建筑物理思考題

1、建筑物理思考題黃劉洋環(huán)藝1001班從南北地域,氣候等差異進(jìn)行分析:出現(xiàn)巢居，穴居兩種 完全不同的建筑形態(tài)的原因.答:南方地區(qū)一月平均溫度在零攝氏度以上，年降水量超過 800mm，屬亞熱帶濕潤(rùn)地區(qū).北方一月平均溫度在零攝氏度以下， 年降水量不足800mm，屬暖溫帶半濕潤(rùn)地區(qū).因?yàn)槟戏綕駸岫嘤甑臍夂蛱攸c(diǎn)和多山密林的自然地理?xiàng)l件 所以南方民族發(fā)展出“構(gòu)木為巢”的居住模式。巢居在適應(yīng)南方 氣候環(huán)境特點(diǎn)上有顯而易見的優(yōu)勢(shì)：高架在樹上可以遠(yuǎn)離濕地， 遠(yuǎn)離蟲蛇野獸侵襲，高處有利于通風(fēng)散熱，森林眾多也使其便于 就地取材就地建造等。而在北方森林稀少，但有廣闊而豐厚的黃土層，土質(zhì)均勻， 含有石灰質(zhì)，有壁立不易倒塌

2、的特點(diǎn)，便于挖作洞穴。因此原始 社會(huì)晚期，豎穴上覆蓋草頂?shù)难ň映蔀檫@一區(qū)域氏族部落廣泛采 用的一種居住方式。同時(shí)，在黃土溝壁上開挖橫穴而成的窯洞式 住宅，也在西北廣泛出現(xiàn)，其平面多為圓形，和一般豎穴式穴居 并無差別。隨著原始人營(yíng)建經(jīng)驗(yàn)的不斷積累和技術(shù)提高，穴居從 豎穴逐步發(fā)展到半穴居，最后又被地面建筑所代替。對(duì)學(xué)校的寢室建筑有沒有更合理的設(shè)計(jì)思路,用草圖 表達(dá).答:將擴(kuò)大樓的間距，使樓層底部也可以有充足的陽(yáng)光照射.并將寢室的排列設(shè)計(jì)成正方形,這樣更有利于采光和通風(fēng).可再生資源有哪些？找找在建筑中可利用的再生能源的實(shí) 例.答:可再生資源有以下幾種：太陽(yáng)能,地?zé)崮埽?風(fēng)能,生物 質(zhì)能，潮汐能等

3、.利用可再生資源的實(shí)例：由美國(guó)建筑大師克勞埃德建 造的這座占地1850平方米的建筑， 與同類建筑相比，該禮拜堂可節(jié)能 40%。這個(gè)禮拜堂利用當(dāng)?shù)氐幕厥詹?料建成，配有二氧化碳傳感器控制的 通風(fēng)系統(tǒng)，禮拜堂的屋頂種滿植物， 獨(dú)立的光控系統(tǒng)遍布整幢建筑。在07年的一場(chǎng)龍卷風(fēng)幾乎將 葛林斯堡夷為平地之后，當(dāng)?shù)毓賳T隨 后決定重建一個(gè)綠色城鎮(zhèn)，建筑師大 量使用自然光和自然通風(fēng)，并通過合 理布局以及多樣化的植物綠化來降 低熱島效應(yīng)。除此之外，學(xué)校外還配 有一臺(tái)50千瓦時(shí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī).這所公立高中有550名學(xué)生 就讀，教學(xué)樓里配備有氣象站、灌 溉和生活用水系統(tǒng)以及多套監(jiān)控裝 置構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。這個(gè)綜合系統(tǒng)

4、能夠幫助師生們節(jié)約能源，也可以 讓溫度保持適宜并改善室內(nèi)空氣質(zhì) 量。3.建筑消耗的自然資源有哪些?建筑與環(huán)境的關(guān)系如何？ 答：建筑施工過程中直接消耗的自然資源有以下幾種：土地 資源，礦場(chǎng)資源，巖石資源，金屬資源，水資源。間接消耗的自 然資源包括：化石燃料資源等。建筑與環(huán)境的關(guān)系就像人類與環(huán)境的關(guān)系一樣：環(huán)境是建筑 的載體，建筑的一切因素都是取之于環(huán)境的，應(yīng)當(dāng)適度和合理的 發(fā)展，避免過度消耗環(huán)境。一味的追求建筑業(yè)的高速發(fā)展會(huì)反過 來破壞自然環(huán)境，而自然環(huán)境的破壞會(huì)導(dǎo)致建筑居住質(zhì)量的降低。當(dāng)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)生產(chǎn)力的高速發(fā)展，使人類文明 的進(jìn)程不斷加速，與此同時(shí)，人類社會(huì)也面臨著一系列重大環(huán)境

5、與發(fā)展問題，這些問題都是極其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn).人口大幅激增、有限 的資源被過度消耗、地球大環(huán)境氣候的變異、環(huán)境污染和生態(tài)破 壞等問題無時(shí)無刻不威脅著人類的生存和發(fā)展。在這嚴(yán)苛的現(xiàn)實(shí) 問題面前，我們現(xiàn)在正奉為信條的城市發(fā)展觀和價(jià)值系統(tǒng)是否是 正確的，如今，人們已不得不重新去審視和評(píng)判了。在這日益嚴(yán)峻 的問題前，許多有識(shí)之士開始逐漸的認(rèn)識(shí)到,人類本身是自然系 統(tǒng)的一部分，人類的一舉一動(dòng)都是與自然密切相關(guān)的，人類社會(huì) 與其支撐的萬(wàn)事萬(wàn)物息息相關(guān)。在城市發(fā)展和建設(shè)過程中，我們 今天必須改變以往的思路，將生態(tài)環(huán)境問題優(yōu)先置于經(jīng)濟(jì)和社會(huì) 問題之上;同時(shí)，還要進(jìn)一步高瞻遠(yuǎn)矚,通盤考慮有限資源的合 理利用問題.聯(lián)合

6、國(guó)1972年在斯德哥爾摩發(fā)表人類環(huán)境宣言 開始，建筑及城市環(huán)境已經(jīng)成為當(dāng)代宏觀環(huán)境的一個(gè)重要組成部 分。1981年第14次國(guó)際建協(xié)華沙宣言也明確提出，“建筑學(xué)是 為人類建立生活環(huán)境的綜合藝術(shù)和科學(xué)”，進(jìn)一步闡明了建筑學(xué) 的學(xué)科含義，為建筑學(xué)與環(huán)境科學(xué)的溝通融合開辟了廣闊的前景。結(jié)合城市地域，氣候特點(diǎn)等客觀因素對(duì)當(dāng)?shù)亟ㄖO(shè)計(jì)提出 可行建議.答:特定地域的氣候要素是相對(duì)不變的因素，而它與城市的 整體布局、建筑特點(diǎn)、建筑材料的選取等均有著極其密切的關(guān)系。 建筑設(shè)計(jì)必須遵循當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和變化規(guī)律，趨利避害,去塑造 具有本地特色的城市建筑。下面以沈陽(yáng)為例進(jìn)行分析：主導(dǎo)風(fēng)向與城市規(guī)劃關(guān)系如下:大氣污染物

7、的擴(kuò)散與風(fēng)向、 風(fēng)速的關(guān)系最為密切，風(fēng)向決定了污染物的輸送方向，而風(fēng)速的大 小決定了對(duì)污染物的稀釋能力。沈陽(yáng)市的整體布局，工業(yè)企業(yè)和 居民區(qū)的規(guī)劃很大程度上與風(fēng)向有關(guān).該市年夏季盛行南風(fēng)、西 南風(fēng);冬季盛行北風(fēng)，冬季風(fēng)和夏季風(fēng)主導(dǎo)風(fēng)向基本相反，頻率相 等。在季節(jié)變化型風(fēng)向區(qū)域內(nèi)進(jìn)行城市規(guī)劃時(shí)將累年平均風(fēng)向頻 率最小方位宜作為城市工業(yè)區(qū).日照時(shí)常也影響建筑設(shè)計(jì).沈陽(yáng)冬至日如果按冬至日住宅底 層滿窗日照不少于2h的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算建筑間距，可利用冬至日棒影圖, 通過原點(diǎn)作一南北向直線，作為后棟建筑;取一直尺代表前棟建筑, 平行于后棟建筑移動(dòng)。截冬至棒影線于10時(shí)，此時(shí)求出直尺與后 棟建筑的距離為1.5H,

8、即表示2棟建筑的間距至少相當(dāng)于前棟建 筑高的1.5倍，才能保證后棟底層墻面冬至日.目前我國(guó)建筑業(yè)，特別是建筑設(shè)計(jì)中存在的問題是什么？答：1.缺乏創(chuàng)新.多年來，中國(guó)建筑業(yè)所采用的樣式、理念幾乎 都是引自國(guó)外.而國(guó)內(nèi)建筑開發(fā)公司,只是一味的抄襲模仿,只能 給房子搞點(diǎn)小變化，并沒有做到真正的形式的創(chuàng)新.盲目追求西式的豪華，不顧建筑的本質(zhì).室內(nèi)設(shè)計(jì)中的空間 劃分直接抄襲西方的模式,并沒有考慮中國(guó)的現(xiàn)實(shí)條件.比如:西 方室內(nèi)空間劃分大都是相互獨(dú)立的，而中國(guó)人的方式是具有相互 依賴性的。西方的廚房有很多是開敞性的，而中國(guó)人習(xí)慣獨(dú)立性 廚房。在西方，人們的衣帽間是男女分開的，中國(guó)則是放在一起。 這些都是中西

9、方生活習(xí)慣的不同，建筑師和室內(nèi)設(shè)計(jì)師都是應(yīng)該 予以考慮的。飾面裝修所用的材料過于奢侈，這嚴(yán)重違背了 “以 人為本”的原則。在國(guó)內(nèi)，極端的大量使用豪華材料，并認(rèn)為一 定要造出富麗堂皇才可以，這都是不是正確的觀念。工程質(zhì)量亟待提高.中國(guó)是世界上新建建筑最多的國(guó)家，但 是中國(guó)建筑的壽命，只有25到30年。而美國(guó)建筑的平均壽命達(dá) 74年，英國(guó)達(dá)到132年.我國(guó)每年有20億平方米的新建面積，相 當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材，而只能持續(xù)2530年。 如此短壽的建筑每年將產(chǎn)生數(shù)以億計(jì)的建筑垃圾，給中國(guó)乃至世 界帶來了巨大的環(huán)境威脅。現(xiàn)在我國(guó)建筑垃圾的數(shù)量已占到城市 垃圾總量的30%到40%.互相攀比成

10、風(fēng).我國(guó)不斷的攀比大廈的高度，尤其是在南方 及東部沿海等發(fā)達(dá)城市，這帶來了很多的環(huán)境問題。西方的高樓 大廈為國(guó)人所羨慕，但實(shí)際上，它在發(fā)達(dá)國(guó)家已被作為一種反面 的城市規(guī)劃案例。高層建筑對(duì)其周圍的部分建筑來說，可能會(huì)是 屏風(fēng)樓。另外，它對(duì)區(qū)域氣流也會(huì)有影響?？疾煳覈?guó)傳統(tǒng)民居聚落，詳細(xì)分析設(shè)計(jì)如何與當(dāng)?shù)氐赜驓?候特點(diǎn)相適應(yīng)，營(yíng)造相對(duì)舒適的建筑環(huán)境。答:各個(gè)地域的傳統(tǒng)民居聚落的建筑形式是由千百年來的民 居建造實(shí)踐中得來的，與地域氣候是息息相關(guān)的。在氣候、地貌、 水文地質(zhì)、植被、物產(chǎn)等諸多自然環(huán)境因素中，氣候?qū)鹘y(tǒng)民居 聚落發(fā)展的影響是最大的。因?yàn)橹袊?guó)地理緯度跨度大，地形類型 多且高低起伏變化大，所以

11、中國(guó)的氣候帶分布類型多樣，而且中國(guó) 的民居的形式、結(jié)構(gòu)也是多樣的.東三省冬季漫長(zhǎng)嚴(yán)寒,夏季短促?zèng)鏊?氣溫年較差大,冰凍期 長(zhǎng),凍土深，積雪厚;太陽(yáng)輻射量大，日照豐富.該地區(qū)的傳統(tǒng)民居以 土木結(jié)構(gòu)民居、土坯民居和井干民居為主，房屋普遍比較低矮,并 且大多是就地取材的厚重墻體，以減少熱量散失，院落寬敞，兩排 房屋之間的間距大,且開大窗,在嚴(yán)寒的冬季，可以獲得滿室滿炕 的陽(yáng)光，提高了室內(nèi)溫度。東北的房屋往往以火炕和火盆作為取 暖的措施.炕不僅是東北人取暖的設(shè)施，更是一家人生活和交流的 中心.山西省的傳統(tǒng)民居村落主要以明代和清代的四合院為主。山 西省的氣候大致特點(diǎn)為:冬至日太陽(yáng)入射角度為30度.南窗上

12、沿 的離地高度比較低使太陽(yáng)入射屋內(nèi)最遠(yuǎn)端可達(dá)4m以上,不但可 以在寒冷的冬日獲得滿屋的陽(yáng)光，而且正午陽(yáng)光直射后檐墻，可以 獲得滿室的陽(yáng)光黔桂山區(qū)氣候特點(diǎn)是:夏季悶熱，冬季濕冷,氣溫日較差小，年 降水量大，日照偏少,多陰雨天氣，多陰雨天氣，常有大雨和暴雨出 現(xiàn)。黔桂山區(qū)氣的苗族村寨，干闌式吊腳樓沿山坡而建，由于下層 架空且不住人，所以樓上的房間都不會(huì)返潮。到了夏天，木構(gòu)架有 良好的阻熱作用，而且屋內(nèi)的木質(zhì)結(jié)構(gòu)的墻壁布滿縫隙，形成良好 的通風(fēng)，可以獲得舒適的室內(nèi)環(huán)境。屋頂都是雙面坡屋頂,很多都 是懸山屋頂,四個(gè)立面都出檐深遠(yuǎn)，防止雨水沖刷屋架結(jié)構(gòu)或者墻 體。研讀兩位建筑師的理論與實(shí)踐，談?wù)勊麄內(nèi)绾?/p>

13、通過設(shè)計(jì)充 分尊重生態(tài)適應(yīng)地域氣候并體現(xiàn)個(gè)人風(fēng)格.答:托馬斯-赫爾佐格是一位將技術(shù)和藝術(shù)完美結(jié)合，同時(shí) 對(duì)生態(tài)、環(huán)境等負(fù)有深深使命感的德國(guó)建筑大師。托馬斯-赫爾 佐格很少把自己的創(chuàng)作愿望強(qiáng)加于環(huán)境之上，而是推測(cè)和聽從生 態(tài)環(huán)境的變化過程和循環(huán)，本著參與及合作的精神去完成他的工 作。他的生態(tài)建筑思想是將人類和所有的人工制造物達(dá)到一個(gè)自 然和人造自然的親切和睦的境地。他始終堅(jiān)持“從生態(tài)到建筑， 從技術(shù)到自然”的原則，他已經(jīng)把生態(tài)升華成一種思想和精神， 并以此貫穿他一生的建筑設(shè)計(jì)過程。托馬斯-赫爾佐格的設(shè)計(jì)不 僅僅考慮一個(gè)孤立的內(nèi)部工作和外在形式，相反，他的設(shè)計(jì)擴(kuò)大 到對(duì)影響建筑環(huán)境的所有方面及相互

14、關(guān)系的塑造。另外，他十分 注重和其他各方面專業(yè)人士的緊密合作，通過對(duì)新材料、新構(gòu)件、 新系統(tǒng)和合適的設(shè)計(jì)工具的發(fā)展給予建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)更大的自由， 并最終達(dá)到建筑與自然環(huán)境的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，以及建筑自身的可持續(xù) 發(fā)展。托馬斯-赫爾佐格在從事建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中除了運(yùn)用各種新 材料、新構(gòu)件、新系統(tǒng)之外，也一直在研究和開發(fā)更新、更生態(tài)、 更合理的材料、構(gòu)件和系統(tǒng)。托馬斯-赫爾佐格更關(guān)注的是建筑 物在與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上自身的節(jié)能程度、技術(shù)的精確性和高 效性。通過精心設(shè)計(jì)的建筑細(xì)部提高資源和能源的利用效率，減 少不可再生資源的耗費(fèi)，來達(dá)到對(duì)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。托馬斯認(rèn)為，建筑師應(yīng)該利用高效率的技術(shù)，因?yàn)榭梢酝ㄟ^ 采用比

15、常規(guī)做法少得多的物質(zhì)材料，滿足同樣的功能要求。當(dāng)然， 采用新技術(shù)的前提是它們必須是正確、恰當(dāng)?shù)摹Ｋ瑫r(shí)非常關(guān)注 設(shè)計(jì)的靈活性和建筑元素的靈活性，不僅強(qiáng)調(diào)建筑功能的靈活性， 還強(qiáng)調(diào)建筑細(xì)部的靈活性和多功能性。托馬斯-赫爾佐格的生態(tài)建筑實(shí)例雙戶住宅該住宅所有的居室都朝南，這種設(shè)計(jì)有助于避免在冬天建物內(nèi)部 的熱量從“暖”側(cè)向“冷”側(cè)轉(zhuǎn)移的問題。另外南立面上排列的 10 cm厚的黑色預(yù)制混凝土板是種透光保溫材料，白天從 日光曝曬中吸收熱量，晚上和夜間則向室內(nèi)的房間放出熱量。這 也是“熱墻”概念在建筑中的第一次使用。冬天，為了將室內(nèi)空 氣加熱所需的熱量減至最小，利用熱交換器回收室內(nèi)排出的廢氣 中的熱量并

16、用于加熱補(bǔ)充進(jìn)來的新鮮空氣，再由小型熱泵供熱補(bǔ) 充經(jīng)預(yù)熱后的新鮮空氣與室內(nèi)空氣的溫度差；夏天，爬滿了植物 的架子和懸挑的陽(yáng)臺(tái)給外墻提供了陰影，從而避免了房間的過 熱 八、諾曼福斯特是當(dāng)今世界上最杰出的建筑師之一，被譽(yù)為“高 技派”的代表人物。提起他，人們不免想到林立的鋼架和現(xiàn)代材 料制作的構(gòu)件等，體現(xiàn)了一種現(xiàn)代技術(shù)力量和技術(shù)美學(xué)的取向。 他強(qiáng)調(diào)人類與自然的共同存在，而不是相互抵觸，強(qiáng)調(diào)要從過去 的文化形態(tài)中吸取教訓(xùn)，提倡那些適合人類生態(tài)需要的建筑方式。 在現(xiàn)今存在的一些對(duì)生態(tài)建筑的介紹以及許多建筑師對(duì)生態(tài)建 筑的創(chuàng)作思路上，絕大多數(shù)集中在對(duì)建筑外部環(huán)境的物質(zhì)層面的 利用和適應(yīng)上，如太陽(yáng)能、地下

17、水的利用等等。這些大都屬于建 筑物理方面的理解和運(yùn)用。而諾曼福斯特則認(rèn)為建筑作為空間 的建構(gòu)和場(chǎng)所的確立不應(yīng)僅僅停留在滿足人的物理舒適度上，而 應(yīng)向更高的層次上發(fā)展，以滿足人的文化需求、審美取向等。從 他的倫敦市政廳可以看出他對(duì)環(huán)境的關(guān)注以及對(duì)現(xiàn)代技術(shù)利用 和審美取向的轉(zhuǎn)變，其生態(tài)與藝術(shù)的完美結(jié)合是一種新的美學(xué)一 一生態(tài)美學(xué)的完美體現(xiàn)。諾曼-福斯特除了以上關(guān)注點(diǎn)外還十分 注重建筑物內(nèi)部的微觀氣候，他對(duì)建筑微觀氣候的關(guān)注可以具體 歸納為三方面：一是適宜的室內(nèi)溫度和濕度（滿足人體熱舒適及 健康的要求）；二是盡可能最多地獲得自然采光（減少人工照明 的能耗）；二是最大限度地獲自然通風(fēng)（減少空調(diào)能耗）但在不 同氣候條件下對(duì)以。上三要素的側(cè)重點(diǎn)和處理方式又有所不同。 因此，通過最高效的人工技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)或達(dá)到各要素 之間的平衡就成為福斯特不懈追求的方向。諾曼-福斯特的生態(tài)建筑實(shí)例倫敦市政廳該建筑位于泰晤士河畔的塔橋