建筑环境学绪论
05章-建筑环境学
= I0 exp(－k·ml)= I0 Pm
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大气透明度 定义：Il/I0 = P = exp (-kL)，P＝1 最透明 变化范围：0.65~0.75，在一个月份的晴天中可近似 认为是常数
我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明
东京晴 天的大 气透明 度逐月 值
大气透明度 P
0.85
预测不满意百分比PPD (Predicted Percent Dissatisfied，PPD)
PPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意
的百分数 PPD＝100 – 95exp[–(0.03353 PMV 4 + 0.2179 PMV2)]
即便到达 PMV＝0， 仍然有5％的 人不满意。
43
2) 气流速度的影响：
3) 气流速度大 对流散热大 快。
汗液蒸发快 人体凉
40
（二）热舒适的影响因素
室内环境因素
室内空气温度、湿度、 气流速度、壁面温度
人体因素
人的活动量、衣着量、 人的健康、性别、年龄、体形（例如 胖瘦）等因素
41
（三）室内热湿环境评价
预测平均评价PMV (Predicted Mean Vote) （预测平均热感觉指标）
25
温度(℃)
（二）气温的季节性变化规律
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。
40
30
20
10
0
-10
0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760
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时间(小时)
（三）室外空气湿度的变0.65
0.6
建筑环境学简答题1
《建筑环境学》题库——简答题1第一章绪论1、简述中国风水中国风水以八卦五行、河图洛书为基础。
在建筑选址方面认为：背山面水向阳最好；在建筑布局方面主义空间分割、方位调整、色彩运用；认为不好的住宅物理环境对人的心理有影响。
它的合理部分在于认为环境因素影响人体的身体和心理健康，风水的理论更多的是前人实践经验的总结，缺乏理性分析的提炼。
然而目前的多数江湖术士，败坏了风水的名声。
2、简述建筑环境学的三个任务。
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。
3、至今人们希望建筑物能满足的要求包括：安全性：能够抵御飓风、暴雨、地震等各种自然灾害所引起的危害或人为的侵害。
功能性：满足建筑的居住、办公、营业、生产等功能舒适性：居住者在建筑内的健康，舒适性美观性：有亲和感，社会文化的体现4、何为建筑环境学？建筑环境中有待解决的问题是什么？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。
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，并对此作出科学评价，为营造一个舒、健康的室内环境提供理论依据。
有等解决问题是：①如何解决满足室内环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾；②如何解决“建筑病综合症”（Sick Building Syndrome –“SBS”）的问题。
5、建筑环境学研究的内容及其研究方法为何？研究的主要内容包括：建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境与气流环境，建筑声环境和光环境（即包含了建筑、传热、声、光、材料及生理学、心理学和生物学等多门学科的内容。
基于建筑环境学内容的多样性，相对独立性和应用的广泛性，人们是从各个不同学科的角度对其内容进行研究，研究室内各种微气候环境所形成的机理及其与人的生活环境、工作环境等相互间的关系。
建筑环境学绪论
建筑环境学 绪论
我们就必需研究：第一，什么样的环境对人是安 全的、舒适的，人在此环境下的生理和心理效应 如何。第二，如何人工地创造所需环境。
当然，没有哪一个环境的制造是可以不计工本的， 一般都要受到各个因素的制约，而各种建筑都体 现了在对抗性与需求之间的某种折中。按照人类 观念，非最优的环境可能是最便宜的。例如，温 度下降带来的费用节约和不适感增加带来的工作 效率下降之间的关系，使人有可能在经济学基础 上决定温度的水平，在这种情况下，对于非优环 境作某些定量评估也是必不可少的。
建筑环境学 绪论
什么叫建筑环境学？
所谓建筑环境学：顾名思义，是对建筑环境进行研
究的一门学科。具体地说，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觉到舒 适和健康的一门科学。从广义上讲，它包括建筑物内外 两个方面的环境。
外部：建筑的绿化配套，自然通风，大气质量，艺术
造型等等还有一些与其他专业有关的指标。
2024/1/21
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建筑环境学 绪论
建筑环境学面临的问题：
1)、如何解决好环境舒适性与能源消 耗、环境保护之间的矛盾。
2)、如何解决好室内空气品质与使用 新材料、进行建筑节能之间的矛 盾。
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建筑环境学 绪论
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建筑环境学的意义与作用：
概括地讲就是从不同使用者 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。
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建筑环境学 绪论
1966 年 ASHREA 发 表 了 新 的 舒 适 性 曲 线 (New Comfort Line)
1971年发表了标准有效温度SET※一直沿用至今。
建筑环境学
建筑环境学第一章绪论一、建筑与环境的关系气候决定建筑，建筑适应气候。
建筑的功能：在自然环境无法保证令人满意的条件下，创造一个微环境来满足居住着的安全与健康以及生活与生产过程中的需要。
包括：安全性、功能性、舒适性、美观性。
二、建筑环境学的任务1.了解人类生活和生产过程需要什么样的室内、外环境。
2.了解各种内外部因素是如何影响人工微环境的。
3.掌握改变或控制人工微环境的基本方法和原理。
第二章建筑外环境第一节地球绕日运动的规律地轴的倾斜角：地轴与黄道平面的法线的交角始终保持23.5度。
赤纬：地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角。
地方平均太阳时：以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
世界时：经国际协议，以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。
标准时：每个时区都按它的中央子午线的平均太阳时为计时标准，作为该时区的标准时，相邻两个时区的时间差为1小时。
真太阳时：以当地太阳位于正南向的瞬时为午时12时，地球自转15度为1小时。
时差：真太阳时与当地平均太阳时直接的差距。
时角：及太阳时角，指当时太阳入射的日地中心连线在地球赤道平面上的投影与当地真太阳时12点时，日地中心连线在赤道平面上的投影之间的交角。
太阳高度角：太阳光线与水平面见我的交角。
太阳方位角：太阳至地面上某给定点连线在地平面上的投影与当地子午线（南向）的夹角。
太阳偏东为负，太阳偏西时为正。
太阳常数：在地球大气层外，太阳与地球的年平均距离处，与太阳光线垂直的表面上的太阳辐射照度。
可见光的波长在0.38-0.76微米。
长波红外线所带的能量最大。
纬度越低，太阳高度角越大，紫外线及可见光的成分越多。
纬度越高，太阳高度角越小，红外线的成分增加。
坐北朝南的建筑格局有利于增大室内太阳辐射量。
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度及大气层质量。
大气透明度是衡量大气透明度的标志。
大气质量反应了太阳光在大气层中通过距离的长短，取决于太阳高度角的大小。
1建筑环境学第一章 绪论
建筑环境学（教学课件）教材： 建筑环境学 编者：金招芬 朱颖心参考书： 环境学导论 编者；何强 井文涌建筑环境物理 编者：杜先智第一章绪论一：建筑环境学：是建筑环境、与设备工程专业一门主要的专业基础课，他包含了建筑、传热、声、光、材料及卫生、心理等多门学科的内容，是一门跨学科的边缘科学。
通略的讲，是介绍室内一切能够影响人类生活因素的学科。
因篇幅和水平的限制基本是以概括的方法进行介绍，进一步深入的内容将在后续的专业课中讲述。
二：建筑环境学的作用：将原来的 暖通空调专业由单纯的设备应用型专业向建筑环境系统扩展的媒介与桥梁。
三：教材内容：1.建筑外环境 2.室内空气的温湿度 3. 室内空气流动 4. 室内空气品质 5. 室内声、光环境 6. 室内舒适度对人生理和心理的健康影响第一节 建筑环境学的地位与作用一：环境及其组成环境总是相对于某一中心事物而言，作为某一中心事物的对立面而存在，随中心事物的变化而变化，与某一中心事物有关的周围事物，就是这个中心事物的环境。
环境学所研究的环境是以人类为主体的外部生存、繁衍所必需的、相适应的环境或物质条件的综合体。
分为自然环境和人工环境两种。
环境学⎩⎨⎧人工环境自然环境 1. 自然环境：人类出现之前就存在的。
是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条件和自然资源的总称。
即：阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、动植物、微生物以及地壳的稳定性等自然因素的总和。
2. 人工环境：是指由于人类的活动而形成的环境要素，他包括有人工形成的物质、能量和精神产品，以及人类活动中所形成的人与人之间的关系（上层建筑）。
人工环境⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧文化与地方因素等宗教信仰社会行为政治体制人工产品和能量人工建筑物技术进步）综合生产力（包括人等建筑环境 人工环境的好坏，对人的工作与生活，对社会的进步都影响很大。
一般环境学中研究的主要问题是，自然物物圈和人工环境中的人工建筑物、人工产品和能量以及人的关系问题。
建筑环境学
建 筑 环 境 发 展 中 的 问 题
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
建 筑 能 耗 现 状
美国社会能耗比例
中国社会能耗比例
世界能耗比例
环 境 污 染
大量耗能＝污染环境
H V A C 发 展 史
供暖发展史 通风发展史 空调发展史（制冷发展史）
屋顶表面温度
室外空气 温度
室内空气温度
巴格达地区 的传统建筑
气 候 与 中 国 民 居
陕北土窑洞
土窑洞借助土壤大热惯 性，达到冬暖夏凉的目的
陕西绥德 靠崖窑
中 国 四 合 院
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。
蒙古包
草 原 建 筑
用木料、毛毡建造，造型 独特，可抵御沙暴和雨雪 侵袭，冬暖夏凉 。
John Gorrie在1842年以压缩技术制造出冰 块，并使用作冷冻空气以吹向患疟疾和黄 热病的病人。为了拯救一些的渔民的生命 而作的一次尝试，却改变了全世界人民的 生活方式。 Leonardo Da Vinci 在大约1500年制造了一 台水动风扇用于他妻子闺房的通风； Dr. William Cullen在1775年发明了一台用 于冷冻水的机器； Jacrb Perkins 在1834年取得了一台制冷机 的专利权；
概 述
采暖在很早的时候，用烧火来御寒，以此来加 热室内的空气。但这只局限于室内空气温度的 改变，只是对室内空气温度这单一参数的调控。 通风从古代的手摇扇手动通风发展到了机械通 风，这也给空气调节系统的发展奠定了基本的 条件，而后通风从机械通风到多元通风，进而 又开始自然通风在建筑的中的利用，近年来置 换通风的研究及发展同样伴随着空气调节的进 步。 冷热源方面，制冷起先是用于对食物的储藏和 保存，逐渐发展到了工业上的采用。在19世纪， 第一次工业革命，蒸汽锅炉的产生及在西欧的 发展与运用，给空气调节工程提供了热源和动 力。
建筑环境学-绪论
谢谢
对自然现象解释不清的地方，陷入巫术，如消除 不利因素的“符镇法”。光、电、磁等波动均称 之为“气”，且无所不在，无所不包。
地球环境还可持续发展吗？
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
建筑能耗现状
பைடு நூலகம்
目前美国社会能耗比例
当前世界能耗比例
中国能源构成：煤>60％
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。
人类最早的居住方式： 巢居和穴居
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。
河南偃师汤泉沟穴居遗址
巢居
古文明的发源地：20－40纬度
为创造适宜环境而建造的建筑与文明发展密切相关
任务三：掌握改变或控制建筑环境的 基本方法和手段
课程内容
空气质 热湿 量环境 环境
人体对热 湿环境的
反应
声环境
光环境
《建筑环境学》课程的地位
专业基础平台之一 传热学 流体力学 工程热力学 建筑环境学
《建筑环境学》课程的特点
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
以八卦五行、河图 洛书等易学文化为基础；
注意建筑布局、空间分割、方位调整、色彩运用： “背山、面水、向阳”为最佳方位，宅院地势应 适当前低后高，“水口”、“气口”方位要重 视……
认为不好的住宅物理环境对人的心理有影响，导 致影响人的命运；
涉及环境心理学、地理学、气象学、生态学、规 划学、建筑学等；
中国四合院：座北朝南的典范
利用太阳高度角的特点，仅在北方出现
《建筑环境学》课后习题答案
《建筑环境学》课后习题答案第一章：绪论1．所谓建筑环境学就是指在建筑空间，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。
根据使用功能的不同，从使用者的角度出发，研究室的温度、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，并对此作出科学评价，为营造一个舒、健康的室环境提供理论依据。
有等解决问题是：①如何解决满足室环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾；②如何解决“建筑病综合症”（Sick Building Syndrome –“SBS”）的问题。
2．研究的主要容包括：建筑外环境、室空气品质、室热湿环境与气流环境，建筑声环境和光环境（即包含了建筑、传热、声、光、材料及生理学、心理学和生物学等多门学科的容。
基于建筑环境学容的多样性，相对独立性和应用的广泛性，人们是从各个不同学科的角度对其容进行研究，研究室各种微气候环境所形成的机理及其与人的生活环境、工作环境等相互间的关系。
第二章：建筑外环境1．与太阳的光辐射，气温、湿度，风和降水等因素有关。
2．以太阳通过某地区的子午线时为正午12点来计算一天的时间为平均太阳时；以本初子午线处的平均太阳时作为世界标准时（世界时）；以东经120℃的平均太阳时为中国标准（称为时间）。
3．相对位置可用纬度，太阳赤纬d，时角h，太阳高度角和方位角A表示，其中前三个参数、d、h是直接影响和A的因素，因为是表明观察点所在位置，d表明季节（日期）的变化；h是表明时间的变化。
当太阳离地球最远时，太是垂直于直射地面的，具有很高的辐射强度，所以最热而形成了夏至，当太阳距地球最近时，太是斜射地球表面的，其辐射强度很弱，因此最寒冷导致了冬至。
4．一部分为太阳直接照射到地面（即直射辐射）；另一部分是经过大气层散射后到达地面成为散射辐射，直射辐射与散射辐射之和称为太阳对地面的总辐射。
辐射能量的强弱取决于太阳辐射通过大气层时天空中各种气体分子、尘埃、微粒水粒对的反射，散射和吸收共同影响。
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不同下垫面对微气候的影响
不同小区布局对小区风场的影响 不同建筑设计的自然通风效果
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建议的大作业题目
总结不同地域建筑特征与气候条件的关系
做一些场所的CO2浓度的现场实测和IAQ问
卷调查分析。
做一些光环境的现场实测和分析调查
做一些噪声环境的现场实测和分析调查
交通噪声对不同楼层的影响 不同窗类型、建筑构件对环境噪声的衰减作用 试试不同隔音或减噪措施的效果
越是高纬度地区，人类遗址的时间就越晚 热带雨林：不需要建筑 建筑的出现：逐渐向两极移动 现代技术的发展：人类活动遍布全球
6
人类最早的居住方式： 树居和岩洞居
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
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巴格达地区的传统建筑
墙厚340-450mm，屋面厚度460mm，利用土坯热惯 性。室外日夜温差24℃，室内波动不到 6℃。
屋顶表面温度
室外空气温度
室内空气温度
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沙 漠 地 区 民 居
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大陆气候的 中国民居
土窑洞借助土壤大 热惯性，达到冬暖 夏凉的目的。
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。
冬暖夏凉的岩洞居，适合年温差和日温差
都较大的地区。
7
人类最早的居住方式： 巢居和穴居
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。
河南偃师汤泉沟穴居遗址
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巢居
古文明的发源地：20－40纬度
为创造适宜居住环境而建造的建筑与人类 文明的发展与进步密切相关。
空气质 热湿 量环境 环境 声环境 光环境
人体对热 湿环境的 反应
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《建筑环境学》课程的地位
专业基础平台之一
传热学
流体力学
工程热力学
建筑环境学
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《建筑环境学》课程的特点
跨学科的边缘科学，包括：
热学 流体力学 人的感觉
建筑物理
房屋建筑学
心理学
生理学 劳动卫生学 城市气象学
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建议的大作业题目
做一些与热感觉有关的实验并进行分析 对一些有亲身体验的与热感觉有关的现象进行 分析 对一些有亲身体验的与光环境有关的现象进行 分析 分析光环境控制与建筑节能之间的关系或对现 有的研究成果进行一些检索和综述 协助研究生做一些有关建筑环境模拟或实验研 究的工作并写出工作报告
15
中国四合院：座北朝南的典范
利用太阳高度角的特点，仅在北方出现
16
窑洞建筑
突尼斯窑洞
陕北地坑窑
17
稀树草原 的建筑
蒙古包
18
湿热地区的 中国民居
云南干阑竹楼：防 雨，防湿和防热。
19
布依族石屋（贵州）
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。
20
9
爱斯基摩雪屋的外观和室内布臵
寒冷地区建筑
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℃时可维持室内温度－ 5℃以上。 10
爱斯基摩人(因纽特人)的雪屋
将兽皮衬在雪屋内表面，通过鲸油灯采暖，可使室内 温度达到15℃
年较差30.5℃
月份
11
埃及的民居：干热地区建筑
27
面临的问题：
“人定胜天”还是“天人合一”？西方 传统哲学思想与东方传统哲学的对立
28
《建筑环境学》的任务
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
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课程内容
气流与通风
不严格要求物理环境的建筑
为宗教、政治服务，仅部分对采光有神秘性要求
意大利狄奥多理陵墓
埃及卡纳克神庙
玛雅文明
21
人类对建筑环境的认识过程 风水是什么？
玄学：
前人的经验＋神秘主义 迷信 原因：缺乏科学的认识和分析手段， 加上商业行为的需要
科学：
环境因素影响人体的身体与心理健康
建筑环境学
Built Environment
1
第一章
绪论
2
建筑的功能
根本的功能：创造 一个微环境
安全与健康
生产过程需要
3
建筑的功能
安全、健康、舒适，维持高劳动生产率 住宅、影剧院、商场等 办公楼、体育场馆等 生产工艺要求 生物实验室、制药厂、集成电路车间等 舞台、演播室、体育赛场、手术室等
现代科学的发展提供了研究手段
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关于风水(堪舆)的一些说法
以八卦五行、河图 洛书等易学文化为基础； 注意建筑布局、空间分割、方位调整、色彩运 用：“背山、面水、向阳”为最佳方位，宅院 地势应适当前低后高，“水口”、“气口”方 位要重视…… 认为不好的住宅物理环境对人的心理有影响， 导致影响人的命运； 涉及环境心理学、地理学、气象学、生态学、 规划学、建筑学等； 对自然现象解释不清的地方，陷入巫术，如消 除不利因素的“符镇法”、相“阴宅”等。光、 电、磁等波动均称之为“气”，且无所不在， 无所不包。 23
提交成果形式：书面报告两份 考核方式与成绩比例
口头报告，自选一个大作业，30％ 书面报告（另一个大作业），20％
基本问题开卷笔试，30％
小作业，20％
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建议的大作业题目
做一些热湿环境实验并加以分析，例如：
挂窗帘的影响
墙体的热响应（注意采暖期和非采暖期的不同） 室外空气综合温度和辐射在建筑热环境中的作用 不同朝向房间的自然室温的区别 攀藤植物对墙体热过程的影响
37
建议的大作业题目
对劳动卫生保护方面的问题进行总结综述
对“风水”学的初步分析 文献综述与分析：目前IAQ问题的研究焦点
有哪些？有哪些问题还有待解决？
对研究长期在空调环境中逗留人员的健康问
题的文献进行综述（SBS问题、IAQ或热环境
的影响）
任何你感兴趣的有关建筑环境的话题
38
本课程主要参考文献
不太舒服的环境 自然环境
32
进度
绪论 建筑外环境 热湿环境 1次 2次 3次
人体热湿反应
空气质量环境 气流与通风
3次
1.5次 1.5次
声环境
光环境 讨论课（课外）
1.5次
1.5次 1次
33
考核
自选两个大作业，类型为：
实验论文或报告（至少选一个）
论述型论文或文献综述
ASHRAE Handbook －Fundamentals（49上有）
D. A. 麦金太尔, 《室内气候》，上海科技出版社
P.O. Fanger, Thermal Comfort, R.E. Krieger出版社 彦启森等，《建筑热过程》，建筑工业出版社
詹庆旋，《建筑光环境》 ，建筑工业出版社
秦佑国，《建筑声环境》 ，建筑工业出版社 学术杂志：Building Environment
学术杂志：Indoor Air
学术杂志：暖通空调 王鹏,《建筑适应气候》, 清华大学博士论文，2001
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地球环境还可持续发展吗？
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
24
建筑能耗现状
目前美国社会能耗比例
当前世界能耗比例
25
中国能源构成：煤>60％
美国消耗世界能 源的25％，中国的 发展应该步美国的 后尘吗？
大量耗能＝污染者兼而有之
各种有人员的生产场所
手术室、体育赛场、舞台等
4
建筑物必须满足的要求
安全性：避免由于地震、台 风、暴雨等各种自然灾害所 引起的危害或人为的侵害
功能性：满足建筑的居住、 办公、营业、生产等功能
居住者在建筑内的健康，舒 适性 美观性：有亲和感，社会文 化的体现
5
人类活动的发展