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1、建筑物理教学大纲课程编号: 0807414265课程名称：建筑物理 英文名称： Architectural Physics 课程类型：专业基础课总 学 时：96 讲课学时：80 实验学时：16学分：6适用对象: 建筑学专业本科生先修课程：高等数学，建筑设计基础一、课程性质、目的和任务 建筑物理是建筑学专业的专业基础课，也是全国一级注册建筑师资格考试的必考科目之一。基本目的和任务：通过课堂理论讲授、实验演示和课外作业与调研，使学生掌握建筑热工学、建筑光学、建筑声学的基本知识，为结合建筑学专业继续学习奠定基础，并使学生能适应今后工作中对建筑物理(声、光、热等)知识的需要。高级目的和任务：通过该课程
2、学习使学生初步树立建筑设计中的能耗、节能、低碳、绿色、生态、环境理念，为将来设计工作中有意识的利用这些理念奠定基础，为人类可持续发展做贡献。二、教学基本要求 1理解建筑热工学的基本原理和建筑围护结构的节能设计原则；掌握建筑围护结构的保温、隔热、防潮设计，以及日照、遮阳、自然通风方面的设计。2理解建筑采光和照明的基本原理；掌握采光设计标准与计算；了解室内外环境照明对光和色的控制；了解采光和照明节能的一般原则和措施。3.理解建筑声学的基本原理；了解城市环境噪声与建筑室内噪声允许标准；掌握建筑隔声设计与吸声材料和构造的选用原则；了解建筑设备噪声与振动控制的一般原则；熟悉室内音质评价的主要指标以及音质
3、设计的基本原则。三、教学内容及要求 第一篇： 建筑热环境部分第一章 建筑热工学基础知识内容：建筑中的几种传热现象，建筑围护结构传热基本方式，围护结构的传热过程，湿空气的物理性质，室内热环境及其评价，室外热环境因素，建筑热工分区与设计指导原则。要求： 正确描述建筑的传热现象 导热、对流及辐射传热机理 不同物体表面的辐射特性 一维平壁传热过程 露点温度及相对湿度概念 室内热环境构成要素 人体热平衡方程 建筑热工设计分区第二章 建筑围护结构的传热原理及计算内容：稳定传热、周期性不稳定传热计算。要求：1) 掌握一维稳定传热计算2) 围护结构内部温度的计算3) 封闭空气间层的热阻4) 谐波作用下围护结构
4、的热特性指标5) 谐波作用下围护结构的传热计算难点：1）衰减倍数与延迟时间的概念及计算第三章 建筑保温设计内容：建筑保温综合处理原则，外墙和屋顶的保温设计，外窗、外门和地面保温设计，特殊部位保温设计，被动式太阳能利用设计初步。要求：1、 掌握最小传热阻确定2、 了解不同类型绝热材料的性质3、 掌握建筑内保温、外保温的构造做法及优缺点4、 了解外门、外窗及地面的保温设计5、 热桥保温设计难点：1）热桥内表面温度计算第四章 建筑防潮设计内容：材料的吸湿、外围护结构的水分迁移、防止和控制冷凝的措施。要求： 掌握围护结构的蒸汽渗透过程 围护结构内部冷凝的检验和计算 防止和控制冷凝的各种构造措施难点：1
5、）采暖期水蒸气的允许增量计算第五章 建筑防热设计内容：建筑防热综合途径，建筑防热控制指标，屋顶和外墙的隔热设计，自然通风，窗口遮阳要求：1） 理解室外综合温度概念2） 掌握隔热设计标准及其计算3） 封闭空气间层的热阻4） 谐波作用下围护结构的热特性指标5） 谐波热作用下围护结构的传热计算6） 外围护结构隔热构造做法7） 自然通风机理和设计措施8） 窗口遮阳设计及其计算难点：1）周期性谐波作用下围护结构内表面温度的计算第六章 建筑日照设计内容：日照基本原理，棒影图的应用。要求：1) 了解地球绕太阳的运行规律2) 太阳高度角与方位角的确定3) 掌握棒影图制作过程4) 利用棒影图求解建筑阴影、日照时
6、间、窗口遮阳难点：（1）日照时间分析（2）建筑防热设计控制指标（3）屋顶外墙的隔热设计（4）窗口遮阳（5）房间的自然通风第二篇： 建筑光环境第一章 建筑光环境基本知识内容：眼睛与视觉，基本光度单位及应用，材料的光学性质，视度及其影响因素，色度学基础。基本要求：1、了解人眼睛的结构及视觉的形成。2、理解视觉活动的特点。3、掌握基本光度单位及其应用。4、掌握不同材料的光学性质。5、理解视度概念及不同因素对视度的影响。6、理解眩光的概念，掌握减轻和消除眩光的措施。7、理解颜色的基本属性，掌握光源的色温和显色性。重点：光的概念，光谱光视效率，光度单位，扩散反射和透射材料，眩光及其控制措施，光源的色温和
7、显色性。难点：光谱光视效率，照度与发光强度的关系，亮度与照度的关系，朗伯余眩定律，孟塞尔表色系统，色温，显色指数。第二章 天然采光内容：光气候和采光标准，采光口类型及特征，采光设计的理论与方法，采光计算。基本要求：1、了解天然光的组成和影响因素。2、了解我国光气候概况。3、掌握采光系数的概念、采光系数标准植。4、掌握我国光气候分区及光气候系数 K值5、掌握侧窗采光与天窗采光的类型和采光特点。6、学会采光设计的步骤和设计方法。7、了解中小学教室采光设计与美术展览馆采光设计。8、掌握采光计算方法。重点：采光系数，采光系数标准值，光气候分区及光气候系数 K值，侧窗采光与天窗采光的类型和采光特点及其改
8、善措施，采光计算。难点：侧窗采光与天窗采光的采光特点及其改善措施，采光计算。第三章 建筑照明内容：人工光源，灯具，室内工作照明，环境照明设计，绿色照明工程。基本要求：1、掌握常用人工光源的光学特性。2、掌握灯具的光特性和常用分类3、理解室内工作照明的目的与要求。4、掌握室内工作照明的步骤：照明方式、照度数量和质量要求，光源与灯具的选择、灯具的布置。5、理解利用系数的概念，掌握照明计算方法。6、了解工作照明设计实例。7、了解室内环境照明设计方法。8、了解室外环境照明设计方法。9、理解绿色照明工作的概念，掌握照明节能设计措施。重点：人工光源的光学特性，灯具的光特性，照明方式，照度数量和质量要求，光
9、源与灯具的选择，利用系数法，照明节能设计措施。难点：灯具的配光曲线、灯具的布置、利用系数法。第三篇： 建筑声环境第一章 建筑声学的基本知识内容：声音的产生与传播，声音的计量与人耳的听觉特性。基本要求：1、了解振动的概念，理解声波的产生过程。2、掌握波阵面的概念，了解不同介质中的声速。3、理解惠更斯原理。掌握声波饶射和反射特征。4、理解干涉和驻波原理，理解声能的反射、适吸收系数。5、掌握声音计量单位，理解“级”的概念，掌握声压级的叠加计算。6、掌握声音的响度级、总声级的概念，理解声源的指向性、频谱的概念。7、掌握人耳听觉的三个效应。重点：声波的概念，声波的传授特性，虚声源， “级”的概念，频程（
10、倍频程） 。难点：“级”的概念，频程的概念，驻波原理。第二章 室内声学原理内容：声波在室内的传授与几何声学，室内声场，混响与混响时间计算公式，室内声压级计算，房间共振和共振频率。基本要求：了解声波在室内的传授特征。1、理解室内声音的增长、稳态和衰减过程。2、理解混响的概念，掌握混响时间计算公式及其意义。3、掌握室内声压级计算公式。4、理解房间共振和共振频率的简并。重点：混响时间概念，混响时间计算公式及其正确性评价，室内声压级计算公式。难点：混呼过程，房间共振，共振频率的简并现象。第三章 吸声材料与吸声结构内容：吸声材料与吸声结构的分类，多孔吸声材料，空腔共振吸声结构，薄膜、薄板吸声结构，特殊吸
11、声结构。基本要求：1、掌握常用吸声材料与吸声结构的作用与分类。2、掌握多孔吸声材料吸声特性。3、掌握空腔共振吸声结构吸声特性。4、掌握薄膜、薄板吸声结构吸声特性。5、了解特殊吸声结构吸声特性。重点：吸声材料与吸声作用与分类，各种吸声材料与吸声结构的吸声特性。难点：各种吸声材料与吸声结构的吸声原理。第四章 室内音质设计内容：室内音质评价标准，厅堂容积的确定，厅堂的体形设计，室内的混响设计，室内电声设计，各类厅堂的音质设计。基本要求：1、掌握室内音质评价 的主客观指标。2、掌握厅堂每座容积建议值。3、掌握厅堂体形设计方法，理解体形设计的五项原则。4、了解各类厅堂最佳混响时间及其频率特性。5、掌握混
12、响时间计算步骤及室内材料的选择布置方法。6、了解电声系统的作用与组成，掌握扬声器的布置方法。7、了解各类厅堂音质设计要点。重点：室内音质评价的主客观指标，厅堂体形设计方法，体形设计的五项原则，混响时间计算步骤及室内材料的选择布置方法，扬声器的布置方法。难点：室内音质评价的主客观指标，混响时间计算，室内材料的选择布置方法。第五章 噪声控制内容：噪声及其危害，噪声评价，噪声允许标准，城市噪声控制，建筑中的声音控制基本要求：1、了解噪声的概念及噪声的危害2、了解噪声的评价方法，理解噪声评价曲线。3、了解城市区域环境噪声标准，民用建筑噪声允许及工业企业允许噪声标准。4、了解城市噪声源，了解城市噪声控制
13、方法。5、掌握吸声降噪方法。重点：吸声降噪方法。难点：噪声评价曲线，吸声降噪原理。第六章 建筑隔声与设备减振内容：空气声的隔绝，撞击声的隔绝，设备减振基本要求：1、理解空气声与固体声的概念。2、理解构件的透声系数与隔声量的关系，理解隔声指数的概念。3、理解质量定律与吻合效应。4、掌握各类墙体、门窗隔声特性及其提高措施。5、了解组合墙隔声量、房间的噪声降低值及隔声间和隔声罩。6、掌握隔声屏障的隔声原理。7、理解标准撞击声的隔声措施。8、了解振动的概念及设备减振设计方法。重点：各类墙体、门窗隔声特性及其提高措施，隔声屏障的隔声原理。难点：质量定律与吻合效应，隔声屏障的隔声原理。四、实践环节 建筑物
14、理实验是建筑物理教学必不可少的实践环节。通过实验可以弥补课堂理论教学中的不足之处，增加学生对建筑物理的感性认识，了解建筑物理环境参数的测试方法，增加对建筑物理概念（规范、标准指标）的深度理解。学生通过自己手动操作仪器，既熟悉了仪器的应用又掌握了操作程序的全过程，同时在数据处理的过程中可使学生了解实验的精度和误差理论。计划开设的建筑物理实验主要有：建筑热工学实验 1 室内外热环境参数的测定实验目的：通过实验使学生了解室内外热环境参数测定的基本内容，初步掌握常用仪器仪表的性能和使用方法，明确各项测定应达到的目的。实验 2 室内热舒适测量与计算实验目的：进一步掌握热工测量中常用的测试仪器和设备的使用
15、方法。测量影响人体热舒适的主要客观指标，计算预测热感觉指标（PMV）实验 3 建筑日照模型实验实验目的：通过本次实验掌握三参数日照仪的测试方法以及棒影日照图的应用。通过测试研究日照与建筑间距、建筑朝向的关系。建筑光学实验 4 采光模型实验实验目的：通过本次实验掌握房间照度、采光系数的测量方法，了解不同光反射比的材料对室内照度的影响实验 5房间照度测量实验目的：通过本次实验掌握房间照度、亮度以及材料光反射比的测量方法。了解不同材料的光反射比以及一般教室的照明要求。建筑声学实验 6 参观声学实验室实验目的：通过本次实验，了解声学实验室的基本要求、基本构造和各声学房间的主要用途，感受不同混响时间下的
16、声学效果。理解混响时间与吸声材料、混响时间与语言清晰度等的相互关系。实验 7 材料吸声系数测量实验目的：在音质设计中，广泛地要选用各种吸声材料。而吸声材料的吸声性能主要用吸声系数来表征。材料的吸声系数是指被材料吸收的声能（即没有被表面反射的部分）加透射的声能与入射声能之比，即不能被反射的声能就是被材料吸收了，以 表示。建筑吸声材料吸声系数的测试方法主要有三种：驻波管法、传递函数法（GB/T18696.2-2002） 、混响法。驻波管法是测定材料的吸声系数最方便方法之一。通过本次实验，了解驻波管法吸声系数测试原理，熟悉实验装置的组成和测试方法实验 8 声级计的使用和环境声学测试实验目的：通过该实验使学生了解声级计的工作原理，掌握普通声级计使用方法，掌握室外环境噪声测量方法五、课外习题及课程讨论 布置一定量的基本概念及计算习题，目的在于加深学生对基本概念的理解和掌握。六、教学方法与手段 本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行
