第3章 建筑環(huán)境基本技術(shù)概念

第三章

建筑環(huán)境的基本技術(shù)概念1本章大綱本專業(yè)需要涉及的基本科學(xué)概念人需要的建筑熱濕環(huán)境關(guān)于室內(nèi)空氣品質(zhì)生產(chǎn)工藝要求的建筑環(huán)境關(guān)于綠色建筑2什么是“建筑環(huán)境”？人工環(huán)境BuiltEnvironment在圍合、半圍合空間中的熱濕環(huán)境、空氣品質(zhì)、聲環(huán)境、光環(huán)境(建筑、運(yùn)載工具等)可以用客觀參數(shù)來進(jìn)行定量描述其優(yōu)劣物理參數(shù)化學(xué)參數(shù)微生物參數(shù)

等環(huán)境類型熱濕環(huán)境空氣品質(zhì)聲環(huán)境光環(huán)境3一.本專業(yè)需要涉及的

基本科學(xué)概念4學(xué)科的研究內(nèi)容人們需要什么樣的室內(nèi)環(huán)境？室外氣候如何影響室內(nèi)環(huán)境？如何控制調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境？處理的對(duì)象是什么？濕空氣：我們周圍的空氣，含有水蒸氣圍護(hù)結(jié)構(gòu)：房子的墻、門窗、屋面、地板，室內(nèi)空間的包絡(luò)面室內(nèi)熱濕環(huán)境室內(nèi)空氣品質(zhì)聲環(huán)境與光環(huán)境：光環(huán)境對(duì)熱濕環(huán)境有影響，熱濕環(huán)境控制系統(tǒng)可能會(huì)對(duì)聲環(huán)境產(chǎn)生影響5本專業(yè)與其他相關(guān)專業(yè)的關(guān)系相近專業(yè)——建筑技術(shù)（建筑物理）具有類似的學(xué)科基礎(chǔ)研究建筑物本體的性能，被動(dòng)式的室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)熱、聲、光環(huán)境都要關(guān)注本專業(yè)不僅研究建筑物本身的環(huán)境和能耗特性，同時(shí)關(guān)注主動(dòng)式的室內(nèi)環(huán)境控制技術(shù)（設(shè)備系統(tǒng)）重點(diǎn)關(guān)注建筑熱濕環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)環(huán)境6二.人需要的建筑熱濕環(huán)境7人類對(duì)熱濕環(huán)境的適應(yīng)性人類最早的生存范圍主要局限在熱帶雨林和熱帶草原的交接地帶，全年溫暖濕潤人體對(duì)偏熱環(huán)境的適應(yīng)能力顯著勝于對(duì)偏冷環(huán)境的適應(yīng)能力8人類生存范圍的擴(kuò)展人類活動(dòng)從低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)擴(kuò)展熱帶亞熱帶溫帶寒帶第一道屏障：獸皮、樹葉衣物第二道屏障：掩蔽所建筑由于第一道屏障的存在，為人類營造第二道屏障提供了更大的自由度9人類對(duì)抗自然的方法由于人體的御寒能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如耐熱能力，因此生存的第一要?jiǎng)?wù)是取暖——使用火10取暖：生存的需要通風(fēng)：健康的需要降溫：舒適的需要11目前維持建筑熱濕環(huán)境用能在建筑能耗中占比最大北京某星級(jí)酒店用電120kWh/m2年北京某商場(chǎng)用電200kWh/m2年北京某寫字樓用電120kWh/m2年北京住宅能耗統(tǒng)計(jì)比例搞清人類到底需要什么樣的室內(nèi)環(huán)境是極為重要的不合適的室內(nèi)環(huán)境會(huì)危害到人體健康不合適的室內(nèi)環(huán)境控制目標(biāo)，限制了自然能源的應(yīng)用，增加了建筑能耗12如何評(píng)價(jià)熱濕環(huán)境？熱舒適/熱感覺：人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)——冷還是熱？人體熱舒適問題的特點(diǎn)受遺傳和生長環(huán)境的交互影響，人有很大的個(gè)體差異，需要關(guān)注大多數(shù)人，也需要滿足個(gè)體需求人的感覺會(huì)變化，因此不像物理實(shí)驗(yàn)或者化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢佑泻軓?qiáng)的重復(fù)性對(duì)熱舒適問題的探討已經(jīng)將近一個(gè)世紀(jì)了，但還有很多未知的問題13如何評(píng)價(jià)熱濕環(huán)境？以前人們以為只有溫度對(duì)人體的冷熱有影響，后來發(fā)現(xiàn)影響的因素有很多目前發(fā)現(xiàn)的影響人體熱感覺的主要因素2個(gè)人員參數(shù)：活動(dòng)強(qiáng)度（代謝率）、服裝熱阻4個(gè)環(huán)境參數(shù)：空氣溫度、濕度、空氣流速、輻射（太陽輻射、遠(yuǎn)紅外輻射/長波輻射）丹麥技術(shù)大學(xué)的P.O.Fanger教授提出的PMV指標(biāo)，把上述6個(gè)參數(shù)與人體熱舒適聯(lián)系在一起，已經(jīng)成為國際通用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)只要測(cè)出4個(gè)環(huán)境參數(shù)，并給出2個(gè)人員參數(shù)，就能算出PMV，預(yù)測(cè)平均熱舒適投票PMV=f(6個(gè)參數(shù))這些是在穩(wěn)態(tài)均勻的人工氣候室內(nèi)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果14目前依然在研究中的熱點(diǎn)問題“空調(diào)病”是什么造成的？怎么避免？長期使用空調(diào)對(duì)人體健康有無危害？長期在恒溫恒濕的環(huán)境中逗留對(duì)人體健康有無危害？目前的國際上廣泛采用的熱舒適標(biāo)準(zhǔn)是否適合中國人？不同氣候區(qū)的人群對(duì)熱濕環(huán)境的需求是否有所不同？…………15基本理念：舒適=健康！16舒服啊好舒服！三.室內(nèi)空氣品質(zhì)

IndoorAirQuality,IAQ17

為什么要研究建筑的空氣環(huán)境?18人們有超過90％的時(shí)間是在室內(nèi)度過的室內(nèi)空氣環(huán)境比室外還要重要什么是室內(nèi)空氣品質(zhì)？是指空氣的成分以及各成分的濃度是否滿足室內(nèi)人員的舒適與健康的要求空氣的成分及其濃度決定著空氣的品質(zhì)室外空氣品質(zhì)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)會(huì)有影響好的室內(nèi)空氣品質(zhì)有毒有害物質(zhì)不能超標(biāo)——健康不能有令人不愉快的氣味——舒適19室內(nèi)空氣污染物的類型空氣中的污染物氣體污染物可吸入顆粒物微生物污染類型化學(xué)污染物理污染生物污染放射性污染2021清除空氣中污染物的方法稀釋用清潔的空氣把室內(nèi)空氣的污染物濃度稀釋，使其降低到健康要求的限值以下措施：向室內(nèi)輸送新風(fēng)，并將室內(nèi)污染了的空氣排到室外，即“通風(fēng)”通風(fēng)又與熱濕環(huán)境以及建筑能耗密切相關(guān)，互為影響清除采用各種物理、化學(xué)或生物方法將空氣中的有害物清除或分解掉需要進(jìn)一步研發(fā)效果可靠、沒有副作用的技術(shù)和產(chǎn)品室內(nèi)空氣品質(zhì)方面的未解問題低濃度的污染物對(duì)人體的長期影響如何？建筑關(guān)聯(lián)病發(fā)病率與室內(nèi)外空氣品質(zhì)的關(guān)系如何？如何有效清除空氣中的污染物？應(yīng)該把空氣品質(zhì)控制在什么水平？如何在創(chuàng)造優(yōu)良室內(nèi)空氣品質(zhì)與建筑能耗之間取得平衡？22四.生產(chǎn)工藝要求的建筑環(huán)境2324生產(chǎn)工藝過程環(huán)境舉例生產(chǎn)車間恒溫恒濕、超凈、高污染排放(粉塵、有毒氣體)、高溫實(shí)驗(yàn)室、手術(shù)室恒溫恒濕、超凈要求儲(chǔ)藏空間食品冷凍冷藏、文物保護(hù)、展品保存特殊空間植物溫室、物料烘干室、數(shù)據(jù)中心、體育賽場(chǎng)、動(dòng)物房軍事與生命保障需求航天器、大型客機(jī)、潛艇25生產(chǎn)工藝過程環(huán)境要求舉例處理參數(shù)：溫度、濕度、潔凈度、風(fēng)速、壓力等精密儀器制造車間要求：溫度200.1℃，相對(duì)濕度505%

——溫度高精度超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)車間：潔凈度標(biāo)準(zhǔn)為M1級(jí)(直徑0.1m的塵粒個(gè)數(shù)<350粒/m3)——超凈合成纖維生產(chǎn)車間要求：相對(duì)濕度552％——濕度高精度26生產(chǎn)工藝過程環(huán)境特點(diǎn)需要控制參數(shù)的精度高，但需要嚴(yán)格控制的參數(shù)相對(duì)比較少保證工藝環(huán)境要求是第一位的，不能有任何折扣。在嚴(yán)格滿足該要求的基礎(chǔ)上考慮降低能源消耗有除塵和有害氣體控制要求，以及勞動(dòng)衛(wèi)生保護(hù)要求有排風(fēng)污染控制的要求（除塵、除污），否則有污染外部環(huán)境的危險(xiǎn)五.關(guān)于綠色建筑

GreenBuilding可持續(xù)建筑SustainableBuilding生態(tài)建筑Eco-building低碳建筑LowCarbonBuilding27發(fā)展歷史20世紀(jì)60年代，美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞(PaolaSoleri)把生態(tài)學(xué)(Ecology)和建筑學(xué)(Architecture)兩詞合并為“Arology”，提出了“生態(tài)建筑”（綠色建筑）的理念。1991年布蘭達(dá)·威爾和羅伯特·威爾(BrendaandRobertVale)合著的《綠色建筑：為可持續(xù)發(fā)展而設(shè)計(jì)》問世，提出了綜合考慮能源、氣候、材料、住戶、區(qū)域環(huán)境的整體的設(shè)計(jì)觀。1993年國際建筑師協(xié)會(huì)UIA大會(huì)發(fā)表了《芝加哥宣言》，號(hào)召全世界建筑師把環(huán)境和社會(huì)的可持續(xù)性列入建筑師職業(yè)及其責(zé)任的核心。1999年UIA大會(huì)發(fā)布《北京憲章》，明確要求將可持續(xù)發(fā)展作為建筑師和工程師在新世紀(jì)中的工作準(zhǔn)則。28建筑的原則

——綠色建筑概念的樸素表達(dá)古羅馬的維特魯威（Vitruvius）在其公元前一世紀(jì)發(fā)表的著作《建筑十書》中提出建筑三原則：堅(jiān)固、適用、美觀50年代，我國提出了“黨的建筑方針”是：適用、經(jīng)濟(jì)、在可能的條件下注意美觀改革開放后，我國政府又重提建筑方針是：適用、經(jīng)濟(jì)、美觀29我國綠色建筑的定義：四節(jié)一環(huán)保國標(biāo)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB50378-2005在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)省資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)，保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑?！毒G色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系》2003綠色建筑是指為人類提供健康、舒適的工作、居住、活動(dòng)的空間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最高效率地利用資源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物。30世界各國綠色建筑評(píng)價(jià)體系313-STARGB50378EEWHGreenMark綠色建筑評(píng)價(jià)系統(tǒng)CEHRS2001GOBAS2003CASBEE20033-STAR2006GB/T50378臺(tái)灣EEWH1999香港HKBEAM199632英國BREEAM日本CASBEE美國LEED

中國：三星國標(biāo)GB/T50378,綠色奧運(yùn)評(píng)估體系，生態(tài)住宅評(píng)估手冊(cè)，HKBEAM(香港)，EEWH(臺(tái)灣)對(duì)于綠色建筑的誤讀認(rèn)為綠色建