《建筑物理》教学大纲

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善措

8、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，光源与

9、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（倍频程

10、）。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，特殊吸声结构。

11、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、掌握混响时间计

12、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，了解城市噪声控制方法。5

13、、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 建筑物理实验是

14、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方法。测量影

15、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声学效果。理解混响时

16、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

17、，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课堂教学并适时、适当穿插讨论辩论课。七、各教学环节学时分配 建筑热环境部分章节（或内容）讲课习题课实验课讨论课其它合计一60006二602008三602008四400004五60006六402208合计32062040建筑光环境部分章节（或内容）讲课习题课实验课讨论课其他合计一40004二8020010三80008合计20020022建筑声环境部分章节（或内容）讲课习题课实验课讨论课其他合计

18、一400004二400004三402006四600006五602008六402006合计28060034八、考核方式 本课程为考试课程，期末考试为闭卷笔试。学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩两部分构成，平时成绩中实验成绩占20%，出勤、作业、课堂测验、学习主动性等占10%九、推荐教材和教学参考书 教 材：建筑物理，柳孝图主编，中国建筑工业出版社，最新版或建筑物理，刘加平主编，中国建筑工业出版社，最新版。参考书：城市物理环境与可持续发展 柳孝图等著 东南大学出版社，1999年；民用建筑热工设计规范GB501731993，中国建筑科学研究院主编，中国建筑工业出版社；夏热冬冷地区

19、居住建筑节能设计标准JGJ1342001，中国建筑科学研究院主编，中国建筑工业出版社；建筑采光设计标准GB/T500332001，中国建筑科学研究院主编，中国建筑工业出版社；民用建筑照明设计标准GBJ13390，中国建筑科学研究院主编，中国建筑工业出版社；民用建筑隔声设计规范GB11888，中国建筑科学研究院主编，中国建筑工业出版社；城市区域环境噪声标准GB309693，国家环保局监测总站主编，国家环保出版社；十、说明 可依据学生关注的社会热点问题安排布置讨论课，比如在建筑热工学课程结束之后可以以“建筑师利用设备创造室内热环境的利与弊”为辩题安排讨论辩论课。大纲制订人：毛建西大纲审定人：贾德恒

20、制订日期：2009.06建筑物理实验教学大纲一、实验教学目标与基本要求建筑物理从其本质上说，是一门实验科学，而且，建筑物理本身就是和应用技术结合在一起的，因此，建筑物理实验是建筑物理教学中必不可少的环节。通过建筑物理实验可以巩固和加深对课程中的重要的概念、规律、理论的理解，并且培养学生科研实践的动手能力，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。要求学生认真预习，对要做的实

21、验作到心中有数，如实观测记录，认真解答思考题中的问题，独立作出实验报告。设计性实验要求学生选择实验方法和步骤，选用仪器设备，提出实验预案，经指导老师同意后，独立操作完成设计性实验，写出实验报告。二、本实验课程的基本理论与实验技术知识本实验属技术基础实验课，在实验过程中，注意掌握建筑物理实验的基本理论、基本知识和基本技能，为将来工作打下基础。计划开设的建筑物理实验主要有：声学：1.了解声学各实验室的建造要求和功能（参观）；2.房间（厅堂）混响时间的测量；3.材料吸声系数测定；4.交通噪声调查分析；5.环境声学调查分析。光学：1.采光模型实验；2.房间照明现状测试。热工：1.室内热舒适度测量与计算

22、；2.室外热环境参数测量；3.建筑日照模型实验。三、实验方法、特点与基本要求1、实验前让学生预习，实验课进行前由指导教师讲述实验要求、原理、方法，介绍仪器设备的功能、操作方法。学生自己动手操作，并有指导教师辅导。学生通过实验熟悉实验仪器的应用，掌握操作程序的全过程，根据所测内容提出设计性方案。实验完成以后写实验报告。2、基本操作技能正确使用常见的热工、光学、声学仪器，训练学生基本的实验技能，掌握基本的建筑物理测试技术、试验方法及数据分析处理。让学生感受并理解建筑物理环境与建筑的形式、空间和构造设计之间的关系，以加深建筑物理学知识与建筑设计理念的融合并自觉地用于建筑设计创作之中。四、实验主要仪器

23、设备1/100教室照明模型；照度计；三参数日照仪；亮度计等建筑温度与热流自动测试系统；温湿度计；单点热流计微风仪；红外测温仪；声级计；校准器；频谱分析仪（含微型打印机）无指向性声源；功率放大器；激光测距仪，JTZB吸声系数测试系统（驻波管）等五、实验项目的设置与内容提要序号实验项目内 容 提 要实验学时实验类型每组人数实验要求1室内外热环境参数的测定了解测量气侯各参数（温度、湿度、风速、辐射及热舒适）的仪器原理、构造、使用并动手实际操作和测量2设计68必做2室内热舒适测量与计算进一步熟悉热工测量中常用的测试仪器和设备的使用方法。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）2设计68必做3建筑