今天宠物迷的小编给各位宠物饲养爱好者分享建筑失热排行的宠物知识,其中也会对高脚楼与当地的气候环境有什么关联(高脚屋与当地环境的关系)进行专业的解释,如果能碰巧解决你现在面临的宠物相关问题,别忘了关注本站哦,现在我们开始吧!
因为当地气候潮湿,降水较多,高脚楼一般为了避开洪水和虫蛇的侵扰。
用暖气,是其一,夏天*雨天要用除湿器,有卖的。你的体质,是需要用中药调整的,外因,内因都去掉了,自然就好了!
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。
2
.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**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。
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(称为北京时间)。
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,太阳光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,太阳光是斜射地球表面的,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、微粒水粒对阳光的反射,散射和吸收共同影响。
5
.民用住宅要求冬至日满窗日照时间不低于
1h
,日照时间与建筑物的配置,外型、高度和朝向均有
关,对建筑物,正方形长方形结构简单,最大优点是都没有永久*影和自身*影,而且各朝向上冬季的*
影区范围都不大,能保证周围场地有良好的日照。
L
形建筑会出现终日*影和自身*影遮蔽情况。而凹形
建筑虽然南北方向和东西场地没有永久*影区,但在各朝向上转角部分的连接方向不同,都有不同程度的
自身*影遮蔽情况
……
6
.日照中的紫外线具有强大的杀菌作用,尤其是波长在
0.25~0.295
范围内杀菌作用更为明显,波长
在
0.29~0.32
的紫外线还能帮助人体合成维生素
D
,且维生素
D
能帮助人们的骨骼生长。另一方面,过度
的紫外线照射,
也会危及人类的健康在
0.32
以上的高密度紫处线,
对地球的生态环境和大气环流有重要影
响,因这种波长紫外线能吸收大量的臭氧,导致臭氧层浓度降低造成紫外线辐射增强,对大气环境与人体
健康都有不同程度危害。
7
.地面与空气的热量交换是气温升降的直接原因,它主要靠吸收地面长波辐射(波长在
3~120
)而
升温,而直接接太阳辐射的增温是非常微弱的。影响的主要因素有:①入射到地面上的太阳辐射热量,它
取决定性作用;②地面覆盖的影响(如草地、森林、沙漠和河流及地形的变化);③大气对流的强弱快慢
的影响。
8
.一日内气温的最高值和最低值之差称为气温的
―
日较差
‖
;一年内最热月与最冷月的平均气温差称
为气温的
―
年较差
‖
。由于我国海陆分布与地形的起伏的影响,各地气温的
―
日较差
‖
一般是从东南向西北递
增;而
―
年较差
‖
是自南到北,自沿海到内陆逐渐增大。
9
.在不同下垫石上,温度变化是温度的局地倒置现象,其温差达到最大极限值称为
―
霜洞
‖
。当阳光
透过大气层到达地面途中,其中一部分(大约
10%
)被大气中的水蒸气和
CO
2
所吸收,同时它们还吸收来
自地面的反辐射,使其具有一定温度,此时的大气温度称
―
有效天空空温度
‖Tsky
,其数值取决于地表温度
Td
,距地面
1.5~2.0M
高处的气体温度
T
0
;水蒸汽分压力
E
d
与日照百分比率。
10
.其影响因素取决于地面性质、水陆分布、季节寒暑、天气*晴等;其变化规律是一般为**低于
海面,夏季低于冬季,晴天低天*天,在黎明前后由于空气的水蒸气含量较少,但气温最低所相对湿度最
大,午后,空气中的水蒸气含量虽然较大,但此时气温达最大值,当水蒸气分压力
Pq
一定时,最高气温所
对应的饱和水蒸气压力
Pq.b
最大,所相对温度
最低值。而在一年中,最热月的相绝湿度最大,最冷月的
绝对湿度最小,这主要是因为蒸发量随温度变化而变化的缘故。
11
.风可分大气环流和地方风两大类,前者是因太阳辐射造成赤道和两极间的温度差而引起的风称大
气环流;后者由于地表水陆分布,地热起伏,表面覆盖不同等引起的风为地方风。气象部门一般在距地面
10m
高处测量的风向、风速作为当地的风向和风速。风玫瑰图直观的描述了某一地区一年或一个月中风向
和风速的变化规律。
12
.①因为人工建筑物高度集中,以水泥、沥青、砖石、陶瓦和金属板等这些坚硬密实,干燥不透水
的建筑材料,替代了原有的疏松物和覆盖的土壤;②错纵复杂的交通及其交通工具剧增;③产业的快速发
展等是导致城市气温上升且高于郊区农村气温的主要原因;由于城市覆盖物多,发热体多,人口的相对密
集,生活与生产的发热量大,在市内各区域的温度分布极不均匀的地方就易产生热岛现象。
13
.为了使民用建筑与地区气候相适应,保证室内基本热环境要求,符合国家节能方针,一般采用累
年最热月(七月)和最冷月(一月)平均温度作为分区的主要指标,并以累年日平均温度
≤5
℃和
≥25
℃的天
数作为辅助指标,把全国划分成
5
个区:即严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区。
第三章
建筑环境中的空气环境
1
.室内空气环境包括:
室内热环境、湿环境和空气品质等三大部分
,受到重视的原因是:①室内环
境是人们活动最平凡的场所,几乎
80%
以上时间是在室内度过的,室内环境的优劣直接关系到每个人的健
康;
②室内的污染物、
污染源日趋增多,
对人造成的危害越来越大;
③建筑物内出现建筑病综合症
(
SBS
)
,
给人们带来了多种疾病危害。
2
.所谓
―
阈值
‖
就是空气中传播的物质的最大浓度,且在该浓度下长期工作生活的人们均无有害影响。
人在空气环境中正常的
8h
工作日或
35h
工作周的时间加权平均浓度值,
且长期处于该浓度下的所有工作人
员几乎均无有害影响,此时的值为
―
时间加权平均阈值
‖
;人在空气环境中暴露时间为
15min
以内允许的最
大浓度为
―
短期暴露极限阈值
‖
,人在空气环境中即使是瞬间也不应超过的浓度称为最高限度
―
阈值
‖
。
3
.
早在
1989
年
P. O. Fanger
提出:
―IAQ
反映了人们要求的程度,
如果人们对空气满意,
就是高品质,
反之就是低品质
‖
。这种定义主要是从人对空气品质的一种主观感受,具有狭义性;而
ASHRAE62-1989
作
出的定义为:
良好的室内空气品质应该是
―
空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度
指标,并且处于这种空气中的绝大多数人(
≥80%
)对此没有表示不满意。
‖
该定义把客观评价和主观评价
相结合,相对比较科学和全面,是一种广义性定意。
4
.参考阈内外的相关标准。
5
.
―IEQ‖
所包含的内容有:
―IAQ‖
,室内的热湿环境、光环境、声环境以及社会环境和工作环境等。
它比较完整解释了
―
病态建筑综合症
‖
含意,在评价和分析一栋建筑物时,应用
―IEQ‖
这一新概念。
6
.按进入室内的不同渠道可分为:室外污染源,室内污染源和在室人员所造成的污染;室外污染源
是指大气中所含
SO
2
,
NOx
,烟雾,
H
2
S
以及空气中携带的多种病菌等,主要来源于工业企业,交通运输
及建筑周围的各种小锅炉垃圾堆等;室内污染源:主要是指生活排放的废气、废热、家中使用的多种化工
产品、建筑材料、室内温湿度条件下所自生的各种微生物、以及通风**所形成的污染;在室人员的污染
主要是人体新成代谢率所产生的各种气态物质和气味,还有烟草燃烧产生的污染。按污染的种类分:主要
有
―
固体颗粒
‖―
微生物
‖
和各种有害气体等。在空气中的颗粒污染主要是一、二次悬浮于空中飘尘,根据粒
径大小在空中停留和沉降时间不一,给人上呼吸道的健康造成影响,微生物大多附着在固体或液体的颗粒
物上而悬浮于空气中,随人体呼吸感染疾病;气态污染物主要是指,甲醛、氡、
CO
2
、
CO
、
NH
3
、
H
2
S
等
各种挥发性有机物,这些气状物质在不同程度上危害人体健康,虽然尽管其浓度较低,但由于人长时间处
在这种低浓度环境中,使人不知不觉地感染上各种疾病(详细分析参见教科书中说明)。
7
.
一般可采取的措施是:
一是
―
堵源
‖——
有选择性使用建筑施工材料,
从源头上控制有害物的释放量;
二是
―
节流
‖——
切实保证空调或通风系统的正确设计、严格的运行管理和维护,使有害物质减少到最低限
度;三是
―
稀释
‖——
保证足够的新风量或通风换气量,稀释和排除室内气态污染物。稳态和非稳态下的通
风换气方程分别为:
非稳态通风稀释方程是描述在
时间内,
室内污染浓度与换气量之间的关系,
稳态通风稀释方程是假定室内
初始浓度
C
1
=0
,且稀释时间
时室内污染浓度
C
2
与通风量
G
的关系。
8
.理论换气量应分别计算稀释各种污染物所需的风量,然后取其最大值;工程设计根据通风房间的
具体特点,选取其中一种有成表性的污染物允许浓度标准确定(如常用室内
CO
2
允许浓度确定新风量);
ASHRAE
标准中规定的最小通风量:
式中:
Gp
—
是每人所需新风量,
P
—
在室人数,
Gb
—
单位建筑面积所需新风量,
A
—
所需通风面积。
9
.气流组织的分布特性常用以下几个参量给予评价:
①不均匀系数
—
表示室内气流分布均匀性好坏的参量;
②空气年龄
—
是描述室内旧空气被新鲜空气替代的快慢程度,年龄越短,旧空气被置换越快空气越
新鲜;
③换气效率
—
表示理论上最短的换气时间
I
n
与实际换气时间
之比;
④通风效率
—
表示排风口处的污染浓度与室内平均浓度之比,其物理意义是指从室内移出污染物的
迅速程度;
⑤能量利用系数
—
指投入能量的利用程度,反映出其经济指标。
10
.由室内外温度差而引起的空气密度差或由高度差引起的自生风力称为热压;把室内某一点的压力
与室外同标高未受扰动的空气压力的差值称为该点的余压;当气流与障碍物相遇时,迎风面气流受阻,动
压降低,静压增高,侧面和其背风面由于产生局部涡流静压降低,和远处未受干扰的气流相比,这种静压
的升高或降低统称为
―
风压
‖
。
―
热压
‖
、
―
余压
‖
和
―
风压
‖
之间的关系可用下式表示:
它表示某一建筑物受到风压热压同时作用时,
外围护结构上各窗孔的内外压差就等于各窗孔的余压和
室外风压之差。
11
.由于
―
热压
‖
只与温差或高度差有关,由此引进的自生风力较大且便于计算,所以在设计中应给予
考虑(尤其对多层建筑的影响是十分明显的)。而
―
风压
‖
则与室外风速和风向有关,是一个难确定因素,
所以计算时只定量考虑
―
热压
‖
作用,
―
风压
‖
只作一般定性考虑。
第四章
建筑环境中的热湿环境
1
.通过围护结构的传热方式分对流换热(对流质交换),导热和辐射三种形式,传递热量包括
―
显热
‖
和
―
潜热
‖
两部分;得热量的多少与围护结构使用的材料,表面精糙度,表面颜色的深浅以及结构等有关。
2
.室外综合温度是相当于室外气温度由原来的室外温度增加了一个太阳辐射的等效温度值,其关系
式:
t
z
是考虑到太阳的入射角不同,围护结构外表面对直射辐射和散射辐射有着不同的吸收率,为了计
算方便,
式中吸收率
用一个综合当量值表示。
在白天由于太阳辐射的强度
>>
长波辐射,
所以在计算白天的
室外综合温度可以不考虑其影响,在夜间由于没有太阳辐射作用,天空的背景温度
<<
空气温度,因此建筑
物向天空的辐射放热量是不可忽略的,尤其是在建筑物与天空之间的角系数比较大的情况,而冬季若忽略
其影响会导致估算负荷偏低。
3
.房间得热量:是指某时刻进入房间的总热量,冷负荷:是为了维持一定的室内热湿环境所需要的
在单位时间内从室内除去的热量(包括显热量和潜热量)。热负荷是为了维持一定室内热湿环境所需要的
在单位时间内向室内加入的热量。湿负荷:是指维持一定的室内湿环境需要的在单位时间内排除的水分。
得热量与冷负荷之间的关系:得热量的对流部分进入室内立刻成为瞬时冷负荷,而得热量的辐射部分首先
会传到室内各表面,提高这些表面的温度,当这些表面的温度高于空气温度时,再以对流方式传给室内空
气,成为空气冷负荷,因此在多数情况下,冷负荷并不等于得热量,只有在室内各表面温差很小,热源只
有对流散热时,冷负荷
=
得热量。冷负荷与得热量之间存在着相位差和幅度差,其差值取决于房间结构,围
护结构的热工特性和热源特性。它们之间的对应关系可用公式(
4-58
第四章
58
式)来表示。
4
.用谐波反应法计算传递的热量,是建立在不稳定传热基础上,即室外扰量(综合温度
t
z
)大体上呈
周期性变化作用于围护结构,使围护结构从外层表面逐层的跟着波动,且这种波动是由外向内逐渐衰减和
延迟,这种简谐运动的周期函数可用正弦(或余弦)函数项的级数表达,将其变换为付立叶展开式,即将
随时时变化的扰量函数分解为简单的多阶正弦函数的组合,再将其
n
阶谐波作用下的响应直接叠加,即可
求得已知室温和外扰随时间变化条件下的传热量。
冷负荷系数法
(反应系数法)
求解问题的基本思路是:
将时间连续变化的扰量曲线离散为按时间序列
分布的单元扰量,再求解出板壁围护结构热力系统对单位单元扰量的反应(即反应系数),最后,利用求
得反应系数通过叠加积分计算出围护结构的逐时传热得热量。
这两种方法从工程简化算法上都是把扰量通过围护结构形成的瞬间冷负荷表述成瞬时冷负荷温差或
瞬时冷负荷温度的函数,而不考虑与其他围护结构和热源之间的相互影响。但在应用条件上,谐波法是在
室温条件一定时,外扰随时间变化条件下计算其传热量,当室外气象条件在整个时间过程中具有随机性,
特别是当室内温湿度环境也呈随机性变化时,不便采用谐波法,而多采用反应系数法,因此后一种方法能
适用于建筑物的全年逐时(
8760h
)负荷计算和能耗分析,而谐
波法适用于一般负荷计算。
5
.应设在靠室内侧,因为外侧气候变化大,易使空气间层受潮或凝结水粒,且由于水的导热系数比
空气的导热系数大得多,所以设在外侧将会带走更多的室内热量。
6
.因空气的热阻很小(
0.03w/m·
k
)而水的导热阻相对很大(
0.58w/m·
k
)因此一旦内墙面结露就会大
大增加墙体向外的传热。
7
.水自然蒸发前后过程的热负荷相等,因为室内水分是通过吸收空气中的显热蒸发的,没有其他的
加热热源,也就是说蒸发过程是一个绝热过程,室内空气的含湿量增加(或称为等焓过程)此时,只不过
是把部分显热负荷转化为潜热负荷。
8
.因外遮阳可反射部分阳光,吸收部分阳光和透过部分阳光,其中只有透过部分阳光会达到窗玻璃
外表面,并部分可能变成了冷负荷,而内遮阳除了反射部分阳光外,吸收和透过部分的阳光均形成了室内
冷负荷,只是其得热量的峰值有所延迟和衰减。
第五章
人体对热湿环境的反应
1
.人的热舒适主要与室内空气的温度,相对
湿度,气流速度以及围护结构内表面及其它物体表面的
温度有关,同时还与人体的活动量、衣着以及年龄等有直接关系。
2
.不对。当人体处于热平衡状态,即
,此时体温可维持正常,这只是人生存的基本条件,但是
,
也就是说,人们会遇到各种不同的热平衡,然而只有那种使人按正常比例散热的热平衡才是舒适的。
3
.人体的散热量在一定环境温度范围内可视为常数。但随着环境空气温度的不同,人体向环境散热
量中显热和潜热的比例是随环境温度变化的。环境空气温度越高,人体的显热散热量就少,潜热散热量越
多,当环境空气温度达到或超过人体体温时,人体向外界的散热形式就全部变成了蒸发潜热散热。
4
.体温调节的主要功能是将人体的核心温度维持在一个适合于生存的较窄的范围内,主要靠神经调
节和体液调节来实现,调节体温的中枢主要是下丘脑,下丘脑前部的作用是调动人体的散热功能,下丘脑
的后部执行着抵御寒冷的功能,其调节方法包括调节皮肤表层的血流量,调节排汗量和提产热量。
5
.
―
热感觉
‖
是人对周围环境是
―
冷
‖
还是
―
热
‖
的主观描述,尽管人们常评价房间的
―
冷
‖
和
―
暖
‖
,但实际
上人是不能直接感觉到环境的温度的,只能感觉到位于他自己皮肤表面下的神经末梢的温度。热舒适:在
ASHRAE Standard 55-1992
中定义为对环境表示满意的意识状态。
Fanger
等人认为
―
热舒适
‖
是指人体处于不
冷不热的
―
中性
‖
状态,即认为
―
中性
‖
的热感觉就是热舒适。
6
.热感觉并不仅仅是由冷热**的存在造成的,而与**的延续时间以及人体原有的热状态都有关,
人体的冷、热感受器对环境有显著的适应性。这主要取决于皮肤温度和人体的核心温度;影响热舒适的因
素除了上面给出波肤温度和核心温度外还有一些其他物理因素影响热舒适,即空气温度、垂直温差,吹风
感以及人的年龄、性别、季节、人种等。其评价指标分别为热舒适(
TCV
)分:舒适、稍不舒适、不舒适、
很不舒适、不可忍受
5
个指标;热感觉(
TSV
)分:热、暖、稍暖、正常、稍凉、凉、冷
7
个指标。
7
.
M-W=f
d
h
c
(t
cl
-t
a
)+3.96×
10
-8
f
a
[(t
cl
+273)
4
-( +273)
4
]+3.05[5.733-0.007(M-W)-Pa]+0.42(M-W-5.82)+1.73×
1
0
-2
M(5.876-Pa)+0.0014M(34-t
a
)
热舒适方程中具有
8
变量:
M.W. t
a
, Pa. .f
cl
. t
cl
.h
c
其中
f
cl
.
和
t
cl
均可由
I
cl
决定
,h
c
是风速的函数,此时,
对外做功
w=o
。因此热舒适方程反映了人体处于热平衡状态时,六个影响人体热舒适变量
M. t
a
, P
a
.,
I
cl
.v
a
之间的定量关系。
8
.
ET
的定义:是一个将干球温度、湿度、空气流速对人体温暖感和冷感的影响综合成一个单一数值
的任意指标。它在数值上等于产生相同感觉的静止饱和空气的温度。它意味着在实际环境和饱和空气环境
中衣着和活动强度相同,且平均辐射温度等于空气温度。
ET*
:在考虑人体皮肤湿润度的影响,一个适用于穿标准服装和生着工作的人舒适指标:
SET*
它是以人体生理反应摸型为基础,
综合考虑了不同的活动水平和衣服热阻而形成的最通用指标。
ASHRAE
舒适区是表示人穿着衣服热阻为
0.8-1.0clo
且坐着工作时所感受到的一种热舒适环境。
9
.
人体对环境突变的生理调节十分迅速,并不会对人体产生**后果,
且人体在环境温度突变的生理
调节周期中,皮肤温度并不能**地作为热感觉的评价尺度,因此时人体正处在与周围热环境之间发生激
烈的热交换。
10
.人处在过渡过程环境中,其代谢率和服装热阻均与时间呈线性关系,认为人的活动会导致出汗湿
润服装,同时人的活动扰动周围气流,导致服装热阻有所改变,一般经过
6min
才能使服装热阻
f
cl
和代谢
率
M
达到新稳定状态。
即新热平衡状态,
同时也说明人在过渡环境中的热感觉具有
―
滞后
‖
和
―
超前
‖
的现象。
11
.热应力指数
HIS
是描述热环境对人体的作用应力,反应多个环境变量综合成单一指数对人体的作
用效果;其热应力指数用
7
个指标评价。风冷指数
WCI
是表示人体皮肤温度在
33
℃时,在冷空气的温度
和气流速度作用下,皮肤表面被**的速率,其风冷指数也是用
7
个指标评价。
第六章
建筑光环境
1
.略(参见教课书)
2
.光的三个要素是指光的反射率
、吸收率
和透射率
。根据能量守恒:
入射光能量
反射光通量
吸收光通量
3
.①具有适当的照度或亮度水平;②合理的照度分布;③舒适的亮度分布;④具有宜人的光色;⑤应
写有眩光干扰;⑥光的方向性:即在光的照射下,室内空间结构特征、人和物都能清晰而自然地显示出来。
4
.长期以来天然光是唯一的光源,人眼已习惯于在天然光下视看物体,且具有更高的灵敏度,尤其在
低照度下或视看小物体时这种视觉区别更加显著,
在照度
100-5000lx
范围内天然光比人工光大约高
4%-10%
左右。同时太阳光光谱辐射是人们在生理上和心理上长期感到满意的关键因素,而人工光的光谱其发光机
理各不相同,光谱分布也不相同的缘故。在采光设计中全国不能采用同一标准,而是在采光设计标准中,
将全国划分为五个**候区,分别取相应的采光设计标准,原因是我国地域辽阔,同一时刻南北方的太阳
高度角相关很大,日照率由北、西北往东南方向逐渐减少;南北方室外平均照度差异较大等因素。
5
.
按发光原理可分为热辐射光源和气体放电光源,前者是靠通电加热钨丝使其发光的,
后者靠放电产
生气体离子发光,其中热辐射光源的灯俱有:普通白炽灯,卤钨灯等,气体放电光源的灯俱有:荧光灯,
荧光高压汞灯、金属卤化物灯、高低压钠灯等。
6
.设计中应将照明、声学和空调设施综合在一起考虑,可得到较好的节能效果,即把照明器材与空调
回风功能紧密结合起来,使灯具产生的热量通过回风系统带走大部分热量,并使这些热量不进入被空调空
间,从而达到减小空调设备负荷,同时又使荧光灯处于最佳工作状态,提高光效并节约能量(其布置方式
参见教课书)。
岭南地区,大部分区域为**带季风气候,总体气候热证可以概括为两个字——“湿”、“热”。如此湿热的气候条件对建筑有较大影响,传统民居建筑既要考虑通风又要考虑防热,在建筑上多体现为开敞通透的空间格局,以利于通风降温。
墙体不需要向北方那样厚重以利于保温,屋顶较高,窗户较大,利于通风,降水多所以屋顶多为倾斜瓦顶利于及时排泄雨水.
1 中国南北建筑概述
1.1 北方建筑
与南方地区相比,我国北方地区气候比较寒冷,用地相对宽松,地形更为平整,建筑材料相对单一,多是土木之类的材料,人文和民风也比较纯朴、憨厚和粗犷。正是自然风情、文化习俗和建筑材料等多种因素的综合影响,使得我国北方各地民居建筑普遍强调向阳,并呈现出质朴、敦厚的建筑特色,在群体布局上,则呈现出总体整齐、方正的格局。
北方地区可以划分为华北平原和黄土高原两大区域,其建筑布局和风格又有所不同。
1.1.1 华北平原
华北平原西起太行山脉和豫西山地,东到黄海、渤海和山东丘陵,北起燕山山脉,西南到桐柏山和大别山,东南至苏、皖北部,包括北京市、天津市、河北省、山东省、河南省、安徽省和江苏省等7省、市的境域,面积约30万平方千米。
华北平原是中国古代文化的摇篮,有许多古老城市,其建筑组群方整规则,庭院较大,中庭和边角一般会留出尺寸不大、供通风采光用的天井。建筑布局一般呈离散型,各栋单体建筑相对**。建筑造型起伏不大,屋身低平,屋顶曲线平缓。建筑材料多用砖瓦,木结构用料较大,多数装修比较简单。
四合院是华北平原民宅中最常见的一种组合建筑形式,是一种正方形或长方形的院落。其特征是外观规矩,中线对称,但用法极为灵活。最简单的四合院只有一个院子,比较复杂的有两三个院子,富贵人家居住的深宅大院,通常是由数座四合院并列组成的,中间还有隔墙。
四合院的大门一般开在东南角或西北角,院中的北房是正房,正房建在砖石砌成的台基上,比其他房屋的规模大,是院主人的住室。院子的两边建有东西厢房,是其他家庭成员的住房。在正房和厢房之间建有走廊,可以供人行走和休息。四合院的围墙和临街的房屋一般不对外开窗,院中的环境封闭而幽静。
1.1.2黄土高原
黄土高原包括太行山以西、秦岭以北、青海日月山以东、长城以南的广大地区。跨山西、陕西、甘肃、青海、宁夏及河南等省区,面积约40万平方千米,是中国古代文化的摇篮。
黄土高原建筑院落的封闭性很强,屋身低矮,屋顶坡度低缓,还有相当多的建筑使用平顶。建筑材料方面,很少使用砖瓦,多用土坯或夯土墙,装修简单。黄土高原之上还常建有窑洞建筑,总体风格是质朴、敦厚。但在回族聚居地,还建有许多清真寺,它们体量高大,屋顶陡峻,装修华丽,色彩浓重,与一般民间建筑有明显的不同。
1.2 南方建筑
与北方地区相比,我国南方地区气候炎热,用地狭窄,丘陵、平原相间,建筑材料丰富多样,民居建筑的总体风格是清新、通透。
南方地区可以划分为长江中下游平原和岭南地区两大区域,其建筑布局和风格又有所不同。
1.2.1 长江中下游平原
长江中下游平原位于湖北宜昌以东的长江中下游沿岸,由两湖平原(江汉平原、洞庭湖平原)、鄱阳湖平原、苏皖沿江平原、里下河平原(皖中平原)和长江三角洲平原组成,面积约20万平方千米。由于一直以来,本地区地少人多的矛盾比较突出,因此,建筑组群比较密集,庭院狭窄。屋顶坡度陡峻,翼角高翘,装修精致富丽,雕刻彩绘很多。长江中下游平原传统建筑的总体风格是秀丽、灵巧。
1.2.2 岭南地区
岭南,是指南方五岭之南的地区,相当于现在广东、广西全境,以及湖南、江西等省的部分地区。这个地区的民居建筑平面比较规整,庭院很小,房屋高大,门窗狭窄。屋顶坡度陡峻,翼角起翘比长江中下游平原的民居更大。城镇村落中建筑密集,封闭性很强。房屋装修、雕刻、彩绘同样富丽、繁复,手法精细。岭南地区建筑的总体风格是轻盈、细腻。
2 南北建筑的历史演变
2.1 中国建筑发展概述
中国建筑的历史演变是与中国文化的发展紧密相连。生活在不同自然条件下的古代人们,因地制宜,因材致用,运用不同材料,不同做法,创造出不同结构方式和不同艺术风格的古代建筑。
早在一百万年以前的旧石器时代,中国原始人就已经知道利用天然的洞*作为栖身之所,安徽、重庆、陕西、北京、辽宁、贵州、广东、湖北、浙江等地均发现有原始人居住过的洞*。
到了新石器时代,黄河中游的华夏族部落,利用黄土层为墙壁,用木构架、草泥建造半*居住所,进而发展为地面上的建筑,并形成聚落。长江流域,因潮湿多雨,常有水患兽害,因而发展为杆栏式建筑。对此,古代文献中也多有“构木为巢,以避群害”(《韩非子·五蠹》)、“上者为巢,下者营窟”(《孟子·滕文公下》)的记载。
从西周到魏晋南北朝,中国民居建筑形式得到了较为完备的发展。西周时已经出现高大宫室和四合院布局,并开始使用砖瓦。春秋战国时期,台榭宫室内外梁柱、斗拱上均有装饰,墙壁上则饰以壁画。秦汉时期,木构建筑宏伟壮观,装饰丰富,舒展优美,出现了阿房宫、未央宫等庞大的建筑组群。
隋唐时期则是中国建筑艺术得到飞速发展时期,木构技术取得了较大的成就,台基、砖石结构、屋顶样式等建筑要素也趋于成熟。明清时期是我国古代建筑进入最后的大发展时期,南北已有的建筑形式基本发展成熟,在类型和特点等方面基本形成定制。与此同时,随着各地乃至中外经济和文化的交流频繁,新式的民居也不断涌现。
总的来说,经过几千年的发展,中国古代建筑形成了以木架结构为主要方式,合理运用建筑比例、尺度、节奏、均衡、层次等艺术手段,其总体风格是古朴、典雅和静谧,表现出中国文化特有的气质和美学倾向。
2.2 古代南北代表性建筑
中国古代建筑的类型很多,主要有宫殿、坛庙、寺观、佛塔、民居和园林建筑等。其中宫殿与园林建筑的成就最为突出。本文选取北京故宫和苏州园林作为中国古代南北建筑的代表,来分析其特点。
2.2.1 山西祁县乔家大院
乔家大院位于山西省祁县的乔家堡村,占地面积8700多平方米,建筑面积达3800多平方米,始建于清代乾隆年间。乔家大院不但是山西民居的典型形式,也是中国古代北方建筑的典型形式。
这是一座结构精巧而规模宏大的建筑群。整个院落位于一个方形的围墙之内,四周是全封闭的,墙面内由砖砌筑,高10多米,上层是女儿墙形式的垛口。由外面还能看到一个个的更楼、眺阁,就像是城墙上的敌楼一样,很有气势。整体看来,在坚实的墙体掩护下,乔家大院就如一座稳固的城堡。乔家大院平面布局呈双喜字,共有六个大院、一十个小院,相互穿插、交错,共313间房屋。如此复杂的布局,组成了一格富有变化的建筑空间。
虽然现在看来,乔家大院内的建筑是一个整体,其实六个院落建筑有先有后,并非营造于同一时期。乔家大院中最大的院落是一号院和二号院。它们的布局形式是祁县一带典型的“里五外三穿心楼院”,具体地说,也就是里院的正房、东西厢房都为五开间,外院的东西厢房都是三开间,里外院之间有穿心厅相连。而除了厢房外,倒座房、过厅、正房都是二层楼房。在整体的构成上,乔家大院的房顶非常有韵律。房顶由高到低,起伏变化,抑扬顿挫,在反复、连接、交错、间歇中更是得到了淋漓尽致的表现。
2.2.2 苏州拙政园
拙政园,是江南园林的代表,也是苏州园林中面积最大的古典山水园林,现列为全国重点文物保护单位。此地初为唐代诗人陆龟蒙的住宅,元朝时为大弘寺。明正德四年(公元1509),明代弘治进士、明嘉靖年间御史王献臣仕途失意归隐苏州后将其买下,聘请吴门画派的代表人物文征明参与设计蓝图,历时16年建成。
全园包括中、西、东三个部分,其中中部是全园的精华所在,布局疏密自然,其特点是以水为主,水面广阔,楼阁轩榭建在池的周围,其间有漏窗、回廊相连,园内空间处处沟通,互相穿插,形成丰富的层次。
由于南方人口密集,所以园林地域范围小,又因河湖、园石、常青树木较多,因此,园林景致细腻、精美、曲折、幽深,与北方格局宏大的宫殿建筑风格完全不同。
3 造成南北建筑差异的原因分析
建筑的形制与发展与自然因素、社会因素和区域文化等多种因素密切相关。我国的地域辽阔,受多种因素的影响,南北传统建筑的形式姿态万千,具有鲜明的地域特征。
3.1 气候因素
中国北方地区多处于中温带,气候比较寒冷,民居需要充足的日照,因此,正房都力求坐北朝南,宅院的内部构成也多为离散型。纬度越高,气温越低,用地就越宽松,这种离散式的程度愈明显。寒冷的气候还要求建筑拥有厚重的墙体和厚重的屋顶,使得建筑实体十分笨重,而不便于凹进凸出,建筑空间受到实体的严格枷锁,不得不呈现规整的形体。
相反,南方气候炎热,民居建筑的墙体和屋顶都可以做得单薄、轻巧,建筑空间处于较主动的地位,可以自由地伸缩、凹凸,方便地展延、通透。
3.2 地形、地貌因素
中国北方平原与高原分布广泛,人口密度比较稀疏,因此,聚落与建筑选址经常设在平坦的地段,大多数属于平原型的构成。地段的宽松和地形的平整,为北方村落和宅院的规整布局提供了有力条件和基础。因此,同一地区的乡土建筑形式十分统一。
3.3 人文因素
南北建筑风格样式的差异还缘于南北居民的文化习俗、喜好和审美观念具有一定的差异。南方受多种因素共同作用而显得繁杂自由,北方表现在规整、简单、一致,由于人文传统的不同,还导致二者在建筑装饰上出现许多差异,南方的装饰比较写实,而北方大多数传统民居的装饰比较抽象。这就是所谓的“南繁北简”和“南奢北朴”的装饰特征。
4现代南北建筑的面貌
随着现代社会科技的迅猛发展,地域空间的拓展和生产方式的**,人们也从世代依存的封闭环境中解放出来,传统的时空意义的地区概念不断被打破。现代南北建筑的差异已经没有以前那么大了,但由于气候、地形、地貌因素以及习俗的影响不可能完全消除,因此,现代的南北建筑无论从布局、建筑风格,还是从建筑材料、建筑装饰上来说,也都还存在一定的差异。
4.1 建筑空间和门窗设计
北方冬季寒冷漫长,在冬季取暖期间,要尽量使建筑物大厅空间内暖气热力能均匀到达大厅的各个角落, 如果热力不够, 不仅耗费了能源, 而且使居住者受冻。因此,北方民居建筑的大厅空间设计一般比较小一些,方正一些,建筑的半室外空间也比较少。南方气候温暖湿润,就可以做出各式各样具有不同空间体验的大厅和半室外空间。
北方的建筑物通常设双层窗户,冬季来临,就要封窗;进入春季,就要开窗。因此,在门窗设计上只要求符合一般自然采光要求, 注重实用, 大型带状窗比较少见。南方建筑物设单层窗户, 除了讲究实用外, 还要注重美观大方,多为大面积的带状窗。
4.2建筑造型与立面设计
受传统人文因素的影响,北方建筑的造型与立面设计,比较强调厚重、朴实,用材上,则尽量选择一些以砖、石为主的材料。而南方强调的是清新通透,立面多为浅色,建筑材料的选择上,用得多是涂料、木结构、仿木结构、钢结构等。
4.3 阁楼与**室
因为气候相对干燥,土质坚硬,日照时间比南方短,所以,北方现代建筑多建有**室和阁楼,可以利用更多的空间,并且具备冬暖夏凉的优点。而南方气候炎热潮湿,日照强烈,因此,阁楼的作用主要是为阁楼下面那层的空间提供隔热,很少实际使用。同时,由于防潮的成本非常高,南方现代建筑的**室也比较少见。
5 中国建筑的发展趋势
通过前文对中国南北建筑的分析,我们对其存在、发展和延续有了进一步的理性认识。对待传统的建筑设计元素,我们应该用批判的眼光去对待。既不能全部肯定,直接拿来使用,这样只会建造一些仿古建筑,不符合现代人的审美取向。一味返古,就不会有创新。同时,也不能全盘否定,因为中国传统建筑是我们设计现代建筑的根源。
因此,中国建筑的发展趋势应该是结合自然与人文环境、尊重历史与民族传统,实现地域性与时代性的结合。尤其是应该借鉴传统建筑文化的空间布局、造型语汇、色彩以及细部装饰等因素,追求建筑与自然、人文环境的协调,通过灵活、恰当地运用现代材料、技术和构造方法,来构建既符合现代人审美特点,又有中国文化气息的优秀建筑。
北方中原地区的民宅为了防止寒风与风沙的侵袭也不得不筑起高墙将住宅尽可能地围合起来。
从古代新石器时代的住宅群遗址中就可以看到这种向心式的住宅构成。到了夏商,中国已经有了将房屋设置在东南西北四个方向,**设置内(庭)院的平面形式,被称为“四乡之制”。西周时期,出现了中国已知最早最完整的四合院。进入汉代以后,四合院住宅已经相当成熟,直至近代,中国民居仍然保留着厚厚的外墙,房屋围抱着**院子或天井的形式。竖起坚固的墙壁,将住宅、村落、城市包围起来,可以说是中国建筑最基本的行为。
从文化性格看,北方人相对要比南方人更注重于文化规范。北方天寒,物多收敛,人的心态比较严谨,儒家的实践理性所崇尚的是现实实践、冷静和脚踏实地的生活态度、伦理规范,所以注重人生秩序与有条不紊的居住空间的出现,是不足为奇的,并且北方古代地广人稀,所以北方四合院等民居的庭院一般比较宽阔,这样也可以接纳更多宝贵的阳光。
南方多见非规整型民居。尤其在丘陵地带,地形地理复杂多变,建筑不得不因地制宜。
有的民居平面呈“一”字形,有的为曲尺形;有的有院落,呈马鞍形,有的没有院落,这种没有院落的民居,以临街就建的南方民居建筑为多见;有的孤村独特建于山坡之上,室内平面错折多变;有的由多座毗邻的民宅组成一个连续多变的空间序列,平面和立面都可能参差不齐。
总之,在文化心理上,南方由于气候趋暖,人的心态活动多变,加以地基条件的限制,尤其是文化传统的不同,其民居的非规范性可能明显一些。
按建筑构造方式分类。
可以分为以下三类:由砖土建造的砖墙结构的北方中原地区的住宅;以木结构为主的云南、西南地区的住宅;江南地区内部主体木结构外包砌墙体的砖木混合结构住宅。在此基础上,又可粗分为两大类:一类是北方的典型住宅,住宅室内不铺地板,四周是坚固的土墙或砖墙,再加上小小的屋顶,是一种墙壁型的住宅,四合院就属于这种类型,同时也是内庭型住宅;另一类是中国西南地区的典型住宅。在柱子上架上楼板与屋顶,周围几乎没有墙壁的简单围合的屋顶型住宅。为了防御沙尘暴及北方敌人的来犯,北方住宅多用墙壁型。相反,为了适应多雨湿润的气候以及充分利用丰富的木材资源,南方多为屋顶型住宅。在古代中国,墙壁型住宅和屋顶型分别分布在长江的南北两侧,后来墙壁型住宅的范围逐渐扩大,越过长江向南发展,于是屋顶型的分布范围就往西南方向退缩。同时,在这两者之间就出现了二者的折中型,这也可以被认为是汉族文化逐渐向长江以南一带发展的具体表现之一。北方墙壁型住宅一般设有用来应付干燥严寒气候的取暖设施——炕,而且为了能获得充足的阳光,大多采用由一层平房围合出内院的布局。相反在纬度较低的长江及江南地区,为了避开强烈的阳光而由二层或多层房屋围合处又高又窄的天井空间,这样的内庭型住宅非常多见。而外部由高墙围着,内部是各层楼板及屋檐外挑的木结构住宅,可以看作是对北方墙壁型住宅的一种折中。
建筑,最初不过是庇护人类活动的掩体。随着人类文明的演进,建筑呈现为秩序化、习俗化的空间形态,并且把各个时代的工巧匠心凝聚其中,以至在古典美学里被看作造型艺术之首。建筑由此而成了保存文化史迹最完整的载体。因此,回顾一种文明演化的历程,离不开考察它的空间形态及其生成秩序。而只有通过对整个建筑体系的认知和把握,方能够达到这样的目的。
在古代世界建筑体系的几大分支中,唯有中国所代表的东亚这一支是首尾连贯、一脉相承的。从原始社会末期,一直延续到宗法社会结束,其间以渐变和积淀为主,没有发生大的突变或中断,不象地中海沿岸、波斯、印度等地的建筑体系那样,都经历过断裂和嬗变的过程。特别是不像西方建筑体系所经历的古典建筑、中世纪建筑、文艺复兴建筑、启蒙运动建筑以及复古**建筑那样,有着层次分明的演化阶段。因而相对而言,中国古代建筑作为一种连续性进化的体系,在转折、递变和断代、分期的脉络关系上,也就不那么容易分辨。
中国古代建筑体系有着丰富多样的建筑类型和造型风格,但大多是从住屋(宅、宫)中衍生出来的。在宗法和礼制的限定下,无论是哪一类建筑,一般都是以木结构为主体,以“间”为单位;从群体关系而言,都是以院落为单元,再以纵、横两个方向的轴线上多进、多路的院落形成组群,从水平方向延展开来,组成里坊、街坊,进而聚合成以皇宫(王宫)或衙署为中心的城市。这些城市大多因地制宜,可以是平原、盆地上规整平直的,也可以是依山傍水,曲折起伏的,但在实质上,大都是以院、坊、城三个空间层次构成的网络系统。这一网络向郊野、乡村辐射,循着同一构成规则,就象一种语言的句法构成一样,使里、集、堡、寨、村等等都有着类似于城市的空间形态。这种城乡同构的空间概念也部分印证了“亚细亚生产方式”的社会发展史观。究其实质,乃是华夏民族对同一亘古建筑习俗的文化认同。从“匝居”到聚居,从一座庭院到一座城市,以血缘及地缘为纽带的宗法礼制和“人伦轨模”,构成了中国古代空间习俗的秩序及其营造基础。
半地*式房屋适应了北方寒冷干燥的气候特点,而干栏式房屋适应了南方的湿热气候,有利于通风防潮。
南北方居民建筑差异有文化风格差异、气候形成差异、使用功能形成差别。 1、文化风格差异。 北方的建筑风格多强调端正、肃穆;南方重视发展商业文化,又形成了华丽纤侬的南方建筑风格。 2、气候形成差异。 北方较干冷,故建筑比较厚实保暖,南方较湿热,故建筑注重排水通风地理;北方土地较平坦厚实,故多为土建筑,而南方土地多低洼盆地丘陵,且因天气影响,多为木建筑。 3、使用功能形成差别。 北方较为粗狂豪爽,南方多为细腻浪漫,故在建筑上对于纹饰花样来说也会体现出。北方实用**,南方浪漫**。 中国建筑的基本特征: 1、单个的建筑物,一般地由三个主要部分构成:下部的台基,中间的房屋本身和上部翼状伸展的屋顶。 2、在平面布置上,中国所称为一“所”房子是由若干座这种建筑物以及一些联系性的建筑物,如回廊、抱厦、厢、耳、过厅等等,围绕着一个或若干个庭院或天井建造而成的。在这种布置中,往往左右均齐对称,构成显著的轴线。主要的房屋一般都采取向南的方向,以取得最多的阳光。 3、这个体系以木材结构为它的主要结构方法。房身部分是以木材为它的主要结构方法。房身部分是以木材做立柱和横梁,成为一副梁架。两柱间也常用墙壁,但墙壁并不负重。
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