01第一章绪论

1、建 筑 环 境 学,主讲：王 锡,第 一 章,绪 论,室内环境 建筑环境 城市环境 自然环境,自然环境与建筑环境,基本内容,建筑物所需满足的要求 各地建筑经验 建筑环境学历史发展 建筑环境学的定义 建筑环境学主要研究内容及研究方法 建筑环境学的意义和作用,建筑物必须满足的要求,安全性（结构专业） 功能性（建筑专业） 美学性（建筑专业） 健康舒适性 （建筑环境与设备工程专业）,安全性,满足由于地震、台风、暴雨等各种自然灾害所引起的危害结构专业 多地震地区抗震8级 沿海地区防台风、防暴雨,功能性,满足建筑的居住、办公、营业、生产等功能 建筑专业 住宅筒子楼、多居室多厅、别墅 商场 写字楼 有音质要

2、求的厅堂电影院、歌剧院、报告厅 体育场（馆）多功能体育场、专业体育场、足球场、篮球馆、乒乓球馆 工业厂房食品、金属、生活用品、制药厂,美学性,美观大方、庄严雄伟，而非水泥森林的城市建筑 建筑专业,不严格要求物理环境的建筑,为宗教、政治服务，仅部分对采光有神秘性要求,意大利狄奥多理陵墓,埃及卡纳克神庙,玛雅文明,健康舒适性,使用对象在建筑内的健康、舒适性,温湿度适宜,建筑环境与 能源应用专业,良好的视觉和听觉环境,良好的空气品质，少有害物质，多有益物质,人类活动的发展,热带雨林：不需要建筑 建筑的出现：逐渐向两极移动 现代技术的发展：人类活动遍布全球,越是高纬度地区，人类遗址的时间就越晚,古文明

3、的发源地：2040纬度,为创造适宜环境而建造的建筑与文明发展密切相关,树居和岩洞居人类最早的居住方式之一,湿热，栖息在树上 可避免外界的侵害，是人类祖先南方古猿生活方式的延续,热带雨林、热带草原等,温带,冬暖夏凉的岩洞居 适合年温差和日温差都较大的地区,巢居和穴居人类最早的居住方式之一,炎热或高海拔地区 可获得相对稳定的室内热环境 顶部的天窗既可采光又可排烟,河南偃师汤泉沟穴居遗址,巢居,从巢居和穴居发展为真正意义上的建筑,各地建筑经验,北极圈的爱斯基摩人 圆顶小屋 华北地区四合院 西北、华北黄土高原窑洞 稀树草原的建筑 蒙古包 西双版纳傣族干阑 东北地区火炕、火墙、火炉 贵州 布依族石屋 干

4、热地区建筑,地形 气候 就地取材,爱斯基摩雪屋,寒冷地区建筑,干雪，500mm，较好的保温性能。 兽皮衬在雪屋内表面，通过鲸油灯采暖，可使室内温度达到15,爱斯基摩人(因纽特人)的雪屋,室外平均温度30时，可维持室内5以上,四合院：座北朝南的典范,冬季：有效利用太阳能采暖、抵御北风侵袭； 夏季：屋顶设计避免室内过热,仅出现在北方,四合院,利用太阳高度角的特点,窑洞建筑,陕北地坑窑,借助土壤大的热惯性， 达到冬暖夏凉的目的,突尼斯窑洞,稀树草原的建筑,蒙古包,蒙古包的排烟与通风,以圆形为总风格，无棱无角，呈流线形。包顶为拱形，其承受力最强，包身形成强固的整体。 能经受沙暴和风雪 能经受冬春十级风

5、 能经得住大雨 将顶毡盖上，形成球状封闭体,湿热地区,一般处于亚热带，多雨潮湿，加之树林茂密，豺狼虎豹野猪经常出没的地方,干阑建筑,防雨、防湿、防热,干阑建筑:吊脚楼/鼓楼,楼板以下为“地层”：牲畜圈及杂物间，或包含厨房及碓房 顶棚以上为楼层：主要是贮藏层 中间层：居住层,水族民居,苗族民居,贵州侗族吊脚楼,海南黎族民居,余姚河姆渡干栏式建筑,台湾现代民居,干阑建筑:吊脚楼/鼓楼/土掌房,布依族石屋,以石块砌墙，以石瓦盖顶。就地取材，造价低廉，冬暖夏凉，不怕火灾，隔音性能好。,石头王国贵州石头寨,土坯散热快，室内冬暖夏凉。土壤的散湿减缓干热气候的负面影响,吐鲁番地区室外夏季室外可达47，太阳直

6、射处，可达80，沙面可烤熟鸡蛋。,吐鲁番地区的半地窑式干热地区,沙漠地区民居,埃及的民居,巴格达地区的传统建筑,墙厚340-450mm，屋面厚度460mm，利用土坯热惯性。室外日夜温差24（1640），室内温度波动不到 6（2228）。,建筑环境发展的五个阶段,排出室内有害物质,提高空气品质,有效利用资源合理排放废弃物,满足室内环境,同时降低建筑能耗,人工控制室 内温湿度,原始社会躲避自然环境的伤害,安全,舒适,节能,健康,生态,建筑环境设计目标的演绎过程,历史发展（1）,1-4世纪，古罗马时代，据考察有将热空气从床下送入房间的装置。 18世纪，英国，由于工业革命的兴起，城市人口急剧膨胀，只有

7、一部分才有取暖。 19世纪后期，欧洲出现了保持人体舒适和维持健康的必要的通风换气法规。 1881年夏季，美国20任总统詹姆斯病于白宫 用冰制冷此次研究，我们得到了更好的室内条件，在医院及其他的公共场所，人们应该保护自己以免遭受污浊空气的伤害，尽管我们不能在一年中都得到比室外环境更舒适和健康的空气，但这次确实是一次极好的研究机会。,历史发展（2）,1901年，即上世纪初，开利（Willis.H.Carrier）在印刷厂首次应用了空调装置（全年运行并带有喷水室的空气调节系统） 1921年，医院有了空调 1922年，由开利研制出了第一台离心式冷冻机。 我国于1931年首先在上海纺织厂安装了带喷水室的

8、空气调节系统，其冷源为深井水，随后，也在一些电影院和银行实现了空气调节。,历史发展（3）,英国的L.Hill在1916年模拟人体向环境散热，发明了卡特温度计。 1930年H.M.Vermon发明黑球温度计，可以测出气温，风速和辐射热的综合影响。 1935年，根据黑球温度的概念，导出了平均辐射温度。美国供热冷冻空调学会（ASHRAEAmerican Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers）的前身ASHVE在1923年给出了通过人体热舒适感觉而得出的评价室内热湿环境的指标： 有效温度ET-Effective

9、Temperature,历史发展（4）,1934年耶鲁大学为了“提高人们的健康和居住的舒适性，推进供暖、通风和卫生领域的研究、教育、技术和科学的发展”，成立了John B.Pierce Laboratory，该实验室通过研究人体的热平衡提出了作用温度（OT-Operative Temperature）的概念。 第二次世界大战期间，为了使得士兵能在酷暑与寒冷中安全作战，同时也为了预知士兵的生命危险，以陆军和空军为主进行了一系列的研究。,历史发展（5）,1949年发表“体温调节生理学和着衣科学”，Yaglou并在该书中指出了ET的一些缺陷。 1966年ASHRAE发表了新的舒适线。 1971年发表

10、了标准有效温度SET*，沿用至今 1967年丹麦工业大学的P.O.Fanger提出了人体与环境的热平衡方程，并在1970年发表了PMV-PPD指标。 PMV-Predicted Mean Vote预期平均评价 PPD-Predicted Percentage of Dissatisfied预期不满意百分率,建筑环境学的研究范畴,广义：建筑的内外两个方面建筑的绿化配套、自然通风、大气质量ect. （与其他专业有关）,狭义：建筑内部建筑学要满足各项功能的基本要求，尤其是使用对象在建筑内的健康舒适性。,对建筑环境进行研究的一门学科,建筑环境学的定义,所谓建筑环境学，就是指在建筑空间内，在满足使用功能

11、的前提下，如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。 具体地说，根据使用功能的不同，从使用者的角度出发，研究室内的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果，并对此做出科学的评价，为营造一个舒适、健康的室内环境提供理论依据。,温度：冬：1824；夏：2528 湿度：40%60% 气流组织：流速 0.2 0.3m/s 空气品质：洁净度 采光性能：尽可能的利用天然光源 照明：强度不可太大也不可太小 噪声：50dB 音响效果：歌剧院、影剧院等,主要研究内容及研究方法,建筑外环境 建筑热湿环境 人体对热湿环境的反应 室内空气品质 通风与气流组

12、织 建筑声环境 建筑光环境 工业建筑的室内环境要求,室内空气品质,热湿环境,声环境,光环境,人体对热湿环境的反应,建筑外环境,通风与气流组织,建筑环境学在住宅建筑中的运用,温度场 速度场 声场 照度分布,物理对象 (室内环境空间),热力学 传热学 流体力学 声学 光学 有关知识,运用有关知识对物理对象运用物理概念，进行数学处理得到分析解或数值解：,舒服,温度、速度、声强、照度等状态参数,建筑环境学研究方法,建筑外环境,影响室内气候（环境）有内外两大因素： 室外：太阳辐射、室外气候（气温、湿度、风、降水等） 室内：人员、照明、各种工艺设备及电气设备 本章介绍地球绕日规律、大气对太阳波的影响、日照

13、的作用以及建筑物外形配置与日照的关系，以及室外气温、湿度、风、降水等气候特征。,建筑环境中的热湿环境,在一般的民用建筑中，影响人舒适感的最主要因素是温度和湿度。 本章主要了建筑中热湿环境的形成，以及影响热湿环境因素形成房间负荷的过程和原理，即室内热湿环境与各种内、外扰之间的响应关系。,人体对热湿环境的反应,从使用对象人出发，从人的生理、心理角度着手，分析人体对热环境的反应，从而总结出规律。,建筑环境中的空气环境,是人们生活和工作中最重要的环境之一，约80%以上的时间是在室内度过的，因此室内空气品质好坏是人们健康生活保证的关键。 空气污染的指标与来源、污染物种类及造成的污染，以及削弱污染的方法。

14、,青岛装修房污染十年不散,青岛市检测人员共深入委托检测的近100户居民家中，对居室空气中甲醛、苯、氡等有毒污染物的含量进行了实地检测，发现： 百分之百的居室中甲醛含量都超过了国家规定的卫生标准，最高的超标30倍，个别家庭在装修10年后仍然超标。 而来源于油漆、花岗石等建筑装修材料的苯、氡等有害污染物超标比例则相对较小。,美容院装修毒倒八女工,2003年 7月1日广州市，有 8 名在工业大道中某美容院打工的少女，由于吸入美容院装修时残留的有毒气体而被送往珠江医院急救，医生初步诊断后判定为苯中毒。其中 3 名中毒程度较深的女孩长时间昏迷不醒。,海口室内装修污染物超标现象严重,2002年6月末，海南

15、省环境监测中心站对海口地区一些单位办公室和个人住宅室内环境质量进行检测表明，这些装修完工10天至两年不等的房间，80存在甲醛、氨、苯、氡气等污染物浓度超标现象，其中，甲醛污染尤甚。 海口龙昆南某住宅小区的梁女士家：在关闭窗户4小时后，卧室内甲醛不同程度超标，其中一小卧室竟超标近3倍。 海口金贸区一住户陈某反映，他去年9月入住新居后，感到室内气味刺鼻，其家人常有喉部不适等症状。经检测，室内氨超标。,合肥室内装修污染问题严重,室内甲醛浓度最高的竟然超标100倍。 自2002年7月份开始，截至12月10日，合肥市卫生防疫站室内装修监测办公室对该市近200户室内污染物进行了检测，其中： 共检测室内甲醛

16、样品248户次，超标216户次，超标率87.1%； 混苯67户次，超标项次28户次，总超标率41.79%； 伽玛射线检测500余户，明显较高的4户，某户新购的地砖，伽玛射线检测结果高于标准50%以上。,通风及气流组织,室内空气环境与气流组织的关系 常见的气流组织形式 气流组织的描述方法和评价指标 气流组织的测量与计算方法 典型的气流组织示例,建筑声环境,建筑声学大体可分为厅堂音质、振动和噪声控制。 噪声产生的生理效应 引起听觉疲劳直至耳聋，另可引起头晕、头疼、耳鸣、多梦、失眠、心慌、记忆力减退、注意力不集中、工作效率下降等症状。 本章中主要介绍如何消除或适当地减少室内噪声以创造一个可接受的声学

17、环境,建筑光环境,光环境的优劣也是评价室内环境质量的重要指标，室内舒适的光环境可以减少人的视觉疲劳，提高工作效率，对人的视力健康有很好的作用。 本章从视觉心理、视觉生理方面介绍光环境对人的影响。,工业建筑的室内环境要求,了解室内环境对典型工艺过程的影响，及这些典型工业建筑的室内环境指标。,建筑环境学的意义和作用,从不同使用者和使用功能出发，研究各种建筑环境，并为营造所需环境提供理论依据 影响室内环境的因素，及什么样环境是舒适和健康的 任务一：了解人和生产过程需要什么样的建筑室内环境 任务二：了解各种内外部因素是如何影响建筑环境的 任务三：掌握改变或控制建筑环境的基本方法和手段,课程的特点,跨学

18、科的边缘科学，包括： 热学 流体力学 心理学 生理学 建筑学 劳动卫生学 城市气象学,人类对建筑环境的认识过程风水是什么？,玄学： 前人的经验神秘主义 原因：缺乏科学的认识和分析手段 科学： 环境因素影响人体的身体与心理健康 现代科学的发展提供了研究手段,关于风水(堪舆)的一些说法,以八卦五行、河图 洛书等易学文化为基础； 注意建筑布局、空间分割、方位调整、色彩运用：“背山、面水、向阳”为最佳方位，宅院地势应适当前低后高，“水口”、“气口”方位要重视 认为不好的住宅物理环境对人的心理有影响，导致影响人的命运； 涉及环境心理学、地理学、气象学、生态学、规划学、建筑学等； 对自然现象解释不清的地方，陷入巫术，如消除不利因素的“符镇法”。光、电、磁等波动均称之为“气”，且无所不在，无所不包。,地球环境还可持续发展吗？, 遍布全球的玻璃和钢筋盒子建筑,空调采暖的普及使人们不再关心建筑的性能,建筑能耗现状,美国社会能耗比例,当前世界能耗比例,中国能源构成：煤60,美国消耗能源的25 中国要步美国后尘吗？,大量耗能污染环境,全球温室效应的发展趋势,面临的问题,“人定胜天”还是“天人合一”？,国内：中国建筑学会：暖通空调专业委员会 中国制冷学会：空调热泵专业委员会,国外：美国供热制冷空调工程师学会 （ ASHRAE ：American Society of Heating, Refriger