建筑物理在土木設(shè)計中的應(yīng)用分析

劉濤

摘 要： 21世紀，隨著人類生活的進步與發(fā)展，對生活環(huán)境的要求也顯著增高，人們將建筑物理與土木設(shè)計融合發(fā)展。從聲、光、熱的方面增強建筑的功能，調(diào)整建筑設(shè)計，以建筑物理為設(shè)計理論的基本規(guī)則為土木設(shè)計工程細部以及外界環(huán)境而建設(shè)，人與物理因素相和諧，建筑環(huán)境和城市建設(shè)相和諧，達到人文統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞： 土木設(shè)計；建筑物理；建筑

一、建筑物理的含義

建筑物理學是建筑學的組成部分，是通過對聲、光、熱等物理因素的研究對建筑設(shè)計進行調(diào)整，使建筑的功能與藝術(shù)相統(tǒng)一，以最適宜的環(huán)境給人們在感官上絕對的體驗與享受，以人舒適度為主要前提，以提高建筑功能為主要任務(wù)，以綠色節(jié)能，獨特的物理藝術(shù)為研究內(nèi)容，促進建筑行業(yè)的進步發(fā)展，使人們在行業(yè)的認知和觀念上突飛猛進，也使建筑的安全性得到了保證，并能取得一定的經(jīng)濟利益。

二、應(yīng)用分析

1.聲

在日常生活中我們與聲音的交道無處不在，建筑聲學主要研究室內(nèi)音質(zhì)和建筑噪聲的控制。最大的目的在于有效的減少建筑和城市類嘈雜的聲音，給予人類適宜的生活條件，解決噪聲污染必須依次從聲源、傳播途徑和接受者三方面采取經(jīng)濟和技術(shù)上的合理措施，在建筑吸聲方面主要從材料及結(jié)構(gòu)入手，建筑吸聲材料分為多孔吸聲材料、薄板薄膜吸聲材料、空腔共振吸聲材料、空間吸聲體、可變吸聲體。聲源控制大多采取隔聲屏障、綠化林帶、交通干道則設(shè)計為地下或半地下的措施。不同場所對聲環(huán)境的要求也不同，建筑物理聲學在生活中的應(yīng)用更是比比皆是，比如KTV隔聲處理工程在土木工程中聲學設(shè)計是產(chǎn)生高質(zhì)量音響效果的必然條件，KTV室內(nèi)天花安裝雙層隔聲吊頂，每層隔聲吊頂采用不同設(shè)置，實現(xiàn)寬頻隔聲，同時增加阻尼隔聲材料，墻體需著重考慮低頻隔聲量及音響沖擊波的影響，土建的磚墻結(jié)構(gòu)更有利于墻壁的隔聲，另外門窗等薄弱環(huán)節(jié)可設(shè)置為高等級的隔聲門窗，也可設(shè)置雙層隔聲。在設(shè)計舞臺時，我們采用紡織品作為簾幕，盡管沒有封閉，但對中高頻甚至低頻仍具有一定吸聲的作用，起到了舞臺上下聲音相隔，而在錄音室之內(nèi)的空間里，我們就可以設(shè)計采用強吸聲的結(jié)構(gòu)，使之成為消聲室的效果。但在各種空間環(huán)境里，人們對需要聽的聲音要求都是聽的清楚、聽得好。對不需要的聲音盡可能降低，減少干擾，使室內(nèi)具有與使用目的相適應(yīng)的混響聲。

2、光

光的本質(zhì)包含三層含義；一是可見的輻射波，二是視覺器官的視覺特點，三是兩者作用所引起的感覺效果。而建筑光學是研究天然光和人工光在建筑中的合理利用，創(chuàng)造良好的光環(huán)境可以滿足人們對審美，工作生活等的要求。白天自然光的使用率越來越高，利用自然光可以創(chuàng)造富有生活氣息以及富有意境的環(huán)境，窗戶是自然采光的一個重要條件，合理利用各種窗戶還可達到良好的裝飾效果。將建筑光學與土木設(shè)計相結(jié)合，可減少光污染，例如玻璃幕墻的大面積使用，還可以實現(xiàn)綠色理念，以太陽能為能源實現(xiàn)建筑節(jié)能。在研究光的基礎(chǔ)上，制定建筑物的采光標準，確定采光方式，進行采光計算，包括：眩光的特性和限制眩光的方法，采光系數(shù)標準和采光均勻度等?？虏嘉饕航ㄖ枪饩€下形狀正確，絕妙、神奇的游戲。德國科隆柯論巴藝術(shù)博物館是建筑光學在房屋工程中杰出應(yīng)用的代表?；掖u立面，從磚的縫隙里滲透出來的光線像一幕鏤空的紗帳，制成神圣的氣氛，每一種精心選擇的材質(zhì)所散發(fā)出的美深深打動每個人，光和暗為博物館各個房間提供場景，隨著季節(jié)變換，營造出一種千變?nèi)f化的環(huán)境，它將地板、墻壁和人工照明，自然照明完美的結(jié)合，處處表現(xiàn)光獨有的靈性。

3熱

為了建筑良好的熱環(huán)境，在外維護結(jié)構(gòu)是很重要的方面，其設(shè)計應(yīng)考慮因地制宜，不同地方地理氣候條件不同，所要優(yōu)先考慮屋頂防熱和防凍的設(shè)計不同。建筑保溫是減少由高溫流向低溫的熱流，通常是指由室內(nèi)流向室外。建筑的保溫設(shè)計包括建筑保溫綜合處理以及外維護結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設(shè)計。外保溫是我國建筑節(jié)能的發(fā)展方向，隨著社會的發(fā)展進步，土木工程方面也與綠色節(jié)能緊緊聯(lián)系，在我國，建筑材料行業(yè)中有著一個特別的說法，即房屋建造材料所用的大部分是墻體材料，墻體材料所用的大部分是實心粘土磚，而行業(yè)中節(jié)能大部分來源墻體材料的改革，因此，外保溫技術(shù)的提高和材料的選擇顯得尤為重要。建筑隔熱還體現(xiàn)在維護結(jié)構(gòu)隔熱和自然通風、窗口遮陽這三大方面。

三、案例分析

我國著名學府清華大學超低能耗樓，匯集多種國內(nèi)外最新的科研成果，通過各種技術(shù)方案措施，將整個建筑照明、采暖、的總能消耗控制在常規(guī)建筑的1/3以下。超低能耗樓采用鋼結(jié)構(gòu)和高性能的玻璃幕墻，在外立面設(shè)計上使用可調(diào)節(jié)外斜陽百葉、雙層皮幕墻等多種不同針對性的技術(shù)，屋頂主要部分是植被。既可以隔熱保溫，又可儲水，還實現(xiàn)了綠色美化理念。超低能耗樓的圍護結(jié)構(gòu)采用了相變蓄熱地板的方案設(shè)計，減少室內(nèi)溫差變化。這一建筑是建筑物理在土木設(shè)計中杰出應(yīng)用的體現(xiàn)。

四、提高建筑物理在土木工程設(shè)計中運用的意見和建議

首先，土木工程建筑設(shè)計工作人員一定要充分了解和把握建筑物理的相關(guān)概念，以及土木工程設(shè)計人員一定要清楚地知道建筑物理科學在現(xiàn)實生活中具有哪些功用，可以運用于現(xiàn)實生活中的哪些領(lǐng)域。土木工程相關(guān)工作人員一定要知曉建筑物理學包括哪些內(nèi)容，準確把握建筑物理學的相關(guān)概念。土木工程建筑人員一定要知曉建筑物理學中：光、聲、熱的相關(guān)內(nèi)涵及其作用，還要知曉光、聲、熱這幾方面在土木工程建設(shè)過程中進行運用的可能性和必要性，明白光、聲、熱這三方面在土木工程建筑設(shè)計過程中運用的可行性，以及如何充分利用建筑物理學來提高土木工程建筑建設(shè)的科學性和合理性，進而，提高土木工程建筑建設(shè)的質(zhì)量。其次，相關(guān)工作人員一定要處理好建筑物理學與土木工程這兩者之間的關(guān)系，清楚地知道建筑物理學的運用可以極大的提高土木工程建設(shè)的質(zhì)量，從而，要明白在土木工程建筑設(shè)計的過程中，設(shè)計者一定要充分發(fā)揮建筑物理學的作用，將建筑物理學的相關(guān)科學理論積極運用于土木工程設(shè)計當中去。土木工程設(shè)計者一定要先弄清楚建筑物理學主要包括哪些內(nèi)容，以及這些內(nèi)容如何與土工工程設(shè)計相聯(lián)系，明白建筑物理學中聲、光、熱這三面知識的運用，對于提高土木工程設(shè)計質(zhì)量的重要性。在開展土木工程設(shè)計的過程中，一定要結(jié)合土木工程設(shè)計的要求，以及建筑物理學的相關(guān)原則，很好地將這兩者系統(tǒng)有機的結(jié)合起來，只有這樣才可以充分發(fā)揮建筑物理學的作用，將其積極作用運用到土木工程設(shè)計的過程中去，從而，提高土木工程設(shè)計的科學性與合理性。

結(jié)語：

人類總是在不斷進步，因此，帶動土木工程行業(yè)的蓬勃發(fā)展，這必然使原有的土木工程技術(shù)不再適應(yīng)現(xiàn)在的施工狀況，在工程施工中，許多復(fù)雜問題的背后忽視了簡單的原理問題，如果一旦錯誤就會導致重大事故，只有將各種因素都考慮在內(nèi)，再結(jié)合實踐，合理利用建筑物理的知識，既可節(jié)能省材，還給予人們美的享受與體驗，創(chuàng)造出更加舒適的的生活環(huán)境。

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