建筑物理環境與設計分析

朱天榮

（甘肅醫學院公共課教學部，甘肅 平涼 744000）

在進行建筑設計時，，要對物理環境的要求充分實現，從而提高建筑的舒適性、安全性與美觀性，給人們提供一個良好的生活環境。對物理環境的實現程度就是對設計要求的把握程度，對建筑的性能具有重要的影響。隨著建筑行業的發展，建筑技術越來越豐富，對建筑物理環境要求的實現程度越來越高，為人們提供了更為舒適的生活環境。

1 建筑物理環境概述

1.1 建筑物理環境的概念

建筑物理環境是建筑室內空間與人體相關的各個物理要素總和，包括熱環境、聲環境、光環境，人們通過感官接觸物理環境，并因此形成不同的心理狀態。建筑熱環境的作用在于外界環境與建筑的熱交換、建筑與室內人的熱交換，熱環境控制的主要內容包括保溫、防潮、日照、防熱以及太陽能利用；光環境控制包括建筑的采光與照明設計；聲環境包括室內音質設計、建筑隔音與噪聲控制三方面的內容，其中音質設計一般限于廳堂等建筑物如音樂館、影劇院等，隔音與噪聲控制是建筑普遍存在的問題。

1.2 建筑物理環境對設計的要求

建筑物理環境是建筑設計時必須要考慮的因素，建筑設計對于物理環境的技術要求程度決定著建筑設計的高度，最終影響到人們居住的舒適度。隨著當前人們對于建筑各項要求提高，在進行建筑設計時，必須在建筑的熱、聲、光三方面全面的把握，要求建筑設計能夠及時掌握當前的前沿技術，同時要具有較高的審美鑒賞能力與對各項要素的把控能力，設計要在保障質量的基礎上全面提升舒適性與美觀程度。

2 建筑物理環境的要求與技術

2.1 熱環境

建筑的熱環境包括建筑與外界環境的熱交換控制、建筑與室內人的熱交換，對熱環境控制的最終目標是為人們提供溫度適宜的居住環境，因此對室內熱環境的要求需要熱舒性滿足舒適條件，人體皮膚處于舒適溫溫度內，汗液蒸發率處于舒適的蒸發范圍內。

在保溫設計上，我國不同地區對室內熱工設計要分區與設計要求均有不同，在嚴寒地區要求滿足冬季保溫，可以不考慮夏季防熱，夏熱冬暖地區要求滿足夏季防熱，可以不考慮冬季保溫。建筑設計在保溫方面包括保溫綜合處理與外圍護結構保溫構造設計：建筑保溫綜合處理可以通過控制體型系數、合理布置建筑朝向、防止冷風滲透以及合理規劃窗墻面積比的措施，通過科學計算與設計實現保溫技術要求；建筑維護結構保溫設計要求圍護結構的傳熱阻不能低于最小傳熱阻，其主體部分構造分為單一材料結構與復合保溫結構，單一材料結構如空心板、加氣混凝土等，兼具承重與保溫的功能；復合保溫結構由保溫層與承重層復合而成，依照其所處位置可分為內保溫、外保溫與中間保溫，復合保溫結構具有多種優點，不但能夠持續保溫，還能夠提升建筑安全性能，同時也兼具節能減排功能，促進建筑可持續發展。

在防熱設計上，夏熱冬暖地區必須考慮夏季防熱設計，如廣州等地，建筑隔熱設計主要包括圍護結構設計、自然通風設計、遮陽設計。圍護結構設計中要重點進行屋頂設計，屋頂防熱設計包括絕熱層屋頂、吊頂防熱屋頂、閣樓隔熱屋頂等。其次是外墻隔熱設計，其設計的重點內容是東西墻，在空調建筑的朝向設計也十分重要。在通風設計時要考慮到建筑的朝向，合理設計通風口，合理的通風設計能夠良好的改善室內氣壓條件，達到有效隔熱。在窗口遮陽設計上可以采用綠植與構件配合設計，合理設計內遮陽與外遮陽的內容，外遮陽可以采用活動遮陽板，同時搭配綠化以提升遮陽效率，而窗簾、百葉窗等都能夠起到良好的遮陽效果，其效果相較外遮陽較差，但勝在調節靈活、使用方便，還能夠有效防止眩光等，兼具保溫與裝飾的功能。

太陽能的利用是建筑熱環境控制的重要方面，隨著綠色建筑理念的興起，太陽能在建筑利用中越來越廣泛，如太陽能電池板、熱水器等。太陽能利用包括主動利用與被動利用。被動利用是建筑不利用其它動力，只依靠太陽能進行供暖，在白天通過太陽能供暖，并通過建筑構件蓄暖已達到夜間供暖的目的。而主動利用太陽能則是利用機械動力完成熱循環，采用光伏發電系統與建筑的一體化完成供暖，并且做到合理放暖，做到室內溫度控制，其優點在于控制更為精準，缺點在于消耗較大，并且需要相關專業人員進行管理。因此在設計時需要綜合考慮。

2.2 光環境

建筑光環境包括建筑采光與室內照明。良好的光環境能夠營造和諧溫馨的生活氛圍，從從而提高建筑居住的舒適度，建筑光環境設計需要優先考慮自然采光，其次要做好照明設計。建筑自然采光包括被動式采光與主動式采光，被動式采光是利用側窗與天窗等采光窗進行采光，在設計時側窗采光的進深一般控制在1.5-2倍最佳，利用透光材料本身的特性來控制光線；天窗設計時室內采光面積要達到采光口的2.5倍，同時需要做好遮陽措施。主動式采光設計是增加室內自然光的照射面積，改善室內光環境，使自然光更全面的照射在室內，從而達到節省照明，節約能源的目的，在設計時通過采光窗與遮光措施配合達到采光與保密目的。

2.3 聲環境

聲環境設計包括建筑室內室外音頻等級與噪音阻隔措施。建筑室內音質設計主要是在劇院等功能廳進行設計，齊抓管評價標準包括合適的響度、清晰度、豐滿度、良好的空間感、無回聲與低背景噪聲等。

建筑的隔音設計可以采用多空吸聲材料如玻璃棉、麻棉毛氈等材料，能夠有效控制中高頻的聲音。也可采用皮革、人造革等材料構成薄膜吸聲結構，能夠吸收200-1000Hz范圍內的中頻聲音。薄板吸聲構造則是將板材固定在框架上，與板后封閉空氣層構成震動系統，將聲音轉化為熱能，能夠有效控制低頻聲音。

在噪音控制方面，利用隔音、吸音等手段來阻隔或者消除噪音，從而達到噪音控制的目的，噪音控制包括建筑隔音控制與設備降噪設計，使用隔音板、隔音材料等構件與隔音技術能夠有效阻隔噪音；在設備降噪方面顏萬山隔振設計，包括設備基礎隔振與管道隔振設計。

3 結語

隨著人們對生活居住環境要求逐漸提升，建筑設計如何更好地實現建筑物理環境要求成為當前建筑環境必須思考的問題。建筑單位在進行建筑設計時，應當結合地區特點，綜合考慮聲、光、熱環境設計需求，從而提升建筑設計質量，為人們提供更為舒適的生活環境，促進建筑可持續發展。