建筑物理思考题

1、建筑物理思考题黄刘洋环艺1001班从南北地域,气候等差异进行分析:出现巢居，穴居两种 完全不同的建筑形态的原因.答:南方地区一月平均温度在零摄氏度以上，年降水量超过 800mm，属亚热带湿润地区.北方一月平均温度在零摄氏度以下， 年降水量不足800mm，属暖温带半湿润地区.因为南方湿热多雨的气候特点和多山密林的自然地理条件 所以南方民族发展出“构木为巢”的居住模式。巢居在适应南方 气候环境特点上有显而易见的优势：高架在树上可以远离湿地， 远离虫蛇野兽侵袭，高处有利于通风散热，森林众多也使其便于 就地取材就地建造等。而在北方森林稀少，但有广阔而丰厚的黄土层，土质均匀， 含有石灰质，有壁立不易倒塌

2、的特点，便于挖作洞穴。因此原始 社会晚期，竖穴上覆盖草顶的穴居成为这一区域氏族部落广泛采 用的一种居住方式。同时，在黄土沟壁上开挖横穴而成的窑洞式 住宅，也在西北广泛出现，其平面多为圆形，和一般竖穴式穴居 并无差别。随着原始人营建经验的不断积累和技术提高，穴居从 竖穴逐步发展到半穴居，最后又被地面建筑所代替。对学校的寝室建筑有没有更合理的设计思路,用草图 表达.答:将扩大楼的间距，使楼层底部也可以有充足的阳光照射.并将寝室的排列设计成正方形,这样更有利于采光和通风.可再生资源有哪些？找找在建筑中可利用的再生能源的实 例.答:可再生资源有以下几种：太阳能,地热能，水能,风能,生物 质能，潮汐能等

3、.利用可再生资源的实例：由美国建筑大师克劳埃德建 造的这座占地1850平方米的建筑， 与同类建筑相比，该礼拜堂可节能 40%。这个礼拜堂利用当地的回收材 料建成，配有二氧化碳传感器控制的 通风系统，礼拜堂的屋顶种满植物， 独立的光控系统遍布整幢建筑。在07年的一场龙卷风几乎将 葛林斯堡夷为平地之后，当地官员随 后决定重建一个绿色城镇，建筑师大 量使用自然光和自然通风，并通过合 理布局以及多样化的植物绿化来降 低热岛效应。除此之外，学校外还配 有一台50千瓦时的风力发电机.这所公立高中有550名学生 就读，教学楼里配备有气象站、灌 溉和生活用水系统以及多套监控装 置构成的综合系统。这个综合系统

4、能够帮助师生们节约能源，也可以 让温度保持适宜并改善室内空气质 量。3.建筑消耗的自然资源有哪些?建筑与环境的关系如何？ 答：建筑施工过程中直接消耗的自然资源有以下几种：土地 资源，矿场资源，岩石资源，金属资源，水资源。间接消耗的自 然资源包括：化石燃料资源等。建筑与环境的关系就像人类与环境的关系一样：环境是建筑 的载体，建筑的一切因素都是取之于环境的，应当适度和合理的 发展，避免过度消耗环境。一味的追求建筑业的高速发展会反过 来破坏自然环境，而自然环境的破坏会导致建筑居住质量的降低。当代科学技术进步和社会生产力的高速发展，使人类文明 的进程不断加速，与此同时，人类社会也面临着一系列重大环境

5、与发展问题，这些问题都是极其严峻的挑战.人口大幅激增、有限 的资源被过度消耗、地球大环境气候的变异、环境污染和生态破 坏等问题无时无刻不威胁着人类的生存和发展。在这严苛的现实 问题面前，我们现在正奉为信条的城市发展观和价值系统是否是 正确的，如今，人们已不得不重新去审视和评判了。在这日益严峻 的问题前，许多有识之士开始逐渐的认识到,人类本身是自然系 统的一部分，人类的一举一动都是与自然密切相关的，人类社会 与其支撑的万事万物息息相关。在城市发展和建设过程中，我们 今天必须改变以往的思路，将生态环境问题优先置于经济和社会 问题之上;同时，还要进一步高瞻远瞩,通盘考虑有限资源的合 理利用问题.联合

6、国1972年在斯德哥尔摩发表人类环境宣言 开始，建筑及城市环境已经成为当代宏观环境的一个重要组成部 分。1981年第14次国际建协华沙宣言也明确提出，“建筑学是 为人类建立生活环境的综合艺术和科学”，进一步阐明了建筑学 的学科含义，为建筑学与环境科学的沟通融合开辟了广阔的前景。结合城市地域，气候特点等客观因素对当地建筑设计提出 可行建议.答:特定地域的气候要素是相对不变的因素，而它与城市的 整体布局、建筑特点、建筑材料的选取等均有着极其密切的关系。 建筑设计必须遵循当地的气候特点和变化规律，趋利避害,去塑造 具有本地特色的城市建筑。下面以沈阳为例进行分析：主导风向与城市规划关系如下:大气污染物

7、的扩散与风向、 风速的关系最为密切，风向决定了污染物的输送方向，而风速的大 小决定了对污染物的稀释能力。沈阳市的整体布局，工业企业和 居民区的规划很大程度上与风向有关.该市年夏季盛行南风、西 南风;冬季盛行北风，冬季风和夏季风主导风向基本相反，频率相 等。在季节变化型风向区域内进行城市规划时将累年平均风向频 率最小方位宜作为城市工业区.日照时常也影响建筑设计.沈阳冬至日如果按冬至日住宅底 层满窗日照不少于2h的标准计算建筑间距，可利用冬至日棒影图, 通过原点作一南北向直线，作为后栋建筑;取一直尺代表前栋建筑, 平行于后栋建筑移动。截冬至棒影线于10时，此时求出直尺与后 栋建筑的距离为1.5H,

8、即表示2栋建筑的间距至少相当于前栋建 筑高的1.5倍，才能保证后栋底层墙面冬至日.目前我国建筑业，特别是建筑设计中存在的问题是什么？答：1.缺乏创新.多年来，中国建筑业所采用的样式、理念几乎 都是引自国外.而国内建筑开发公司,只是一味的抄袭模仿,只能 给房子搞点小变化，并没有做到真正的形式的创新.盲目追求西式的豪华，不顾建筑的本质.室内设计中的空间 划分直接抄袭西方的模式,并没有考虑中国的现实条件.比如:西 方室内空间划分大都是相互独立的，而中国人的方式是具有相互 依赖性的。西方的厨房有很多是开敞性的，而中国人习惯独立性 厨房。在西方，人们的衣帽间是男女分开的，中国则是放在一起。 这些都是中西

9、方生活习惯的不同，建筑师和室内设计师都是应该 予以考虑的。饰面装修所用的材料过于奢侈，这严重违背了 “以 人为本”的原则。在国内，极端的大量使用豪华材料，并认为一 定要造出富丽堂皇才可以，这都是不是正确的观念。工程质量亟待提高.中国是世界上新建建筑最多的国家，但 是中国建筑的寿命，只有25到30年。而美国建筑的平均寿命达 74年，英国达到132年.我国每年有20亿平方米的新建面积，相 当于消耗了全世界40%的水泥和钢材，而只能持续2530年。 如此短寿的建筑每年将产生数以亿计的建筑垃圾，给中国乃至世 界带来了巨大的环境威胁。现在我国建筑垃圾的数量已占到城市 垃圾总量的30%到40%.互相攀比成

10、风.我国不断的攀比大厦的高度，尤其是在南方 及东部沿海等发达城市，这带来了很多的环境问题。西方的高楼 大厦为国人所羡慕，但实际上，它在发达国家已被作为一种反面 的城市规划案例。高层建筑对其周围的部分建筑来说，可能会是 屏风楼。另外，它对区域气流也会有影响。考察我国传统民居聚落，详细分析设计如何与当地地域气 候特点相适应，营造相对舒适的建筑环境。答:各个地域的传统民居聚落的建筑形式是由千百年来的民 居建造实践中得来的，与地域气候是息息相关的。在气候、地貌、 水文地质、植被、物产等诸多自然环境因素中，气候对传统民居 聚落发展的影响是最大的。因为中国地理纬度跨度大，地形类型 多且高低起伏变化大，所以

11、中国的气候带分布类型多样，而且中国 的民居的形式、结构也是多样的.东三省冬季漫长严寒,夏季短促凉爽;气温年较差大,冰冻期 长,冻土深，积雪厚;太阳辐射量大，日照丰富.该地区的传统民居以 土木结构民居、土坯民居和井干民居为主，房屋普遍比较低矮,并 且大多是就地取材的厚重墙体，以减少热量散失，院落宽敞，两排 房屋之间的间距大,且开大窗,在严寒的冬季，可以获得满室满炕 的阳光，提高了室内温度。东北的房屋往往以火炕和火盆作为取 暖的措施.炕不仅是东北人取暖的设施，更是一家人生活和交流的 中心.山西省的传统民居村落主要以明代和清代的四合院为主。山 西省的气候大致特点为:冬至日太阳入射角度为30度.南窗上

12、沿 的离地高度比较低使太阳入射屋内最远端可达4m以上,不但可 以在寒冷的冬日获得满屋的阳光，而且正午阳光直射后檐墙，可以 获得满室的阳光黔桂山区气候特点是:夏季闷热，冬季湿冷,气温日较差小，年 降水量大，日照偏少,多阴雨天气，多阴雨天气，常有大雨和暴雨出 现。黔桂山区气的苗族村寨，干阑式吊脚楼沿山坡而建，由于下层 架空且不住人，所以楼上的房间都不会返潮。到了夏天，木构架有 良好的阻热作用，而且屋内的木质结构的墙壁布满缝隙，形成良好 的通风，可以获得舒适的室内环境。屋顶都是双面坡屋顶,很多都 是悬山屋顶,四个立面都出檐深远，防止雨水冲刷屋架结构或者墙 体。研读两位建筑师的理论与实践，谈谈他们如何

13、通过设计充 分尊重生态适应地域气候并体现个人风格.答:托马斯-赫尔佐格是一位将技术和艺术完美结合，同时 对生态、环境等负有深深使命感的德国建筑大师。托马斯-赫尔 佐格很少把自己的创作愿望强加于环境之上，而是推测和听从生 态环境的变化过程和循环，本着参与及合作的精神去完成他的工 作。他的生态建筑思想是将人类和所有的人工制造物达到一个自 然和人造自然的亲切和睦的境地。他始终坚持“从生态到建筑， 从技术到自然”的原则，他已经把生态升华成一种思想和精神， 并以此贯穿他一生的建筑设计过程。托马斯-赫尔佐格的设计不 仅仅考虑一个孤立的内部工作和外在形式，相反，他的设计扩大 到对影响建筑环境的所有方面及相互

14、关系的塑造。另外，他十分 注重和其他各方面专业人士的紧密合作，通过对新材料、新构件、 新系统和合适的设计工具的发展给予建筑设计活动更大的自由， 并最终达到建筑与自然环境的统一协调，以及建筑自身的可持续 发展。托马斯-赫尔佐格在从事建筑设计活动中除了运用各种新 材料、新构件、新系统之外，也一直在研究和开发更新、更生态、 更合理的材料、构件和系统。托马斯-赫尔佐格更关注的是建筑 物在与周围环境协调基础上自身的节能程度、技术的精确性和高 效性。通过精心设计的建筑细部提高资源和能源的利用效率，减 少不可再生资源的耗费，来达到对生态环境的关注。托马斯认为，建筑师应该利用高效率的技术，因为可以通过 采用比

15、常规做法少得多的物质材料，满足同样的功能要求。当然， 采用新技术的前提是它们必须是正确、恰当的。他同时非常关注 设计的灵活性和建筑元素的灵活性，不仅强调建筑功能的灵活性， 还强调建筑细部的灵活性和多功能性。托马斯-赫尔佐格的生态建筑实例双户住宅该住宅所有的居室都朝南，这种设计有助于避免在冬天建物内部 的热量从“暖”侧向“冷”侧转移的问题。另外南立面上排列的 10 cm厚的黑色预制混凝土板是种透光保温材料，白天从 日光曝晒中吸收热量，晚上和夜间则向室内的房间放出热量。这 也是“热墙”概念在建筑中的第一次使用。冬天，为了将室内空 气加热所需的热量减至最小，利用热交换器回收室内排出的废气 中的热量并

16、用于加热补充进来的新鲜空气，再由小型热泵供热补 充经预热后的新鲜空气与室内空气的温度差；夏天，爬满了植物 的架子和悬挑的阳台给外墙提供了阴影，从而避免了房间的过 热 八、诺曼福斯特是当今世界上最杰出的建筑师之一，被誉为“高 技派”的代表人物。提起他，人们不免想到林立的钢架和现代材 料制作的构件等，体现了一种现代技术力量和技术美学的取向。 他强调人类与自然的共同存在，而不是相互抵触，强调要从过去 的文化形态中吸取教训，提倡那些适合人类生态需要的建筑方式。 在现今存在的一些对生态建筑的介绍以及许多建筑师对生态建 筑的创作思路上，绝大多数集中在对建筑外部环境的物质层面的 利用和适应上，如太阳能、地下

17、水的利用等等。这些大都属于建 筑物理方面的理解和运用。而诺曼福斯特则认为建筑作为空间 的建构和场所的确立不应仅仅停留在满足人的物理舒适度上，而 应向更高的层次上发展，以满足人的文化需求、审美取向等。从 他的伦敦市政厅可以看出他对环境的关注以及对现代技术利用 和审美取向的转变，其生态与艺术的完美结合是一种新的美学一 一生态美学的完美体现。诺曼-福斯特除了以上关注点外还十分 注重建筑物内部的微观气候，他对建筑微观气候的关注可以具体 归纳为三方面：一是适宜的室内温度和湿度（满足人体热舒适及 健康的要求）；二是尽可能最多地获得自然采光（减少人工照明 的能耗）；二是最大限度地获自然通风（减少空调能耗）但在不 同气候条件下对以。上三要素的侧重点和处理方式又有所不同。 因此，通过最高效的人工技术手段来实现以上目标或达到各要素 之间的平衡就成为福斯特不懈追求的方向。诺曼-福斯特的生态建筑实例伦敦市政厅该建筑位于泰晤士河畔的塔桥