建筑物理学

建筑学的组成部分

建筑物理学是研究建筑中声、光、热的物理现象和运动规律的一门科学，是建筑学的组成部分。其任务在于增强建筑功能，创造适宜的生活和工作环境。建筑物理学研究人在建筑环境中的声、光、热因素作用下，通过听觉、视觉、触觉和平衡感觉所产生的反应；采取技术措施、调整建筑的物理环境的设计，从而使建筑物达到特定的使用效果。建筑物理研究的环境领域则主要是建筑环境和与城市建设有关的环境；研究各种物理因素对人的作用和对建筑环境的影响。

研究简史

二十世纪以前，尽管建筑上已应用声学、光学和热工学创造出许多奇观，但仍然处于经验阶段。进入二十世纪后，新的光源、声源和蒸汽供暖设备的出现，建筑材料种类的增多，现代建筑和某些精密工业的发展都对建筑功能提出更高要求，促进了建筑声学、建筑光学和建筑热工学的发展。

二十世纪初，美国学者赛宾首先提出吸声系数概念，并建立了以实验为基础的混响理论，为室内声学奠定了理论基础。此后，建筑声学逐渐形成。

同期一些学者进行太阳的直射光、天空的扩散光和天空亮度等光气候的研究，提出简单的室外照度与室内照度的百分比关系，研究出近似的采光计算方法。有些国家据此制定出天然采光标准，逐渐建立起天然采光的理论。在这个时期，白炽灯逐渐成为一种广泛使用的照明光源，促进了照明技术的发展。在天然采光和照明技术的研究成果的基础上，形成了建筑光学。

蒸汽供暖设备发明于十八世纪初。到了十九世纪末叶，开始研究建筑围护结构和环境相互作用的传热机理，以及房屋保暖措施。二十世纪以来，为了解决采暖房屋的热平衡问题，经过传热计算的研究，提出稳定传热计算方法、准稳定传热计算方法和非稳定传热计算方法。为了确切了解材料的导热性能，研究出了材料导热性能的测定方法。在上述研究的基础上，逐渐形成了建筑热工学。

二十世纪30年代，在建筑声学、建筑光学和建筑热工学的基础上，形成建筑物理学。

研究内容

建筑物理特别重视从建筑观点研究物理功能和建筑艺术的统一，例如室内灯具，它不仅是照明设备，还起装饰作用。这种作用不仅通过灯具本身的造型和装饰表现出来，在一些艺术性要求较高的建筑里，还要同建筑物的整体装饰效果和构造处理有机地结合起来，利用灯具的不同光分布和构图，形成特有的艺术效果。

近年来建筑节能的研究发展很快，建筑热工学中能量分析和冷热负荷的动态计算方法研究有很大的进展，如提出了反应系数法、传递函数法等，用以计算分析空调建筑的冷热负荷和能量。但目前计算采暖房屋的热负荷和能量分析方法，仍使用稳态理论计算方法，而动态理论计算方法还有待完善。

混响是对室内音质起重要作用的现象，是当前评价音质的一个重要方面，但经典的混响时间公式仍不完善。

在建筑光学中，如何充分利用天然光照明，以节省电能，也是建筑物理研究的一项内容。近年来已出现应用反射镜和透镜系统或用光导纤维将日光远距离输送到建筑物的设备中，使建筑物深处获得天然光照明。

新课题

化学建筑材料的发展，出现了轻质墙板，从而给建筑声学和建筑热工学提出新的课题。截止21世纪初，隔声研究仍遵循质量定律，即物质材料的面密度越大，隔声性能越好。因此，提高轻质墙板隔声性能的技术问题，需要深入研究。轻质墙板的导热系数小，保温性能好，但它的热惰性指标小，热稳定性差，用它作房屋的外围护结构，会引起室内温度波动，影响人的舒适感。

在测量技术方面，有些仪器设备本身装有程序控制的微处理机，减轻了繁重的测量和统计工作，还可以得到过去测量不到的数据，如用一种新的太阳辐射强测量仪可以直接测出围护结构外表面的垂直太阳辐射强度。

此外红外技术和遥感技术的应用，对测量整个城市地面上的温度分布情况，为研究城市规划，群体建筑和单体建筑之间的热状况创造了条件。

应用

建筑物理研究人在建筑环境中的声、光、热作用下通过听觉、视觉、触觉和平衡感觉所产生的反应；采取技术措施、调整建筑的物理环境设计，从而使建筑物理达到特定的使用效果。

建筑物理研究环境领域和与城市建设有关的环境，研究各种物理因素对人的作用和对环境的影响。建筑物理特别重视从建筑观点研究物理功能和建筑艺术的统一。

（1）建筑声学研究内声波传输的物理条件和声学处理方法，以保证室内具有的良好的听闻条件；研究控制建筑物内部和外部一定空间内的噪声干扰和危害。因此，现代建筑声学可分为室内声学和环境噪声控制两个研究领域。

（2）建筑光学研究与建筑有关光的性质、光的视觉性质、建筑的天然采光和人工照明技术。

（3）建筑热工研究外热湿参数及其对室内热环境的影响，建筑材料的热物理性能，房屋的热稳定性等。具体研究建筑物的保温、防热、防潮除湿技术。

已建立系统的声、光、热环境设计与计算的理论和方法，完整的实验技术和配套的国际标准及国家标准，以求保证具有良好的声、光、热环境。

理论设计

在声学方面达到应用声学理论设计，并建造出语言可懂度高和音乐效果良好的厅堂音质和有效控制噪声。21世纪初开始在开展对工厂噪声的预测和评价，进行综合治理。利用自相关、互相关、相干系数原理，对复杂机器设备的声源定位，研制低噪声产品及噪声控制设备配套产品，治理冲击噪声，发展双层隔振和浮动地板，开发声学和振动测试设备。在建筑光学方面，以改善环境质量和节约能源为中心发展采光和照明技术，开展了系统深入的光气候和天然光在建筑中应用的研究；进一步完善了采光和照明设计方法；不断提高光源和灯具的光效、寿命和温色性；发展测试技术；开展光环境评价方法的研究；制订了采光和照明的国际和国家标准并出版了各种出版物。

在建筑热工方面，一些发达国家包括中国在积累了较完整的热物理参数并制订自己国家的建筑气候区划；开展了建筑热环境的研究，提出了建筑环境的评价指标和人体热舒适感觉标准；开展建筑节能的研究，制订符合本国特点的建筑热工设计规程、规范和指令性的建筑能耗的规定；开发新型建筑热工材料和构件，进一步研究自然能源在建筑中的应用。

其分支学科

建筑学概述、建筑物理学、建筑光学、建筑热工学、建筑声学、建筑经济学、建筑构造学、建筑设计学、室内声学、室内设计学、园林学、城市规划、土木工程、工程力学、水力学、土力学、岩体力学、滨海水文学、道路工程学、交通工程学、桥梁工程学、水利工程学

学会组织

中国建筑学会建筑物理分会，1960年3月9日在北京成立了第一届建筑物理学术委员会，从第八届开始，建筑物理学术委员会更名为中国建筑学会建筑物理分会。

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