第二章建筑环境

1第二章建筑环境长春建筑学院主讲教师：安笑媛2人类活动的发展热带雨林:不需要建筑建筑的出现逐渐向两极移动越是高纬度地区，人类遗址的时间就越晚现代技术的发展：人类活动遍布全球3人类最早的居住方式：树居和岩洞居4人类最早的居住方式：巢居和穴居河南偃师汤泉沟穴居遗址巢居5第一章建筑环境第一节建筑热湿环境和空气品质6一、建筑外环境太阳辐射图解7室外气候1.大气压力2.风大气环流•赤道和两极温差造成–地方风：以一昼夜为周期•地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、庭院风、巷道风等8•长春市的气侯介于东部山地湿润与西部平原半干旱区之间的过渡带，属温带大陆性半湿润季风气侯类型。东部和南部虽距海洋不远，但由于长白山地的阻档，消弱了夏季风的作用；西部和北部为地势平坦的松辽平原，西伯利亚极地大陆气团畅通无阻，各季风的势力影响很大，故气候特点：全年温度变化显著，四季分明；冬季严寒漫长，春季干旱多风，夏季温暖短促，秋季晴朗温差大，最佳旅游时间为春秋两季。•长春有森林城的美誉，城市绿化覆盖率近40%，列全国大城市前列。夏日，这里满目葱绿，气候清爽宜人，是海内外游客避暑渡假和观光旅游的胜地。冬季则银妆素裹，玉树琼花，是欣赏冰雪艺术，进行滑雪、滑冰、高台冰坡、冰帆、雪橇等旅游活动的佳境。9蒲福风力等级表自由海面状况浪高距地10米高处的相当风速风力等级一般(m)最高(m)陆地地面征象米/秒0－－静，烟直上0~0.210.10.1烟能表示方向，但方向标不能转动0.3~1.520.20.3人面感觉有风，树叶微响，方向标能转动1.6~3.330.61.0树叶及微枝摇动不息，旌旗展开3.4~5.441.01.5能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动5.5~7.952.02.5有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波8.0~10.763.04.0大树枝摇动，举伞困难10.8~13.874.05.5全树摇动，迎风步行感觉不便13.9~17.185.57.5树枝折毁，人向前行，感觉阻力甚大17.2~20.797.010.0建筑物有小损，烟囱顶部及平屋摇动20.8~24.4109.012.5可使树木拔起或使建筑物损坏较重。陆上少见。24.5~28.41111.516.0陆上很少见，有则必有广泛破坏28.5~32.61214.0－陆上绝少见，摧毁力极大32.7~36.910风玫瑰图某地的风向频率分布实线为全年，虚线为7月份某地一年的风速频率分布113.室外气温•主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。•日较差：一日内气温的最高值和最低值之差。•年较差：一年内最冷月和最热月的月平均气温差。•我国各地气温年较差自南到北，自沿海到内陆逐渐增大。121820222426283032024681012141618202224时间(小时)温度(℃)空气温度的日变化武汉九月初一天的气象数据一天中最高气温一般出现在下午2~3时，最低气温一般出现在凌晨4~5时13空气温度的年变化武汉某年的气象数据一年中最热月一般在7、8月份，最冷月一般在1、2月份。-10010203040073014602190292036504380511058406570730080308760时间(小时)温度(℃)144.空气湿度:空气中水蒸气的含量•日变化–相对湿度与气温变化相反15•年变化–内陆和沿海地区差别较大16•5.降水•大地蒸发的水分进入大气层，凝结后又回到地面，包括雨、雪、冰雹等•降水性质指降水量、降水时间和降水强度•降水量：指降落到地面的雨、雪、冰雹等融化后，未经蒸发或渗透流失而积累在水平面上的水层厚度•降水时间：指一次降水过程从开始到结束的持续时间•降水强度：24小时的降水总量，单位mm(或cm)17二、室内热湿环境（一）定义：•室内热环境是由室内空气的温度、湿度、气流速度以及壁面的辐射温度等综合而成的一种气候。1.室内空气温度•根据国标（GBJ19-87）规定，对舒适性空调和采暖，室内计算参数：•夏季：温度24～28℃•冬季：温度18～22℃，•2.室内空气相对湿度，相对湿度40%～60%，冬季相对湿度40%～60%18•3.空气平均流速，夏季风速≤0.3m/s，冬季风速≤0.2m/s，采暖不要求。•周围空气的流动是影响人体对流散热和水分蒸发散热的主要因素之一。•4.维护结构内表面及其他表面的温度•周围物体表面温度的高低，决定了人体辐射散热的强度。•我国《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）对维护结构内表面温度的要求是：冬季，保证内表面最低温度不低于室内空气的露点温度。夏季，保证内表面的温度不高于室外空气计算最高温度。19（二）影响室内热环境的因素•室内的热湿作用、维护结构材料的热物理性质及构造方法、房屋的朝向与间距、单体建筑的平剖面形式，以及周围绿化等。（三）对室内热湿环境的要求1.热舒适•热舒适是指人对环境的冷热程度感到满意，不因过冷或过热而感到不适。202.人们感到热舒适的必要条件：人体内产生的热量与向环境散发的热量相等，即保持人体的热平衡。•—人体得失热量（W）•—人体新陈代谢过程中的产热量（W）•—人体与周围空气的对流换热量（W）•—人体与周围空气的辐射换热量（W）•—人体蒸发散热量（W）•—人体做功消耗的热量（W）0wercmqqqqqqqmqcqrqeqwq21•3.热舒适的评价方法•PMV-PPD评价方案•在室内各种气候参数已知的情况下确定人体的感觉，房格尔提出PMV-PPD评价方法，得出热感觉与六个物理量之间的定量函数关系。然后把PMV值按人体的热感觉分成七个等级。PMV值-3-2-10123人体感觉很冷冷稍冷舒适稍热热很热22•PMV是人体感觉，PPD是对干环境不满意的人数占总人数的百分比。•国际标准化组织ISO规定，PMV值在-0.5～0.5之间为室内热舒适指标。23第三节室内声环境一、建筑声环境的基本知识1.声功率、声强和声压声功率W：–声源在单位时间内对外辐射的声能，即在全部可听范围所辐射的功率，单位W。–声功率不应与声源的其他功率相混淆。例如扩声系统中所用的放大器的电功率通常是几百瓦以至上千瓦，但扬声器的效率却很低，它辐射的声功率可能只有零点几瓦。–几种不同声源的声功率：喷气飞机10000W，气锤1W，汽车1.0W，钢琴2000μW,女高音1000～7200μW，对话20μW。24•声音的度量：声强I•声强I：衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。单位时间内通过垂直于传播方向上单位面积的平均声功率，W/m2。点声源：•对于平面波声强与距离无关。例如指向性极强的扬声器就是利用这个原理设计的。24rWIrW25•声压：P指介质中有声波传播时，介质中的压强相对于无声波时介质静压强的改变量，Pa•在自由声场中，某处的声强与该处声压的平方成正比，而与介质密度与声速的乘积成反比，即：式中ρc—介质密度和声速•利用声压求出：声强、声功率262.声压级、声强级、声功率级•可闻阈(听阈)——人耳刚能感受的声音，p0=2×10-5Pa，I0=1×10-12W/m2•痛阈——闻之人耳则痛，p=2×102Pa，I=1W/m227声压级Lp取参考声压为Po=2×10-5N/m2为基准声压，任一声压P的Lp为：听觉下限：p=2×10-5N/m2为0dB能量提高100倍的P=2×10-3N/m2为40dB听觉上限：P=200N/m2为140dB声强级LI声功率级Lw取Wo为10-12W,任一声功率W的声功率级Lw为：0lg10IILI0lg20ppLp0lg10WWLw283.声压级、声功率级及其叠加•由于以下两个原因，实际应用中，表示声音强弱的单位并不采用声压或声功率的绝对值，而采用相对单位——级（类似于风级、地震级）。•1）声压对人耳感觉的变化非常大1000Hz的声音，听觉下限Po=2×10-5Pa,上限P=200Pa,相差107倍。2）人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比，而与声压的对数成正比，两个同样的声源放在一起，感觉并不是响一倍。29声源的叠加特性•声强可以叠加，故有:•而总声压是各声压的均方根:•声源声级叠加：非线性！–两个声源叠加(I、P、W声级相同)：–n个相同声源L1叠加：)101lg(1010121LLLLiII2ippnLLlg101L=3dB30二、噪声危害•1.噪声对听觉器官有损害•2.噪声引起多种疾病•3.噪声对正常生活的影响•4.噪声降低劳动生产率三、噪声允许标准四、噪声控制原则31•降低噪声源噪声–降低声源噪声辐射。–采取隔声罩、消声器、减震；–限制作业时间、远离、搬迁等•传播途径降低噪声–使噪声源远离安静的地方–控制噪声的传播方向–建立隔声屏障或利用隔声材料和隔声结构阻挡噪声的传播–应用吸声材料和吸声结构–对固体振动产生的噪声采取隔振措施。•对接受者的噪声防护：–佩戴护耳器–减少在噪声中暴露的时间32第三节建筑光环境一、建筑光环境的基本知识•1.光通量•2.发光强度•3.照度•4.亮度33•二、舒适光环境的影响因素•1.适当的照度和亮度水平•2.合理的照度、亮度分布•3.宜人的光色•4.避免眩光干扰34有无采光窗的心理影响35人工照明效果36天然采光效果37天窗采光用于内区、中庭、顶层