建筑物理课后习题答案

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7-9、为什么有的商店大玻璃橱窗能够象镜子似地照出人像,却看不清里面陈列的展品?

7-10、你们教室的黑板上是否存在反射眩光(窗、灯具),怎么形成的?如何消除它?

第八章 天然采光

习 题

8-1、设一机械加工车间,平、剖面和周围环境如图8-41,试问(1)该车间在北京或重庆,其采光系数要求多少?(2)该车间长轴走向为南—北或东—西,在采光品选择上有何不同?(3)中间两跨不作天窗行不行?(4)然后根据其中一项条件进行采光设计。

8-2、会议室平面尺寸为5╳7m,净空高3.6m,采光要求Ⅱ级,求出需要的侧窗面积并绘出其平、剖面图。

8-3、一单跨机加车间,跨度为30m,长72m,屋架下弦高10m,室内表面反光情况属中等,室外10m处有高20m的遮挡,求需要的单层钢侧窗面积。

第九章 建筑照明

习 题

9-1、设有一大宴会厅尺寸为50╳30╳6m,室内表面反光系数:天棚0.7,墙0.5地面0.2,试求出所需的光源数量和功率,并绘出灯具布置的平、剖面图。

9-2、图书馆的阅览室,尺寸为30╳12╳4.2m,室内表面反光系数:天棚0.7,墙0.5地面0.4,一侧墙有侧窗。试确定所需光源数量和功率,并绘出灯具布置的平、剖面图。

第三篇 建筑声学 第十章 建筑声学基本知识

习 题

10-1、试举两个谐振动的例子,并指明它们的周期、振幅和波长。

答:例如秒摆,周期为2秒。振幅任意,一般振角为5o,两相邻同相位点之间的距离为波长λ,例如:弹簧振子,振动周期T=2π ,振幅为小球离开平衡位置的最大距离,波长λ=C·T。

10-2、把一个盛着水的容器悬挂在一根摆线的下方,任其作自由摆动,若容器的底部有一小孔,在摆动的过程中,水不断从小孔中均匀地流出来,试分析在摆动过程中周期的变化情况。

10-3、两列相干波的波长均为λ,当它们相遇叠加后,合成波的波长等于什么?

答:两列相干波相遇发生波的干扰现象,而波长却不发生变化,因为同一媒介中传播的两波在某区域相交,仍保持个自原有特性。

10-4、图10-8能否适用于纵波?为什么?用波长和波程差表示,相遇点满足什么条件振动就加强?满足什么条件振动就减弱?

答:(1)当两源到达某点A的路程差为零或半波长的偶数倍时,该点出现振动最强振幅最大,即ΔS=2n(λ/2)= nλ(n=0、1、2、??)。

(2)当两波源到达某点B的路程差为半波长的奇数倍时,该点出现振动减

弱,即ΔS=(2n+1)(λ/2)(n=0、1、2、??)。

10-5、声音的物理计量中采用“级”有什么实用意义?80dB的声强级和80dB 的声压级是否一回事?为什么?(用数学计算证明)

答:声强的上下限相差一万亿倍,声压相差一百万倍,用它们度量不方便,人耳对声音大小感觉并不与声强或声压成正比,而是近似与它们对数值成正比,所以通常用对数的标度来表示。

(2)80分贝声压级=80分贝声强级

10-6、录音机重放时,如果把原来按9.5cm/s录制的声音按19.05cm/s重放,听起来是否一样?为什么?(用数学关系式表示)

10-7、验证中心频率为250、500、1000、2000Hz的一倍频程和1/3倍频程的上下截止频率。

10-8、证明式(10-20)。

第十一章 室内声学原理

习 题

11-1、在应用几何声学方法时应注意哪些条件? 答:(1)厅堂中各方面尺度应比入射波的波长长几倍或几十倍。 (2)声汉所遇到的反射面,障碍物的尺寸要大于波长。

11-2、混响声和回声有何区别?它们和反射声的关系怎样?

答:当声音达到稳态时,若声源突然停止发声,室内接收点上的声音并不会立即消失,而要有一个过程,声源停止发声后,室内声音的衰减过程为混响过程,而回声则是声音长时差的强反射,混响发生时,直达声消失,反射声继续下去世,每反射一次,声能被吸收一部分,室内声能密度逐渐减弱直至消失,直达声达到后的50ms之内到达的反射声,可加强直达声,而50ms之后到达的反射声延时较长的反射声强度比较突出,就形成了回声。

11-3、混响公式应用的局限性何在? 答:(1)当室内平均吸声系数小于0.2时,赛宾公式T60=K·V/A才与实际较近。

(2)只考虑室内表面的吸收作用时,在时可得混响时间。

(3)考虑室内表面吸收,空气的吸收等,得到的更接近实际。但实际情况与假设条件不符合,声源的指向性,声场的不均匀,室内吸收分布不均匀和吸声系数的误差都影响着计算公式,实际还需“调整”。

11-4、房间共振对间质有何影响?什么叫共振频率的简并;如何避免? 答:房间的共振频率引起“简并”,将那些与共振频率相当的声音被大大加强,导致室内原的声音产生失真,共振频率的重叠现象,称为共振频率的“简并”,为克服“简并”现象,使共振频率的分布尽可能均匀,需选择合适的房间尺寸,比例和形状,如果将房间的墙面或顶棚做成不规则形状,或将吸声材料不规则地分布在室仙界面上,也可适当克服共振频率分布的不均匀性。

11-5、试计算一个4╳4╳4m的房间内,63Hz以下的固有频率有多少?

第十二章 吸声材料和级声结构

习 题

12-1、多孔吸声材料具有怎样的吸声特性?随着材料容重、厚度的增加,其吸声特性有何变化?试以玻璃棉为例予以说明。

答:多孔吸声材料主要吸声特性:本身具有良好的中高频吸收,背后留有空气层时还能吸收低频。

同一材料,其密度、厚度增加,可以提高中低频的吸声系数,但对高频影响不大。

如图,为超细玻璃棉的吸声系数。从由线1、3比较,密度一定时,随着厚度增加,中低频范围的吸声系数显著增大。高频总是有较大的吸声系数。从曲线2、3比较可知,厚度一定时,增大密度也可提高中低频的吸声系数,不过比增大厚度所引起的变化小。

12-2、[例12-1]中用式(12-2)验算了一穿孔板吸声结构的共振频率,试用较精确的计算式(12-3)加以验算;若空气层厚度为20cm,两式计算频率各为多少?若又将穿孔率改为0.02(孔径不变),结果怎样?

12-3、如何使穿孔板结构在很宽的频率范围内有较大的吸声系数?

第十三章 室内音质设计

习 题

13-1、室内音质的优劣如何评价?在声学设计中应从哪些方面保证音质的良好要求?

13-2、确定房间容积需考虑哪些因素?

13-3、观众厅由于体型处理不当会产生哪些音质缺陷,如何在设计中避免? 答:产生的音质缺陷有1、回声。可改变反射面角度来缩短声程差(S≤17m);表面贴吸声材料;作扩散体。

2、颤动回声。避免对应面平行;采用消除回声的措施。 3、声聚焦。作扩散体;调节其曲率半径。

4、声影。昼使观众区都在扩散区内。注意挑出物的遮挡。(如在有挑台情况下,挑台高度ΔH与其至后墙的距离L需满足:音乐厅L≤2ΔH,语言L≤ΔH)。

5、沿边反射:改变反射角度;作扩散体;贴吸声材料。

13-4、一个综合利用观众厅的混响时间应如何确定?

13-5、设一观众厅容积为9088m2,室内表面咱们为3502m2,室内平均吸声系数α500=0.27,α4000=0.28,试求(1)当室内温度为20℃,相对湿度为60%时,500Hz及4000Hz的混响时间。(2)当演员声功率为300μW,指向性因数Q=1时,距声源15m处的声压级是多少?

第十四章 噪声控制

习 题

14-1、在城市噪声控制中存在哪些问题,今后应如何解决?

14-2、试论述解决建筑中噪声的途径?

14-3、试论述阻性消声器的原理与计算方法。

14-4、有一大教室,平面尺寸为15╳6m,高4.5m,室内总吸声量为10m2,墙面可铺吸声材料的面积约为100m2。试问:(1)如顶棚上全铺以吸声系数为0.5的材料,室内总噪声级能降低多少分贝?(2)如墙面100m2也全铺上同样材料,又可降低多少分贝?

2

14-5、选用同一种吸声材料衬贴的消声管道,管道断面积为2000cm,试问选用圆形、正方形和1:5及2:3两种矩形断面,哪一种产生的衰减量最大,哪一种最小,二者相差多少?

第十五章 建筑隔声

习 题

15-1、在建筑中声音是通过什么途径传递的?空气声与固体声有何区别?室外的火车声进入室内是属于何种类型的传播?

答:三种途径:1、经由空气直接传播,即通过围护结构的缝隙和孔洞传播;2、通过围护结构传播;3、由于建筑物中机械的撞击或振动的直接作用,使围护结构产生振动而发声。前两种为“空气传声”,第三种为“振动或固体传达室声”。

空气声——声音在空气中传播。

固体声——振动直接撞击构件使构件发声。 室外火车声进入室内属于“空气传声”。

15-2、何谓质量定律与吻合效应?在隔声构件中如何避免吻合效应?

答:质量定律——假定:墙面积无限大,忽略边界,墙为柔顺的板而非具有刚度,忽略墙的弹性与内

——结论:墙体被声波激发后振动大小只与惯性(质量)有关。

——公式:R=20㏑m+20㏑f-48 dB

吻合效应——由于墙体都是有一定刚度的弹性体被声音激发后振动→弯曲波或其它振动方式当空气波与墙内产生的弯曲波相吻合,使总的弯曲波振动达到最大,这时墙板将向另一侧辐射大量声能,即称为“吻合效应”。

吻合效应只发生在一定频率范围,且临界频率fc与构件的厚度、材料的密度和弹性模量有关。

避免吻合效应:使吻合效应不发生在100-2500Hz 可采用:厚而硬的墙板——降低临界频率fc 软而薄的墙板——提高fc。

15-3、试列举一、二种典型方案,说明如何提高轻型墙的隔声能力。

答:提高措施:1、将多层密实材料用多孔弹性材料(如玻璃棉或泡沫塑料

等)分隔,做成夹层结构。

2、加厚空气间层的厚度,一般当将空气间层的厚度增加到7.5cm以上,在大多数的频带内可以隔声量8-10dB。

3、用松软的吸声材料填充空气间层。

15-4、设计隔声门窗时应注意什么问题?

答:门窗设计时,需解决——门窗结构轻薄和缝隙问题。

1、对于门,经常开启的,重量不宜过大,门缝难密封时,可设“声闸”或“狭缝消声”。

2、窗:要保证其有足够的厚度,避免共振,注意密封,特别要避免隔声窗的吻合效应。

15-5、试论述提高楼板隔绝撞击声能力的途径。

答:1、弹性面层处理。在楼板表面铺设柔软材料(地毯、橡皮布、软木板、塑料地面等);

2、弹性垫层处理,在楼板结构层与面层间做弹性垫层,将其放在面层或龙骨下面,如“浮筑楼板”;

3、楼板做吊顶处理。

15-6、有一占墙面积1/100的孔,若墙本身的隔声量为50dB,试求此墙的平均隔声量。

15-7、有一双层玻璃窗,玻璃厚均为6mm,空气层厚10cm,试求此双层窗的共振频率(玻璃容重为2500kg/m2)。

15-8、有一复合墙的隔声频谱如下: 频带 声压级 18 19 28 33 37 40 44 47 49 50 52 51 52 49 45 45 49 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 Hz dB 试绘图求出其隔声指数Iα=?(纵坐标为声压级每2cm为10dB,横坐标为频率,每1.5cm为一个倍频程)。

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