建筑环境学第一章,绪论

1建筑环境学BuiltEnvironment清华大学建筑学院建筑技术科学系2第一章绪论3建筑的功能根本的功能：创造一个微环境安全与健康生产过程需要4建筑的功能安全、健康、舒适，维持高劳动生产率住宅、影剧院、商场等办公楼、体育场馆等生产工艺要求生物实验室、制药厂、集成电路车间等舞台、演播室、体育赛场、手术室等二者兼而有之各种有人员的生产场所手术室、体育赛场、舞台等5建筑物必须满足的要求安全性：避免由于地震、台风、暴雨等各种自然灾害所引起的危害或人为的侵害功能性：满足建筑的居住、办公、营业、生产等功能居住者在建筑内的健康，舒适性美观性：有亲和感，社会文化的体现6人类活动的发展越是高纬度地区，人类遗址的时间就越晚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7人类最早的居住方式：树居和岩洞居在热带雨林、热带草原等湿热地区的人类主要栖息在树上，可避免外界的侵害，是人类祖先南方古猿生活方式的延续随着人类向温带迁移，人类住所过渡到了冬暖夏凉的岩洞居，适合年温差和日温差都较大的地区。8人类最早的居住方式：巢居和穴居炎热或高海拔地区的穴居方式，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9古文明的发源地：20-40纬度为创造适宜居住环境而建造的建筑与人类文明的发展与进步密切相关。10因纽特人雪屋的外观和室内布置用干雪沏成，厚度500ｍｍ的墙体可以提供较好的保温性能。当室外平均温度－30℃时可维持室内温度－5℃以上。11因纽特人(爱斯基摩人)的雪屋将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℃年较差30.5℃月份12埃及的民居：干热地区建筑13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℃，室内波动不到6℃。屋顶表面温度室外空气温度室内空气温度14沙漠地区民居15大陆气候的中国民居土窑洞借助土壤大热惯性，达到冬暖夏凉的目的。四合院建筑冬季有效地利用了太阳能采暖和抵御北风侵袭，屋顶设计避免了夏季室内过热。16中国四合院：座北朝南的典范利用太阳高度角的特点，仅在北方出现南向垂直面夏季太阳辐射照度最低，冬季较高冬季主导风向为西北风，夏季为东南风太阳总辐射照度(W/m2)17窑洞建筑陕北地坑窑突尼斯窑洞18稀树草原的建筑——蒙古包要求可移动，能够抵御寒风，采用可拆卸轻型结构和保温材料建成。安徽民居19利用天井遮阳、采光，进行夜间通风，轻薄的内隔断热容小，保证夏季夜间室内温度能够迅速接近室外温度，使得炎热的夏季室内保持凉爽。20湿热地区的中国民居云南西双版纳的干栏式竹楼：防雨、防湿、防晒、通风好。21布依族石屋（贵州）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。为宗教、政治服务，有的对采光有神秘性要求22不严格要求物理环境的建筑意大利狄奥多理陵墓埃及阿布辛贝神庙玛雅文明每年在拉美西斯二世法老的登基日和生日（2月21和10月21日），太阳光线会穿过神庙的大门，直达65m深处的法老像和太阳神像的脸上。23中国人对建筑环境的认识过程风水？玄学：前人的经验＋神秘主义迷信原因：缺乏科学的认识和分析手段，加上商业行为的需要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24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”、相“阴宅”等。光、电、磁等波动均称之为“气”，且无所不在，无所不包。25地球环境还可持续发展吗？遍布全球的城市建筑形式与技术已经趋同化，与地域、气候基本无关空调采暖的普及使人们不再关心建筑的物理性能香港芝加哥26世界各国能耗份额各国社会一次能耗比例美国22%经合欧洲17%中国15%俄罗斯7%日本5%加拿大3%印度3%韩国2%巴西2%澳大利亚1%非洲3%其他国家20%美国30%经合欧洲23%中国12%俄罗斯4%日本7%加拿大4%印度2%韩国2%巴西2%澳大利亚1%非洲2%其他国家11%各国建筑一次能耗比例来源：EnergyInformationAdministration.InternationalEnergyOutlook2008,USA:EIAPublications,20082010年，我国超过美国成为碳排放世界第一；人均碳排放超过世界平均2702004006008001,0001,2001,4001,600198019902003198019902003198019902003198019902003198019902003198019902003198019902003198019902003198019902003198019902003198019902003USAAustraliaUKFranceGermanyJapanSouthKoreaChinaIndiaThailandVietnamFinalenergyconsumption（MilionTOE)IndustrySectorTransportSectorCommercialandPublicServicesResidentialAgriculture/ForestryOthersSource:IEAEnergyBalancesOECDCountries,IEAEnergyBalancesNon-OECDCountries(excludingCombustibleRenewableEnergySourcesandWaste)世界能耗统计数据(1980-2003)美国建筑能耗占34%中国建筑能耗占20.4%50.3546.6225.6925.4913.2921.836.980.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00美国日本经合欧洲俄罗斯中国中国城镇印度kgce/(m2.a)单位面积建筑能耗中国城镇印度中国平均俄罗斯欧盟日本美国28世界各国单位面积建筑能耗比较[kg标煤/(m2年)]世界建筑能耗份额Residential67%Commercial33%住宅商用建筑Commercial33％Residential67％47142090154215293945991404217550500100015002000250030003500400045005000美国日本经合欧洲俄罗斯中国中国城镇印度其它世界平均kgce/(ca.a)世界平均人均建筑能耗中国城镇来源：国际能源便览2007InternationalEnergyOutlook2007,EnergyInformationAdministration(EIA),2007印度中国平均俄罗斯欧盟日本美国其他国家世界各国人均建筑能耗[kg标煤/(人年)]其他世界平均中国目前人均或者单位建筑面积能耗还远低于发达国家，是否会继续步他人的后尘？29中国能源构成：煤60％美国消耗世界能源的22%，中国的现代化过程应该步美国的后尘吗？大量耗能＝污染环境30全球温室效应的发展趋势31来源：世界自然基金会,2006年/Source:WorldWildlifeFund,WWF,2006各国人类发展与生态足迹HumandevelopmentandecologicalfootprintMorethan1billion100million~1billion30million~100million10million~30million5million~10millionLessthan5million印度中国巴西南非韩国匈牙利意大利美国澳大利亚发达国家界线超过生物圈人均承载力，高度发展超过生物圈人均承载力，低度发展世界人均生物圈承载力，忽略野生物种的需要32面临的问题：“人定胜天”还是“天人合一”？西方传统哲学思想与东方传统哲学的对立33《建筑环境学》的任务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34课程内容空气质量环境热湿环境声环境光环境人体对热湿环境的反应气流与通风建筑与自然环境资源的关系天地水20－28℃－5～35℃－5～35℃0～30℃10～15℃－10～0℃5700℃充分利用环境可用的温差来获取自然能源，减少常规能源的使用。3536人体热反应研究对建筑节能的意义以北京地区的一间普通朝南的办公室为例，当室内设定温度从24℃上升到28℃时室内最大冷负荷降低15%整个供冷时间缩短22%室内环境标准决定了自然（可再生）能源利用的可能性常规能源自然能源24℃常规能源自然能源28℃室内环境标准37《建筑环境学》课程的地位专业基础平台之一传热学流体力学工程热力学建筑环境学38《建筑环境学》课程的特点跨学科的边缘科学，包括：热学流体力学建筑物理房屋建筑学心理学生理学劳动卫生学城市气象学不太舒服的环境人的感觉自然环境39进度绪论1次建筑外环境2次热湿环境3次人体热湿反应3次空气质量环境1.5次气流与通风1.5次声环境1.5次光环境1.5次讨论课（课外）1次40考核自选两个大作业，类型为：实验论文或报告（至少选一个）论述型论文或文献综述提交成果形式：书面报告两份考核方式与成绩比例口头报告，自选一个大作业，30％书面报告（另一个大作业），20％基本问题开卷笔试，30％小作业，20％41建议的大作业题目做一些热湿环境实验并加以分析，例如：挂窗帘的影响墙体的热响应（注意采暖期和非采暖期的不同）室外空气综合温度和辐射在建筑热环境中的作用不同朝向房间的自然室温的区别攀藤植物对墙体热过程的影响不同下垫面对微气候的影响不同小区布局对小区风场的影响不同建筑设计的自然通风效果42建议的大作业题目总结不同地域建筑特征与气候条件的关系做一些场所的CO2浓度的现场实测和IAQ问卷调查分析。做一些光环境的现场实测和分析调查做一些噪声环境的现场实测和分析调查交通噪声对不同楼层的影响不同窗类型、建筑构件对环境噪声的衰减作用试试不同隔音或减噪措施的效果43建议的大作业题目做一些与热感觉有关的实验并进行分析对一些有亲身体验的与热感觉有关的现象进行分析对一些有亲身体验的与光环境有关的现象进行分析分析光环境控制与建筑节能之间的关系或对现有的研究成果进行一些检索和综述协助研究生做一些有关建筑环境模拟或实验研究的工作并写出工作报告44建议的大作业题目对劳动卫生保护方面的问题进行总结综述对“风水”学的初步分析文献综述与分析：目前IAQ问题的研究焦点有哪些？有哪些问题还有待解决？对研究长期在空调环境中逗留人员的健康问题的文献进行综述（SBS问题、IAQ或热环境的影响）任何你感兴趣的有关建筑环境的话题45师生交流本周作业：请写出（二选一）1.你对本学科的看法2.谈谈你家乡民居的气候适应性联系方式朱颖心：[e-mail]，13701087211，62782746(O)，系馆219房间林波荣：[e-mail]，13910989594,62785691助教赵海湉专用讨论区：ASHRAEHandbook－FundamentalsD.A.麦金太尔,《室内气候》，上海科技出版社P.O.Fanger,ThermalComfort,R.E.Krieger出版社彦启森等，《建筑热过程》，建筑工业出版社詹庆旋，《建筑光环境》