浅谈建筑与环境

周学磊

(中原工学院，河南 郑州 450000)



浅谈建筑与环境

周学磊

(中原工学院，河南 郑州 450000)

摘要：建筑与环境之间的关系是非常复杂的，其规律也是千变万化和难以预测的。想要摆脱把合理的前人经验与神秘主义糅合在一起组成玄学进而陷入迷信的歧途，就要求我们借助现代技术解释、分析探讨有关建筑与环境之间的关系。

关键词：建筑外环境；建筑热湿环境；建筑声环境；建筑光环境；人类文化

1建筑外环境

1.1自然环境

1.1.1地理位置

地球按宏观位置分为热带、温带和寒带。地球绕日公转形成四季，地球自转形成昼夜。因为不同经纬度地区室外气候差异巨大，故其建筑类型也是千差万别。以我国为例：我国建筑大多坐北朝南，窗户位置一般也都安置在南边，这样做很大程度上是为了采光。然而，在我国广州北部地区，某段时间内从北边窗户照样可以采光，这就是地理位置对室外气候和建筑的巨大影响。

1.1.2辐射

太阳辐射能是地球上热量的基本来源，也气候的决定性条件，也是建筑物的重要气候条件之一。太阳辐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响，到达地球表面的辐射照度会大大削弱。其中，大气起着很大的作用，大气对太阳辐射的削弱程度取决于射线在大气中行程的长短及大气层质量。而行程长短又与太阳高度角和海拔高度有关，故而地理位置和太阳辐射都是影响建筑的外部综合因素。

1.1.3室外气候其他因素

大气压力、风与大气边界层、室外气温、有效天空温度、地温、湿度、降水等都有一定程度的影响。

1.2人造环境

1.2.1风场

风场指的是风速、风向的分布状况。建筑群多、密集会造成城市下垫面粗糙度增大，消耗空气水平运动的动能，使风速减小，边界层高度加大；大量建筑物的存在会使得气流绕行，使风速产生方向和速度的变化，造成一些区域的主导风和来流主导风向的不同。不当的建筑设计会产生风场问题，例如：冬季建筑群内因设计不当造成的高速风场，会增加建筑物的冷风渗透，导致采暖负荷增加；或者由于建筑物的遮挡作用，会造成夏季自然通风不良；高速风场影响热舒适；风速太低将会造成气体污染物无法有效排除而产生聚集等等。因此，建筑的布局对小区风环境有着重要的影响，研究建筑群和风场的研究方法有：利用风洞的物理模型实验方法和CFD数值模拟方法。

1.2.2热岛效应

由于地面发热体多、覆盖物多，加上密集人口产生的大量人为热，造成城市温度高于郊区温度，根据逆温层形成机理，热岛效应对逆温层的出现有很大的促进作用，逆温层的存在将导致地面大气污染物被一个无形的“盖子”扣在地表，使得污染加剧。因此，我们在大量建设高楼大厦追逐经济增长的同时，要大量的在建筑群内部植树造林，扩大绿化面积并注重绿色廊道的连通。

1.2.3日照

由于建筑物的位置、间距或者外形造成的建筑物的阴影大小与位置是不同的，对于建筑群式建筑，为了得到充分的日照，南北方向的相邻的两建筑间距不得低于一定限制，这个距离就是日照间距。根据我国《城市居住区规划设计规范》(GB 50180)的规定，在我国的一般民用住宅中，部分地区要求大寒日的满窗日照时间不低于2小时，部分地区要求冬至日的满窗日照时间不低于1小时，有的国家要求更高。

2建筑热湿环境

建筑热湿环境是建筑与环境的重要组成部分，主要反映在空气环境的热湿特性中。建筑室内热湿环境的形成主要受各种外扰和内扰的作用。外扰主要包括室外气候参数如室外空气温湿度、太阳辐射、风速风向的变化，以及邻室的空气温湿度，都可以通过围护结构使热湿进入室内，对室内热湿环境产生影响。外扰则主要包括照明、人员和室内设备等室内热湿源。

2.1建筑围护结构的热湿传递

建筑物的得热包括显热得热和潜热得热两大部分。显热传递过程又分为通过非透明围护结构显热传递过程和通过透明围护结构的显热传递过程，其传热量利用公式即可求得。其次，通过围护结构的湿传递。一般情况下，通过围护结构水蒸气的量可以忽略不计，不过对于湿度要求比较严格工艺生产，当室内空气温度相当低时，就需要考虑通过围护结构渗透的水蒸气。必要时，为了防止因墙壁两侧水蒸气分压力差异过大而出现水蒸气凝结甚至是冻结的现象从而导致围护结构传热系数增大、加大围护结构的能耗的发生，在围护结构内应设置蒸汽隔层或者其他结构措施。

2.2冷热负荷

冷负荷是指维持室内空气热湿参数在一定要求范围内，在单位时间内需要从房间内排除的热量，包括县热量和前热量两部分。热负荷是指维持室内空气热湿参数在一定要求范围内，在单位时间内需要从房间内加入的热量，同样包括显热负荷和潜热负荷部分。建筑内环境需要的冷负荷量的大小与去除热量的方式有关，同样建筑内环境热负荷量的大小也与补充热量的方式有关。例如：辐射空调方式供给的冷量，除了去除进入到空气中热量外，还要包括以冷辐射形式去除的各室内表面的热量。由于建筑的热惯性，冷负荷与得热量之间存在着相位差和幅度差，即时间上有延迟，幅度上有衰减。因此冷负荷与得热量之间的关系取决于房间的构造、围护结构的热工特性和热源的特性。

2.3人体与建筑

人体靠摄取食物进行新陈代谢维持生命。在人体细胞内无时无刻不在进行着氧化运动，化学反应中大部分化学能最终都变成了热量，同时人体还会通过对流、辐射和汗液蒸发从环境中获得或者失掉热量。所以计算冷热负荷的时候，人体是不可忽略的一部分，特别是人口密集场所，例如：图书馆、自习室、教室。而舒适的环境有利于提高上产效率和产品质量，据研究，即使处于最佳的热舒适的室内状态时仍会有5%的人感觉不舒适。

3建筑声环境

声音产生与传播的过程包括三个基本因素：声源、途径、接收者，声源通过真懂得物体向周围介质辐射声源，声能以介质中的声波形式传播，最后通过空气传到接收者的耳中，引起听觉而被感知。热对声音的感觉得三个表征量：音量大小、音调的高低与音色的不同，这都与声音的物理性质密切相关。根据这些信息，我们就需要对一些建筑采取特殊处理，例如：对音乐厅、歌剧院、礼堂、报告厅、电影院等采用隔声和隔震的措施，甚至采用专业声学设计来降低噪音的干扰；对于一些次要的场所，例如：旅馆、公共建筑、卧室、则可以稍微降低标准。

4建筑光环境

自然界几乎所有生物的生长都离不开光，建筑室内空间的界定也离不开自然光，将自然光引入室内空间也就显得必不可少了。除了自然光，建筑内部还存在着各种其他的人照光源，即各种照明设备，建筑照明能耗在建筑中占据了重要的份额。国内外统计数据都表明，在现代的公共建筑和百货商场照明能耗均占据三分之一左右的建筑能耗。因此，在保证建筑内部照明情况的同时，最大限度的降低照明能耗，对于减少建筑总能耗，降低污染物排放具有重要的社会意义和经济效益。

合理的室内设计能最大限度的在保证要求的同时节省能源。例如：白炽灯逐渐退出建筑内环境的舞台，节能环保的绿色光源如节能灯、LED光源在室内光环境设计中成为主流产品。室内设计对当代人来说已经不再是一个简单陌生的概念。这几年随着对室内设计的越来越重视，大家更加关注室内光环境的设计。在古代，人们单纯的用光来满足照明的需要，但是发展到现代：舒适的灯光环境逐渐成为室内设计核心的标志，它是一种具有审美价值的艺术表现。光环境的艺术设计带给人们一种视觉享受，它轻松的营造属于每个人心目中的理想氛围，让大家更加深刻的了解室内设计的内涵。

5人文文化

人类一切的建筑活动都是为了满足生产和生活的需要，然而随着社会的进步，历史的发展，人文文化对建筑的影响不可谓不大。特别典型的两大区域就是中西方。从根本上来说，中西建筑艺术的差异首先来自材料的不同：传统的西方建筑长期以石头为主体；传统的东方建筑则长期以木头为构架的。不同的建筑材料，也就为各自不同的建筑艺术提供了可能性。不同的语言，不同的理念，不同的文化熏陶，在建筑上淋漓尽致的诠释着。另外，时势对建筑的影响也是不可忽视的，相关研究成果很多，在此不再赘述。

参考文献：

[1]刘晓晖,杨宇震.商业建筑[M].武汉：武汉大学出版社，1999.

[2]曾坚,陈岚,陈志宏.现代商业建筑的规划与设计[M].天津：天津大学出版社,2002.

[3]李宁.曲阜文化资源产业化问题研究[J].现代商业,2014,(17).

[4]魏伦杰，张卫华.关注城市地下商业建筑的安全性与舒适性[J].四川建筑,2007年第27卷.

[5]朱颖心.建筑环境学[M].第三版,中国建筑工业出版社,2010.

中图分类号:TU-023

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)04-0163-02