建筑物理既是一门建筑技术课,也是一门专业基础课,还是一门理论课,它由建筑热工学、建筑光学和建筑声学三部分组成。本书的内容继续发扬了现行教材的“厚基础、宽口径”的指导思想。在撰写本书时,不但参考了全国一级注册建筑师考试大纲,采用了与现行的建筑物理相关的规范、标准;而且还考虑了使建筑学专业的学生学习建筑物理概念和原理的能动性。本书把整个建筑物理分为基础篇和应用篇两大部分。基础篇的基本概念采用了图解建筑物理的方式来阐述;应用篇介绍了数字技术在建筑物理中的应用。使建筑物理这一门理论课的教学更为生动、形象,更能符合学生的实际情况,通过建筑物理课程学习,就能熟练地掌握建筑物理学的基本原理,以及正确应用调整和控制建筑物理环境条件的技术措施和方法。创造出适宜的物理环境,达到节能和节约材料的目的,实现可持续发展的战略目标。
《建筑物理》是一本深入探讨建筑与环境相互作用的专业著作。本书并非关于建筑的风格流派、历史沿革或是装饰艺术,而是聚焦于建筑作为物理实体,如何与周围的自然环境以及人类活动产生的物理现象发生联系,并探讨如何通过科学的理解和设计,优化建筑的性能,提升居住的舒适度和可持续性。 本书的研究范畴非常广泛,主要涵盖了以下几个核心领域: 热工性能与节能设计: 建筑的保温隔热是其最基础也最重要的物理属性之一。本书将详细阐述热量在建筑体内外的传递机制,包括传导、对流和辐射。读者将了解到不同建筑材料的热工性能指标,如导热系数、热阻、传热系数等,以及它们对建筑能耗的影响。书中会深入分析墙体、屋顶、门窗等围护结构的传热特性,并提供一系列节能设计策略,例如优化围护结构的热工参数、采用高性能的保温材料、设计有效的自然通风系统、利用太阳能集热技术等。同时,也会探讨建筑的动态热工性能,即建筑在不同季节和日照条件下的热负荷变化,以及如何通过模拟和分析来预测和控制建筑的室内温度,从而减少对空调系统的依赖。 光学性能与自然采光: 光是人类感知环境的重要媒介,也是影响建筑室内环境质量的关键因素。本书将深入研究光的传播、反射、折射和吸收等光学现象,以及它们在建筑中的应用。内容将涵盖自然采光的设计原则,包括如何最大化利用日光,提高室内亮度,减少对人工照明的依赖。读者将学习到如何根据建筑朝向、窗户大小和位置、室内墙面和天花板的反射率等因素,设计出高效的自然采光系统。此外,本书还会讨论人工照明的设计,包括灯具的选择、布置和控制,以及如何创造舒适、节能的室内照明环境。眩光控制、光污染防治等问题也会在本书中得到详细的探讨。 声学性能与环境噪声控制: 声音是影响人们生活和工作舒适度的另一个重要物理因素。本书将系统介绍声音的产生、传播和接收原理,以及声学在建筑设计中的应用。核心内容包括建筑隔声设计,即如何通过合理的材料选择、结构设计和节点处理,有效阻止或减弱声音的传播,以创造宁静的室内空间。读者将了解到不同建筑构件的隔声量,以及如何通过组合构件来达到所需的隔声效果。此外,本书还将探讨建筑吸声设计,即如何利用吸声材料和构造来降低室内混响时间,改善室内声场清晰度,提高语言和音乐的传达效果。对于建筑如何应对外部环境噪声,例如交通噪声、工业噪声等,本书也将提供详细的分析方法和控制策略。 室内空气质量与通风: 建筑内部的空气质量直接关系到居住者的健康和舒适度。本书将深入研究室内空气污染物的来源、种类及其对人体健康的影响。内容将涵盖有效的通风策略,包括自然通风和机械通风,以及如何设计和运行通风系统,以保证室内空气的新鲜度和洁净度。读者将学习到如何根据建筑用途、人员密度和污染源情况,确定合适的换气次数,并设计出高效的通风管道和风口布置。同时,本书也会探讨新风系统、空气净化技术在改善室内空气质量方面的作用。 建筑材料的物理性能: 各种建筑材料的物理性能是决定建筑整体物理性能的基础。本书将详细介绍各种常用建筑材料的物理特性,如密度、孔隙率、吸湿性、热工性能、声学性能等,并分析这些性能对建筑实际应用的影响。例如,不同墙体材料的保温隔热能力,不同地面材料的耐磨性和吸声性,不同涂料的光学性能等。书中会提供材料的选用指南,帮助读者根据具体的工程需求,选择最合适的建筑材料。 微气候与建筑环境: 建筑并非孤立存在,它与周围的微气候相互影响。本书将探讨建筑与微气候之间的关系,例如建筑对风场、温度、湿度等的影响,以及如何利用微气候特点进行节能设计。例如,通过建筑的形态、体块组合和绿化设计,来改善建筑周围的风环境,减少风的侵扰,同时促进自然通风。 可持续性与绿色建筑: 在现代建筑领域,可持续性已成为核心理念。本书将从物理学的角度,探讨如何通过优化建筑的物理性能,来实现绿色建筑的目标。例如,通过高效的隔热保温设计,减少建筑的能耗;通过最大化利用自然采光和自然通风,减少对人工能源的依赖;通过选择环保、可再生的建筑材料,降低建筑的生命周期环境影响。 本书的受众群体主要包括建筑师、工程师、房地产开发商、建设承包商以及对建筑物理学感兴趣的专业人士和学生。通过对本书的学习,读者能够建立起一套科学的建筑物理性能评估和设计方法,从而创造出更健康、更舒适、更节能、更环保的建筑空间。本书旨在提供一个扎实的理论基础和实用的技术指导,帮助从业者应对日益严峻的能源挑战,并推动建筑行业向可持续发展的方向迈进。