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中圖分类号：TU2文献标识码： A
摘要：建筑物理是研究建筑中声、光、热的物理现象和运动规律的一门科学，是建筑学的组成部分。其任务在于增强建筑功能，创造适宜的生活和工作环境。建筑物理研究人在建筑环境中的声、光、热因素作用下通过听觉、视觉、触觉和平衡感觉所产生的反应;采取技术措施、调整建筑的物理环境的设计,从而使建筑物达到特定的使用效果。建筑物理研究的环境领域则主要是建筑环境和与城市建设有关的环境；研究各种物理因素对人的作用和对建筑环境的影响。建筑物理特别重视从建筑观点研究物理功能和建筑艺术的统一。例如室内灯具，它不仅是照明设备，还起装饰作用。这种作用不仅通过灯具本身的造型和装饰表现出来，在一些艺术性要求较高的建筑里，还要同建筑物的整体装饰效果和构造处理有机地结合起来，利用灯具的不同光分布和构图，形成特有的艺术效果。
关键词：
环境是人类赖以生存和发展的基础。建筑物理是研究人在建筑环境中的声、光、热作用下通过听觉、视觉、触觉和平衡感觉所产生的反应，其任务是在于提高建筑功能质量，创造适宜的人居环境。随着新材料、新技术的出现，建筑的形式、构成发生了巨大的变化，这种变化对于人体舒适度产生了很大的影响。无论时代怎么发展，技术如何变化，我们都应以建筑节能作为出发点，以人体的舒适度为基本准则，综合考虑建筑物理环境中的各种制约因素，实现可持续发展。通过对建筑物理环境中的光、声、热环境的相关性研究，为我们处理好建筑设计与节能设计的关系，为建筑走向绿色奠定了基础。
1、建筑物理环境的设计
1.1建筑光环境设计
光作为物理环境因素之一形成光环境。光环境包括室内光环境和室外光环境，室内光环境是在建筑内部空间由光照射而形成的环境，室外光环境是在建筑外部空间由光照射而形成的环境，影响光环境的因素在室外主要有太阳光（人工光）的辐射强度、空间、表面的质感、色彩、遮挡物及其阴影等。目前我国建筑主要存在的问题是视环境污染，如大量玻璃幕墙使用造成的眩光。建筑环境光学的任务是从建筑环境学角度出发，研究可见光（自然光、人工光）的性质及其传播规律，消除光污染，以达到改善、创造舒适的室内外光环境的目的。人眼借助材料表面反射的光或材料本身透射的光，才能看见周围环境中的人和物。在建筑光环境的设计中，选择适合的材料，对于获得良好的视觉环境至关重要。
1.2建筑热环境设计
建筑物和它所处的城市环境常年受到各种气候因素的作用，诸如风、霜、雨、雪、太阳辐射等，一般统称为建筑气候的热湿作用。建筑热环境分室外和室内两部分，室外热环境是指作用在建筑外维护结构上的一切物理量，室内热环境是指室内那些通过人体感觉器官对人的生理发生作用的物理因素。太阳辐射和室外其它热源通过建筑外维护结构把大量热量传进室内，影响室内人体舒适度；同时，室内照明、电工艺设备、人体等散发的热量也通过各种形式直接或者间接的影响着室内热环境。目前，我国建筑热环境存在的主要问题是城市的“热岛效应”导致的城市气温较高。建筑热工设计的任务是建筑的夏季防热和冬季保温。在建筑热环境设计中，我们要了解形成室内热环境的物理因素，对建筑围护结构的保温、隔热、防潮、防空气渗透等方面进行设计。
1.3建筑声环境设计
建筑声环境主要是指建筑内外各种噪声源在建筑内部和外部环境中形成的对使用者在生理上和心理上产生影响的声音环境。声环境设计主要是研究如何为建筑使用者创造一个适合的声音环境。研究对象包括室内音质和噪声控制两个方面。其基本目的是通过研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法以保证室内具有良好的听闻条件。目前我国声环境主要问题是道路交通噪声。在建筑声环境设计中，我们要通过控制噪声的传播途径降低噪声。同时，通过建筑形体设计、吸声材料的选用来提高室内声音的质量。
1.4建筑环境设计的整体性
建筑环境作为一个相互联系、相互制约、相互影响的系统，其中光、热、声环境对人体产生了很大的影响。我们要整合有利的因素，找出其相关性，以此进行建筑节能设计。阳光透过玻璃进入室内，同时也带来了热量。建筑既需要良好的视觉条件，也要控制热量的进入以维持舒适的室内热环境。通过选用低辐射镀膜玻璃，达到既获得良好的照度，又能隔热的目的。同样，室内在获得足够光照的同时也要控制噪声的进入。不同材料的使用会使人产生不同的生理感受，材料的选择对于室内环境的影响也很大。光线和声音都具有直线性传播的特性。在厅堂声学设计中，音响设计常用光线作为检验断面形式的声反射；利用厅堂里的吸声材料进行间接照明，也充分利用了材料的特性。
2、建筑中物理环境的综合设计
2.1影响建筑物理环境的因素
环境学是研究环境、建筑和人之间相互关系的学科，建筑与环境相互影响，相互制约。首先是环境的影响，不同的地域特征使得建筑有着不同的需求。如在炎热干旱的地区，需要大量的对流通风，对蓄热和直射自然光进行控制。建筑功能对建筑环境的设计产生了不同的影响。例如：在现代大型办公空间中，室内应该避免出现眩光，建筑噪声的控制也是重点。博物馆、展览馆等建筑对光线有较高的要求，展品应该避免光线的直射。医院作为一种特殊的建筑类型，根据病人不同的情况选择不同的室内材料，对于调节环境、调整情绪和加强医疗效果都有很大的影响。良好的环境不仅有利于人们的身体健康，而且在很大程度上促进人们的心理健康。建筑从功能的组织到平、立、剖面设计，再到构造设计，都要对建筑物理环境的要素进行了控制。
2.2绿色建筑设计
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑设计追求在建筑全寿命周期内，技术经济的合理和效益的最大化。选择最适宜的建筑形式、技术、设备和材料。绿色设计注重地域性特点，设计因地制宜、因势利导地控制各类不利因素，有效利用对建筑和人有利因素，实现具有地域特色的绿色建筑设计。
2.2.1规划设计与室外环境
建筑与环境之间、建筑群体之间的关系，会对建筑物外部的物理环境产生影响。合理的建筑群体布局能够营造良好的风环境，保证舒适的室外活动空间和室内良好的自然通风，减少气流对区域微环境的不利影响，很大程度降低室外热岛效应。绿色建筑的立体绿化既有利于防止太阳辐射，减少夏季阳光直射带来的不利影响，改善建筑物室外的热环境，又可以吸收噪音，还可以抵挡风沙。用地声环境设计注重声学环境的主动式设计，运用科技手段营造健康舒适的声环境。对固定噪声源，采用适当的隔声、降噪措施和隔震措施；对于交通噪声，采取设置道路声屏障或降噪路面等措施，减少环境噪声的影响。光环境设计中利用地形合理布局建筑朝向，充分利用自然光降低建筑室内人工照明能耗，合理进行场地和道路照明设计，宜采用光环境模拟优化建筑布局。
2.2.2建筑设计与室内环境
建筑设计按照被动优先的原则，优化建筑形体和空间布局，充分利用天然采光、自然通风等自然资源，采用围护结构保温、隔热、遮阳等措施，降低建筑的采暖、空调和照明系统的负荷，提高室内舒适度。根据房间物理环境的需求进行合理的建筑设计，最大化地减少能量的散失。在建筑单体设计中，要把“建筑体形系数”[1]控制在合理的范围之内。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越小，建筑的传热损失就越小，能耗就越低。体形系数过小，将造成建筑平面布局困难，甚至损害建筑功能。因此，合理确定“建筑体形系数”对于有效控制建筑能耗是十分重要的。“窗墙比”[2]是建筑节能的重要条件之一，窗户是建筑外围护结构的薄弱环节，控制建筑物的窗墙面积比，是提高整个围护结构热工性能的有效途径。在夏季需要防热的地区，通过挑檐、百叶、遮光片、格栅等细部的设计，可以达到通风、隔热和优化采光等多重效益。在冬季需要保温的地区，通过对建筑梁、柱、楼板、和外墙连接处的保温构造设计，防止在室内外温、湿度相差比较大的情况下产生结露现象，杜绝因建筑内表面结露给室内环境带来的负面影响。在湿热地区，可通过在建筑底层和顶层设计通风架空层，通过空气的流动带走热量和热气。在严寒地区，可通过外墙体、屋顶设置保温层来达到减少能耗的作用。
2.2.3建筑材料
建筑材料的选用对绿色建筑的设计起到了很重要的作用。新材料的开发使建筑具有了多重的功能。现代建筑大量的使用玻璃幕墙带来的不仅仅是轻盈的外表和良好的视野，也带来了能源的浪费及视觉的污染。低辐射镀膜玻璃（L O W—E玻璃）的推广使用，既可以达到在夏季阻挡室外的红外热辐射影响室内温度的隔热效果，又可以在冬季有效利用太阳辐射热能加热室内物体，从而实现降低建筑总能耗的目的。新型建筑保温材料（如挤塑聚苯板）的应用，克服了常规作法的诸多缺点。这种保温板保温性能好、不污染环境，是一种“绿色”低碳的建筑材料。另外，选用传统材料既可以体现了地域特色，又能起到很好的节能效果。在英国诺丁汉大学朱比丽分校设计中，建筑外墙选用的红杉木板条，除了具有良好的蓄热性外，在中庭内部还起到了吸声的作用。建造建筑所消耗的能量在整个建筑使用过程中消耗的全部能量中只占很小的一部分，因此，合理的选择建筑材料，并对建筑材料进行回收和再利用，对于节能也具有重大的意义。
结语
绿色建筑的设计是一个完整的系统工程，大力推广绿色建筑是建设和谐社会的必然要求。在设计中优先考虑被动式的建筑措施，综合考虑各种有利和不利的因素，在各个要素的相互联系和作用中调整建筑设计方案，充分发挥各要素的优势，创造出舒适的人居环境。
参考文献：
[1]国外建筑设计详图图集 14.光.热.声.水.空气的设计-人居环境与建筑细部. [日]彰国社 编. 北京：中国建筑工业出版社.2005.8
[2]建筑环境学. 黄晨 主编，龙惟定 主审. 北京：机械工业出版社.2005.9
摘要：建筑物理是研究建筑中声、光、热的物理现象和运动规律的一门科学，是建筑学的组成部分。其任务在于增强建筑功能，创造适宜的生活和工作环境。建筑物理研究人在建筑环境中的声、光、热因素作用下通过听觉、视觉、触觉和平衡感觉所产生的反应;采取技术措施、调整建筑的物理环境的设计,从而使建筑物达到特定的使用效果。建筑物理研究的环境领域则主要是建筑环境和与城市建设有关的环境；研究各种物理因素对人的作用和对建筑环境的影响。建筑物理特别重视从建筑观点研究物理功能和建筑艺术的统一。例如室内灯具，它不仅是照明设备，还起装饰作用。这种作用不仅通过灯具本身的造型和装饰表现出来，在一些艺术性要求较高的建筑里，还要同建筑物的整体装饰效果和构造处理有机地结合起来，利用灯具的不同光分布和构图，形成特有的艺术效果。
关键词：
环境是人类赖以生存和发展的基础。建筑物理是研究人在建筑环境中的声、光、热作用下通过听觉、视觉、触觉和平衡感觉所产生的反应，其任务是在于提高建筑功能质量，创造适宜的人居环境。随着新材料、新技术的出现，建筑的形式、构成发生了巨大的变化，这种变化对于人体舒适度产生了很大的影响。无论时代怎么发展，技术如何变化，我们都应以建筑节能作为出发点，以人体的舒适度为基本准则，综合考虑建筑物理环境中的各种制约因素，实现可持续发展。通过对建筑物理环境中的光、声、热环境的相关性研究，为我们处理好建筑设计与节能设计的关系，为建筑走向绿色奠定了基础。
1、建筑物理环境的设计
1.1建筑光环境设计
光作为物理环境因素之一形成光环境。光环境包括室内光环境和室外光环境，室内光环境是在建筑内部空间由光照射而形成的环境，室外光环境是在建筑外部空间由光照射而形成的环境，影响光环境的因素在室外主要有太阳光（人工光）的辐射强度、空间、表面的质感、色彩、遮挡物及其阴影等。目前我国建筑主要存在的问题是视环境污染，如大量玻璃幕墙使用造成的眩光。建筑环境光学的任务是从建筑环境学角度出发，研究可见光（自然光、人工光）的性质及其传播规律，消除光污染，以达到改善、创造舒适的室内外光环境的目的。人眼借助材料表面反射的光或材料本身透射的光，才能看见周围环境中的人和物。在建筑光环境的设计中，选择适合的材料，对于获得良好的视觉环境至关重要。
1.2建筑热环境设计
建筑物和它所处的城市环境常年受到各种气候因素的作用，诸如风、霜、雨、雪、太阳辐射等，一般统称为建筑气候的热湿作用。建筑热环境分室外和室内两部分，室外热环境是指作用在建筑外维护结构上的一切物理量，室内热环境是指室内那些通过人体感觉器官对人的生理发生作用的物理因素。太阳辐射和室外其它热源通过建筑外维护结构把大量热量传进室内，影响室内人体舒适度；同时，室内照明、电工艺设备、人体等散发的热量也通过各种形式直接或者间接的影响着室内热环境。目前，我国建筑热环境存在的主要问题是城市的“热岛效应”导致的城市气温较高。建筑热工设计的任务是建筑的夏季防热和冬季保温。在建筑热环境设计中，我们要了解形成室内热环境的物理因素，对建筑围护结构的保温、隔热、防潮、防空气渗透等方面进行设计。
1.3建筑声环境设计
建筑声环境主要是指建筑内外各种噪声源在建筑内部和外部环境中形成的对使用者在生理上和心理上产生影响的声音环境。声环境设计主要是研究如何为建筑使用者创造一个适合的声音环境。研究对象包括室内音质和噪声控制两个方面。其基本目的是通过研究室内声波传输的物理条件和声学处理方法以保证室内具有良好的听闻条件。目前我国声环境主要问题是道路交通噪声。在建筑声环境设计中，我们要通过控制噪声的传播途径降低噪声。同时，通过建筑形体设计、吸声材料的选用来提高室内声音的质量。
1.4建筑环境设计的整体性
建筑环境作为一个相互联系、相互制约、相互影响的系统，其中光、热、声环境对人体产生了很大的影响。我们要整合有利的因素，找出其相关性，以此进行建筑节能设计。阳光透过玻璃进入室内，同时也带来了热量。建筑既需要良好的视觉条件，也要控制热量的进入以维持舒适的室内热环境。通过选用低辐射镀膜玻璃，达到既获得良好的照度，又能隔热的目的。同样，室内在获得足够光照的同时也要控制噪声的进入。不同材料的使用会使人产生不同的生理感受，材料的选择对于室内环境的影响也很大。光线和声音都具有直线性传播的特性。在厅堂声学设计中，音响设计常用光线作为检验断面形式的声反射；利用厅堂里的吸声材料进行间接照明，也充分利用了材料的特性。
2、建筑中物理环境的综合设计
2.1影响建筑物理环境的因素
环境学是研究环境、建筑和人之间相互关系的学科，建筑与环境相互影响，相互制约。首先是环境的影响，不同的地域特征使得建筑有着不同的需求。如在炎热干旱的地区，需要大量的对流通风，对蓄热和直射自然光进行控制。建筑功能对建筑环境的设计产生了不同的影响。例如：在现代大型办公空间中，室内应该避免出现眩光，建筑噪声的控制也是重点。博物馆、展览馆等建筑对光线有较高的要求，展品应该避免光线的直射。医院作为一种特殊的建筑类型，根据病人不同的情况选择不同的室内材料，对于调节环境、调整情绪和加强医疗效果都有很大的影响。良好的环境不仅有利于人们的身体健康，而且在很大程度上促进人们的心理健康。建筑从功能的组织到平、立、剖面设计，再到构造设计，都要对建筑物理环境的要素进行了控制。
2.2绿色建筑设计
绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑设计追求在建筑全寿命周期内，技术经济的合理和效益的最大化。选择最适宜的建筑形式、技术、设备和材料。绿色设计注重地域性特点，设计因地制宜、因势利导地控制各类不利因素，有效利用对建筑和人有利因素，实现具有地域特色的绿色建筑设计。
2.2.1规划设计与室外环境
建筑与环境之间、建筑群体之间的关系，会对建筑物外部的物理环境产生影响。合理的建筑群体布局能够营造良好的风环境，保证舒适的室外活动空间和室内良好的自然通风，减少气流对区域微环境的不利影响，很大程度降低室外热岛效应。绿色建筑的立体绿化既有利于防止太阳辐射，减少夏季阳光直射带来的不利影响，改善建筑物室外的热环境，又可以吸收噪音，还可以抵挡风沙。用地声环境设计注重声学环境的主动式设计，运用科技手段营造健康舒适的声环境。对固定噪声源，采用适当的隔声、降噪措施和隔震措施；对于交通噪声，采取设置道路声屏障或降噪路面等措施，减少环境噪声的影响。光环境设计中利用地形合理布局建筑朝向，充分利用自然光降低建筑室内人工照明能耗，合理进行场地和道路照明设计，宜采用光环境模拟优化建筑布局。
2.2.2建筑设计与室内环境
建筑设计按照被动优先的原则，优化建筑形体和空间布局，充分利用天然采光、自然通风等自然资源，采用围护结构保温、隔热、遮阳等措施，降低建筑的采暖、空调和照明系统的负荷，提高室内舒适度。根据房间物理环境的需求进行合理的建筑设计，最大化地减少能量的散失。在建筑单体设计中，要把“建筑体形系数”[1]控制在合理的范围之内。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越小，建筑的传热损失就越小，能耗就越低。体形系数过小，将造成建筑平面布局困难，甚至损害建筑功能。因此，合理确定“建筑体形系数”对于有效控制建筑能耗是十分重要的。“窗墙比”[2]是建筑节能的重要条件之一，窗户是建筑外围护结构的薄弱环节，控制建筑物的窗墙面积比，是提高整个围护结构热工性能的有效途径。在夏季需要防热的地区，通过挑檐、百叶、遮光片、格栅等细部的设计，可以达到通风、隔热和优化采光等多重效益。在冬季需要保温的地区，通过对建筑梁、柱、楼板、和外墙连接处的保温构造设计，防止在室内外温、湿度相差比较大的情况下产生结露现象，杜绝因建筑内表面结露给室内环境带来的负面影响。在湿热地区，可通过在建筑底层和顶层设计通风架空层，通过空气的流动带走热量和热气。在严寒地区，可通过外墙体、屋顶设置保温层来达到减少能耗的作用。
2.2.3建筑材料
建筑材料的选用对绿色建筑的设计起到了很重要的作用。新材料的开发使建筑具有了多重的功能。现代建筑大量的使用玻璃幕墙带来的不仅仅是轻盈的外表和良好的视野，也带来了能源的浪费及视觉的污染。低辐射镀膜玻璃（L O W—E玻璃）的推广使用，既可以达到在夏季阻挡室外的红外热辐射影响室内温度的隔热效果，又可以在冬季有效利用太阳辐射热能加热室内物体，从而实现降低建筑总能耗的目的。新型建筑保温材料（如挤塑聚苯板）的应用，克服了常规作法的诸多缺点。这种保温板保温性能好、不污染环境，是一种“绿色”低碳的建筑材料。另外，选用传统材料既可以体现了地域特色，又能起到很好的节能效果。在英国诺丁汉大学朱比丽分校设计中，建筑外墙选用的红杉木板条，除了具有良好的蓄热性外，在中庭内部还起到了吸声的作用。建造建筑所消耗的能量在整个建筑使用过程中消耗的全部能量中只占很小的一部分，因此，合理的选择建筑材料，并对建筑材料进行回收和再利用，对于节能也具有重大的意义。
结语
绿色建筑的设计是一个完整的系统工程，大力推广绿色建筑是建设和谐社会的必然要求。在设计中优先考虑被动式的建筑措施，综合考虑各种有利和不利的因素，在各个要素的相互联系和作用中调整建筑设计方案，充分发挥各要素的优势，创造出舒适的人居环境。
参考文献：
[1]国外建筑设计详图图集 14.光.热.声.水.空气的设计-人居环境与建筑细部. [日]彰国社 编. 北京：中国建筑工业出版社.2005.8
[2]建筑环境学. 黄晨 主编，龙惟定 主审. 北京：机械工业出版社.2005.9