淺談建筑與環境

周學磊

(中原工學院，河南 鄭州 450000)

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淺談建筑與環境

周學磊

(中原工學院，河南 鄭州 450000)

摘要：建筑與環境之間的關系是非常復雜的，其規律也是千變萬化和難以預測的。想要擺脫把合理的前人經驗與神秘主義糅合在一起組成玄學進而陷入迷信的歧途，就要求我們借助現代技術解釋、分析探討有關建筑與環境之間的關系。

關鍵詞：建筑外環境；建筑熱濕環境；建筑聲環境；建筑光環境；人類文化

1建筑外環境

1.1自然環境

1.1.1地理位置

地球按宏觀位置分為熱帶、溫帶和寒帶。地球繞日公轉形成四季，地球自轉形成晝夜。因為不同經緯度地區室外氣候差異巨大，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，某段時間內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量。而行程長短又與太陽高度角和海拔高度有關，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人造環境

1.2.1風場

風場指的是風速、風向的分布狀況。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，使風速產生方向和速度的變化，造成一些區域的主導風和來流主導風向的不同。不當的建筑設計會產生風場問題，例如：冬季建筑群內因設計不當造成的高速風場，會增加建筑物的冷風滲透，導致采暖負荷增加；或者由于建筑物的遮擋作用，會造成夏季自然通風不良；高速風場影響熱舒適；風速太低將會造成氣體污染物無法有效排除而產生聚集等等。因此，建筑的布局對小區風環境有著重要的影響，研究建筑群和風場的研究方法有：利用風洞的物理模型實驗方法和CFD數值模擬方法。

1.2.2熱島效應

由于地面發熱體多、覆蓋物多，加上密集人口產生的大量人為熱，造成城市溫度高于郊區溫度，根據逆溫層形成機理，熱島效應對逆溫層的出現有很大的促進作用，逆溫層的存在將導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，我們在大量建設高樓大廈追逐經濟增長的同時，要大量的在建筑群內部植樹造林，擴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。根據我國《城市居住區規劃設計規范》(GB 50180)的規定，在我國的一般民用住宅中，部分地區要求大寒日的滿窗日照時間不低于2小時，部分地區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建筑熱濕環境

建筑熱濕環境是建筑與環境的重要組成部分，主要反映在空氣環境的熱濕特性中。建筑室內熱濕環境的形成主要受各種外擾和內擾的作用。外擾主要包括室外氣候參數如室外空氣溫濕度、太陽輻射、風速風向的變化，以及鄰室的空氣溫濕度，都可以通過圍護結構使熱濕進入室內，對室內熱濕環境產生影響。外擾則主要包括照明、人員和室內設備等室內熱濕源。

2.1建筑圍護結構的熱濕傳遞

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結構顯熱傳遞過程和通過透明圍護結構的顯熱傳遞過程，其傳熱量利用公式即可求得。其次，通過圍護結構的濕傳遞。一般情況下，通過圍護結構水蒸氣的量可以忽略不計，不過對于濕度要求比較嚴格工藝生產，當室內空氣溫度相當低時，就需要考慮通過圍護結構滲透的水蒸氣。必要時，為了防止因墻壁兩側水蒸氣分壓力差異過大而出現水蒸氣凝結甚至是凍結的現象從而導致圍護結構傳熱系數增大、加大圍護結構的能耗的發生，在圍護結構內應設置蒸汽隔層或者其他結構措施。

2.2冷熱負荷

冷負荷是指維持室內空氣熱濕參數在一定要求范圍內，在單位時間內需要從房間內排除的熱量，包括縣熱量和前熱量兩部分。熱負荷是指維持室內空氣熱濕參數在一定要求范圍內，在單位時間內需要從房間內加入的熱量，同樣包括顯熱負荷和潛熱負荷部分。建筑內環境需要的冷負荷量的大小與去除熱量的方式有關，同樣建筑內環境熱負荷量的大小也與補充熱量的方式有關。例如：輻射空調方式供給的冷量，除了去除進入到空氣中熱量外，還要包括以冷輻射形式去除的各室內表面的熱量。由于建筑的熱慣性，冷負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。因此冷負荷與得熱量之間的關系取決于房間的構造、圍護結構的熱工特性和熱源的特性。

2.3人體與建筑

人體靠攝取食物進行新陳代謝維持生命。在人體細胞內無時無刻不在進行著氧化運動，化學反應中大部分化學能最終都變成了熱量，同時人體還會通過對流、輻射和汗液蒸發從環境中獲得或者失掉熱量。所以計算冷熱負荷的時候，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、自習室、教室。而舒適的環境有利于提高上產效率和產品質量，據研究，即使處于最佳的熱舒適的室內狀態時仍會有5%的人感覺不舒適。

3建筑聲環境

聲音產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輻射聲源，聲能以介質中的聲波形式傳播，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、音調的高低與音色的不同，這都與聲音的物理性質密切相關。根據這些信息，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，甚至采用專業聲學設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、則可以稍微降低標準。

4建筑光環境

自然界幾乎所有生物的生長都離不開光，建筑室內空間的界定也離不開自然光，將自然光引入室內空間也就顯得必不可少了。除了自然光，建筑內部還存在著各種其他的人照光源，即各種照明設備，建筑照明能耗在建筑中占據了重要的份額。國內外統計數據都表明，在現代的公共建筑和百貨商場照明能耗均占據三分之一左右的建筑能耗。因此，在保證建筑內部照明情況的同時，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濟效益。

合理的室內設計能最大限度的在保證要求的同時節省能源。例如：白熾燈逐漸退出建筑內環境的舞臺，節能環保的綠色光源如節能燈、LED光源在室內光環境設計中成為主流產品。室內設計對當代人來說已經不再是一個簡單陌生的概念。這幾年隨著對室內設計的越來越重視，大家更加關注室內光環境的設計。在古代，人們單純的用光來滿足照明的需要，但是發展到現代：舒適的燈光環境逐漸成為室內設計核心的標志，它是一種具有審美價值的藝術表現。光環境的藝術設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設計的內涵。

5人文文化

人類一切的建筑活動都是為了滿足生產和生活的需要，然而隨著社會的進步，歷史的發展，人文文化對建筑的影響不可謂不大。特別典型的兩大區域就是中西方。從根本上來說，中西建筑藝術的差異首先來自材料的不同：傳統的西方建筑長期以石頭為主體；傳統的東方建筑則長期以木頭為構架的。不同的建筑材料，也就為各自不同的建筑藝術提供了可能性。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，相關研究成果很多，在此不再贅述。

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中圖分類號:TU-023

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)04-0163-02