现象。在房间的长宽高尺寸相等或成整数比的房间容易形成声染色。
为了克服简并现象,需要选择合适的房间尺寸、比例和形状,并进行室内表面处理。将房间的长宽高的比值选择为无理数时,可有效地
避免简并现象。或者将房间的墙面或顶棚处理成不规则的形状,布置声扩散构件,或合理布置吸声材料,也可减少房间共振引起的不良影响。
29、多孔吸声材料是工程中使用最普遍的吸声材料,具有大量内外连通的微小空隙和气泡,因而具有通气性,包括各种纤维材料和颗粒材料。如玻璃棉、超细玻璃棉、岩棉、矿棉、泡沫塑料、多孔吸声砖等。
30、多孔吸声材料对于中高频吸声系数较大,低频吸声系数较小,背后留有空气层的多孔吸声材料能够吸收低频。 31、影响吸声性能的因素
⑴空气黏性越大、多孔材料越厚、越密实,流阻就越大,说明透气性越小。 ⑵孔隙率大,流阻小,孔隙率小,则流阻大。
⑶增加材料厚度,可增强中、低频声吸收,但对高频吸收的影响则很小。一般超细玻璃棉厚5~15cm,矿渣棉厚5~10cm。
⑷同一表观密度材料,其吸声系数会有不同。当材料厚度不变时,增大表观密度可以提高低中频的吸声系数,但是表观密度过大,即过
于密实的材料,吸声系数也不会高。
⑸多孔材料与刚性壁之间留有空腔时,与材料实贴在刚性壁上相比,中低频吸声能力会有所提高,吸声系数随空气层厚度的增加而增加。
背后空气层的厚度一般为10~20cm。
⑹多孔材料受潮吸湿后会降低孔隙率,从而降低高、中频吸声系数。
32、注意亥姆霍兹共振频率的计算公式,影响因素有s(颈口面积)、V、t(孔颈深度),其中影响最大的是V。系统存在一个吸声共振
峰,即在共振频率附近吸声量最大。
33、穿孔板
穿孔的胶合板、石棉水泥板、石膏板、硬质纤维板、金属板与结构之间形成一定的空腔,相当于许多并列的亥姆赫兹共振器。
存在吸声共振频率,在共振频率附近吸收量最大,一般吸收中频。板后放多孔吸声材料能吸收中高频,共振频率向低频转移。板后有大
空腔(如吊顶)能增加低频吸收。
34、微穿孔板
孔径小于1mm,穿孔率小于1%,孔小则孔周长与截面之比就大,孔内空气与颈壁摩擦阻力就大,同时微孔中空气黏滞性损耗也大,
吸声特性好。对低、中、高频有较高的吸声系数,能耐高温、高湿,没有纤维、粉尘污染,适合于高温、高湿、超净和高速气流等环境,如游泳馆、矿井和高温环境。
35、薄膜主要吸收200~1000Hz,中频。 薄板吸声频率:80~300Hz,低频。
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36、织物帘幕
窗帘与幕布具有多孔吸声材料的吸声性能,窗帘离墙一定距离悬挂,就象多孔材料背后加空腔,可提高吸声系数,主要吸收中高频。 37、强吸声结构
如吸声尖劈,常用直径3.2~3.5mm的钢丝制成框架,底部20cm×60cm×15cm,尖长125cm,在框架上固定玻璃丝布、塑料窗纱等
面层材料,再往框内填装多孔吸声材料(如玻璃棉毡),对于中高频吸声系数可达0.99以上。工程上把吸声系数达到0.99的最低频率称为尖劈的截止频率,主要取决于尖劈的尖部长度。
38、向室外自由声场敞开的洞口(室外无任何反射面),从室内角度来看,是完全吸声的,对所有频率的吸收系数均为1。 39、空气声的隔声量R0:
表示围护结构隔绝空气声的能力,与透射系数τ的关系式是
R0?10lg1透射系数越小,隔声量越大。隔声量越大,构件的隔声能力越好。 40、单层匀质密实墙的隔声 ⑴质量定律
?
R0
=20lgm+20lgf+k=20lg(mf)+k
R0—声音无规入射时墙体的隔声量,dB; M—墙体单位面积质量,kg/㎡; f—入射声的频率,Hz。
k—常数,声波无规入射时为-48。
对于某一频率,单层匀质密实墙的隔声量随单位面积质量的增加而增加,而对于某一单位面积质量不变的墙板而言,隔声量又随着频率
的增加而增加。当墙体质量增加一倍,隔声量增加6dB。同样,频率增加一倍,隔声量也增加6dB。
41、共振频率f0:
600 f0?l11?m1m2
式中 m1、m2——每层墙单位面积质量,kg/㎡; L——空气间层厚度,cm;一般取8~12cm,最少5cm。
42、提高轻质墙体隔声的主要措施
⑴将多层密实板用多孔材料(如玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等)分隔,做成夹层结构。 ⑵使板材的吻合临界频率在100~2500Hz范围之外。
⑶轻型板材的墙做成分离式双层墙,空气间层≥7.5cm,隔声量提高8~10dB,空气间层填充松散材料,隔声量又能增加2~8dB。双层墙两侧的墙板采用不同厚度,可使各自的吻合谷错开。
⑷板和龙骨间用弹性垫层。
⑸采用双层或多层薄板叠合。增加一层纸面石膏板,板隔声量提高3~6dB。
43、提高门隔声量的主要措施:多层复合,做成夹层门,内填多孔吸声材料。也可以用双层门或“声闸”来提门的隔声量。
《民用建筑隔声设计规范》GB 50118-2010规定:户门的空气声隔声单值评价量与频谱修正量之和不应小于25dB,《电影院建筑设计
规范》JGJ58-2008规定:观众厅出入口宜设置声闸,观众厅隔声门的隔声量不应小于35dB。
44、外窗的空气声隔声单值评价量与频谱修正量之和不应小于30dB。 45、撞击声的计量
目前采用标准撞击声压级Lpn作为评价指标。是用合乎国际标准的打击器击打待测楼板,在楼板下的房间中在距离地面1.5m高度处
测出100~4000Hz的撞击平均声压级Lp1。对所测声压级根据受声室吸声量进行修正,即可得该处楼板规范化撞击声压级
Ln。
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