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第二章建筑环境概论1主要内容1、环境概述2、建筑内环境3、建筑区域生态环境4、建筑区域环境的气象要素22.1环境概述2.1.1环境的基本概念《中华人民共和国环境保护法》中定义“环境”：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、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。环境包括：自然环境和人工环境。自然环境：人类出现之前就存在的，是人类目前生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总体，对人类的影响是根本性的。人工环境：从狭义上讲是指人类根据生产、生活、科研、文化、医疗、娱乐等需要而创造的环境空间，如人工气候室、无尘车间、温室、密封舱、各种建筑以及人工园林等。广义上讲是指由于人类活动而形成的环境要素，包括有人工形成的物质、能量和精神产品以及人类活动过程中形成的人与人之间的关系。32.1环境概述2.1.2环境要素与环境的功能1、环境要素及其属性环境基质，是指构成人类生存环境整体的各个独立的、性质不同而又服从整体演化规律的基本物质组分。分为自然环境要素和人工环境要素。环境要素的属性：(1)最差因子限制规律：受制于最差因子。(2)等值性：最差状态时，具有等值性。(3)整体性大于各个体之和：环境要素并非简单的加和。(4)互相联系及互相依赖：各因素之间的关联性。42.1环境概述2.1.2环境要素与环境的功能2、环境的功能(1)空间功能：提供栖息、生长、繁衍的场所，并且是适合生存发展的场所。(2)营养功能：提供生物生长、繁衍所需的各类营养物质及资源、能源。(3)调节功能：要素本身的自我调节，要素对整体环境的调节作用。52.1环境概述2.1.3环境的特性1、环境自身的特性(1)环境系统是一个有时、空、量、序的变化的复杂的动态系统和开放系统。(2)系统内外存在着物质和能量的变化与交换。(3)在一定的时空尺度内，若系统的输入等于输出，就会出现平衡，称作环境平衡或生态平衡。(4)系统的组成和结构越复杂，未定型越大，系统越容易保持平衡。62.1环境概述2.1.3环境的特性2、环境对于干扰所具有的特性(1)整体性：区域，无地区界线和国界。(2)有限性：空间、资源、能源、稳定性、容纳能力有限。(3)不可逆性：能量循环的不可逆性。(4)隐显性：长期作用的结果，容易被忽视。(5)持续性：污染物质作用时间的长效性。(6)灾害放大型：集中爆发后，危害性或灾害性的广度和深度明显放大。72.1环境概述2.1.4环境问题1、环境问题的概念广义方面，环境问题是由自然力或人力引起的生态平衡破坏，最后直接或间接影响人类生存的发展中一切客观存在的问题。狭义方面，环境问题是指由于人类的生产和生活活动，使自然生态系统失去平衡，反过来影响人类生存和发展的一切问题。82.1环境概述2.1.4环境问题2、环境问题的分类第一类环境问题：也称原生环境问题，是由于自然界固有的不平衡性所造成的对人类环境的破坏，如地震、火山爆发、台风、海啸等，对于这类环境问题，随着科学技术的发展，可逐步控制并减小其危害。第二类环境问题：也称次生环境问题，是由于人们的社会经济活动所造成的对环境的破坏，这类环境问题是人们在高速发展经济时的副产物，即是现在所讲的环境污染和生态环境破坏。92.1环境概述2.1.4环境问题3、全球性环境问题温室效应及全球变暖臭氧层耗损酸雨森林锐减水土流失、荒漠化物种减少、生态系统简化淡水资源危机海洋环境污染固体废弃物污染有毒化学品污染102.1环境概述2.1.5可持续发展1、可持续发展的定义《我们共同的未来》中的“可持续发展”：既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展。可持续发展的基本点：人类应坚持以与自然相和谐的方式追求健康而富有生产成果的生活，这是人类的基本权利，但是不应以耗竭资源、污染环境、破坏生态的方式求得发展。当代人在创造和追求今世的发展与消费时，应同时承认和努力做到使自己的机会和后代人相平等，绝不能剥夺或破坏后代人合理享有同等发展与消费的权利。1112132.1环境概述2.1.5可持续发展2、可持续发展的理论概要发展是可持续发展的前提。全人类共同努力是实现可持续发展的关键。3、可持续发展的基本原则(1)公平性：当代人之间的公平；代际之间的公平；公平分配有限资源。(2)持续性：不能超越环境的承载能力。(3)共同性：广泛认识，全球角度。142.2建筑内环境2.2.1建筑热环境主要反映在空气的热湿特性。1、室内空气温度室内温度：室内环境的空气温度，温度对人体热平衡的调节起着重要的作用，对人体的健康和舒适影响极大。152.2建筑内环境2.2.1建筑热环境2、室内空气湿度湿度：对热平衡、热感和温度有重要作用。相对湿度大于80%为高气湿；相对湿度小于30%为低气湿；舒适气湿为40%-70%。湿度H=湿空气中水气的质量/湿空气中绝干空气的质量。相对湿度用空气中实际水汽压与当时气温下的饱和水汽压之比的百分数表示，取整数。162.2建筑内环境2.2.1建筑热环境3、建筑热环境的影响因素外部干扰：室外气候因素，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，均可以通过围护结构的传热、传湿、空气渗透使热量和湿量进出室内，对室内热湿环境产生影响。内部干扰：室内各种设备、照明、人员等热湿源。172.2建筑内环境2.2.2建筑光环境保证人类日常活动得以正常进行，依靠自然光或灯光将室内的景象映现在人的眼中。舒适的室内光环境使人感到舒适和谐，可减少人的视觉疲劳，提高劳动效率和学习效率，还对人的视力健康和心理有直接的影响。182.2建筑内环境2.2.3建筑声环境建筑声环境：建筑内外噪声和振动问题与室内音质问题。良好的声环境：保证居住者的健康、提高劳动生产率、保证工艺过程要求(录音棚、演播室、高保真音乐厅)。192.2建筑内环境2.2.4建筑内空气环境202.2建筑内环境2.2.4建筑内空气环境212.3建筑区域生态环境2.3.1建筑外空间与地形地势建筑必须有足够的空间，以便保证建筑有合理的日照、采光、通风和热环境。实际规划设计中，以建筑密度、日照间距、防火间距来控制建筑外空间。地形地质对建筑区域外环境是间接的，如影响建筑区域的温度、湿度、风向风速等。222.3建筑区域生态环境2.3.2植被1、植被的生态功能吸收二氧化碳，释放氧气。净化空气，吸收有害气体。阻挡、过滤和吸附烟尘和粉尘。阻隔放射性物质及其辐射的传播，并起到过滤和吸收作用。减少空气中的含菌量。232.3建筑区域生态环境2.3.2植被2、改善局地气候遮阳庇荫，叶面蒸腾作用降低气温、调节湿度，可改善城市局地气候。大片绿地和水面对改善区域气候有明显作用，特别是在炎热的夏季，大面积绿化可有效地降低城市气温。叶面蒸腾作用使得植物根部吸入的水分大量被蒸腾到空气中，可提高空气湿度。242.3建筑区域生态环境2.3.2植被3、降低噪声树木的枝叶、枝条和树干的结构变化多样，具有吸收声能的作用，特别是高频噪声。树木枝密叶稠，柔枝嫩叶具有的轻、柔、软特点，声能投射到树叶上，树叶的微震能够被消耗。树木枝叶纵横交错、方向不一，对声波具有多次无规则的发射，从而吸收声能，消耗声能。树林中，风吹树叶声和悦耳的鸟鸣，对噪音具有掩蔽作用，从而降低噪音的危害。252.3建筑区域生态环境2.3.3水环境水是一种重要的不可再生资源，是建筑中的循环物质和一种能量的载体。水参与建筑的热湿变化过程。262.4建筑区域环境的气象要素2.4.1太阳辐射1、太阳常数与太阳辐射电磁波太阳常数：在地球大气层外，太阳与地球的平均距离处，与太阳光垂直的表面上的辐射强度I0=1353W/m2。2、大气层对太阳辐射波谱的影响太阳辐射透过大气层时，由于大气对不同波长射线的反射和吸收作用有所不同，因此在不同的太阳高度角下，光谱的成分也不相同，太阳高度角越高，紫外线及可见光成分越多，红外线则越少。27太阳的辐射波谱282.4建筑区域环境的气象要素2.4.1太阳辐射3、大气层对太阳辐射强度的影响大气层结构不同，对太阳辐射强度的影响也不同。大气层对太阳辐射强度的影响主要表现在：吸收、散射和反射。292.4建筑区域环境的气象要素2.4.1太阳辐射4、日照作用与效果日照：物体表面被太阳光直接直接照射的现象。太阳光：可见光(波长380-780nm)、紫外线(短波200-400nm)、红外线(长波780-4000nm)。日照强度大小和时间长短对人类的行为产生影响。建筑设计中，日照分析即是要求设计者对建筑对于日照强度大小和时间长短的分析内容。302.4建筑区域环境的气象要素2.4.2室外微气候微气候：离地30-120cm高度范围内，在建筑周围地面上及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度。1、室外温度室外气温：距地面1.5m高，出于背阴处的空气温度。影响地面附近气温的因素：(1)入射到地面上的太阳辐射热量(2)地表的覆盖面(3)大气以气流的方式影响气温，垂直和水平运动。微气候范围内空气层温度随着空间和时间的变化而变化，区域的温度会受到地表反射率、地面的长波辐射、气流及地表受建筑物或植物遮挡情况的影响。312.4建筑区域环境的气象要素2.4.2室外微气候2、湿度空气湿度：空气中水蒸气的含量。相对湿度：空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。室外相对湿度的日变化：见下图。322.4建筑区域环境的气象要素2.4.2室外微气候3、风风：由于大气压差所引起的大气水平方向上的运动。地表温度不同是引起大气压力差的主要原因，也是风的主要成因。分类：大气环流和地方风。风玫瑰图：按照逐时实测的各个方向风出现的次数，分别计算每个方向风出现的次数占总次数的百分比，并按一定比例在各方位线上标出，最后连接各点而成。332.4建筑区域环境的气象要素2.4.2室外微气候4、降水降水量：降落到地面的雨、雪、冰雹等融化后，未经蒸发或渗透流失而积累在水平面上的水层厚度，mm。降水时间：一次降水过程从开始到结束的持续时间，h或min。降水强度：单位时间内的降水量。342.4建筑区域环境的气象要素2.4.2室外微气候5、城市气候(1)大气污染对城市气候的影响减弱太阳入射辐射和日照时数增加城市烟雾频率改变城市大气的热力性质352.4建筑区域环境的气象要素2.4.2室外微气候5、城市气候(2)特殊下垫面对城市气候的影响硬质化、封闭、压实……(3)人为热对城市气候的影响工业生产、家庭生活、交通工具……36推荐读物1、(美)卡逊(RachelCarson)著.寂静的春天[M].北京：科学出版社,2007.2、芭芭拉·沃德,勒内·杜博斯著.只有一个地球[M].长春：吉林人民出版社,1997.3、(美)丹尼斯·米都斯等著，李宝恒译.增长的极限[M].长春：吉林人民出版社,1997.4、世界环境与发展委员会著.我们共同的未来[M].长春：吉林人民出版社,1997.