03-建筑環(huán)境學(xué)

1、第三講 建筑環(huán)境學(xué)1建筑環(huán)境學(xué)的內(nèi)容建筑外環(huán)境（室外氣候）室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）室內(nèi)熱濕環(huán)境與空氣環(huán)境建筑聲環(huán)境建筑光環(huán)境建筑室內(nèi)環(huán)境的控制2第一節(jié) 建筑環(huán)境的形成一、太陽輻射熱(能量來源)1、地球?qū)μ柕南鄬?duì)位置3 00+23.5-23.5赤緯d北回歸線南回歸線3南北回歸線42、太陽的輻射強(qiáng)度5 太陽高度角（）：太陽方向與水平線的夾角； 太陽方位角（）：太陽方向的水平投影偏離南向的角度；太陽常數(shù):I0指太陽與地球之間為年平均距離時(shí),地球大氣層上邊界處,垂直于陽光射線的外表上,單位面積單位時(shí)間內(nèi)來自太陽的輻射能量 56 可見光紫外線近紅外線長(zhǎng)波 紅外線在各種波長(zhǎng)的輻射中,能轉(zhuǎn)化為熱能的主要是可

2、見光局部（46%）0.380.76m；0.763.0 m近紅外線。63、地球?qū)μ栞椛涞奈沼扇植拷M成 直射輻射散射輻射大氣長(zhǎng)波輻射：大氣（水蒸汽和CO2）吸收后再向地面輻射,為長(zhǎng)波輻射。在日間比例很小,可以忽略。 所謂太陽總輻射一般僅包括前兩局部。7 7大氣對(duì)太陽輻射的影響（了解）大氣對(duì)太陽輻射的削弱程度取決于射線在大氣中射程的長(zhǎng)短,及大氣質(zhì)量。 射程長(zhǎng)短與太陽高度角和海拔高度有關(guān)。 太陽高度角與太陽通過的路徑長(zhǎng)度密切相關(guān),從而影響日射強(qiáng)度。太陽高度角低則日射強(qiáng)度小。冬季太陽高度角低,夏季太陽高度角高。清晨和黃昏太陽高度角低,中午太陽高度角高 。高緯度地區(qū)太陽高度角低,低緯度地區(qū)太陽高度角

3、高。大氣透明度（0.650.75 ）對(duì)太陽輻射的影響。8太陽輻射強(qiáng)度與朝向9 北緯40的總輻射強(qiáng)度93、太陽輻射與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽輻射與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料4、日照與建筑的外形配置最低日照標(biāo)準(zhǔn)： 冬至日底層住宅內(nèi)滿窗日照時(shí)間1h；冬天盡量多：但太陽高度角低易被遮擋 夏天盡量少：但太陽高度角高不易被遮擋 10不同緯度下南北相鄰樓間距與日照的關(guān)系11二、室外氣候1、室外溫度指距地面1.5m高,背陰處的空氣干球溫度。氣溫的影響因素及日變化12 12二、室外氣候室外氣溫季節(jié)變化最熱月在7-8月,最冷月在1、2月份。氣溫的年較差年較差與緯度的關(guān)系13微氣候：指離地面30-120cm的高度范圍內(nèi),在建筑物周圍

4、地面上或在其他特定地點(diǎn),所形成的風(fēng)、陽光、輻射、氣溫、與濕度等氣候條件。 14 受地面反射率、夜間輻射、氣流、遮陽等影響,離建筑物越遠(yuǎn),溫度越低14北京的城市熱島 北京80年代初城市熱島強(qiáng)度為夏季1.5,冬季5。家用空調(diào)的普及和車輛的劇增必然導(dǎo)致近年夏季熱島強(qiáng)度增加。1983年1月2627日1982年7月15城市熱島 熱島強(qiáng)度：熱島中心氣溫減去同時(shí)間同高度（距地1.5 m高處）附近郊區(qū)的氣溫的差值。單位：16城市熱島的成因 自然條件市內(nèi)風(fēng)速、對(duì)天空長(zhǎng)波輻射;建筑布局影響對(duì)天空角系數(shù)和風(fēng)場(chǎng)云量：市區(qū)內(nèi)低云量大于郊區(qū) 太陽輻射：市內(nèi)大氣透明度低,太陽總輻射比郊區(qū)低下墊面的吸收和反射特性、蓄熱特性：

5、地面材料、植被、水體的設(shè)置 人為影響：“人為熱 交通、家用電器、炊事產(chǎn)熱 空調(diào)采暖產(chǎn)熱17城市逆溫層18霧靄霧往哪里去？192、室外空氣濕度定義：指空氣中水蒸汽的含量。空氣濕度一般以相對(duì)濕度來表示。 相對(duì)濕度： 表征濕空氣中水蒸汽含量接近飽和含量的程度。 來源 ：水體蒸發(fā) 植物蒸發(fā) 20室外濕度變化21濕度的年變化3、室外的風(fēng)4、降水22第二節(jié) 建筑的熱濕環(huán)境一、熱濕環(huán)境根本內(nèi)容及概念室內(nèi)空氣的溫度、濕度、氣流速度以及壁面的輻射溫度等綜合組成的一種室內(nèi)氣候。1、濕空氣的組成干空氣和水蒸汽2、室內(nèi)空氣溫度（干球溫度）冬季：1624夏季：2228 23熱濕環(huán)境的參數(shù)3、室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度濕空氣的壓

6、力B濕空氣中的水蒸氣分壓Pq干空氣壓力Pg飽和水蒸氣壓力Pqb濕空氣含濕量d相對(duì)濕度舒適空調(diào)的室內(nèi)濕度參數(shù)冬季：30%60% ； 夏季：40%65%24熱濕環(huán)境的參數(shù)4、室內(nèi)空氣平均流速夏季：0.3m/s 冬季：0.2m/s 5、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表溫度民用建筑熱工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：冬季要保證內(nèi)外表最低溫度不低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度；夏季要保證內(nèi)外表最高溫度不高于室外空氣計(jì)算最高溫度。25熱濕環(huán)境的參數(shù)6、影響室內(nèi)熱濕環(huán)境的因素建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境的最主要原因是各種外擾和內(nèi)擾的影響。 外擾：室外氣候參數(shù) 通過兩種形式影響房間的熱濕狀態(tài): 一是通過熱交換(包括對(duì)流換熱、導(dǎo)熱、輻射);二是通過空氣交換; 內(nèi)擾：設(shè)

7、備、人體、照明等 作用形式：對(duì)流換熱、導(dǎo)熱、輻射26二、熱濕環(huán)境的評(píng)價(jià)1、人與環(huán)境的熱平衡272、人體熱平衡方程式 MW C R E S 式中：M人體能量代謝率,W/； W人體所做的機(jī)械功,W/； C人體外外表向周圍環(huán)境通過對(duì)流形式散發(fā)的熱量,W/；R人體外外表向周圍環(huán)境通過輻射形式散發(fā)的熱量,W/； E汗液蒸發(fā)和呼出的水蒸氣所帶走的熱量,W/ ；S人體蓄熱率,W/ （式中各項(xiàng)均以人體單位外表積的產(chǎn)熱和散熱表示）283、人體生理溫度反響人體最大的生理性變動(dòng)范圍為3540； S=0,說明人體正常； 舒適S0,說明體溫上升,人體不舒適； 當(dāng)體溫45,人致死S0, 說明在冷環(huán)境中,人體散熱量增多。

8、當(dāng)體溫36,稱體溫過低； 當(dāng)體溫28,有生命危險(xiǎn)； 當(dāng)體溫C類：用于海堤、碑石等其他用途；53（四）、室內(nèi)微生物污染及特點(diǎn)微生物肉眼看不見、必須通過顯微鏡才能看見的微小生物特點(diǎn)：個(gè)體小、繁殖快、分布廣、種類繁多、較易變異、對(duì)溫度適應(yīng)性強(qiáng)能危害人體健康的主要有:病毒、細(xì)菌和真菌。如：SARS、軍團(tuán)菌、塵螨等54塵螨適宜環(huán)境2030,7585,空氣不流通場(chǎng)所可引起哮喘、過敏性鼻炎、過敏性皮炎控制方法：通風(fēng)換氣,保持清潔55二、室內(nèi)空氣污染的途徑室內(nèi)空氣污染物的來源之一：室外來源3-3-2、室內(nèi)空氣品質(zhì)的污染源和污染途徑561、由室內(nèi)加熱或燃燒而生成的污染如,煙草,燃料燃燒室內(nèi)空氣污染物的來源之二：

9、室內(nèi)來源572、建筑裝修裝飾材料3、管理不善的暖通空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)。4、家具和辦公設(shè)備5、室內(nèi)人員6、其它 如日用化學(xué)品、飼養(yǎng)寵物等583-3-3、室內(nèi)空氣品質(zhì)對(duì)人的影響及評(píng)價(jià)方法一、對(duì)人的影響1、危害人體健康1）病態(tài)建筑綜合癥2）建筑相關(guān)疾病3）過敏癥592、影響人的工作效率據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)雜志1985年調(diào)查：美國(guó)每年因呼吸道感染就醫(yī)人數(shù)到達(dá)7500萬次,每年損失1.5億個(gè)工作日,花費(fèi)醫(yī)療費(fèi)150億美元,缺勤損失高達(dá)590億美元。1989年美國(guó)環(huán)保署對(duì)新西蘭的調(diào)查說明,每年因室內(nèi)空氣品質(zhì)不良造成的損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的3%1997年Mensies 一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究,好的空氣品質(zhì)提高了大約11%的生產(chǎn)力。

10、60二、室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法方法1：測(cè)量室內(nèi)污染物濃度客觀評(píng)價(jià)問題： 用什么作為代表性的污染物？(測(cè)什么？) 選擇有代表性的污染物作為評(píng)價(jià)指標(biāo)：一般選用二氧化碳、一氧化碳、甲醛、吸入塵、溫度、濕度、風(fēng)速、照度、噪聲等指標(biāo)。方法2：居住者問卷調(diào)查 主觀評(píng)價(jià)61暴露水平評(píng)價(jià)暴露是指人體與一種或一種以上的物理、化學(xué)或生物因素在時(shí)間和空間上的接觸。暴露評(píng)價(jià)是對(duì)暴露人群中發(fā)生或預(yù)期將發(fā)生的人體危害進(jìn)行分析和評(píng)估,是一種客觀評(píng)價(jià)方法。包括兩個(gè)方面：對(duì)人體暴露進(jìn)行定性評(píng)價(jià)和對(duì)進(jìn)入人體內(nèi)的有害物劑量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)623-3-4、室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和控制方法一、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)第一部室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)

11、檢疫總局、國(guó)家環(huán)?？偩趾托l(wèi)生部共同制定,2002年11月19日發(fā)布,2003年3月1日實(shí)施。2002年室內(nèi)建筑裝修材料有害物質(zhì)限量和民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn) （GB 503252001 ）已經(jīng)實(shí)施。63二、室內(nèi)空氣污染控制方法1、源頭治理2、通新風(fēng)稀釋和合理組織氣流3、 空氣凈化過濾器過濾、活性炭吸附、納米光催化降解VOC、臭氧法、紫外線照射法、植物凈化法等蘆薈能夠吸收空氣中的醛；龍舌蘭能吸收苯、甲醛和三氯乙烯；吊蘭能吞噬CO,甲醛等。64 第四節(jié) 建筑聲環(huán)境（自學(xué)）聲音是什么？在彈性媒質(zhì)中傳播的機(jī)械波 聲源：振動(dòng)的固體、液體、氣體 特性：波長(zhǎng)、頻率 f、聲速 c 人可以聽到的頻率2020

12、00HZ中頻聲 低頻聲 高頻聲 65一、聲音的計(jì)量1、聲功率： 聲功率是指聲源在單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的聲能,記為W,單位為瓦（W)或微瓦（W）2、聲強(qiáng)定義：在單位時(shí)間內(nèi),在垂直于聲波傳播方向的單位面積上所通過的聲能。記為I,單位為W/ 聲強(qiáng)是衡量聲音強(qiáng)弱的物理量。 I=W/S W/ 式中：S聲能所通過的面積, 在無反射的自由聲場(chǎng)中,點(diǎn)聲源發(fā)出的球面波,均勻地向四周輻射聲能。 距聲源中心為r的球面上的聲強(qiáng)為 I=W/S=W/(4r2) W/噪聲怎么衡量？663、聲壓：定義：是指某瞬時(shí),介質(zhì)中的壓強(qiáng)(P)相對(duì)于無聲波時(shí)壓強(qiáng)(P0)的改變量。所以,聲壓的單位就是壓強(qiáng)的單位,為 Pa.4、聲級(jí)聞閾：可聞

13、聲壓最小值pmin痛閾: 可聞聲壓最大值pmax1）聲壓級(jí)：聲壓與基準(zhǔn)聲壓之比的以10為底的對(duì)數(shù)的20倍。聞閾：2105Pa,1000HZ時(shí)67 聲音的計(jì)量2）聲強(qiáng)級(jí)：基準(zhǔn)聲強(qiáng), I0 =10-12W/；即人耳對(duì)頻率為1000Hz的聲音的可聞閾值 3）聲功率級(jí)基準(zhǔn)聲功率,規(guī)定為10-12w/聲強(qiáng)級(jí)、聲壓級(jí)、聲功率級(jí)為無量綱量,dB68 二、人的聽覺特性（了解）1、最小和最大可聽聲壓聲壓級(jí)在120dB左右人開始不舒服超過140dB,耳內(nèi)會(huì)出血,甚至造成永久傷害2、最小聲壓可變閾因頻率而變化3、哈斯效應(yīng)與回聲感覺（自學(xué)）4、聽覺疲勞和聽力損失（自學(xué)）69四、室內(nèi)聲環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（一）幾種評(píng)價(jià)方法1、A聲

14、級(jí)LA（保護(hù)聽力和健康、環(huán)境噪聲）2、等效連續(xù)A聲級(jí)LAeq （不穩(wěn)態(tài)噪聲源）3、統(tǒng)計(jì)聲級(jí)LX（交通噪聲）4、NR評(píng)價(jià)曲線（公眾對(duì)戶外噪聲的評(píng)價(jià)）7071 我國(guó)的室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn) 房間類型NR(dB)A聲級(jí)dB(A) 臥室、書房、病房 3545 4050 起居室4045 4050 語言教室 35 40 一般教室45 50 門診室5055 5560 手術(shù)室4045 4050 賓館客房3045 3550 會(huì)議室30 35 學(xué)術(shù)報(bào)告廳、閱覽室25 30 室內(nèi)樂、演唱廳20 25 辦公室35 40 宴會(huì)廳35 4071 五、室內(nèi)噪聲控制1、噪聲來源2、建筑布局中的噪聲控制合理布局各類房間,避開噪聲源3、提

15、高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲量4、隔聲屏障7273 73第五節(jié) 建筑光環(huán)境一.光的本質(zhì)光是以電磁波形式傳播,并能被人眼所感到的那一局部輻射能,波長(zhǎng)范圍為380780nm ,不同波長(zhǎng)的光在視覺上形成不同的顏色; 紅色:0.780.63m; 橙色: 0.630.59m; 黃色:0.590.56m; 綠色: 0.560.49m; 藍(lán)色:0.490.45m; 紫色: 0.450.38m 光的三層含義: （1）可見的輻射波（2）視覺器官的視覺特點(diǎn),要有良好的視覺器官; （3）二者相互作用引起的視覺效果74第五節(jié) 建筑光環(huán)境二.根本光度單位1.光通量光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的以人眼感覺為基準(zhǔn)的能量,換句話說,就是在可見

16、光范圍內(nèi)輻射出的并被人眼感覺到的輻射通量。 光通量說明了光源的發(fā)光能力。 光通量用表示,單位為流明（lm)。2.發(fā)光強(qiáng)度I 光通量的空間密度,稱發(fā)光強(qiáng)度。 發(fā)光強(qiáng)度表征光源發(fā)出的光通量在空間的分布狀況。 75第五節(jié) 建筑光環(huán)境2.發(fā)光強(qiáng)度I 76第五節(jié) 建筑光環(huán)境3.照度link對(duì)于被照面而言,用落在其單位面積上的光通量的數(shù)值來表示它被照射的程度,稱照度。照度用E表示。 E=/S (勒克斯 lx) 77照度78第五節(jié) 建筑光環(huán)境4.亮度A.（物理亮度）一個(gè)發(fā)光（或反光）物體,在眼睛視網(wǎng)膜上成像,使人眼能夠識(shí)別出它的形狀和明暗。物體在視線方向上單位面積發(fā)出的發(fā)光強(qiáng)度,稱發(fā)光體在該方向的物理亮度。

17、 L =dI /dScos 單位：cd/m2 （坎德拉）B.（主觀亮度）定義：人們主觀感受到的物體明亮程度。 1)與物體的物理亮度有關(guān)； 2)與我們所處的環(huán)境的明暗程度有關(guān)； 79第五節(jié) 建筑光環(huán)境三.人眼的視覺特性1.明暗感覺感光細(xì)胞按照其形狀分兩類：錐狀細(xì)胞： 只在明亮環(huán)境中起作用（明視覺）。這時(shí),它能分辨出物體的細(xì)部和顏色,并對(duì)環(huán)境的明暗變化作出迅速的反響,以適應(yīng)新環(huán)境。 桿狀細(xì)胞： 只在黑暗環(huán)境中起作用（暗視覺）。在黑暗環(huán)境中,它雖能看到物體,但不能分辨其細(xì)部和顏色,對(duì)明暗變化的反響緩慢。802.顏色感覺人眼具有感覺顏色的能力。明視覺時(shí),人們對(duì)波長(zhǎng)380780nm范圍內(nèi)的可見光產(chǎn)生紫、

18、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅等顏色。3.光視效能link光亮變化時(shí)人對(duì)不同波長(zhǎng)的可見光的反響。4.視力視覺敏銳度（醫(yī)學(xué)上稱視力）： 人憑借視覺器官感知物體的細(xì)節(jié)和形狀的敏銳程度。剛剛能分辨的視角的倒數(shù) 81825.視野觀察者正視前方時(shí),頭和眼睛都保持不動(dòng)時(shí),這樣所覺察到的空間范圍稱。 視野分： 單眼視野：水平方向180；垂直方向：向上60,向下70 雙眼視野：水平方向120；垂直方向：向上60,向下70中心視野： 在視軸1范圍內(nèi),具有最高的視覺靈敏度,能分辨最細(xì)小的細(xì)部,稱。 從視野中心往外30范圍,視覺清晰度最好,稱“近背景視野,這是觀看物體總體時(shí)最有利的位置。83三.影響視度的因素視度-人眼看物體的清晰程度,稱為。1.亮度物體亮度為3.1810-6 cd/,人眼能夠感知,稱最低亮度閾；物體亮度為3.18103 cd/,人眼具有最大靈敏度；