第一章城市环境物理基础

1、第一章：城市物理学科基础第一章：城市物理学科基础 城市环境物理是环境科学和生态学发展到一定阶段和层次后与城市设计结合后产生的学科。本章介绍在进行城市物理环境设计时应用到的环境学和生态学基础知识.城市中的环境城市中的环境l城市热环境l城市声环境l城市风环境l城市大气环境l城市光环境l。一、城市环境物理基础一、城市环境物理基础1.环境环境(讨论讨论)2.环境的构成环境的构成3.环境科学环境科学4.环境的特性环境的特性5.我国自然环境的特点我国自然环境的特点6.环境问题及我国的政策环境问题及我国的政策7.能量的传输与度量能量的传输与度量8.太阳辐射太阳辐射1、环境、环境1）本书定义：环境是指某一中心

2、或主体周围对该中心或主体有影响的自然因素和社会因素的总和； （上层建筑）2）法律定义：中华人民共和国环境保护法从法学的角度对环境概念进行阐述：指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等2、环境的构成、环境的构成环境包括自然环境、人工环境和社会环境；自然环境：地理、气候、水、太阳辐射等人工环境：人工构筑物、城市以及人工产品和能量社会环境：政治体制，社会行为，宗教信仰，文化和地方习俗 本学科主要研究自然环境和人工环境，两者是相互依存相互影响的。新协和村 3、环境科学、

3、环境科学1）人与自然之间的关系 2）认识和正确运用自然规律3）研究区域环境综合治理1）人与自然之间的关系）人与自然之间的关系 l战胜和征服自然。l没有人类，自然照样存在，即自然不依存于人类；但是人类只有在一定的自然环境中才能生存，即人类始终依存于自然。l理解人与自然的一体性 :人与自然和谐相处，实际上是人作为自然的一个组成部分而同周围的环境和谐相处。 l自然的某些部分通过改造能够更好地为人类所利用，另一些部分则只有保持原貌 2）认识和正确运用自然规律）认识和正确运用自然规律恩格斯认为，人所以比其他一切生物强，是因为人“能够认识和正确运用自然规律。” 李克强说：“以破坏环境为代价来发展经济，是花

4、子孙后代的钱”。 2）认识和正确运用自然规律）认识和正确运用自然规律 据中国之声新闻晚高峰报道，两天前，一位叫金曾敏的杭州企业负责人在自己的微博里说：自己愿意出20万元请浙江瑞安的环保局长在河里“游泳”20分钟。原因是今年春节，他回老家瑞安，发现家门口原本山清水秀的一条河道，如今污染严重。金曾敏感慨之余就说：如果环保局局长敢在河里游泳20分钟他就拿出20万。对此，瑞安市环保局的两位局长作出回应。 温州市长陈金彪：年底要把垃圾河清理干净温州市长陈金彪：年底要把垃圾河清理干净 5年后实现水里能游泳年后实现水里能游泳3）研究区域环境综合治理）研究区域环境综合治理a、企业污染设施治理 b、加强环保基础

5、设施建设 c、建立环境综合治理工作小组，健全相关体系制度3）研究区域环境综合治理）研究区域环境综合治理环评绿色建筑评估 3）研究区域环境综合治理）研究区域环境综合治理 现在欧洲实行的一种环境保护政策是控制排放量 1.排污总量好控制。 2.企业要考虑排放成本，也就是要在排放技术、处理设备上考虑成本，有助技术提升。 但是对我国政府来说，这样做有一个很大的缺点就是不利民族工业的保护 4、环境的特性、自净环境的特性、自净1）全球一体化2）大气的自净作用 3）水体的自净作用 1）全球一体化）全球一体化“一只南美洲亚马逊河流域热带雨林中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可以在两周以后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风

6、。” 全球变暖全球变暖全球变暖全球变暖1.气温升高所带来的热能2.使得内陆地区大面积干旱3.气温升高所融化的冰山，正是我们赖以生存的淡水最主要的来源。4.使海洋碳酸化5.昆虫类生物提早从冬眠中苏醒6.冰河时代的突然降临2）大气的自净作用）大气的自净作用进入大气中的污染物,或是向广阔的空间扩散，稀释，使其浓度大幅度下降；或是受重力作用，使较重粒子沉降到地面；或是在雨水的洗涤作用下返回大地，或是被分解破坏等，从而使空气得以净化。 3）水体的自净作用）水体的自净作用进入水中的有机物，可通过生物活动，尤其是微生物的作用，使它分解而降低浓度，这是水体的生物净化作用。 在水体中污染物还可能由于氧化、还原、

7、吸附和凝聚等而使浓度降低，这是水体的化学性的净化作用。 生态学与城市生态系统生态学与城市生态系统1、概念：生态学是研究生物之间，生物与环境之间相互关系的科学。生物数量概念：个体-种群-群落-生态系统2 2、生态系统的构成、生态系统的构成1）、非生物环境2）、生产者3）、消费者4）、分解者生态学与城市生态系统生态学与城市生态系统3、生态系统的运行、生态系统的运行1 ）生态系统的自净功能a.大气的自净：扩散，光合作用b.水体的自净：扩散，生物作用c.土壤的自净：扩散，生物作用2 2 ）生态平衡）生态平衡a.概念：生态系统内部各组分之间，在一段时间内，在一定条件下，保持着自然的，暂时的，相对的动态平

8、衡。b.调解机制3、生态系统的运行、生态系统的运行4、城市生态系统、城市生态系统1）生态系统的分类a.根据人类参与程度b.根据能量和物质的传递过程2）城市生态系统）城市生态系统在城市范围内，由人类和其生存环境构成的互相作用，互相依存关系的生态城市人类生存环境人类社会环境自然环境技术物质4、城市生态系统、城市生态系统5、城市生态系统特征、城市生态系统特征1）人是城市生态系统的主体2）不独立不完全性3）与自然生态系统的不同5、我国自然环境的特点、我国自然环境的特点 l季风 l地形 l自然发展历史 l人类活动 我国季风我国季风l季风 l地形 l自然发展历史 l人类活动 我国建筑热工分区我国建筑热工分

9、区我国建筑热工分区我国建筑热工分区我国地形我国地形我国地形我国地形人类活动人类活动三峡大坝三峡大坝1）水库的污染2）森林覆盖率已相比50年代的20%降到了10%3）鱼类的生活习性和遗传等会发生变异4）改变库区的气候环境（蒸发量） 在2006年夏，四川省和重庆市遭受中国建国以来最严重的旱灾和高温，重庆市綦江出现了历史最高气温44.5度摄氏度。2011年3月之后，长江中下游地区遭遇历史罕见的干旱，降水达到50年来最低水平人类活动人类活动三峡大坝三峡大坝6、环境问题及我国的政策、环境问题及我国的政策1）环境问题2）我国的政策6、环境问题及我国的政策、环境问题及我国的政策a.生态环境整体功能下降b.生

10、态恶化范围在加大、程度在加深、危害在加重c.边治理边破坏、点治理面破坏我国生态环境现状我国生态环境现状1）土地荒漠化2）水土流失3）水资源贫乏4）农业污染严重5）生物多样性受到破坏6）森林砍伐7）草地“三化”2、成因1）传统的粗放型经济增长方式 2）生态管理体制、机制、法制不健全3）对生态环境保护和建设的投入不足 我国生态环境现状及建设规划我国生态环境现状及建设规划3、对策1）加强公众教育 2）健全管理制度 3）加大资金投入 4）依靠科技创新 5）完善法律体系 6）培育环境文化 我国生态环境现状及建设规划我国生态环境现状及建设规划1）能量的传输与转化原理2）城市能源供应系统3）新能源的利用能量

11、的传输与度量能量的传输与度量1）能量的传输与转化原理A导热稳态导热；非稳态导热 B对流传热自然对流强迫对流能量的传输与度量能量的传输与度量1）能量的传输与转化原理C辐射传热绝对黑体绝对白体完全透热体D蒸发、冷凝温度、表面积、空气流动速度能量的传输与度量能量的传输与度量2）城市能源供应系统一次能源二次能源三大挑战a.能源供应矛盾极为尖锐b.人均储量不足c.煤炭为主的能源结构能量的传输与度量能量的传输与度量3）新能源的利用风能太阳能地热能生物能能量的传输与度量能量的传输与度量能量的传输与度量能量的传输与度量能量的传输与度量能量的传输与度量太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射 太阳方位角：太阳方位角即太阳所在的方位，指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹