（岩土工程专业论文）城市住区物理环境的模糊综合评价.pdf

摘要 本文首先介绍了我国城市住区物理环境研究的背景，分析了进行城市住区 物理环境研究和评价的必要性和重要意义。根据物理环境与居民健康之间的关系 建立了一套对城市住区物理环境评价的指标体系和结构体系，体系主要包括声环 境系统、光环境系统、热环境系统、气环境系统、水环境系统五个系统。评价体 系的结构为开放的三级多因素综合模糊评价模型。在第三章重点讨论了评价指标 的量化问题，为第四章的模糊评价作了铺垫。在第四章中，根据城市住区物理环 境模糊评价特点，选择合适的权重计算方法和隶属度计算方法，同时编制了辅助 评价计算机程序d p e a - - p r o 。建立好的评价体系初步具有实际应用价值。既可 对己建城市住区物理环境进行生评价，又可对拟建住区物理环境的营造提供理论 指导，本论文最后对上海某典型住区的物理环境评价进行了实证研究，评价结果 与实际情况相符，并给出了相应的改进建议。 关键词：城市住区物理环境评价体系评价指标模糊综合评价 a b s t r a c t i nt h i s r e s e a r c h ，t h er e s e a r c hb a c k g r o u n da b o u t p h y s i c a l e n v i r o n m e n to f r e s i d e m i a lc o m m u n i t yi nu r b a na r e ai si n t r o d u c e d ，t h e nt h en e c e s s i t ya n d s i g n i f i c a n c e t os t u d ya n da s s e s st h e p l a y s i c a le n v i r o n m e n to f r e s i d e n t i a lc o m m u n i t y i nu r b a na r e ai s d i s c u s s e d ，t h es t r u c t u r a ls y s t e ma n di n d e xs y s t e mo fu r b a nr e s i d e n t i a lc o m m u n i t y s p h y s i c a le n v i r o n m e n ti s e s t a b l i s h e da c c o r d i n gt ot h er e l a t i o n s h i pb e t w e e np h y s i c a l e n v i r o n m e n to f u r b a nr e s i d e n t i a lc o m m u n i t y a n dt h eh e a l t h yo f r e s i d e n t s t h es y s t e m i sc o m p o s e do fa c o u s t i c a le n v i r o m n e n t ，l i g h te n v i r o n m e n t ，t h e r m a le n v i r o n m e n t ，a i r e n v i r o n m e n ta n dt h ew a t e re n v i r o n m e n t t h i sa s s e s s m e n ts y s t e mi ss t r u c t u r e do nt h e b a s i so f a n o p e n t h r e e l e v e l e dg e n e r a l f u z z y a s s e s s m e n tm o d e l i nt h et h i r dc h a p t e r , t h e q u e s t i o na b o u th o w t o q u a n t i f yt h ei n d e x i sd i s c u s s e d i nt h ef o u r t hc h a p t e r , t h e c a l c u l a t i o nm e t h o do ft h ew e i g h ta n dt h ed e g r e eo f m e m b e r s h i p i sc h o s e d ，m o r e o v e r ， ac o m p u t e ra i d e da s s e s s m e n tp r o g r a md p e a p r oi s d e v e l o p e df o rt h ep r o p o s e d a s s e s s m e n ts y s t e m s u c haa s s e s s m e n ts y s t e mi sb a s i c a l l ya p p l i c a b l ef o rp r a c t i c a lu s e t h i sm e t h o dc a nb e e m p l o y e d n o t o n l y t oa s s e s st h e e c o l o g i c a lp r o p e r t i e sf o rr e s i d e n t i a l c o m m u n i t ya l r e a d yb u i l tb u ta l s ot ot h e o r e t i c a l l yg u i d et h ei m p r o v e m e n to fe c o l o g y l e v e lo fr e s i d e n t i a lc o m m u n i t yt ob eb u i l t f i n a l l y , t h i sa s s e s s m e n ts y s t e mi sv a l i d a t e d b ya p p l i c a t i o nt oa s s e s st h ep h y s i c a le n v i r o n m e n to f a t y p i c a lr e s i d e n t i a lc o m m u n i t y i n s h a n g h a i ，t h ea s s e s s m e n tr e s u l ti sc o r r e s p o n d e n c et ot h ep r a c t i c a ls i t u a t i o n ，a n dt h e i m p r o v e m e n ts u g g e s t i o n i sg i v e n k e y w o r d s ：u r b a nr e s i d e n t i a lc o m m u n i t y , p h y s i c a le n v i r o n m e n t ，s t r u c t u r a ls y s t e m i n d e xs y s t e m ，f u z z yg e n e r a la s s e s s m e n t 声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果，撰写成硕士学位论文= ! 越立焦匡物理巫撞的撞塑簦金透 俭”。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未 加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者麟龙功量i 衫 丽年；月i 日舢年；月；日 第一章绪论 1 1 问题的提出 1 1 1 城市住区物理环境的概念 城市住区物理环境主要是指住区的声环境、光环境、热环境、大气环境、水 环境等。它是根据人们对感觉刺激的反映来确定的，主要是指视觉、听觉、热觉 和嗅觉等感觉刺激。由于人们正常的生理、心理功能以及能有效地进行休息、睡 眠或从事各种工作的能力，取决于所处的物理环境条件。而人们对于物理环境刺 激的调节能力是有一定的限度的，所以我们对物理环境要加以控制使物理环境 的刺激处于最佳的范围，以保证人们能正常地休息和工作，且有利于健康“1 。 1 1 2 传统城市住区物理环境存在的问题 一些房地产开发商为了过分追求商业利润，导致城市住区高密度、高容积率， 使住区的物理环境更加恶劣。其主要表现在以下几个方面”3 ： ( 1 ) 传统住区的声环境 我国目前对城市住区影响最大的噪音是道路和交通噪音，根据全国许多城市 对道路交通噪声的调查，有近2 3 的交通干线昼夜涮等效声级超过7 0 d b ( a ) 。工业 噪声与建筑施工噪声对城市住区居民的影响也相当大。 ( 2 ) 统住区的光环境 城市住区中的光环境包括室内光环境和室外光环境，传统住区中由于设计的 不合理，住区常出现光污染、小区获得同照时间少、室内采光差等问题。同时， 在城市区域由于使用各种各样的高反光系数反光饰面建筑材料，造成高度光污 染，夜幕降临后，各种灯光把临近住宅内的照得如同自昼的人工污染。 ( 3 ) 统住区的热环境 “热岛效应”加剧。在城市住区里，由于以房屋建筑、道路网为代表的人工 构筑的下垫面代替了以土壤、植被为代表的天然下垫面，高密度集聚的人从事着 消耗大量矿物燃料的各种经济活动，形成了与其郊区有明显差异的城市区域气 候，这就是所谓的“热岛效应”；例如上海市，由于市区工业企业、建筑和人口 等高度密瘦，加上高楼林立，透气性差，热量散发少，从而加剧了“热岛效应”。 另外住区房间的维护结构与门窗结构由于设计的不合理，室内的热环境比较差， 生活在其中的居民没有舒适感。 f 4 ) 传统住区的气环境 在装饰房间的过程中，常常使用有害建筑材料，室内氨气、苯系物、甲醛和放 射性物质等指标严重超标，严重影响着室内空气质量。有的住宅由于“住宅内空 高低于2 8 m ，室内二氧化碳及各种有害气体的浓度显著增高，室内空气无法与外 界交换，造成严重的室内空气污染。建造城市住区列出于选址的不合理，使住区 距离工厂比较近，小区内的空气质量得不到保证，对居民会产生不良影响。 ( 5 ) 传统住区的水环境 城市中工业、生活污水排放量越来越多，加之环境意识淡薄，一些污废水得 不到及时、应有的处理，严重污染城市地下水的质量，使可用水的量减少，造成 缺水现象，另外有些房产开发商在城市住区中营造一些人为水景，由于没有很好 的利用水的循环和水的净化功能，久而久之，水质变坏，对居民的健康产生不良影 响。 1 1 3 研究意义 ( 1 ) 可持续发展的需要”1 ” 可持续发展( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ) 的概念，来源于生态学控制论“持 续白生”的原理；后来演化成一个国际化的术语。其基本含义是：人类社会的发 展应当既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害。 1 9 9 2 年里约热内卢“联合国环发大会”发表了里约宣言，最终确立“可 持续发展”为人类生存与发展的唯一途径。在这一精神的指导下，建筑领域发生 了深远的变革，传统的建筑学被赋予了新的内涵，面向时代和社会加以扩展，发 展成为广义的建筑学。从这个愈义上讲，建筑可持续发展的内涵就是如何提高人 居环境的内在质量。人对环境质量的感受分为不同的层次，最直接、最基础的是 来自于温度、湿度、视昕、气流和气昧等物理刺激。因此，物理环境是人居环境 的重要组成部分，它的质量是衡量人居环境好坏的基本标准，也是进行建筑可持 续研究的决定因素之一。可持续发展思想是随着人类健康意识的逐渐增强，以及 人与人、人与自然的联系而逐步形成完善的。伴随社会经济、科学技术发展以及 人口的增长，人类与自然环境相互作用越来越强烈，造成的后果不只是环境危机 本身，而是与社会、经济、资源、环境等普遍相联系。可持续发展不仅要实现当 代人之间的公平，而且要实现当代人与未来各代人之间的公平，向所有的人提供 实现其愿望的机会。可持续发展原则的核一心是人类的经济和社会发展不能超越资 源和环境的承载能力，城市的可持续发展战略应当是为达到其经济、社会、生态 和环境目标而制定的政策、计划或行动方案。 ( 2 ) 居民对高质量居住环境的要求“3 物理环境是人居环境的重要组成部分，也是现代建筑创作必须首先考虑的一 个基本问题。一个好的物理环境，是引人逗留的基础，现代建筑与环境的创造应 同时综合解决人们的生活功能和心理感情需要，使建筑与环境既能满足功能要 求，又有利于人们的身心健康。从社会发展角度看，随着人民群众物质生活水平 的提高，人们的生活方式更加文明，关注健康的意识正在同益强烈，急切要求完 善和提高居住环境，为现代居住生活带来新的变化。良好的物理环境是城市住区 必不可少的，它从生理和心理上满足人们对环境的要求。适宜的温度、湿度、气 流、日照、采光、噪声控制以及无污染的室内环境，才能为居民创造出舒适的、 健康的小区“。 1 , 2 国内外研究现状 1 2 1 对城市住区物理环境的研究 早在1 9 世纪2 0 年代建筑理性主义思潮兴起时，建筑工作者就开始从科学 的角度注意物理环境的因素对建筑的影响，如勒柯布西埃曾强调“阳光、空气 和绿地”对现代城市的作用；以格罗皮乌斯为首的包豪斯建筑学院对住宅的同 照、层高、间距等关系都作了研究，建立了声、光、热物理环境等应用科学。分 析物理环境与居住区室外空间的关系目的，是使居住区室外空间的环境更有利于 居民的身心健康，居民在进行各种户外活动时，感觉更舒适。基本内容是合理调 节与处理各种影响居住区室外空间物理环境质量的因素( 即声、光、热环境因素， 包括空气温、湿度、日照、辐射、风速，噪声、采光等) ，使局部环境朝有利于 人体舒适度的方向转化，从而提高居室外空间物理环境的舒适质里，以满足“适 居性”要求。 n 1 图内研究现状 1 9 9 4 ，柳孝图等根据人们收到的所处物理环境的刺激凶素，把视觉刺激、听 觉刺激和一部分热觉刺激作用，从波和波传播的共同特征方谣集中来叙述分析， 作为人对环境感觉的物理基础知识。1 9 9 5 年1 1 月清华大学正式成立了”人居环境 研究中心”，1 9 9 7 ，唐光裕，韩桂华等采用模糊评价方法对对小康住宅的声、光、 热物理环境进行评价，评价主要针对住区的建筑物本身的物理环境，没有考虑室 外环境。1 9 9 9 ，柳孝图在国家自然科学基金的委员会的支持下，对两个项目进行 了研究，即海港城市声环境的规划研究和苏南地区城镇物理环境恶化及其对策研 究。2 0 0 i ，祈学军在高层住宅的物理环境问题一文中对高层住宅带来的居住 区物理环境问题进行了探讨，指出高层住宅可导致热岛效应，高空污染等问题。 2 0 0 2 叶韦国通过对我国的水环境状况和城市区域所构筑的下垫面而形成的特定 区域气候状况的分析，阐述了变化的原因以及变化趋势针对城市物理环境的具 体变化形式，寻求城市物理环境可持续发展的对策。 ( 2 ) 国外研究现状“m 从1 9 7 2 年联合国召开斯德哥尔摩会议起，人们开始对污染环境有了高度的 重视，人类在发展经济的同时牺牲了健康的条件，造成了许多疾病的发生。1 9 8 1 年，世界建筑师大会提出了建筑物对人的负面影响的问题，会议发表了“华沙宣 言”表达了建筑学进入环境健康学的时代。1 9 8 7 年，面对人居环境质量的不断 恶化，“环境与居住”被定为该年的“世界环境同”主题。2 0 0 0 年在荷兰举行 的t s b 2 0 0 0 健康建筑研讨会上，提出了全球共同开创未来地球的可持续发展和 健康舒适条件的时代。实践方面日本在前几年就推行了健康住宅的建设，成立了 专门研究机构。包括健康住宅委员会、健康住宅技术研究所、健康住宅对策推进 协议会等组织，研究工作组织了公众卫生、设备技术、文教等部门进行有关的研 究，其研究目标是探索人类健康与居住环境的种种对应关系，把健康研究分成了 “生理健康”和“心理健康”两大类。以它的研究结果为基础，把居住环境也分 为了“物理环境”和“社会环境”两类，根据种种居住环境与人体健康的消极关 系产生的原因和状况，研究了改善的方式及方法。加拿大住宅建设明确倡导“健 康住宅”理念。健康住宅建推行的主要内容主要体现在以下几个方面：一是保证 居住者健康方面，既包括室内空气质量、水质、采光照明、隔声及电磁辐射等因 素，二是讲究能源效益，包括建筑物的保温。 这些对住区物理环境的研究主要针对于一个建筑主体，由于我国城市住区与 国外住区不同，我国城市住区是建筑物与小区环境构成一个整体，人们生活在这 样一个整体中，因此，对我国城市住区物理环境的研究不应仅仅局限与建筑物本 身，还应该把小区的物理环境考虑进来，这样才能符合实际情况。对城市住区物 理环境的研究主要集中在以下三个方面：住区的声环境、住区的光环境、住区的 热环境。笔者通过研究发现，住区的大气环境和水环境对居民的生理和心理也 有一定的影响。因此，本文将城市住区物理环境的评价因素扩展到五个方面，即 住区的声环境、住区的光环境、住区的热环境、住区的大气环境、住区的水环境。 1 2 2 评价方法的研究现状“”1 经过几十年的发展，目前在文献中有报导的评价方法已有上百种，常用的 方法可分为两种类型，这两种方法实际上也没有明确的分界线。对住区进行评估 的方法从国内外文献来看，主要是采用记分的办法，如美国绿色建筑评估体系就 是对选择可持续发展的建筑场地、节水、能源和大气环境、材料和资源、室内环 境质量、符合能源和环境设计先导的创新这7 项总指标，分别进行分项打分并汇 总，然后根据打分判别该建筑项目所达到的l e e d 绿色建筑的类型。中国生态住 宅技术评估手册借鉴了美国绿色建筑评估体系的基本方法，结合我国国家康居 示范工程建设技术要点、商品住宅性能评定方法和指标体系有关内容，分五 个子项进行评分，不同之处在于子项内分项更明晰，且分项之间通过分值不同体 现各因素的重要性差异，各子项的评价在目前技术水平下显得较为合理，但对总 体评价采取简单的均权评价法具有很大的局限性。住宅区的物理环境是由多种环 境因素相互作用、相互影响和相互制约的复杂体系，在复杂的综合环境体系中， 各单项指标对人们的生产和生活活动产生复杂的综合影响，因此就需要在单要素 评价的基础上，对住宅区的物理环境进行总体的定性和定量的综合评价，研究复 杂系统时，对上层要素的影响评价可由对隶属于它的若干下层要素的综合评价得 到。 1 3 本论文的研究内容与研究思路 本论文拟根据居民对刺激的反映确立了城市住区物理环境的评价结构与评 价指标体系。评价体系是多因素多级别的体系，因此采用模糊综合评价模型对住 区物理环境进行评价。并对已建成的城市住区进行实证研究。 论文首先对目前城市住区物理环境存在的问题出发，提出研究本课题的意义 所在，从第二章开始根据城市住区的特点建立了城市住区物理环境的评价指标体 系，主要包括声环境、光环境、热环境、气环境、水环境几个系统。第三章探讨 了从因素层到二级指标的定量计算方法，并将评价层次减少至二层，为第四章模 糊评价奠定基础，第四章主要研究评估模型如何建立，对指标权重和隶属度如何 确定进行了详细分析，最后编制了辅助评价程序d e p a p r o 。第五章对典型住区 上海某典型住区进行了实证评价，并根据评价结果给出了改进的建议。 6 第二章城市住区物理环境评价原则与内容 2 1 评价原则 城市住区物理环境性能评价本身是一个复杂的过程，它随着科学技术、生产 力水平的进步而不断完善、发展，建立一个住区物理环境评价体系必须依据某些 原则，爿具有现实意义和可操作性。当然，从方法论角度来看，建立的评价体系 应该有一定的普遍适用性。但如果对所有因子都进行评价的话，将耗费大量的时 间和精力，也有可能无法判断整体评价的数据输入的相关意义。因此，实际操作 过程中应把握住主要指标，忽略那些仅仅是涉及到而不是重要的指标，并随着评 价目的不同，可以相应调整评价的结构和指标体系。 城市住区物理环境评价遵循以下原则： ( 1 ) 分层评价的原则 因牵涉的评价因素较多，不同地域情况迥异，同时为便于单因素评价，本评 价体系遵循分层评价的原则，先单项评价，后总体评价。 f 2 1 统一性原则 评价的指标设置、价值取向、定量计算等方面尽量同现行的法律、法规相一 致。 ( 3 ) 针对性评价原则 要建立一套完整的、普遍适用的指标体系对住区物理环境进行评价在理论上 是可行的，但在操作过程中极其复杂，所以非常有必要结合评价地域的气候特点、 城市特征、建筑类型来选择有针对性的指标体系。本文从研究的角度，提出的指 标体系尽量涵盖面广，在实际评价中可进行筛选。 ( 4 ) 定性与定量相结合的原则 对于具有明确量化措施的指标，完全依据量化计算进行评估，对于无法量化 的措施，进行定性描述，依据专家经验、公众调查等方法进行评分。 ( 5 ) 客观性 评估方法与评估指标应相对客观，同一对象不同评价人应该产生相近或相同 的评价结果。 2 2 评价系统的结构体系 城市居民受到所处物理环境的刺激主要是感觉的刺激( 视觉、听觉、热觉、 嗅觉等) ，根据这些感觉的刺激可建立城市住区的物理环境评价体系，本文研究 的城市住区物理环境主要是出住区声环境、住区光环境、住区热环境、住区大气 环境、住区水环境五个方面组成。考虑到多因素的复杂性，住区物理环境的评价 结构为一个逐层分解的二级模型，评价指标借鉴并融合了健康住宅建设技术要 点2 0 0 4 ) ) ，尽量全面反映住区物理环境的基本要素。住区物理环境评价系统是一 个开放系统，其指标体系可随着研究的深入和评价条件的改变而不断完善。 对住区物理环境是用系统的方法进行研究的，建立的指标体系逐层分解。本 论文评价层次结构为： ( 1 ) 总目标层 为住区物理环境评价的总体评价目标，确定住区物理环境的等级。 ( 2 ) 一级指标层 该层包括住区声环境系统、住区光环境系统、住区热环境系统、住区大气环 境系统、住区水环境系统5 个系统。 ( 3 ) 二级指标层 该层对一级指标层的各个指标进行细分。 ( 4 ) 因素层 该层对二级指标层中各指标进一步细分。 城市住区物理环境的总体评价等级 住区 声环 境 住区 光环 境 住区 热环 境 住区 气环 境 f 垫面材 料性质 室内热 环境 医翮 ll i _ j 住区 水环 境 下垫面 结构 室内空 气湿度 习 苫 习 回 2 3 评价指标的具体内容丌“1 ( 1 ) 声环境系统 目的：通过合理规划与针对性设计，改善住区活动场地与住宅室内的声环境。 住区室外声环境 a 利用自然地形物( 如山丘、地堑、围墙、绿化) 降低道路噪声： b 采用“闹静分开”的原则，减少社区噪声对住宅的影响： c 临交通干道注意配置对交通噪声不敏感的建筑； d 合理布置建筑，降低噪声在住区的反射，加快噪声衰减： e 尽量将建筑的主要活动空间与交通干道垂直布置； 住宅室内声环境 a 采用合理的立面设计降低室外噪声污染( 如出挑大阳台) ； b 住宅室内平面布局； c 选择合理的建筑构件； d 降低室内噪声源( 设备、下水管道) 的影响： ( 2 ) 光环境系统 目的：在节约能源的指导思想下，充分利用天然光资源，对住区进行合理的 人工照明设计，为居住者提供一个满足生理、心理、卫生、健康的居住环境。 日照与采光： a 根据当地气候特点，住区规划考虑合理的日照间距标准； b 满足采光要求，减少住宅建筑问的遮挡； c 私密性保护及视野的开阔性保证； 人工照明系统： a 住区室外道路与活动场地照度合理，光源布点合理； b 建筑内公共部位照度值不小于2 0 1 u x ； c 住宅内光源种类、位置合理、照度合适。 减少或避免住区光污染 a 减少或避免住区室内光污染； b 减少或避免住区室外光污染； ( 3 ) 热环境系统 目的：通过小区合理规划，施工用料有利的原则，改善住区微热环境。 住区热环境系统的评价内容： 住区下挚面结构 a 建筑高度与建筑间距之比( h w ) 、建筑布局； b 道路、广场尺度与绿化状况； c 绿化与水体面积占住区面积的比率； d 人为排热因素的影响； 住区下垫层材料性质 a 道路表层材质与颜色； b 硬质铺装材料的选用； c 住区屋顶材质与颜色； 室内热环境 a 室内温度 b 室内空气湿度 ( 4 ) 大气环境系统 目的：通过对住区室内外环境空气质量的评价、改进住区大气环境质量。 住区室外大气环境质量 a 可吸入颗粒物( p m 。) 含量； b 二氧化硫( s o ：) 含量； c 二氧化氮( n o 。) 含量； d 其它环境参数。 室内空气环境质量 ac o 。、c o 、s o 。浓度； b 氯氧化物、氨浓度； c 可吸入颗粒物； d 菌落： e 甲醛、苯并( a ) 芘、氡浓度。 室内通风与污染源控制 a 自然通风与机械通风： b 所用建筑材料，特别是装饰用建材，应选择具有环保效果的材料； c 空调通风系统设计应保证空气质量达到室内空气质量标准 ( g b t 1 8 8 8 3 2 0 0 2 ) 的要求； d 中央空调相关部件的杀菌、消毒、防霉措施应符合中央空调通风系统卫 生规范的要求； ( 5 ) 水环境系统 目的：高效用水、节约用水、安全用水、减少污水排放、补充水源。 雨污水收集与利用 a 通过绿化、透水铺装、渗水槽等方式扩大雨水自然渗透，确保区域水量平 衡，补给地下水； b 根据住区所在地不同的水资源区，对丰水区、多水区应进行屋顶雨水的有 效利用，用雨水取代部分城市市政供水； c 有条件的对污水进行集中二级处理、消毒后回用。 用水安全 a 直饮水水质应符合饮用净水水质标准( c j 9 y 一1 9 9 9 ) ，生活饮用水应符 合生活饮用水水质卫生规范( 2 0 0 l 卫生部) ，再生水应符合城市杂用水水 质标准( c , b t 1 8 9 2 0 2 0 0 2 ； b 污水排放应符合当地市政排放标准； c 严防管材、管道附件与供水设备对水的二次污染； d 防止对地下水源的污染； e 再生水使用对人体健康带来的潜在危险进行生态安全评价； 湿地与生物技术应用 a 增加或保留住区湿地面积； b 采用湿地或绿化系统对雨水进行自然净化； c 通过生物技术对雨污水进行处理，节约能源、保护环境。 景观用水 a 景观水的水质 b 景观水对视觉的刺激 c 景观水对嗅觉的刺激 第三章城市住区物理环境评价指标的量化 根据前面建立的评价结构和评价指标，进行住区物理环境评价的主要困难 是二级指标的量化问题，一方面，许多指标本身难以量化：另一方面尽管二级指 标与相应的因素层存在对应关系，但从相对应因素无法直接对二级指标进行量 化。本章的工作是对二级指标进行量化的探讨。 3 1 评价指标量化准则 在本文中，各指标量化赋值为0 l o 之间，其中5 代表该指标符合相关法律、 法规或住区所在地的平均行业实践，0 代表该指标的最低行业实践，1 0 代表不计 成本的最高行业实践或指标绝对上限、下限值。 3 2 住区声环境系统量化 3 2 1 室外声环境系统“” 我国的城市区域环境噪声标准( g b 3 0 9 6 9 3 ) 规定了城市五类区域的环境 噪声最高限值( l e q ) 如下表3 - 1 ，不同居住环境可分别对照o 一2 类，其中0 类 适用于高级别墅区，1 类适用于一般住宅区，2 类适用用于居住、商业、工业混 杂区。 表3 1城市区域环境噪声最高限值l e q ( d b ) 类别昼间夜间 05 04 0 l5 54 5 26 05 0 36 55 5 47 07 5 世界卫生组织( w h o ) 于1 9 9 3 年公布了为保护人们免受噪声干扰的有关标准。 该标准规定，为避免多数人在昼问不受严重干扰，生活区户外稳态噪声等效连续 声级不能超过5 5 d b ( a ) ；为使多数人不受中等干扰，稳态噪声等效连续声级不 能超过5 0 d b ( a ) ：夜间则不能超过4 5 d b ( a ) 。 综上所述，可以将晷间户外稳态噪声等效声级低于5 0 d b ( a ) ，夜间低于4 5 d b ( a ) 视为一个较为合理的声环境，而昼问噪声高于6 0 d b ( a ) 、夜阃高于5 0 d b ( a ) 则可理解为居住所能忍受的噪声极限值，类似指标赋值时考虑的“行业最 低实践”，已不适宜人类居住。 因距离噪声源距离有远近，住区内声环境往往各不相同，评估住区户外整体 声环境可基于这样一个假设：高噪声级对局部的影响相当于低噪声级对大面积的 影响。具体评价的操作过程可按以下步骤进行： 将住区活动区域按一定网格大小( 如2 0 m x2 0 m ) 进行分块： 对住区周边及其内部的噪声源进行分析并确定噪声强度，根据声能叠加原 理计算各网格内受声点的a 声级值“。对于已建成区，可采用现场实测的方法来 获得各受声点的a 声级值。 ；, h g e = s ，l 。+ 墨 s 。为网格面积( m 2 ) ；l “为昼间等效a 声级d b ( a ) ；l 。为夜间等效a 声级d b ( a ) 。 当l 4 5 时，按4 5 计算，当l 。 3 5 时，按3 5 计算。 b = 6 0 s ，+ 5 0 s ，= 1 1 0 s ； 只= 4 5 s + 3 5 s 。= 8 0 s ， 定义p = p 。时，n = 8 ：p p ，时，n = 0 ：p p 。时，n = i o 进行多项式拟合，即可建立n 与p 之间的数值关系。 对n 值的修正 根据改善住区室外声环境的措施，对n 值进行修正，若p 值是通过噪声衰减 叠加计算而得时，对n 值的修正具有重要意义。若p 值是通过实测而得时，因改 善室外声环境的措施所起作用已得到体现，故不需再进行修正。 3 2 2 室内声环境系统”1 室内声环境评价可借鉴环境嗓声指数的概念。建立该指数的假设是： 人类对噪声反应的强度是由几种平均声级产生的结果中的一种起决定作 用，这种作用又取决于影响的方式( 烦恼，干扰说话，听力损失等) ；高噪声 级对少数人的影响相当于低噪声级对多数人的影响。依据上述假设，定义“分片 影响”为计权声级与处在一定声级下的人数的乘积，对“分片影响”进行积分可 以得到“人口计权声级”( l w p ) ，即： 上p = f p ( l 。) w ( l 。) d ( l 。) ( 3 1 ) 实际上，l w p 常常不是连续函数，可以简化为： 三胛= p ) w ( l 。) - d l 。 ( 3 2 ) 式中，p ( l 。) 为人口分布函数； w ( l “) 为昼夜平均声级计权函数( 表征影响的严重性，它是声级的函数) ； d ( l a 。) 为昼夜平均声级的微分变化； w ( l a 。) 是基于噪声影响下人口的反应以及社会调查数据确定的，社会调 查数据反映对不同的l 。值表示高度烦恼的人口百分数，计权函数归一化至7 5 d b 时w ( l 。) 为1 0 ，根据有关资料。，w ( l a o ) 值如表3 - 2 表3 - 2 总影响分析用的声级计权函数 l m ( d b )w ( l m ) l 。( d b )w ( 乙n - ) 3 50 0 0 66 50 4 1 2 4 00 0 1 37 0 0 6 6 4 4 50 0 2 97 5l l0 0 0 5 00 0 6 18 01 4 2 8 5 50 ，1 2 48 51 9 6 6 6 00 2 3 59 02 。6 4 7 具体的评价步骤如f ： 计算住区各典型住宅室内厅、卧噪声a 声级( 外门窗关闭) ，并按a 声级 以户为单位进行分类整理，对已建成住区可按一定比例进行实测a 按每户平均3 1 5 人计，目1 1 - i 得到住区人口分布。 根据前面所述方法，计算住区l w p ，当l d 6 0 ，晚上5 5 时，n = o 分； 根据定义及对应的l w p ，可通过曲线拟合得到n 与l w p 的数值关系，从而计 算出相应的n 值。 n 值的修正 若住区室内噪声a 声级由计算得到，应根据改善室内声环境的措施，对n 值进行修正，修正系数宜为1 o 一1 2 。 3 3 住区光环境系统的量化眙”幽1 3 3 1 日照与采光 该指标的数值化计算可参照表3 3 ，通过专业人士打分，用统计的方法获得。 表3 - 3 日照与采光评价计分表 措施与得分点满分评分标准得 分 房屋日照间距 4 满足规范要求得2 分：优于规范要求，视空间 感觉得3 4 分 厅、卧、厨房、卫生间自然 3有一问不能自然采光，扣1 分，直至0 分j 采光 客厅、主卧视野 1 按视野开阔的住宅比例计0 - 1 分 楼梯间等公共部位自然采光 1 自然采光得1 分，否则得0 分 住区私密性保护程度 l按相邻住户视线遮挡情况打分 台计 1 0n 值 3 3 2 人工照明系统 参照国内外有关资料。”，建议该指标的数值化计算参照表3 4 ： 表3 4 住区公共部位照明系统评价表 l耋型i 竖望竺兰! ! ! i塑竺 l堡竺j l 住医快车道 51 【高速道 l ll 集散道 1 l1 【慢车道 42 【人行道2 2 楼道走廊 2 03 合计1 0n 值 满足表中照明要求得满分，不满足得零分，表中道路照度要求参照美国的有 关标准，楼道走廊参照中国生态住宅技术评估手册的评估值，室内照明因人 而异，有很强的个性，因而暂未纳入评价内容。 3 3 3 减少或避免住区光污染 规定受光污染的住户超过总住户数的1 0 ，n = o ，无光污染，则n = i o ，其余 取插值。 3 4 住区热环境系统的量化 城市区域热环境研究近年来最显著的进展是试图拟制观察现象的物理模式 和数学模式。从模式的形式上看，有确定性模式和随机性模式；从结构特征来看， 有广义的大气环流模式，二维的区域平均统计动力学模式和一维的能量收支平衡 模式。显然，通过合适的计算更能客观地评价住区热环境，如是否形成热岛效应 以及热岛强度，但因为数学模式尚处于初期阶段，不仅量化过程比较困难，而且 对于评估丽言也太过复杂，因此本文中的评价仅限于一些经验数据与物理表象， 有较大的改进与发展空间。 3 4 1 住区下垫面结构对热环境的影响评价 下垫面结构主要涉及建筑高与间距比( h w ) ，建筑排布角度与建筑体量，道 路、广场、水体与绿化面积占住区总面积的比率等。 在大气中性稳定条件下，t r o k e 曾给出了夜间城市热岛与h w 的关系1 l 。= 7 5 4 + 3 9 7 i n ( h w ) ( 3 3 ) 该式表明，当h w 增加4 0 时，气温最大增幅达1 3 5 。c 。不管数值是否准确， 从定性的角度可判断，建筑间距越大，热岛强度越低。 建筑排布角度与建筑尺寸主要影响住区风速与f | 照遮挡，风速与气温变化呈负相 关1 2 ”1 ”1 ，有资料表明“，风速增加5 0 ，可使气温最大降温达0 9 ，当风速减 少5 0 ，可使气温上升0 6 c 。日照遮挡问题比较复杂，在冬天过多遮挡反而会 引起负面影响，因此暂无法评价。 住区绿地和水体不仅改变了地表反射率，而且也改变了潜热份量。有关的测 量与理论分析表明，绿化覆盖率每增加l o ，气温降低的最高值为2 6 ，夜间可 达2 8 ，当绿化覆盖率达到5 0 时，气温可降低1 3 ，但绿化率达到5 0 时，绿 化对住区的降温增湿效果几乎到了极限，基本消除了在夏季出现的热岛效应。 根据上述资料分析并结合工程实践，住区下捧面结构对热环境的影响评价指 标的n 值可以初略按表3 5 计算： 表3 - 5住区下垫面结构对热环境的影响评价计算 类别措施与得分满分得分 h w = o 8 3 3 时得2 分：t t w 3 0 0v 重度污染 住区大气环境质量指标n 的计算采用如下规定： a p i = o 5 0 ，n = i o ： a p i 3 0 0 ，n = o ： 5 0 a p i 3 0 0 。n ：一1 a p i 十1 2 2 5 通过对住区大气质量进行监测，可对该指标进行客观评价。 3 5 2 室内空气环境质量 室内空气污染物年平均值上限值规定如表3 1 0 ： 表3 一1 0 室内空气污染物年平均傻上限 l有害物质名称室内空气卫生标准 ic o z ( ) ( 重量比) 0 1 0g b t1 7 0 9 4 1 9 9 7 c o ( m g m 3 ) 5 0 0g b9 6 6 3 1 9 9 6 s o ：( m g m 3 ) o 1 5g b t1 7 0 9 7 1 9 9 7 n o x ( m g m 3 ) 0 1 0g b t1 7 0 9 6 1 9 9 7 可吸入颗粒物( m g m 3 ) 0 1 5g b t1 7 0 9 5 1 9 9 7 菌落( 个8 ) ( 沉降法) 4 5g b t1 7 0 9 3 1 9 9 7 甲醛( m g m 3 ) 0 0 8 g b t1 6 1 2 7 1 9 9 5 氨( m g m 。) o 2 0g b t1 8 8 8 3 2 0 0 2 苯并( a ) 芘( ug l o o m 。) o 1 0w s t1 8 21 9 9 9 平衡当量氡浓度年平均值( b q m 。) 1 0 0g b t1 6 1 4 6 1 9 9 5 采用综合指数i ：兼顾最高分指数和平均分指数，作为评价综合指数 h 咧嚣c 2 s 烈去嚣j 2 仔。， 1s 2s n “i - lo f 式中：c 。为实测污染物浓度的平均值； s ，为该污染物的室内标准上限值，如表3 - 1 0 。 室内空气质量等级与i 的关系如表3 - 1 l 所示，表3 - 1 2 给出了空气质量等级 - 9 指标n 的数值对应关系。 表3 - 1 1 室内空气质量等级与综合指数的关系 评价综合指数i室内空气质量等级等级评语 0 4 9i 清洁 o 5 0 o 9 9 i i未污染 1 0 0 - 1 4 9 i i i轻污染 1 5 0 一1 9 9 中污染 2 0 0v 重污染 表3 1 2 空气质量分级与n 值的对应关系 室内空气特点指标值n 质量等级 i 适宜于人类生活l o i i各环境要素的污染物均不超标，人类生活正常8 i i i至少有1 个环境要素的污染物超标，除了敏感者外，一般不会发5 生急慢性中毒 一般有2 3 个要素污染物超标人群健康明显受害，敏感者受害 2 严重 v一般有3 4 个环境要素的污染物超标，人群健康明显受害敏感者0 3 5 3 室内通风与污染源控制评价 该指标体现为实现良好空气质量所作的努力，n 值计算采用表3 1 3 的规定： 表3 1 3室内通风与污染源控制评价表 改善空气质量的措施与努力满分得分要点得分 住宅平面设计有利于自然通风 3a 。无通风死角； b 室内可形成穿堂风： c 公共部位通风； a ，b ，c 各1 分 地| _ - _ 空间机械通风设计合理 1满足得1 分，否则0 分 i 空调通风系统设计达到规范标 2满足得2 分，否则0 分 准 中央空调部件的杀菌