淺談建筑與環(huán)境

周學(xué)磊

(中原工學(xué)院，河南 鄭州 450000)

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淺談建筑與環(huán)境

周學(xué)磊

(中原工學(xué)院，河南 鄭州 450000)

摘要：建筑與環(huán)境之間的關(guān)系是非常復(fù)雜的，其規(guī)律也是千變?nèi)f化和難以預(yù)測的。想要擺脫把合理的前人經(jīng)驗與神秘主義糅合在一起組成玄學(xué)進(jìn)而陷入迷信的歧途，就要求我們借助現(xiàn)代技術(shù)解釋、分析探討有關(guān)建筑與環(huán)境之間的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：建筑外環(huán)境；建筑熱濕環(huán)境；建筑聲環(huán)境；建筑光環(huán)境；人類文化

1建筑外環(huán)境

1.1自然環(huán)境

1.1.1地理位置

地球按宏觀位置分為熱帶、溫帶和寒帶。地球繞日公轉(zhuǎn)形成四季，地球自轉(zhuǎn)形成晝夜。因為不同經(jīng)緯度地區(qū)室外氣候差異巨大，故其建筑類型也是千差萬別。以我國為例：我國建筑大多坐北朝南，窗戶位置一般也都安置在南邊，這樣做很大程度上是為了采光。然而，在我國廣州北部地區(qū)，某段時間內(nèi)從北邊窗戶照樣可以采光，這就是地理位置對室外氣候和建筑的巨大影響。

1.1.2輻射

太陽輻射能是地球上熱量的基本來源，也氣候的決定性條件，也是建筑物的重要氣候條件之一。太陽輻射并不是全部被地面吸收的，由于反射、散射和吸收的共同影響，到達(dá)地球表面的輻射照度會大大削弱。其中，大氣起著很大的作用，大氣對太陽輻射的削弱程度取決于射線在大氣中行程的長短及大氣層質(zhì)量。而行程長短又與太陽高度角和海拔高度有關(guān)，故而地理位置和太陽輻射都是影響建筑的外部綜合因素。

1.1.3室外氣候其他因素

大氣壓力、風(fēng)與大氣邊界層、室外氣溫、有效天空溫度、地溫、濕度、降水等都有一定程度的影響。

1.2人造環(huán)境

1.2.1風(fēng)場

風(fēng)場指的是風(fēng)速、風(fēng)向的分布狀況。建筑群多、密集會造成城市下墊面粗糙度增大，消耗空氣水平運動的動能，使風(fēng)速減小，邊界層高度加大；大量建筑物的存在會使得氣流繞行，使風(fēng)速產(chǎn)生方向和速度的變化，造成一些區(qū)域的主導(dǎo)風(fēng)和來流主導(dǎo)風(fēng)向的不同。不當(dāng)?shù)慕ㄖO(shè)計會產(chǎn)生風(fēng)場問題，例如：冬季建筑群內(nèi)因設(shè)計不當(dāng)造成的高速風(fēng)場，會增加建筑物的冷風(fēng)滲透，導(dǎo)致采暖負(fù)荷增加；或者由于建筑物的遮擋作用，會造成夏季自然通風(fēng)不良；高速風(fēng)場影響熱舒適；風(fēng)速太低將會造成氣體污染物無法有效排除而產(chǎn)生聚集等等。因此，建筑的布局對小區(qū)風(fēng)環(huán)境有著重要的影響，研究建筑群和風(fēng)場的研究方法有：利用風(fēng)洞的物理模型實驗方法和CFD數(shù)值模擬方法。

1.2.2熱島效應(yīng)

由于地面發(fā)熱體多、覆蓋物多，加上密集人口產(chǎn)生的大量人為熱，造成城市溫度高于郊區(qū)溫度，根據(jù)逆溫層形成機(jī)理，熱島效應(yīng)對逆溫層的出現(xiàn)有很大的促進(jìn)作用，逆溫層的存在將導(dǎo)致地面大氣污染物被一個無形的“蓋子”扣在地表，使得污染加劇。因此，我們在大量建設(shè)高樓大廈追逐經(jīng)濟(jì)增長的同時，要大量的在建筑群內(nèi)部植樹造林，擴(kuò)大綠化面積并注重綠色廊道的連通。

1.2.3日照

由于建筑物的位置、間距或者外形造成的建筑物的陰影大小與位置是不同的，對于建筑群式建筑，為了得到充分的日照，南北方向的相鄰的兩建筑間距不得低于一定限制，這個距離就是日照間距。根據(jù)我國《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(GB 50180)的規(guī)定，在我國的一般民用住宅中，部分地區(qū)要求大寒日的滿窗日照時間不低于2小時，部分地區(qū)要求冬至日的滿窗日照時間不低于1小時，有的國家要求更高。

2建筑熱濕環(huán)境

建筑熱濕環(huán)境是建筑與環(huán)境的重要組成部分，主要反映在空氣環(huán)境的熱濕特性中。建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境的形成主要受各種外擾和內(nèi)擾的作用。外擾主要包括室外氣候參數(shù)如室外空氣溫濕度、太陽輻射、風(fēng)速風(fēng)向的變化，以及鄰室的空氣溫濕度，都可以通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)使熱濕進(jìn)入室內(nèi)，對室內(nèi)熱濕環(huán)境產(chǎn)生影響。外擾則主要包括照明、人員和室內(nèi)設(shè)備等室內(nèi)熱濕源。

2.1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞

建筑物的得熱包括顯熱得熱和潛熱得熱兩大部分。顯熱傳遞過程又分為通過非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)顯熱傳遞過程和通過透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的顯熱傳遞過程，其傳熱量利用公式即可求得。其次，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的濕傳遞。一般情況下，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)水蒸氣的量可以忽略不計，不過對于濕度要求比較嚴(yán)格工藝生產(chǎn)，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度相當(dāng)?shù)蜁r，就需要考慮通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲透的水蒸氣。必要時，為了防止因墻壁兩側(cè)水蒸氣分壓力差異過大而出現(xiàn)水蒸氣凝結(jié)甚至是凍結(jié)的現(xiàn)象從而導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)增大、加大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗的發(fā)生，在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)設(shè)置蒸汽隔層或者其他結(jié)構(gòu)措施。

2.2冷熱負(fù)荷

冷負(fù)荷是指維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)在一定要求范圍內(nèi)，在單位時間內(nèi)需要從房間內(nèi)排除的熱量，包括縣熱量和前熱量兩部分。熱負(fù)荷是指維持室內(nèi)空氣熱濕參數(shù)在一定要求范圍內(nèi)，在單位時間內(nèi)需要從房間內(nèi)加入的熱量，同樣包括顯熱負(fù)荷和潛熱負(fù)荷部分。建筑內(nèi)環(huán)境需要的冷負(fù)荷量的大小與去除熱量的方式有關(guān)，同樣建筑內(nèi)環(huán)境熱負(fù)荷量的大小也與補(bǔ)充熱量的方式有關(guān)。例如：輻射空調(diào)方式供給的冷量，除了去除進(jìn)入到空氣中熱量外，還要包括以冷輻射形式去除的各室內(nèi)表面的熱量。由于建筑的熱慣性，冷負(fù)荷與得熱量之間存在著相位差和幅度差，即時間上有延遲，幅度上有衰減。因此冷負(fù)荷與得熱量之間的關(guān)系取決于房間的構(gòu)造、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性和熱源的特性。

2.3人體與建筑

人體靠攝取食物進(jìn)行新陳代謝維持生命。在人體細(xì)胞內(nèi)無時無刻不在進(jìn)行著氧化運動，化學(xué)反應(yīng)中大部分化學(xué)能最終都變成了熱量，同時人體還會通過對流、輻射和汗液蒸發(fā)從環(huán)境中獲得或者失掉熱量。所以計算冷熱負(fù)荷的時候，人體是不可忽略的一部分，特別是人口密集場所，例如：圖書館、自習(xí)室、教室。而舒適的環(huán)境有利于提高上產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，據(jù)研究，即使處于最佳的熱舒適的室內(nèi)狀態(tài)時仍會有5%的人感覺不舒適。

3建筑聲環(huán)境

聲音產(chǎn)生與傳播的過程包括三個基本因素：聲源、途徑、接收者，聲源通過真懂得物體向周圍介質(zhì)輻射聲源，聲能以介質(zhì)中的聲波形式傳播，最后通過空氣傳到接收者的耳中，引起聽覺而被感知。熱對聲音的感覺得三個表征量：音量大小、音調(diào)的高低與音色的不同，這都與聲音的物理性質(zhì)密切相關(guān)。根據(jù)這些信息，我們就需要對一些建筑采取特殊處理，例如：對音樂廳、歌劇院、禮堂、報告廳、電影院等采用隔聲和隔震的措施，甚至采用專業(yè)聲學(xué)設(shè)計來降低噪音的干擾；對于一些次要的場所，例如：旅館、公共建筑、臥室、則可以稍微降低標(biāo)準(zhǔn)。

4建筑光環(huán)境

自然界幾乎所有生物的生長都離不開光，建筑室內(nèi)空間的界定也離不開自然光，將自然光引入室內(nèi)空間也就顯得必不可少了。除了自然光，建筑內(nèi)部還存在著各種其他的人照光源，即各種照明設(shè)備，建筑照明能耗在建筑中占據(jù)了重要的份額。國內(nèi)外統(tǒng)計數(shù)據(jù)都表明，在現(xiàn)代的公共建筑和百貨商場照明能耗均占據(jù)三分之一左右的建筑能耗。因此，在保證建筑內(nèi)部照明情況的同時，最大限度的降低照明能耗，對于減少建筑總能耗，降低污染物排放具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)效益。

合理的室內(nèi)設(shè)計能最大限度的在保證要求的同時節(jié)省能源。例如：白熾燈逐漸退出建筑內(nèi)環(huán)境的舞臺，節(jié)能環(huán)保的綠色光源如節(jié)能燈、LED光源在室內(nèi)光環(huán)境設(shè)計中成為主流產(chǎn)品。室內(nèi)設(shè)計對當(dāng)代人來說已經(jīng)不再是一個簡單陌生的概念。這幾年隨著對室內(nèi)設(shè)計的越來越重視，大家更加關(guān)注室內(nèi)光環(huán)境的設(shè)計。在古代，人們單純的用光來滿足照明的需要，但是發(fā)展到現(xiàn)代：舒適的燈光環(huán)境逐漸成為室內(nèi)設(shè)計核心的標(biāo)志，它是一種具有審美價值的藝術(shù)表現(xiàn)。光環(huán)境的藝術(shù)設(shè)計帶給人們一種視覺享受，它輕松的營造屬于每個人心目中的理想氛圍，讓大家更加深刻的了解室內(nèi)設(shè)計的內(nèi)涵。

5人文文化

人類一切的建筑活動都是為了滿足生產(chǎn)和生活的需要，然而隨著社會的進(jìn)步，歷史的發(fā)展，人文文化對建筑的影響不可謂不大。特別典型的兩大區(qū)域就是中西方。從根本上來說，中西建筑藝術(shù)的差異首先來自材料的不同：傳統(tǒng)的西方建筑長期以石頭為主體；傳統(tǒng)的東方建筑則長期以木頭為構(gòu)架的。不同的建筑材料，也就為各自不同的建筑藝術(shù)提供了可能性。不同的語言，不同的理念，不同的文化熏陶，在建筑上淋漓盡致的詮釋著。另外，時勢對建筑的影響也是不可忽視的，相關(guān)研究成果很多，在此不再贅述。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉暉,楊宇震.商業(yè)建筑[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，1999.

[2]曾堅,陳嵐,陳志宏.現(xiàn)代商業(yè)建筑的規(guī)劃與設(shè)計[M].天津：天津大學(xué)出版社,2002.

[3]李寧.曲阜文化資源產(chǎn)業(yè)化問題研究[J].現(xiàn)代商業(yè),2014,(17).

[4]魏倫杰，張衛(wèi)華.關(guān)注城市地下商業(yè)建筑的安全性與舒適性[J].四川建筑,2007年第27卷.

[5]朱穎心.建筑環(huán)境學(xué)[M].第三版,中國建筑工業(yè)出版社,2010.

中圖分類號:TU-023

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)04-0163-02