建筑环境学
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建筑环境学作为一门综合性的学科,建筑环境学探究的是建筑与环境之间的关系。
它包括了建筑设计、环境保护、室内设计等方面,从多个角度来了解建筑与环境的关系。
本文将结合建筑与环境的实际案例,对建筑环境学进行阐述。
建筑与环境的关系建筑与环境之间存在密切的关系,建筑的存在会对环境造成一定的影响。
因此,建筑师需要考虑以下几个方面:1. 建筑与城市规划城市规划是指对城市进行规划和设计,使其达到良好的社会和经济效益以及环境保护效益。
建筑的布局、高度和类型对城市规划起着重要的作用。
因为一个城市的建筑物高度,种类,位置对居民居住和工作的舒适度、安全度产生决定性的影响。
此外,建筑的风水和民俗等因素也会影响一个城市的形象和市民的安全感。
2. 建筑与环境保护建筑环境学的一个重要方面就是环境保护。
建筑需要考虑到自然资源的使用和废弃物的处理。
建筑可以通过使用可再生能源,例如太阳能,减少对环境的影响。
废弃物处理是另外一个需要考虑的问题,建筑师应该尽可能地减少建筑废物的数量。
同时,建筑材料的选择也是环境保护的重要方面。
选用环保材料能减少对环境的影响。
例如,可以使用可再生的木材来代替石材,这不仅能减少消耗资源,还能减少碳排放。
3. 建筑与景观设计景观设计是建筑环境学的一个重要方面。
因为建筑物与自然相互作用,使得景观更加美丽,增加城市的生态气息。
景观设计可以通过对建筑外立面和周围环境的装饰达到美化环境的目的。
一个好的景观设计在建筑物内部的视野和外部的视野都要被充分考虑。
案例分析下面将分别从城市规划、环境保护和景观设计三个方面来举例说明建筑与环境之间的关系。
1. 城市规划:上海外滩上海外滩是一个建筑与城市规划的成功案例。
上海外滩是上海的标志性建筑之一,它集中展现了历史的建筑和现代建筑之间的融合。
从远处来看,外滩拔地而起,形成了一座美丽的城市天际线。
建筑师在设计上考虑到了人性化,提高了游客的舒适度感受,教育了人们保护城市环境的重要性。
此外,由于外滩在江边上建造,因此建筑师还要确保建筑在特定天气条件下和水位上升的情况都能够保持安全和结构稳定。
建筑环境学第一章绪论一、建筑与环境的关系气候决定建筑,建筑适应气候。
建筑的功能:在自然环境无法保证令人满意的条件下,创造一个微环境来满足居住着的安全与健康以及生活与生产过程中的需要。
包括:安全性、功能性、舒适性、美观性。
二、建筑环境学的任务1.了解人类生活和生产过程需要什么样的室内、外环境。
2.了解各种内外部因素是如何影响人工微环境的。
3.掌握改变或控制人工微环境的基本方法和原理。
第二章建筑外环境第一节地球绕日运动的规律地轴的倾斜角:地轴与黄道平面的法线的交角始终保持23.5度。
赤纬:地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角。
地方平均太阳时:以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
世界时:经国际协议,以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。
标准时:每个时区都按它的中央子午线的平均太阳时为计时标准,作为该时区的标准时,相邻两个时区的时间差为1小时。
真太阳时:以当地太阳位于正南向的瞬时为午时12时,地球自转15度为1小时。
时差:真太阳时与当地平均太阳时直接的差距。
时角:及太阳时角,指当时太阳入射的日地中心连线在地球赤道平面上的投影与当地真太阳时12点时,日地中心连线在赤道平面上的投影之间的交角。
太阳高度角:太阳光线与水平面见我的交角。
太阳方位角:太阳至地面上某给定点连线在地平面上的投影与当地子午线(南向)的夹角。
太阳偏东为负,太阳偏西时为正。
太阳常数:在地球大气层外,太阳与地球的年平均距离处,与太阳光线垂直的表面上的太阳辐射照度。
可见光的波长在0.38-0.76微米。
长波红外线所带的能量最大。
纬度越低,太阳高度角越大,紫外线及可见光的成分越多。
纬度越高,太阳高度角越小,红外线的成分增加。
坐北朝南的建筑格局有利于增大室内太阳辐射量。
大气对太阳辐射的削弱程度取决于射线在大气中行程的长度及大气层质量。
大气透明度是衡量大气透明度的标志。
大气质量反应了太阳光在大气层中通过距离的长短,取决于太阳高度角的大小。
建筑环境学
建筑环境学是研究建筑与环境之间关系的学科,旨在探索如何通过设计、规划和管理来创造适合人类生活和可持续发展的建筑环境。
建筑环境学包括以下方面的内容:
1. 建筑设计与环境影响:研究建筑设计对人体舒适度、室内空气质量、自然光照、采光和通风等方面的影响,以及如何通过设计来最大程度地减少对环境的负面影响。
2. 建筑物能源效率:研究如何通过建筑材料选择、外墙构造、建筑设备等方面的优化,使建筑物减少能源消耗,提高能源利用效率,降低对环境的影响。
3. 可持续建筑设计:研究如何在建筑设计和建造的各个阶段考虑可持续性,包括节能、环保、资源利用等方面,以实现长期的环境保护和社会经济效益。
4. 城市规划与建筑环境:研究城市规划与建筑环境之间的相互影响,以及如何通过城市规划来提供良好的建筑环境,满足人们的需求,改善城市生活质量。
5. 建筑智能化技术:研究如何应用智能化技术,如物联网、人工智能等,来优化建筑环境,提升建筑的舒适度、安全性和可持续性。
建筑环境学的目标是通过研究和应用科学、技术和艺术的知识,创造健康、舒适、可持续的建筑环境,同时降低对环境的影响,并促进社会和经济的可持续发展。
建筑环境学_绪论概述建筑环境学是一门综合性的学科,研究建筑物与其环境之间的相互作用,旨在为创造人类更适宜的生活环境提供理论与实践支持。
建筑环境学主要包括建筑设计、建筑物力学、建筑节能、建筑物理、环境科学与技术等诸多学科领域。
建筑环境学是建筑学的重要组成部分,是现代建筑设计和建造项目中不可或缺的一环。
建筑环境学是为了提高建筑物的舒适性、健康性和安全性而发展起来的。
建筑师在设计建筑物时需要考虑到室内氛围、热环境、采光、声学、通风、安全等多个方面。
建筑环境学的研究成果也为环保和能源节约提供了基础和支撑。
历史建筑环境学在20世纪初期逐渐发展起来。
随着现代社会对于生活环境更高的要求以及更多的环保和节能需求,建筑环境学开始迅速发展。
建筑环境学的研究内容和范围不断扩大,其理论和技术手段也日益成熟。
建筑环境学的研究取得了许多成果,并逐渐融入到现代建筑设计和建造项目中。
例如,建筑节能技术的应用,消除了许多浪费和污染因素,使得现代建筑物更加节约能源和环保。
同时,建筑物理学的发展也为建筑师提供了更加科学可行的设计理念,包括热力学、光学、声学和空气流动等领域。
研究内容建筑环境学是一门涉及多学科的交叉学科,其研究内容主要包括如下方面:建筑设计建筑设计是建筑环境学的基础,建筑设计要考虑建筑物在其环境中的感知,采光、通风、温度、湿度、空气质量、噪声等因素,同时还需要考虑人类行为和社会需求等各种细节问题。
建筑物力学建筑物力学是研究建筑物在承载、变形、稳定和安全等方面的力学性质,了解建筑物在受到风、雨、地震等自然灾害或人为因素下的反应。
建筑节能随着能源问题日益凸显,建筑节能成为了建筑环境学的重要研究方向。
建筑节能是指通过优化建筑设计和施工方式,提高建筑物的能源利用效率,减少建筑物的能耗和碳排放等。
建筑物理建筑物理是研究建筑物与其周围环境之间物理现象的科学,对热、光、声、空气流动、辐射等物理现象进行分析和研究,以提高建筑物的舒适度。
建筑环境学一1.建筑物能满足的人的基本要求包括:安全性、功能性、舒适性、美观性。
二1.与建筑环境密切相关的外部环境要素有太阳辐射、气温、湿度、风、降水、天空辐射、土壤温度等。
2.经度:就是本初子午线所在的平面与某地子午线所在平面的夹角。
3.纬度(ψ):是地球表面某地的本地法线(地平面的垂线)与赤道平面的夹角是在本地子午线上度量的。
4.赤纬(δ):地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角称为赤纬(或赤纬角)。
5.地方平均太阳时:是以当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时,地球自转15°为1小时。
所谓地方平均太阳时,是以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
真太阳时是以当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时,地球自转15度为一小时。
6.时差:真太阳时与当地平均太阳时的差值称为时差。
7.真太阳时T 计算:6015e L L T T m m +-±=,其中e 为时差。
8.太阳时角:若将真太阳时用角度表示时,则称太阳时角,简称时角h 。
9.太阳位置常用两个角度来表示,即太阳高度角β和太阳方位角A 。
太阳高度角β是指太阳光线与水平面间的夹角。
太阳方位角A 为太阳至地面上某给定点连线在地面上的投影与当地子午线(南向)的夹角。
10.影响太阳高度角和方位角的因素有三:赤纬(δ),它表明季节(日期)的变化;时角(h ),它表明时间的变化;地理纬度(δ),它表明观察点所在的位置。
11.太阳辐射热量的大小用辐射照度来表示,它是指1㎡黑体表面在太阳辐射下所获得的辐射能通量,单位为W/㎡。
12.到达地面的太阳辐射由两部分组成,一部分是太阳直接照射到地面的部分,称为直射辐射;另一部分是经过大气散射后到达地面的,称为散射辐射。
13.大气对太阳辐射的削弱程度取决于射线在大气中行程的长短及大气层质量。
14.令()a I I P L -==ex p 0,称作大气透明度,它是衡量大气透明度的标志,P 越接近1,大气月清澈。
建筑环境学建筑环境学是一门研究建筑内外空间环境的学科,涉及热学、流体力学、物理学、心理学、生理学、劳动卫生学、城市气象学、房屋建筑学、建筑物理等多个学科领域。
它旨在为人们创造健康、舒适、安全、高效的室内外环境,提高生活质量,降低能源消耗,保护生态环境。
本文将从建筑环境学的定义、内容、方法、发展趋势和挑战等方面展开讨论。
一、建筑环境学的定义建筑环境学是一门研究建筑内外空间环境的学科,旨在为人们创造健康、舒适、安全、高效的室内外环境。
它涉及热学、流体力学、物理学、心理学、生理学、劳动卫生学、城市气象学、房屋建筑学、建筑物理等多个学科领域。
建筑环境学关注建筑与自然环境、人工环境之间的相互关系,以及这些关系对人类生活、工作和生产的影响。
通过对建筑环境的深入研究,可以为建筑设计、施工、运营和管理提供科学依据,提高建筑物的使用价值,降低能源消耗,保护生态环境。
二、建筑环境学的内容1.建筑外环境:研究建筑周围的气候、地理、生态、景观等因素,以及这些因素对建筑物的影响。
包括太阳辐射、大气温度、湿度、风、降水等气象参数,以及城市热岛效应、气候变化等。
2.室内空气环境:研究室内空气质量、气流组织、温湿度等参数,以及它们对人类健康、舒适和室内环境质量的影响。
包括空气污染物、通风与空调、室内空气质量评价等。
3.建筑热湿环境:研究建筑内外热湿传递、温度分布、湿度控制等,以及它们对人类健康、舒适和能源消耗的影响。
包括建筑保温、隔热、供暖、制冷等。
4.建筑声环境:研究建筑内外声波传播、噪声控制、音质设计等,以及它们对人类健康、舒适和生产效率的影响。
包括吸声、隔声、降噪、音质设计等。
5.建筑光环境:研究建筑内外光线分布、照明设计、视觉舒适性等,以及它们对人类健康、舒适和生产效率的影响。
包括天然采光、人工照明、光污染控制等。
6.建筑环境的综合控制与评价:研究建筑内外环境的综合调控技术,以及建筑环境质量评价方法。
包括环境监测、控制系统、建筑环境评价等。
【简答部分】1 建筑环境学的课程内容主要由建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、气流环境、声环境和光环境七个主要部分组成。
*3.影响到达地面的太阳辐射强度的因素:纬度%的影响(地理位置):h,&一定,%上升,则B减小,太阳辐射强度减小;纬度&的影响(季节):北半球夏季太阳高度角大,太阳辐射强度增大;时角h(昼夜)。
4.影响地面附近气温的因素:入射到地面上的太阳辐射量;地面的覆盖面;大气的对流作用。
*6.我国气候分区的原因:我国幅员辽阔,地形复杂,各地由于纬度、地势和地理条件不同,气候差异悬殊。
不同的气候条件对房屋建筑提出了不同的要求。
为了满足炎热地区的通风、遮阳、隔热、寒冷地区的采暖、防冻和保温的需要。
将全国划分成五个区:即严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区。
7.我国对日照标准中的日照时间规定为:在一般民用建筑住宅中,日照标准为冬季冬至日首层住宅的满窗日照,时间不低于一小时。
8.内扰:主要包括室内设备、照明、人员等室内热湿源。
外扰:包括室外气候参数,如室外空气温湿度、太阳辐射、风速、风向变化,以及邻室的空气温湿度,均可通过维护结构的传热、传湿、空气渗透使热量和湿量进入到室内,对室内热湿环境产生影响。
9.玻璃是半透明体:玻璃对不同波长的辐射有选择性,普通玻璃对于可见光和波长为3微米以下的近红外线来说,几乎是透明的,但却能够有效地阻隔长波红外辐射,所以玻璃对辐射有一定的阻隔作用。
10.国内外常用的负荷求解法包括:稳态计算;动态计算;利用各种专用软件,采用计算机进行数值求解计算。
*11.透过玻璃的太阳辐射不等于建筑物的瞬时冷负荷:太阳辐射部分进入到室内后并不直接进入到空气中,而会通过长波辐射的方式传递到各维护结构内表面和家具的表面,提高这些表面的温度后,再通过对流换热方式逐步释放到空气中。
*12.室内照明和散热不直接转变为瞬时冷负荷,因为室内照明和散热具有显著的辐射热存在,由于各维护结构内表面和家具的蓄热作用,冷负荷与得热量之间就存在着相位差和幅度差,即时间上有延迟,幅度也有衰减。
*13.IAQ问题提出的背景:70年代,全球能源危机,第二次石油危机,建筑节能减少新风,大量采用密闭建筑,导致室内空气品质恶化,出现“病态建筑综合症”。
受到重视的原因:1.强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少;2.新型合成材料在现代建筑中大量应用;3.散发有害气体的电器产品大量使用;4.传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行管理的不合理;5。
厨房和卫生间气流组织不合理;6.室外空气污染。
*14.简述室内空气品质定义衍变历史及各种定义内容,特点及其局限性客观指标--- 一系列污染物浓度的指标(初期)CO,CO2,甲醛等。
室内污染物的特点:多因子,长期性,低浓度,反复。
主观感受---1989年国际室内空气品质讨论会上,丹麦的P.O.Fanger的定义:空气品质反映了人们的满意程度,如果人们对空气满意,就是高品质;反之,就是低品质。
客观指标和主观感受相结合---可接受的室内空气品质:ASHRAE 62-1989通风标准中的描述:良好IAQ 是空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标,并且处于这种空气中的绝大多数人(≥80%)对此没有表示不满意。
特点和局限性:客观定义:由于没有和人的感知相结合,不能充分反映室内空气品质对人的影响,而且,由于一些成分浓度很低,即使目前最精密的测量仪器也很难准确测量。
主观定义:反映了人的感觉和室内空气品质对人的影响,但有些有害成分由于无色无味,因此,人们难以在短期给出评价,又不能以牺牲人的健康为代价去评价。
*17.房间得热量为什么的不等于冷负荷:大多数情况下,冷负荷与得热量有关,但并不等于得热。
如果采用送风空调,则负荷就是得热中的纯对流部分。
如果热源只有对热散热,各位护结构内表面和各室内设施表面的温差很小,则冷负荷基本就等于的热量,否则冷负荷与得热是不同的。
如果有显著的辐射的热存在,由于各维护结构内表面和家具的蓄热作用,冷负荷与得热量之间就存在着相位差和幅度差,即是奖赏有延迟,幅度也就有衰减。
因此,冷负荷与得热量之间的关系取决于房间的构造,维护结构的热工性质和热源的特性。
*18.常规的送风空调与辐射板空调的区别常用的空调采用送风方式去除空气中的热量并维持一定的室内空气温湿度,因此需要去除的是进入到空气中的得热量,至于储存墙内表面或家居中的热量,只要不进入到空气中就不必考虑。
采用辐射板空调,由于去除热量的方式包括了辐射和对流两部分,所维持的不仅是空气的参数,还要影响到墙内表面和家具中蓄存的热量,因此,辐射板空调供给的热量除了进入到空气中的热量外,还要包括以冷辐射的形式去除的个表面的热量。
有辐射板的空调系统冷负荷应该包括对流除湿热量和辐射除湿热量两部分。
对于常规送风空调系统,辐射除热量项为0,后面各项没有变化。
*20.为什么冬季可以采用稳态算法计算采暖负荷,而夏天却一定要用动态算法计算空调负荷?0 *冬季室外温度的波动幅度远小于室内外温差,因此采用稳态,而夏季虽然日间瞬时室外温度可能要比室内温度高很多,但夜间却有可能低于室内温度,因此与冬季相比,室内外平均温差并不大,但波动幅度却很大,如果夏季采用逐日平均温差稳态,则导致冷负荷计算结果偏小。
23.范格教授热舒适方程的前提条件1)热体必须处于热平衡状态2)皮肤平均温度应具有与舒适相适应的水平3)为了舒适人体应具有最适当的排汗率24.室内空气污染的途径有哪些?室内空气污染建筑环境装饰材料家具和办公用品家用电器厨房燃烧产物空调系统消毒剂等室内人员其他26.过滤器的工作原理1)扩散;悬浮在空气中的粒子互相随机碰撞,这种运动增加了颗粒和过滤器纤维的接触几率。
2)中途拦截;即使有些大粒径的粒子的扩散效应不明显,偏离流线的程度不多,它们也可以因为自己的大尺寸而和过滤器纤维碰上,通常这个过程和速度的关系不大,对于粒径大于0.5µm的粒子中途拦截比较有效。
3)惯性冲撞;空气中比较重或者速度比较高的粒子通常有比较大的惯性,他们通常难于绕过过滤器纤维而和纤维直接接触,从而被捕获。
这种作用通常对粒径大于0.5µm的粒子有效,而且这种作用取决于空气流速和纤维的尺寸。
4)筛子效果;对于较大的颗粒,过滤器确有“筛子”似的功能,显然,颗粒越大,这种过滤效果越强。
5)静电捕获;在有些情况下,粒子或者过滤器纤维被有意带上的电荷,这样静电力就可在捕获粒子中起重要作用。
和扩散作用一样,低速有利于静电力捕获粒子。
*27.试述热舒适性的影响因素及PMV与PPD的含义影响因素;皮肤温度核心温度空气湿度垂直温差吹风感辐射不均匀性其他因素PMV;引入反映人体热平衡偏离程度的人体热负荷TL得出,理论依据是当人体处于稳态的热环境下,热体的热负荷越大,人体偏离热舒适的状态就越远。
PMV指标代表了同一环境下绝大多数人的感觉。
PMV热感觉标尺;+3热;+2暖;+1微暖;0适中;-1微凉;-2凉;-3冷PPD;表示人群对热环境不满意的百分数。
*28.目前关于热舒适的定义有几种观点1)与热感觉相同,热中性(不冷不热)就是热舒适状态2)热舒适是随着热不舒适的部分消除热产生的。
31.PMV适用条件:适用于稳态热环境中的人体热舒适评价,而不适用于动态热环境的热舒适评价。
33.*为什么出现TSV和TCV两种人体热反应评价投票TSV为热感觉投票,TCV为热舒适投票。
热舒适与热感觉有分离现象存在。
34.如何确定新风量1)以室内二氧化碳允许浓度为标准的必要换气量2)以氧气为标准的必要换气量3)以消除臭气为标准的必要换气量35.试述多孔材料的吸声原理因为多空材料具有大量内外连通的微小空隙和空洞。
当声波入射到多孔材料上,声波能顺着微孔进入材料内部,引起空隙中空气的振动。
由于空气的粘滞阻力、空气与孔壁的摩擦和热传导作用等,使相当一部分能转化为热能而被损耗。
*36.为什么透光维护结构的传热可以近似按稳态传热考虑由于有室内外温差存在,必然会通过透光外围护结构以导热方式与室内空气进行热交换,玻璃和玻璃间的气体夹层,本身有热容,因此与墙体一样有衰减延迟作用。
但由于玻璃和气体夹层的热容很小,所以这部分热惰性往往被忽略。
因此透光维护结构的传热可以近似按稳态传热考虑。
*40.为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露和结霜?答:在晴朗天气的夏季凌晨,因为无云,有效天空温度比有云时要低,天气越晴朗,空气中的水蒸气含量越少,则夜间有效天空温度越低。
因此,夜间室外物体朝向天空的表面会向天空辐射散热,当其表面温度达到周围空气的露点时,就会有结露出现。
由于树表面湿度大于无生命的物体,且树叶体积小儿更易于被冷却,在温度低的时候很容易达到露点而使空气结露,这就是为什么凌晨室外一些朝上的表面,如树叶表面会结露的原因。
*41.是空气温度改变导致地面温度改变,还是地面温度改变导致空气温度改变?答:是地面温度改变导致空气温度改变。
大气中的气体分子在吸收和放射辐射能时具有选择性,它对太阳辐射几乎是透明体,直接接受太阳辐射的增温是非常微弱的,只能吸收地面的长波辐射。
与地面直接接触的的空气层,由于与地面的对流换热作用而被加热,此热量又靠对流作用而转移到上层空气。
因此,气流或者风带着空气团不断的与地表接触而被加热或冷却。
所以是地面温度改变导致空气温度改变。
*42.水体和植被对热岛现象起什么作用?机理是什么?答:作用是减小热岛现象。
机理:城市认为的立体下垫面,对太阳辐射的反射率和地面的长波净辐射都比郊区小,其热容量和蓄热能力都比郊区大。
但因为植被面积小,不透水面积大,储存水分的能力却比郊区低,蒸发量比郊区小,通过以潜热形式带走的太阳辐射热量也郊区少得多。
*43.什么情况下建筑物与环境之间的长波辐射可以忽略?答:在计算白天的室外空气综合温度时,由于太阳辐射的强度远远大于长波辐射,所以忽略长波辐射的作用是可以接受的。
*44.人的代谢率主要是由什么因素决定的?答:肌肉活动强度环境温度、性别、年龄、神经紧张程度、进食后时间的长短*45.人体的发热量和出汗率是否随环境空气温度的改变而改变?答:当环境温度较高时,人体表面出汗率随环境温度升高而升高而当环境温度较低时,人体的一部分水分通过皮肤表层直接蒸发到空气中去,此时出汗率很低,并且几乎不随空气温度变化而变化*46.“冷”与“热”是什么概念?单靠环境温度能否确定人体的热感觉?答:冷、热感觉是人对周围环境是冷是热的主官描述,只能感觉到位于自己皮肤表面下的神经末梢的温度。
热感觉并不仅仅是由于冷热刺激的存在造成的而与刺激的持续时间以及人体原有的热状态都有关。
*47.提高室内空气品质的途径和方法?答:1.源头治理(1)消除室内污染源(2)减小室内污染源散发强度(3)污染源附近局部排风。