Environmental Science in Building

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1 Environmental Science in Building
Architecture Environment & Equipment Engineering Dep. school of civil engineering Guangzhou University 杨延萍

2 Environmental Science in Building introduction
一、Study Contents 建筑：创造一个微环境，具备 安全性：地震、台风、暴雨 功能性：居住、办公、生产 美学性：美观大方、庄严雄伟、非水泥森林的城市建筑 健康舒适性：温湿度适宜、良好的空气品质、少有害物质，多有 益物质、良好的视觉（光环境）和听觉环境（声环境） 建筑内的环境

3 二、History and Development
建筑是人类发展到一定阶段后才出现的，人类的一切建筑活动都是为了满足生产和生活的需要 有了建筑，人类就试图去认识建筑与环境的关系、改善建筑环境 人类改造客观环境的能力取决于社会生产力和科学技术发展水平。 人类从穴居到建造不同功能的和不同质量的建筑物，从取火御寒，摇扇去暑到人工地创造受控的空气环境，经历了漫长的岁月。

4 人类最早的居住方式：树居和岩洞居、巢居和穴居
在热带雨林、热带草原等湿热地区的人类主要栖息在树上，可避免外界的侵害，是人类祖先南方古猿生活方式的延续 随着人类向温带迁移，人类住所过渡到了冬暖夏凉的岩洞居，适合年温差和日温差都较大的地区。 炎热或高海拔地区的穴居方式，可获得相对稳定的室内热环境，顶部的天窗既可采光又可排烟。 巢居 河南偃师汤泉沟穴居遗址

5 对建筑与环境关系的认识：建筑经验 人们在长期的建筑活动中，结合各自生活所在地的地形，为适应当地的气候条件，就地取材因地制宜积累了很多设计经验。 北极圈的爱斯基摩人——圆顶小屋 我国北方寒冷的华北地区——四合院 西北、华北黄土高原——窑洞 西双版纳傣族——干阑 东北地区——火炕、火墙、火炉

6 爱斯基摩雪屋的外观和室内布置 用干雪沏成，厚度500ｍｍ的墙体可以提供较好的保温性能。当室外平均温度 －30℃时可维持室内－5℃以上。

7 四合院：座北朝南的典范 四合院建筑冬季有效地利用了太阳能采暖和抵御北风侵袭，屋顶设计避免了夏季室内过热。

8 窑洞建筑 土窑洞借助土壤热惯性大，达到冬暖夏凉的目的。 突尼斯窑洞 陕北地坑窑

9 稀树草原的建筑

10 云南干阑竹楼：防雨，防湿和防热。

11 湿热地区的中国民居 云南干阑竹楼：防雨，防湿和防热。

12 中国少数民族民居 布依族石屋：以石块砌墙，以石瓦盖顶。就地取材，造价低廉，冬暖夏凉，不怕火灾，隔音性能好。

13 东北地区——火炕、火墙、火炉

14 主动控制建筑内环境的历史发展 1-4世纪，古罗马时代，据考察有将热空气从床下送入房间的装置。
18世纪的英国，由于工业革命的兴起，城市人口急剧膨胀，只有一部分才有取暖。 19世纪后期，欧洲出现了保持人体舒适和维持健康的必要的通风换气法规。 1881年夏季，美国20任总统詹姆斯病于白宫，用冰制冷 1902 年，威利斯 开利博士发明了世界上第一套空调系统，从此改变了人类的生活方式，使人们摆脱了窒息的闷热和潮湿 , 显著提高生产率，促进了整个 21 世纪文明的发展。 又经过20年，医院有了空调，1922年，由开利研制出了第一台离心式冷冻机。

15 空调采暖的普及使人们不再关心建筑的性能  遍布全球的玻璃和钢筋盒子建筑

16 建筑能耗现状 目前美国社会能耗比例 当前世界能耗比例

17 中国能源构成：煤>60％ 美国消耗世界能源的25％ 中国要步美国后尘吗？ 大量耗能＝污染环境

18 全球温室效应的发展趋势

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20 建筑环境学面临的问题 地球环境还可持续发展吗？
“人定胜天”还是“天人合一”？

21 History and development
安全 舒适 节能 原始社会躲避自然环境的伤害 人工控制室 内温湿度 满足室内环境,同时降低建筑能耗 有效利用资源合理排放废弃物 排出室内有害物质,提高空气品质 健康 生态

22 三、Definition of Environment Science in Building
——对建筑环境进行研究的一门学科 研究范围： 广义：建筑的内外两个方面——建筑的绿化配套、自然通风、大气质量ect. 狭义：建筑内部——建筑要满足各项功能的基本要求，尤其是使用对象在建筑内的健康和舒适性。

23 Definition of Environment Science in Building
所谓建筑环境学，就是指在建筑空间内，在满足使用功能的前提下，如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。 具体地说，根据使用功能的不同，从使用者的角度出发，研究室内的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果，并对此做出科学的评价，为营造一个舒适、健康的室内环境提供理论依据。

24 温度：冬：18~24℃；夏：25~28 ℃ 湿度：40%~60% 气流组织：流速≤ 0.2 ~ 0.3m/s 空气品质：洁净度 采光性能：尽可能的利用天然光源 照明：强度不可太大也不可太小 噪声：50dB 音响效果：歌剧院、影剧院等

25 四、main study contents and method
建筑外环境 人体对热湿环境的反应 建筑外环境 建筑环境中的热湿环境 建筑环境中的空气环境 建筑声环境 建筑光环境 建筑环境的综合控制与评价 热湿环境 空气质量环境 声环境 光环境

26 五、Significance and Function
从不同使用者和使用功能出发，研究各种建筑环境，并为营造所需环境提供理论依据 影响室内环境的因素，及什么样环境是舒适和健康的 任务一：了解人和生产过程需要什么样的建筑室内环境 任务二：了解各种内外部因素是如何影响建筑环境的 任务三：掌握改变或控制建筑环境的基本方法和手段

27 Course Characteristic
跨学科的边缘科学，包括： 热学 流体力学 物理学 心理学 生理学 建筑学 劳动卫生学 城市气象学

28 《Environmental Science in Building》 Chinese textbook
目前本专业指导委员会推荐的中文教材是清华大学主编的建筑环境学，其主要内容包括建筑外环境、建筑热湿环境、建筑内空气环境、建筑光环境和建筑声环境。 朱颖心等，建筑环境学，中国建筑工业出版社，2005年7月第二版 金招芬等，建筑环境学，中国建筑工业出版社，2001.

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30 English textbook and reference book

31 建筑环境学课程内容从这几届的问卷调查来看
教材难易程度适中，仅是使用英文教材，英语学习不是该课程的目的 达到学习专业知识才是我们的最终目的，课程暂未定在双语教学高度， 从而不拘泥于双语教学的条款，更利于学生对专业知识的学习。 本人通过对中英文教材的使用和对比，感到原版英文教材表述准确、规范，文字简洁，内容丰富，应该说是一本好的外文教材，尤其是在每章节中都给出了形象生动的例题及解题过程，把理论用实际的例子解释得清清楚楚，非常有利于同学对知识的理解和掌握，而且给我们展现了英文解题的一些基本用语。 每章后都附有习题，便于学生自己动手运用本章知识借助第二语言来解决实际问题，进一步激发学生用英语的学习兴趣。 相对而言，目前可使用的中文教材缺少例题，举个例子，关于建筑热湿环境部分，原版英文教材给出了14道例题，27道习题，其中21道计算题。而中文教材中该部分有93个符号复杂的公式，却没有一个解释应用的例题，所附8道习题全部为思考题，没有一道计算题，让学生感到学这些公式没用。可以说该课程采用英文教材，体现了国外教材的先进性和科学性。

32 Teaching Requirements
目的：加大专业词汇量、能应用基本句型表达专业知识、能熟练阅读外文专业资料 课前预习 按时出勤 课堂认真听讲 课后复习 独立作业 重点：不是陌生的词汇和语法，而是知识点的掌握 掌握建筑环境控制的有关理论和技术设计方法； 热湿环境、室内空气品质、光环境、声环境

33 Test Form 1 worked examples and exercises given in the book 2 choice questions 3 reading materials 4 fill in blanks 100% 80%这样可以使英语基础较差学生放下思想包袱，完成课程学习。即使他是用中文解答试题，但解题的知识是从原版英文教材中学的，这在潜移默化中会提高学生的英语水平，帮助他们克服对英语的恐惧

34 Contents（目录） 1 The Environment 9 Principle of Sound
热湿 声 1 The Environment 2 Principles of Heat 3 Thermal Insulation in Buildings 4 Energy Use in Buildings 5 Air control in Buildings 6 Principles of Light 7 Artificial Lighting（人工照明） 8 Natural Lighting （自然采光） 9 Principle of Sound 10 Noise and Sound Insulation 11 Room Acoustics 12 Electricity Supplies 13 Principles of Water Technology Water Supplies（给水） Waste Water 13 Green Buildings 空气 光

35 HOW TO USE THIS BOOK 1) The topics in this books have been developed from fundamentals（基本原理）. 2) The introductory section and the chapters on the basic principles of heat, light and sound will be of particular importance if you have not studied much physics before. 3) For the understanding of a new topic you should read the text carefully

36 4) For quick revision and reference some information, such as definitions and formulae, has been highlighted（ 加强 ） in the Text. 5) important types of calculation are explained by carefully worked examples ,using relative simple calculations. 6）At the end of the chapter, there are exercises 7）The diagrams图表 are intended to help to explain the subjects in the book. The drawings have been kept relatively simple so that they can form the basis for sketches（概略、大纲 ）.