建筑物理環(huán)境與設(shè)計(jì)分析

朱天榮

（甘肅醫(yī)學(xué)院公共課教學(xué)部，甘肅 平?jīng)?744000）

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，，要對(duì)物理環(huán)境的要求充分實(shí)現(xiàn)，從而提高建筑的舒適性、安全性與美觀性，給人們提供一個(gè)良好的生活環(huán)境。對(duì)物理環(huán)境的實(shí)現(xiàn)程度就是對(duì)設(shè)計(jì)要求的把握程度，對(duì)建筑的性能具有重要的影響。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑技術(shù)越來越豐富，對(duì)建筑物理環(huán)境要求的實(shí)現(xiàn)程度越來越高，為人們提供了更為舒適的生活環(huán)境。

1 建筑物理環(huán)境概述

1.1 建筑物理環(huán)境的概念

建筑物理環(huán)境是建筑室內(nèi)空間與人體相關(guān)的各個(gè)物理要素總和，包括熱環(huán)境、聲環(huán)境、光環(huán)境，人們通過感官接觸物理環(huán)境，并因此形成不同的心理狀態(tài)。建筑熱環(huán)境的作用在于外界環(huán)境與建筑的熱交換、建筑與室內(nèi)人的熱交換，熱環(huán)境控制的主要內(nèi)容包括保溫、防潮、日照、防熱以及太陽能利用；光環(huán)境控制包括建筑的采光與照明設(shè)計(jì)；聲環(huán)境包括室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)、建筑隔音與噪聲控制三方面的內(nèi)容，其中音質(zhì)設(shè)計(jì)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(huán)境對(duì)設(shè)計(jì)的要求

建筑物理環(huán)境是建筑設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的因素，建筑設(shè)計(jì)對(duì)于物理環(huán)境的技術(shù)要求程度決定著建筑設(shè)計(jì)的高度，最終影響到人們居住的舒適度。隨著當(dāng)前人們對(duì)于建筑各項(xiàng)要求提高，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，必須在建筑的熱、聲、光三方面全面的把握，要求建筑設(shè)計(jì)能夠及時(shí)掌握當(dāng)前的前沿技術(shù)，同時(shí)要具有較高的審美鑒賞能力與對(duì)各項(xiàng)要素的把控能力，設(shè)計(jì)要在保障質(zhì)量的基礎(chǔ)上全面提升舒適性與美觀程度。

2 建筑物理環(huán)境的要求與技術(shù)

2.1 熱環(huán)境

建筑的熱環(huán)境包括建筑與外界環(huán)境的熱交換控制、建筑與室內(nèi)人的熱交換，對(duì)熱環(huán)境控制的最終目標(biāo)是為人們提供溫度適宜的居住環(huán)境，因此對(duì)室內(nèi)熱環(huán)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(nèi)，汗液蒸發(fā)率處于舒適的蒸發(fā)范圍內(nèi)。

在保溫設(shè)計(jì)上，我國不同地區(qū)對(duì)室內(nèi)熱工設(shè)計(jì)要分區(qū)與設(shè)計(jì)要求均有不同，在嚴(yán)寒地區(qū)要求滿足冬季保溫，可以不考慮夏季防熱，夏熱冬暖地區(qū)要求滿足夏季防熱，可以不考慮冬季保溫。建筑設(shè)計(jì)在保溫方面包括保溫綜合處理與外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫構(gòu)造設(shè)計(jì)：建筑保溫綜合處理可以通過控制體型系數(shù)、合理布置建筑朝向、防止冷風(fēng)滲透以及合理規(guī)劃窗墻面積比的措施，通過科學(xué)計(jì)算與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)保溫技術(shù)要求；建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱阻不能低于最小傳熱阻，其主體部分構(gòu)造分為單一材料結(jié)構(gòu)與復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，單一材料結(jié)構(gòu)如空心板、加氣混凝土等，兼具承重與保溫的功能；復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)由保溫層與承重層復(fù)合而成，依照其所處位置可分為內(nèi)保溫、外保溫與中間保溫，復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)具有多種優(yōu)點(diǎn)，不但能夠持續(xù)保溫，還能夠提升建筑安全性能，同時(shí)也兼具節(jié)能減排功能，促進(jìn)建筑可持續(xù)發(fā)展。

在防熱設(shè)計(jì)上，夏熱冬暖地區(qū)必須考慮夏季防熱設(shè)計(jì)，如廣州等地，建筑隔熱設(shè)計(jì)主要包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、自然通風(fēng)設(shè)計(jì)、遮陽設(shè)計(jì)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)進(jìn)行屋頂設(shè)計(jì)，屋頂防熱設(shè)計(jì)包括絕熱層屋頂、吊頂防熱屋頂、閣樓隔熱屋頂?shù)取Ｆ浯问峭鈮Ω魺嵩O(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容是東西墻，在空調(diào)建筑的朝向設(shè)計(jì)也十分重要。在通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到建筑的朝向，合理設(shè)計(jì)通風(fēng)口，合理的通風(fēng)設(shè)計(jì)能夠良好的改善室內(nèi)氣壓條件，達(dá)到有效隔熱。在窗口遮陽設(shè)計(jì)上可以采用綠植與構(gòu)件配合設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)內(nèi)遮陽與外遮陽的內(nèi)容，外遮陽可以采用活動(dòng)遮陽板，同時(shí)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(diào)節(jié)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(huán)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(dòng)利用與被動(dòng)利用。被動(dòng)利用是建筑不利用其它動(dòng)力，只依靠太陽能進(jìn)行供暖，在白天通過太陽能供暖，并通過建筑構(gòu)件蓄暖已達(dá)到夜間供暖的目的。而主動(dòng)利用太陽能則是利用機(jī)械動(dòng)力完成熱循環(huán)，采用光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑的一體化完成供暖，并且做到合理放暖，做到室內(nèi)溫度控制，其優(yōu)點(diǎn)在于控制更為精準(zhǔn)，缺點(diǎn)在于消耗較大，并且需要相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行管理。因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮。

2.2 光環(huán)境

建筑光環(huán)境包括建筑采光與室內(nèi)照明。良好的光環(huán)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(huán)境設(shè)計(jì)需要優(yōu)先考慮自然采光，其次要做好照明設(shè)計(jì)。建筑自然采光包括被動(dòng)式采光與主動(dòng)式采光，被動(dòng)式采光是利用側(cè)窗與天窗等采光窗進(jìn)行采光，在設(shè)計(jì)時(shí)側(cè)窗采光的進(jìn)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(shè)計(jì)時(shí)室內(nèi)采光面積要達(dá)到采光口的2.5倍，同時(shí)需要做好遮陽措施。主動(dòng)式采光設(shè)計(jì)是增加室內(nèi)自然光的照射面積，改善室內(nèi)光環(huán)境，使自然光更全面的照射在室內(nèi)，從而達(dá)到節(jié)省照明，節(jié)約能源的目的，在設(shè)計(jì)時(shí)通過采光窗與遮光措施配合達(dá)到采光與保密目的。

2.3 聲環(huán)境

聲環(huán)境設(shè)計(jì)包括建筑室內(nèi)室外音頻等級(jí)與噪音阻隔措施。建筑室內(nèi)音質(zhì)設(shè)計(jì)主要是在劇院等功能廳進(jìn)行設(shè)計(jì)，齊抓管評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(gòu)成薄膜吸聲結(jié)構(gòu)，能夠吸收200-1000Hz范圍內(nèi)的中頻聲音。薄板吸聲構(gòu)造則是將板材固定在框架上，與板后封閉空氣層構(gòu)成震動(dòng)系統(tǒng)，將聲音轉(zhuǎn)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(dá)到噪音控制的目的，噪音控制包括建筑隔音控制與設(shè)備降噪設(shè)計(jì)，使用隔音板、隔音材料等構(gòu)件與隔音技術(shù)能夠有效阻隔噪音；在設(shè)備降噪方面顏萬山隔振設(shè)計(jì)，包括設(shè)備基礎(chǔ)隔振與管道隔振設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語

隨著人們對(duì)生活居住環(huán)境要求逐漸提升，建筑設(shè)計(jì)如何更好地實(shí)現(xiàn)建筑物理環(huán)境要求成為當(dāng)前建筑環(huán)境必須思考的問題。建筑單位在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)，綜合考慮聲、光、熱環(huán)境設(shè)計(jì)需求，從而提升建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，為人們提供更為舒適的生活環(huán)境，促進(jìn)建筑可持續(xù)發(fā)展。