人建筑與氣候

第一部分人·建筑·氣候——基于人的思考建筑熱環(huán)境氣候與熱環(huán)境——建筑師難以回避的問(wèn)題氣候與熱環(huán)境——建筑師難以回避的問(wèn)題氣候與熱環(huán)境——建筑師難以回避的問(wèn)題建筑熱環(huán)境高技派建筑大師與鄉(xiāng)土派建筑大師第一章人與建筑

Humanandbuilding1.1人的熱舒適/ThermalComfort由建筑塑造的室內(nèi)熱環(huán)境不僅為人的生存提供了保障，而且使人在此基礎(chǔ)上可以獲得更高的舒適度1.1.1生存/Survival

人是一種高度復(fù)雜的恒溫動(dòng)物人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性的生理反應(yīng)適應(yīng)性局限在一定的范圍之內(nèi)人體更適應(yīng)熱帶氣候活的人體會(huì)不斷發(fā)出熱量。如果這種熱量不能通過(guò)傳導(dǎo)，對(duì)流和輻射而散熱的話，人體就會(huì)感到不適，嚴(yán)重時(shí)至于極度難受，最終生理功能停止。人體體溫范圍肝臟：最高，38℃皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)各部分溫差不會(huì)太大日夜有1℃以內(nèi)的波動(dòng)代表溫度：核心溫度1.1.2熱舒適舒適就是將人從熱難受中解脫出來(lái)對(duì)舒適，不同的人有不同的反應(yīng)（主觀感覺(jué)特征）熱平衡是人感到舒適的必備條件如果緊鄰的外部環(huán)境引起過(guò)多的傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射熱量損失，也會(huì)產(chǎn)生不舒適感。人在不同活動(dòng)狀態(tài)下，所要求的舒適溫度是不同的睡覺(jué)（產(chǎn)熱量為70~80W）時(shí)需要的空氣平衡溫度為28℃坐著（產(chǎn)熱量為100~150W）時(shí)需要的空氣平衡溫度為20~25℃馬拉松運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)熱量為1000W，體溫可達(dá)40~41℃，無(wú)論環(huán)境溫度如何，都極不舒適人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦具有調(diào)節(jié)代謝、體溫和內(nèi)分泌功能，前部主要促進(jìn)散熱來(lái)降溫，后部促進(jìn)產(chǎn)熱抵御寒冷。散熱調(diào)節(jié)方式血管擴(kuò)張，增加血流，提高表皮溫度出汗御寒調(diào)節(jié)方式血管收縮，減少血流，降低表皮溫度通過(guò)冷顫增加代謝率人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦前后部是相互制約起作用的，需要同時(shí)利用核心溫度和皮膚溫度信號(hào)來(lái)決定調(diào)節(jié)方式。人的體溫設(shè)定值隨肌肉活動(dòng)強(qiáng)度而改變?cè)隗w溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作時(shí)，增加環(huán)境溫度并不能提高人體的核心溫度（直腸溫度）。只有改變代謝率才能改變?nèi)梭w核心溫度。體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理熱感覺(jué)研究方法：心理學(xué)定義：人對(duì)周圍環(huán)境“冷”“熱”的主觀描述。特點(diǎn)：盡管人描述環(huán)境的冷熱，實(shí)際上只能感覺(jué)到自己皮膚下神經(jīng)末梢的溫度。所以“冷”“熱”與感受者的身體狀態(tài)有關(guān)，不是完全客觀的。“中性”的定義：不冷不熱，人用于體溫調(diào)節(jié)消耗的能量最小。人體的溫度感受系統(tǒng)20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對(duì)冷敏感的區(qū)域“冷點(diǎn)”和對(duì)熱敏感的區(qū)域“熱點(diǎn)”人體各部位的冷點(diǎn)數(shù)目明顯多于熱點(diǎn)為什么人對(duì)冷更敏感？50mV人體各部位冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布密度(個(gè)/cm2)參考文獻(xiàn)：H.Hensel,ThermoreceptionandTemperatureRegulation,London:AcademicPress,1981冷、裁熱感覽受器淡的位陡置冷、巖熱感泳受器宅存在瘋于：外周上溫度穴感受雅器皮膚粘膜內(nèi)臟中樞周性溫商度敏緩感神身經(jīng)元脊髓延髓腦干轎網(wǎng)狀堪結(jié)構(gòu)冷、顛熱感酬受器豈的位準(zhǔn)置實(shí)驗(yàn)感覺(jué)熱

感覺(jué)冷人體陽(yáng)熱平景衡與悔熱舒幸適人體徑作為梳室內(nèi)岡的一逐部分毅參與饒到室食內(nèi)的疼熱交籍換人體傲與室燦內(nèi)的懲熱交賢換主粉要以碼對(duì)流郵和輻匹射方斥式進(jìn)吧行室內(nèi)榆氣候坊對(duì)人炊體熱幫舒適魯?shù)挠盎懼骼ヒ響c現(xiàn)為虹冷熱描感冷熱券感取袍決于掩人體澇新陳吵代謝芳產(chǎn)生車的熱焦量和敞人體要向周砌圍環(huán)范境散秩熱量燙之間邪的平雖衡關(guān)雀系人體物熱平衣衡方抽程熱舒距適的卵條件Δq鏈=0Δq委>0剃時(shí)，撿體溫繩上升Δq決<0測(cè)時(shí)，耀體溫要下降人體經(jīng)按正常匆比例艦散熱對(duì)流襪換熱癥占2咸5～幅30敬％輻射鼓散熱蜜占4凱5～必50逢％呼吸感和無(wú)信感覺(jué)瞇蒸發(fā)繭散熱蓋占2攜5～鹽30急％人體糖正常想熱平虛衡人體雙負(fù)荷資熱平鴨衡1.剝2籌人體滑熱平攏衡的隱影響蹦因素人體頓新陳祝代謝箭產(chǎn)熱疼量qm：主作要取尋決于助人體勢(shì)的新根陳代滲謝率瘋及對(duì)覺(jué)外作坡機(jī)械捉功的袖效率哀，單憂位為螺W/胖m2，亦吉常用色me蟲(chóng)t表錦示，菠1m攔et亮=5棚8.走2創(chuàng)W/聾m2對(duì)流質(zhì)換熱剃量qc：人輝體平統(tǒng)均皮腫膚溫月度高絮于空搬氣溫速度時(shí)永，脂qc為負(fù)指值，櫻反之綁為正請(qǐng)。此蝦外，探氣流尖速度島對(duì)人襯體的范對(duì)流鵝換熱輛影響忘很大妥，服濫裝也語(yǔ)有影機(jī)響人體妨外層懂溫度皮膚沒(méi)溫度上狀舞態(tài)45℃躺以上流皮處膚組爭(zhēng)織迅艱速損摔傷43愧~仙41℃窩被采燙傷臟的疼觸痛感41遠(yuǎn)~3構(gòu)9℃申疼屆感域39陶~3從7℃箏熱感的感孩覺(jué)37文~3禮5℃碎開(kāi)豆始有焦熱的遇感覺(jué)34咱~3泛3℃約休籮息時(shí)惜處于彎熱中獲性狀立態(tài),倉(cāng)熱舒伍適33御~3倆2℃底2否-4壓me貍t學(xué)的(中等錢)運(yùn)團(tuán)動(dòng)量沃時(shí)感道覺(jué)舒績(jī)適32撥~3拔0℃蛙3握-6燥me般t山的(減較大)篩運(yùn)動(dòng)說(shuō)量時(shí)已感覺(jué)平舒適31戚~2壩9刻℃膊坐純著時(shí)混有不床愉快皇的冷黃感25邪℃(局膽部)喝皮商膚喪捐失感畝覺(jué)20℃(存手)像非償常不掏快的蝦冷感晨覺(jué)15℃(天手)班極帥端不忍快的版冷感腰覺(jué)5℃(渠手)倡伴之隨疼燈感的塘冷感燥覺(jué)輻射滋換熱棍量qr：著五衣體口表面廉與周如圍環(huán)拖境表感面間盞進(jìn)行奇，當(dāng)叨人體隆溫度丹高于林周圍撫表面迷溫度峰時(shí)，迎人體栗失熱欺，聲qr為負(fù)崗值，奏反之礎(chǔ)為正蒸發(fā)圈散熱載量qw：由密無(wú)感臭蒸發(fā)柱散熱蹄量（儲(chǔ)肺部隨呼吸高和皮辜膚的統(tǒng)隱汗專蒸發(fā)行）與鉛有感謠顯汗渡蒸發(fā)蝦散熱壩量組姻成人體食與外摧界的頌熱交粉換人體卵與外糖界的搖熱交笛換顯熱抗交換對(duì)流殿散熱輻射羨散熱潛熱育交換皮膚謹(jǐn)散濕出汗課蒸發(fā)皮膚策濕擴(kuò)摟散呼吸融散濕影響吹人體她熱感退覺(jué)的很因素四項(xiàng)觸環(huán)境完因素軍的影悠響空氣水溫度濕度空氣憂運(yùn)動(dòng)平均圖輻射錘溫度兩項(xiàng)叢主觀乞因素臟的影征響新陳否代謝低率服裝抄熱阻服裝宰的熱咬阻Icl一般您指顯送熱熱柜阻單位縱m2K/海W和乖cl稼o，摩其中麥1c故lo降=蒼0意.1噴55屬m2K/端W已知饒單件刑服裝價(jià)熱阻綠：Icl=扮0.笨16仙1+夸0.態(tài)83際5Icl吧u,糟i服裝緩的熱胸阻Icl人運(yùn)尸動(dòng)時(shí)即由于凍人體末與空四氣之穗間存柜在相楊對(duì)流栽速，漂會(huì)降守低服飾裝的絹熱阻估。Icl=攪0.頑50領(lǐng)4Icl+賀0.離00當(dāng)28鼻1Vwa為lk–棚0.運(yùn)24椅子拿給人拋增加穩(wěn)0.桐15硬c攀lo以下跨熱阻Icl=姓7.掃4810–前5CS盼AC記–懸0渣.1步速株3拾.7粥km記/h1c管lo邊0.蔬48只c圓lo舒適晶服裝美熱阻期與環(huán)盒境溫戀度、部相對(duì)移風(fēng)速震、活日動(dòng)強(qiáng)繁度的在關(guān)系還要錄注意凡不同崗人對(duì)捎舒適芒感的留差異瞬感科現(xiàn)象衣著長(zhǎng)狀況個(gè)體芬狀況適應(yīng)牙性種族稅差異年齡逼差異恒定南與變鳥(niǎo)化人與芝建筑鋒——槐人的激舒適姻性室內(nèi)彩熱環(huán)妨境大程致可筒分為館：舒適令的可以妥忍受愧的不能待忍受旨的通常漁能接想受的紹熱舒丘適標(biāo)序準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)是低障耗能匯率、慶不出重汗、懂不冷灣顫。熱舒怖適可清以與茶一定驕范圍反的環(huán)王境因調(diào)素連涂系起抽來(lái)，披在這繡個(gè)范滋圍內(nèi)下借助他調(diào)節(jié)番衣著嗽或者零身體增的活剩動(dòng)程往度或脆者兩功者同勒時(shí)調(diào)失節(jié)來(lái)蒜達(dá)到判良好涌的熱魄舒適謠。人與生建筑筋——暗人的尼舒適陣性建筑斤的主弄要功航能是貌提供醬舒適革的室薯內(nèi)環(huán)燥境建筑瓜物應(yīng)貨該提真供可療控環(huán)麗境。1.虛3虎熱環(huán)喝境的平量化昏參數(shù)崇及測(cè)葛量單一守指標(biāo)任何隆一項(xiàng)濟(jì)單項(xiàng)產(chǎn)因素索都不滑足說(shuō)段明人站體對(duì)命熱環(huán)耕境的暗反應(yīng)趙。綜合都指標(biāo)科學(xué)挖家們亡長(zhǎng)期淡以來(lái)啞就一山直渴壤望用步一個(gè)織單一寺的參漏數(shù)來(lái)旺描述屆這種緒反應(yīng)功，這布個(gè)參蠶數(shù)叫羊做熱戒舒適啟指數(shù)控（或Th唐er妖ma碎l遺Co緣瑞mf王or究t餐In迷di弦ce楚s）和，它扛綜合足了同巷時(shí)起感作用鮮的全俯部因巡壽素的犁效果犧。單一牽指標(biāo)空氣往溫度室內(nèi)受最適照宜的絕溫度讀是2替0~小24拍℃臨，命在人罩工空鏟調(diào)環(huán)鐮境下執(zhí)，冬蒜季溫馳度控挽制在般16絕~2暮2殿℃批，夏霞季控畏制在跡24荷~2袖8尋℃古，并踢以此嘗作為蛇室內(nèi)窯計(jì)算怖溫度室內(nèi)羊溫度績(jī)低于隱16攝℃花，堂人的頸手指氧溫度拔將低朽于2連5型℃顯，無(wú)廚法正繭常工矩作和祖寫字高于森30敲℃聞，議人體環(huán)的活驕動(dòng)也禽將受政不良俱影響溫度絮場(chǎng)的具水平暈和垂肆直分墓布對(duì)啦人的勢(shì)舒適灑性也乘產(chǎn)生并影響室內(nèi)實(shí)際器溫度則由聚房間罷內(nèi)得僻熱和棉失熱災(zāi)、圍虹護(hù)結(jié)當(dāng)構(gòu)內(nèi)巷表面投的溫菊度及牽通風(fēng)似等因尚素構(gòu)拿成的屈熱平綱衡所迅決定譯，設(shè)吃計(jì)者爛的任雄務(wù)就乘在于宴使實(shí)薄際溫盲度達(dá)餐到室母內(nèi)計(jì)轟算溫亞度垂直綱溫差盡管晴受試軟者處喘于熱呼中性遷狀態(tài)雀，頭香足溫慰差仍路然使丘人感更到不翠舒適照。20器℃28岡℃垂直眉溫差游泳臘池地拌面應(yīng)匆該保念持的花溫度淚是多誓少？垂直殺溫差A(yù)S械HR賄AE剪H登an倘db變oo癥k：稠地板耐溫度勝和不密滿意霜度的牽關(guān)系空氣怒濕度直接釀?dòng)绊懥苋说木粑鼡淦鞴侔俸推べ惸w出娃汗，炎影響甲人體稼的蒸窗發(fā)散筐熱在舒嬸適區(qū)愿內(nèi)（裕干球促溫度截為1通6~小25齊℃睜時(shí)崇），唇相對(duì)圈濕度各在3乞0~隱70默%范理圍內(nèi)廈變化薯對(duì)熱重感覺(jué)昏影響慢不大干球赤溫度芝大于傍29陪℃臭，人匙體需胞要出澇汗來(lái)賄散熱南時(shí)，葡空氣滴濕度癢影響蓮較大一般羊認(rèn)為臥最適悠宜的骨濕度其是5撐0~忽60京%，夫如濕防度過(guò)在低（乘低于哭30嗓％）愉則人突會(huì)感盒到干當(dāng)燥、系呼吸桂器官鳳不適脅；濕茅度過(guò)倍高則礎(chǔ)影響脫正常繁排汗桐，尤浩其在掠夏季么高溫窄時(shí)，野如濕鎖度過(guò)偶高（陶高于恒70紗％）容則汗鐮液不舌易蒸僑發(fā)，徹最令白人不槽舒適妨?？諝馑土鲃?dòng)室內(nèi)參風(fēng)速缺大于諷1.略5m禿/s懇時(shí)，齊風(fēng)速宿太大薦不舒棕適熱區(qū)家室內(nèi)靠風(fēng)速巡壽在0亂.3濱~1凡m/賭s內(nèi)輸，多拌數(shù)人白感到篇愉快冷區(qū)閉氣流匠速度詳小于硬0.猾3m屆/s辯，較致舒適夏季稠利用汽自然葬通風(fēng)貴的房超間,申由于絡(luò)室溫憂較高閥，舒辜適的借氣流餡速度曠也應(yīng)廚較大趴。氣流刑與擦吹風(fēng)槳感豎dr靈au猴gh枯t定義躺：人萬(wàn)體所強(qiáng)不希畫(huà)望的傷局部濤降溫但在吼“中暗性－邁熱”黃環(huán)境查下吹鑼風(fēng)往寧往是怎愉快婆的其它很不舒悟適的肅原因局部喊壓力證干擾冷顫榨出現(xiàn)氣流僚與姿吹風(fēng)漢感百dr喜au舞gh僵t人頭棍頂上或的自額然對(duì)嘗流速卡度是訴0鍋.2咽m胸/s彎，所貸以是沫人體亞對(duì)風(fēng)猴速可宴以覺(jué)耽察到天的閾弊值，謊往往決用來(lái)她確定齊室內(nèi)腸風(fēng)速刮的設(shè)盆計(jì)標(biāo)娃準(zhǔn)。當(dāng)空繳氣流預(yù)速≤寄0.泰5棍m/束s，覽麥金膽太爾碗(1惹97蠶9)日等研斷究者拋的實(shí)甩驗(yàn)表扔明，艙只要皺把空校氣溫福度調(diào)好整得副合適轉(zhuǎn)（提賊高空反氣溫炊度）破，就攀可以嶄使空斜氣的如流動(dòng)選幾乎知覺(jué)察口不到衡。平均雜輻射滑溫度室內(nèi)結(jié)熱輻盞射的反強(qiáng)弱堂通?；萦谩斑吰骄囕椛湮虦囟锐Y”（糞Tmr徒t）代蠶表。俗平均藏輻射糾溫度擺即室木內(nèi)對(duì)糞人體披輻射捕熱交卵換有膛影響丈的各邊表面閣溫度雨的平斧均值縮慧。一個(gè)薄假想念的等穿溫圍診合面迷的表閑面溫咬度，炒它與苦人體訂間的首輻射虛熱交機(jī)換量派等于斯人體犯周圍護(hù)實(shí)際侍的非誰(shuí)等溫舊圍合傅面與鉆人體繡間的累輻射語(yǔ)熱交池?fù)Q量凡。=人體呆體內(nèi)廚溫度36址.5苗℃人體鈴裸露寇皮膚斜溫度32庭~3聽(tīng)3℃建筑銅圍護(hù)墾結(jié)構(gòu)摔內(nèi)表卸面平蛇均溫摧度為27費(fèi).5踩℃如果限圍護(hù)屋結(jié)構(gòu)節(jié)內(nèi)表鑄面溫附度上脂升到邀33萬(wàn).5做℃以廁上，典人體畏不但拋不能輝向外得輻射挽散熱刊，反割而接警受圍割護(hù)結(jié)腹構(gòu)的稍長(zhǎng)波立輻射覺(jué)熱，朗人體徐就會(huì)快感到攜很熱冬季股，室財(cái)外空駕氣平綿均溫乎度為仗14℃，疤建筑柔圍護(hù)時(shí)結(jié)構(gòu)掀內(nèi)表穴面平紙均溫各度為定17妄℃人體濱裸露戀皮膚稼溫度32間~3寨3℃人體明體內(nèi)固溫度36全.5腸℃溫度校梯度溫度揚(yáng)梯度視大，塑散熱秩快濕熱卵——皆空氣犧相對(duì)意濕度豎達(dá)9盯0%援以上芒，即趨使空騾氣溫獄度達(dá)怖27匙.5℃，么人體膝也感塑覺(jué)很決悶熱濕冷精——程冬天嚼，相監(jiān)對(duì)濕次度大劣于8孩0%鑼的濕拴冷日悄子較步長(zhǎng)，皇即使稀空氣箭溫度蠅達(dá)1辨3℃勁，如儉果相揮對(duì)濕鋪度大稻于9邀5%掠，人帳體就撓感覺(jué)翅寒冷物質(zhì)水干空氣水蒸氣導(dǎo)熱系數(shù)0.5970.02610.0245“濕縱冷”對(duì)的原跌因是垮水蒸長(zhǎng)氣對(duì)芹長(zhǎng)波疑輻射們熱有濟(jì)很強(qiáng)字的吸余收能扇力輻射婦不均午勻性向量肺輻射練溫度蜻：室鄭內(nèi)兩鄰部分起的平齡均壁敗面溫妥度差向量典輻射悲溫度灶超過(guò)濤10袍℃，繩人就視感到鏈不舒瞞適輻射吊不均稻勻性輻射內(nèi)吹風(fēng)仇感：簡(jiǎn)房間余內(nèi)局朗部低畝溫輻課射導(dǎo)供致人體猶所不屬希望撐的局算部降方溫面對(duì)畜冷表為面的峰平均戰(zhàn)輻射糠溫度竹比其障它部余分部看分的助平均哲輻射斃溫度嘆低薪8K權(quán)以綢上，孫將使漫人感或到不敵舒適8K熱環(huán)死境各霉個(gè)因伶素是許互不俱相同廢的物女理量產(chǎn)，但版對(duì)人嗽們的凈熱感脖覺(jué)來(lái)庫(kù)說(shuō)，皺它們夢(mèng)相互肌之間訓(xùn)又有持著密談切的你關(guān)系褲；改外變其傅中一澡個(gè)因素素往殃往可年以補(bǔ)占償其傾他因促素的諷不足釘，如洽室內(nèi)渴空氣倆溫度割低而程平均凍輻射恒溫度習(xí)高，菊和室穴內(nèi)空補(bǔ)氣溫標(biāo)度高繞而平今均輻碎射溫訴度低搬的房另間就爹可以摘有同冤樣的臟熱感鞋覺(jué)。綜合故指標(biāo)作用陣溫度有效素溫度熱應(yīng)襯力指免標(biāo)預(yù)測(cè)搏平均灰熱感嫂覺(jué)指玻標(biāo)作用控溫度種綜合棉了室域內(nèi)氣膛溫和乖平均網(wǎng)輻射它溫度忍對(duì)人孝體的垂影響譽(yù)，作柿用溫搭度可降用公桌式表悅示為作用屆溫度有效周溫度虹ET為室坡內(nèi)氣蝦溫，太空氣壓濕度董和室版內(nèi)風(fēng)孝速在變一定默組合刃下的害綜合窮指標(biāo)谷。綜合筍熱輻閘射的興影響淋，用碎黑球檔溫度楚代替怕空氣樹(shù)溫度航，得籍到修停正的絞有效迎溫度濁（C銅or已re脹ct膀ed膏E爸ff扔ec襖ti盤ve毒T倡em察pe攀ra鍋tu云re盡）ET對(duì)熱環(huán)境研究具有深遠(yuǎn)影響，但是在低溫區(qū)過(guò)高的估計(jì)了濕度對(duì)熱感覺(jué)的影響SET包含四個(gè)物理變量和兩個(gè)個(gè)人變量，適用的熱環(huán)境范圍廣泛，計(jì)算復(fù)雜PMV包含四個(gè)物理變量和兩個(gè)個(gè)人變量，離熱舒適較近的范圍精確度高WBGT僅包含客觀物理量的指標(biāo)，不受個(gè)人變量的影響，容易操作和推廣熱應(yīng)尾力指堆標(biāo)袍（h烈ea編t對(duì)st著re責(zé)ss篩i線nd漏ex芝）根據(jù)鞭人體球熱平廟衡的那條件污，先諸求出經(jīng)在一后定熱歲環(huán)境種中人堡體所聾需的獸蒸發(fā)針散熱備量，規(guī)然后搞再計(jì)忽算在尚該環(huán)馳境中惹最大絹可能腥的蒸蘆發(fā)散斤熱量鞏，以賺這二曉者的返百分炕比作鳴為熱漫應(yīng)力慎指標(biāo)蹈，它呢提供圖了一您種按按照人唇體活捷動(dòng)產(chǎn)坡熱、棵衣著席及周慕圍熱座環(huán)境蜻對(duì)人脫的生弱理機(jī)揚(yáng)能綜訊合影訂響的擊分析夾方法尊。預(yù)測(cè)斷平均盲熱感滋覺(jué)指舊標(biāo)P得MV西（p謠re薦di化ct發(fā)m卵ea臉