室内环境分析与设计

4.1室内声环境4.2室内光环境4.3室内热环境4.4室内空气品质4室内环境分析与设计人的一生绝大部分时间在各种建筑内度过。因此建筑的室内环境对人的生理、心理健康以及工作效率尤为重要。良好的室内环境有助于身体健康、心情愉快、工作高效；相反，恶劣的室内环境则有害于身心健康，同时降低工作效率。通常所说的室内环境，包括室内的声、光、热环境和空气品质、辐射危害等几个方面。建设部和国家质检总局发布的《绿色建筑评价标准》从采光、隔声、通风、室内空气质量4个方面对室内环境质量作了详细的要求。采光每套住宅至少有1个居住空间满足日照标准的要求。当有4个及4个以上居住空间时，至少有2个满足日照标准的要求。卧室、起居室（厅）、书房、厨房设置外窗，房间的采光系数不低于现行国家标准规定。隔声对建筑围护结构采取有效的隔声、减噪措施。卧室、起居室的允许噪声级在关窗状态下白天不大于45分贝,夜间不大于35分贝。并对楼板、分户墙、户门和外窗的隔声效果做了量化规定。通风居住空间能自然通风。通风开口面积在夏热冬暖和夏热冬冷地区不小于该房间地板面积的8%,在其它地区不小于5%。居住空间开窗具有良好的视野。当1套住宅设有2个及2个以上卫生间时，至少有1个卫生间设有外窗。室内空气质量室内游离甲醛、苯、氨、氡等空气污染物浓度符合相关国家标准。（1）声音的常用计量单位声压声波在传播过程中，媒质中各处存在稀疏和稠密的交替变化，因而各处的压强也相应地产生变化。没有声波时，媒质中有静压强，有声波传播时，压强随声波频率产生周期性变化；其变化部分，即有声波时的压强与静压强之差称声压。分贝人的听觉系统对声音强弱的响应接近于对数关系，所以工程实践中，通过将声音与选定的某种基准声音比较，并取二者声压、声强或声功率相对比值的常用对数，用于计算该声音强弱的级别，分别称为声压级、声强级或声功率级。这种“级”的对数标度方法也称为分贝标度，记为dB。分贝标度大体适合于人类对声音响度变化的感觉，用它作为单位度量声音十分方便。4.1室内声环境（2）与噪声有关的听觉特征掩蔽效应人耳在倾听一个声音的同时，如果存在另外一个声音，就会影响人耳对声音的听闻效果，为了保持听闻效果不变，就必须提高所听声音的声压级，这种由于另一个声音的存在而使人耳听觉灵敏度下降的现象，称为掩蔽效应。因此，在高噪声作用下，一个目标声音要能被听到，必须增大声压级，导致不舒适的声环境。听觉疲劳和听力损失人耳在高声级环境中保持一段时间，会出现闻阈提高的现象，即听力有所下降。如果这种情况持续时间不长，回到安静的环境中后听力会逐渐恢复。这种暂时性的闻阈提高的现象，称为听觉疲劳。如果闻阈的提高是不可恢复的，则称为听力损失。当人耳暴露于极强的噪声中，还会造成内耳器官组织的损害，导致一定程度永久性听力损失，严重的甚至出现耳聋，这称为声损伤。人如果长期在噪声环境下生活，还会出现随年龄增加听力逐渐衰退的现象。绿色声环境是指需要听的声音(如讲话、音乐等)能高保真；而不需要的声音(即噪声)不会干扰人的工作、学习和生活。对于声环境而言，无噪声干扰且音质良好的声环境是舒适并有利于人身心健康的。因此，解决好噪声问题是绿色声环境的关键。我们除了对需要听的声音，要求听得清楚、听得好之外，对于不需要听的声音，特别是噪声，则希望尽可能地降低，以减少其干扰。采取有效的隔声、减噪措施，合理安排建筑平面布局和空间功能，减少相邻空间的噪声干扰以及外界噪声对室内的影响，可以显著改善声环境。《民用建筑隔声设计规范》室内允许噪声级（dB）允许值适用场所≤25一、二级听力测试室≤30三级听力测试室≤35特级旅馆客房≤40一级住宅的卧室、书房，有特殊安静要求的教学用房，一级医院病房，一级旅馆客房，特级旅馆会议室及多用途大厅≤45一级住宅起居室，二级住宅卧室、书房，一、二级医院手术室及二级医院病房，特级旅馆办公室，一级旅馆会议室、多用途大厅，二级旅馆客房≤50二级住宅起居室，三级住宅卧室、书房及起居室，学校的一般教室，三级医院的手术室和病房，特级旅馆餐厅、宴会厅，一级旅馆办公室，二级旅馆多用途大厅，二、三级旅馆会议室≤55学校无特殊要求的房间，一、二级医院的门诊室，一级旅馆餐厅、宴会厅，二级旅馆办公室，三级旅馆客房及办公室≤60三级医院门诊室，二级旅馆餐厅、宴会厅（3）环境噪声的控制原则和步骤噪声自声源发出后，经中间环境的传播、扩散才能到达接受者，因此解决噪声污染问题就必须依次从噪声源、传播途径和接受者三方面分别采取在经济、技术和要求上合理的措施。从声源控制噪声是最根本的措施，但是使用者一般都难以对噪声源进行根本的改造。若能在声源处局部地减弱了辐射强度，也可使中间传播途径中的噪声得到显著改善。如果由于技术上或经济上的原因，无法有效降低声源的噪声时，就必须在噪声的传播途径上采取适当措施。首先，在总图设计中应按照“闹静分开”的原则，对强噪声源的位置合理布置；其次，改变噪声传播的方向或途径；另外，充分利用天然地形如山冈、土坡和已有建筑物的声屏障作用和绿化带的吸声降噪作用，也可以收到可观的降噪效果。控制噪声的最后一环是在接收点进行防护。假如在声源及其声波传播途径上采取的噪声控制措施不能有效实现，或只有少数人在吵闹的环境中工作时，个人防护则是一种经济有效的方法。常用的防护用具有耳塞、耳罩、头盔三种形式。当然，这些个人防护措施也还存在一些问题，比如耳塞长期佩带，会有耳道中出汗或其他生理反应；耳罩不易和头部紧贴而影响到隔声效果；而头盔因为比较笨重，所以只在特殊情况下采用。掩蔽噪声多数情况下，可通过降低噪声的声压级实现噪声控制，但有时可用增加噪声的方法。通常可以利用电子设备产生的背景噪声来掩蔽令人讨厌的噪声，来解决噪声控制的问题。如果有条件，还可以适当地增加分布均匀的背景音乐，使其成为更有效的掩蔽噪声。室内吸声减噪由于总体布局和其他原因，利用上述环境噪声控制的措施无法实现时，可以在建筑物内装置吸声材料以改善室内的听闻条件和减少噪声的干扰。如果室内的界面有足够的吸声材料，则混响声的声压级就可以得到显著的减弱，而且任何暂态噪声也就很快被吸收（就空气声而言），室内就会显得比较安静。在走道、休息厅、门厅等交通和联系的空间，结合建筑装修适当使用吸声材料很有好处。如果对窄而长的走道不做吸声处理，这种走道就起着噪声传声筒的作用；如果在走道的顶棚及侧墙的墙裙以上做吸声处理，就可以使噪声局限在声源附近。建筑隔声许多情况下，可以把发声的物体或把需要安静的场所封闭在一个小的空间内，使其与周围环境隔离，这种方法称为隔声。例如，可以把鼓风机、空压机、球磨机和发电机等设备放置于隔声良好的控制室或操作室内，使其与其他房间分隔开来，以使操作人员免受噪声的危害。此外，还可以采用填充软质纤维材料的隔声墙、隔声楼板和隔声门、窗等，使高噪声车间与周围的办公室及住宅区等隔开，以避免噪声对人们正常生活与休息的干扰。阻隔外界噪声传入室内，要依靠提高外墙和外窗的隔声性能，由于我国建筑基本上都是混凝土等重质结构，隔声量一般都比较大，所以外窗的空气声隔声性能是关注的焦点，尤其是沿街的外窗。隔绝室外噪声可以采用密封性能良好的高质量窗户，对于旧窗户可以在玻璃和窗框之间更换性能良好的密封胶条；也可以封闭临街阳台，缓冲噪声的传播；在室内噪声传传播的路径种植绿色植物来减少噪声；现代建筑中运用较多的“双层皮”幕墙系统也比传统窗户的隔声效果好很多。建筑隔振与消声振动现代建筑的内部和周边常常配置了许多机械设备，例如电梯、水泵、风机、冷却水塔等，这些设备以及附属的管道在为建筑的使用者带来便利的同时，又是一个重要噪声源，因此在设计和安装这些设备和管道时，一定要注意隔振降噪，降低危害。振动对人体的影响可分为全身振动和局部振动。全身振动是指人体直接位于振动物体上时所受到的振动；局部振动是指手持振动物体时引起的人体局部振动。人体能感觉到的振动按频率范围分为低频振动(30Hz以下)、中频振动(30～100Hz)和高频振动(1000Hz以上)。对于人体最有害的振动频率是与人体某些器官固有频率相吻合的频率，这些固有频率为：内脏器官在8Hz附近；头部在25Hz附近；神经中枢在250Hz附近。对于振动的控制，除了对振动源进行改进，减弱振动强度外，还可以在振动传播途径上采取隔离措施，用阻尼材料消耗振动的能量并减弱振动向空间的辐射。因此，振动的控制方法可分为隔振和阻尼减振两大类。振动的隔离机器设备运转时，其振动一方面可以通过基础向地面四周传播，从而对人体和设备造成影响；另一方面，由于地面或桌子的振动传给精密仪器而导致工作精密度下降。为了降低振动的影响，可在仪器设备与基础之间加入弹性元件，以减弱振动的传递。隔离振动向基础的传递，称积极隔振；隔离基础的振动向仪器设备甚至是房屋(如消声室)的传递，称消极隔振。隔振的主要措施是在设备上安装隔振器或隔振材料，使设备与基础之间的刚性连接变成弹性连接，从而避免振动造成的危害。隔振器主要包括金属弹簧、橡胶隔振器、空气弹簧等。隔振垫主要有橡胶隔振垫、软木、酚醛树脂玻璃纤维板和毛毡。其中，由于金属螺旋弹簧有较大的静态压缩量(2cm以上)，能承受较大的负荷，弹性稳定且经久耐用，因而在工程实践中得到广泛应用。阻尼减振金属薄板本身阻尼很小，而声辐射效率很高，降低这种振动和噪声，普遍采用的方法是在金属薄板结构上喷涂或粘贴一层高内阻的黏弹性材料，如沥青、软橡胶或高分子材料，让薄板振动的能量尽可能多地耗散在阻尼层中。隔声窗隔声门隔声罩常见隔声减噪措施在进行住宅和旅馆等建筑进行设计时，应尽量的对室内声环境有较高要求的建筑有预见的考虑。住宅建筑隔声减噪措施：住宅楼群中的儿童游戏场的位置选择，应避免对住宅产生噪声干扰。当住宅沿城市干道布置时，卧室或起居室不应设在临街的一侧。如设计确有困难时，每户至少应有一主要卧室背向吵闹的干道。当上述条件也难以满足时，可利用临街的公共走廊或阳台，采取隔声减噪处理措施。为了减少由门窗传入的噪声，外墙的门窗缝必须严密，必要时应采用密封条。在住宅平面设计时，应使毗连分户墙的房间和分户楼板上下的房间属于同一类型。厨房、厕所、电梯机房不得设在卧室与起居室的上层，亦不得将电梯与卧室、起居室相邻布置。当厨房或厕所与卧室、起居室、书房相邻时，其管道或设备等有可能传声的物件，不得设于卧室、书房与起居室一侧的墙上，且对于管道等固定于墙上可能引起传声的物件，应采取隔振措施。公共建筑隔声减噪措施：位于交通干道旁的学校建筑，宜将运动场沿干道布置，作为噪声隔离带。产生噪声的校办工厂与教学楼间，应设足够距离的噪声隔离带。如教室有门窗面对运动场时，教室外墙至运动场距离不应小于25m。教学楼内如无足够保证的减噪措施，不得设置发出强烈噪声和振动的机械设备。舒适的室内光环境不仅可以减少人的视觉疲劳，提高劳动生产效率，对人的身体健康特别是视力健康有直接影响，特别是对于身体正处于发育时期的中、小学生来说，若教室和居住的采光条件不好，对其视力和生理健康的影响将十分严重。对人体生理健康和心理状态有益的绿色光环境，不仅要根据房间使用性质达到行之有效的照度和亮度，室内光分布也至关重要，它直接关系到工作效率和室内气氛。舒适健康的光环境包括易于观看、安全美观的亮度分布和眩光控制、照度均匀度控制等等。4.2室内光环境（1）颜色产生心理效果颜色是正常人重要的感受。在工作和学习环境中，需要颜色不仅是因为它的魅力和美丽，还为个人提供正常情绪上的排遣。例如，一个灰色或浅黄色的环境几乎没有外观感染力，它趋向于导致人们主观上的不安、内在的紧张和乏味；另一方面，有些颜色也可使人放松、激动和愉快。好的颜色刺激可给人的感官以一种振奋的作用，从而从恐怖和忧虑中解脱出来。颜色的功效可以归结为颜色对人产生的情绪感觉。其中积极色为暖色调＋高亮度；消极色为冷色调＋低照度。（2）眩光眩光是视野中由于不适宜的亮度分布，或在空间或时间上存在着极端的亮度对比，以致引起不舒适和降低物体可见度的视觉条件。这种不舒适还包括厌烦或视觉疲劳等。它是评价光环境舒适性的一个重要指标。眩光对