建筑物理在土木设计中的应用分析

刘涛

摘 要： 21世纪，随着人类生活的进步与发展，对生活环境的要求也显著增高，人们将建筑物理与土木设计融合发展。从声、光、热的方面增强建筑的功能，调整建筑设计，以建筑物理为设计理论的基本规则为土木设计工程细部以及外界环境而建设，人与物理因素相和谐，建筑环境和城市建设相和谐，达到人文统一。

关键词： 土木设计；建筑物理；建筑

一、建筑物理的含义

建筑物理学是建筑学的组成部分，是通过对声、光、热等物理因素的研究对建筑设计进行调整，使建筑的功能与艺术相统一，以最适宜的环境给人们在感官上绝对的体验与享受，以人舒适度为主要前提，以提高建筑功能为主要任务，以绿色节能，独特的物理艺术为研究内容，促进建筑行业的进步发展，使人们在行业的认知和观念上突飞猛进，也使建筑的安全性得到了保证，并能取得一定的经济利益。

二、应用分析

1.声

在日常生活中我们与声音的交道无处不在，建筑声学主要研究室内音质和建筑噪声的控制。最大的目的在于有效的减少建筑和城市类嘈杂的声音，给予人类适宜的生活条件，解決噪声污染必须依次从声源、传播途径和接受者三方面采取经济和技术上的合理措施，在建筑吸声方面主要从材料及结构入手，建筑吸声材料分为多孔吸声材料、薄板薄膜吸声材料、空腔共振吸声材料、空间吸声体、可变吸声体。声源控制大多采取隔声屏障、绿化林带、交通干道则设计为地下或半地下的措施。不同场所对声环境的要求也不同，建筑物理声学在生活中的应用更是比比皆是，比如KTV隔声处理工程在土木工程中声学设计是产生高质量音响效果的必然条件，KTV室内天花安装双层隔声吊顶，每层隔声吊顶采用不同设置，实现宽频隔声，同时增加阻尼隔声材料，墙体需着重考虑低频隔声量及音响冲击波的影响，土建的砖墙结构更有利于墙壁的隔声，另外门窗等薄弱环节可设置为高等级的隔声门窗，也可设置双层隔声。在设计舞台时，我们采用纺织品作为帘幕，尽管没有封闭，但对中高频甚至低频仍具有一定吸声的作用，起到了舞台上下声音相隔，而在录音室之内的空间里，我们就可以设计采用强吸声的结构，使之成为消声室的效果。但在各种空间环境里，人们对需要听的声音要求都是听的清楚、听得好。对不需要的声音尽可能降低，减少干扰，使室内具有与使用目的相适应的混响声。

2、光

光的本质包含三层含义；一是可见的辐射波，二是视觉器官的视觉特点，三是两者作用所引起的感觉效果。而建筑光学是研究天然光和人工光在建筑中的合理利用，创造良好的光环境可以满足人们对审美，工作生活等的要求。白天自然光的使用率越来越高，利用自然光可以创造富有生活气息以及富有意境的环境，窗户是自然采光的一个重要条件，合理利用各种窗户还可达到良好的装饰效果。将建筑光学与土木设计相结合，可减少光污染，例如玻璃幕墙的大面积使用，还可以实现绿色理念，以太阳能为能源实现建筑节能。在研究光的基础上，制定建筑物的采光标准，确定采光方式，进行采光计算，包括：眩光的特性和限制眩光的方法，采光系数标准和采光均匀度等。柯布西耶：建筑是光线下形状正确，绝妙、神奇的游戏。德国科隆柯论巴艺术博物馆是建筑光学在房屋工程中杰出应用的代表。灰砖立面，从砖的缝隙里渗透出来的光线像一幕镂空的纱帐，制成神圣的气氛，每一种精心选择的材质所散发出的美深深打动每个人，光和暗为博物馆各个房间提供场景，随着季节变换，营造出一种千变万化的环境，它将地板、墙壁和人工照明，自然照明完美的结合，处处表现光独有的灵性。

3热

为了建筑良好的热环境，在外维护结构是很重要的方面，其设计应考虑因地制宜，不同地方地理气候条件不同，所要优先考虑屋顶防热和防冻的设计不同。建筑保温是减少由高温流向低温的热流，通常是指由室内流向室外。建筑的保温设计包括建筑保温综合处理以及外维护结构保温构造设计。外保温是我国建筑节能的发展方向，随着社会的发展进步，土木工程方面也与绿色节能紧紧联系，在我国，建筑材料行业中有着一个特别的说法，即房屋建造材料所用的大部分是墙体材料，墙体材料所用的大部分是实心粘土砖，而行业中节能大部分来源墙体材料的改革，因此，外保温技术的提高和材料的选择显得尤为重要。建筑隔热还体现在维护结构隔热和自然通风、窗口遮阳这三大方面。

三、案例分析

我国著名学府清华大学超低能耗楼，汇集多种国内外最新的科研成果，通过各种技术方案措施，将整个建筑照明、采暖、的总能消耗控制在常规建筑的1/3以下。超低能耗楼采用钢结构和高性能的玻璃幕墙，在外立面设计上使用可调节外斜阳百叶、双层皮幕墙等多种不同针对性的技术，屋顶主要部分是植被。既可以隔热保温，又可储水，还实现了绿色美化理念。超低能耗楼的围护结构采用了相变蓄热地板的方案设计，减少室内温差变化。这一建筑是建筑物理在土木设计中杰出应用的体现。

四、提高建筑物理在土木工程设计中运用的意见和建议

首先，土木工程建筑设计工作人员一定要充分了解和把握建筑物理的相关概念，以及土木工程设计人员一定要清楚地知道建筑物理科学在现实生活中具有哪些功用，可以运用于现实生活中的哪些领域。土木工程相关工作人员一定要知晓建筑物理学包括哪些内容，准确把握建筑物理学的相关概念。土木工程建筑人员一定要知晓建筑物理学中：光、声、热的相关内涵及其作用，还要知晓光、声、热这几方面在土木工程建设过程中进行运用的可能性和必要性，明白光、声、热这三方面在土木工程建筑设计过程中运用的可行性，以及如何充分利用建筑物理学来提高土木工程建筑建设的科学性和合理性，进而，提高土木工程建筑建设的质量。其次，相关工作人员一定要处理好建筑物理学与土木工程这两者之间的关系，清楚地知道建筑物理学的运用可以极大的提高土木工程建设的质量，从而，要明白在土木工程建筑设计的过程中，设计者一定要充分发挥建筑物理学的作用，将建筑物理学的相关科学理论积极运用于土木工程设计当中去。土木工程设计者一定要先弄清楚建筑物理学主要包括哪些内容，以及这些内容如何与土工工程设计相联系，明白建筑物理学中声、光、热这三面知识的运用，对于提高土木工程设计质量的重要性。在开展土木工程设计的过程中，一定要结合土木工程设计的要求，以及建筑物理学的相关原则，很好地将这两者系统有机的结合起来，只有这样才可以充分发挥建筑物理学的作用，将其积极作用运用到土木工程设计的过程中去，从而，提高土木工程设计的科学性与合理性。

结语：

人类总是在不断进步，因此，带动土木工程行业的蓬勃发展，这必然使原有的土木工程技术不再适应现在的施工状况，在工程施工中，许多复杂问题的背后忽视了简单的原理问题，如果一旦错误就会导致重大事故，只有将各种因素都考虑在内，再结合实践，合理利用建筑物理的知识，既可节能省材，还给予人们美的享受与体验，创造出更加舒适的的生活环境。

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