时间:2023-03-22 17:48:09
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1.1室内环境对暖通空调负荷的影响室内环境对暖通空调的影响主要是从围护结构角度分析,围护结构主要包括:内围护结构与护结构,内围护结构主要是针对室内而言,其主要包括地面、顶棚、内隔墙等。护结构主要包括屋面、外墙以及窗户等。根据相关实验数据得出围护结构的能量损失消耗约占总体能量损失消耗的比例是非常大的,以北京和哈尔滨这两所城市为例,北京地区的围护结构能量损失能耗要占到整体能量损失消耗的77%左右,而哈尔滨则要占到71%。通过上表可以清晰了解到建筑物的围护结构对能量损失消耗的影响非常大,通过改善建筑物的围护结构对降低暖通空调的节能具有重要的意义,因为改善建筑物的围护结构后,可以降低能耗的过度损失,实现了空调的使用负荷功率。
1.2室外环境对暖通空调节能的影响建筑规划设计的科学与否直接决定了建筑工程的节能效果,如果建筑物在规划设计时没有将节能因素考虑进去,就会大大提高暖通空调的能耗,因此在建筑工程规划设计时一定要进行科学的规划,充分借助自然环境降低暖通空调的能耗。
1.2.1气候环境对暖通空调负荷的影响气候条件对暖通空调系统的影响比较大,空调系统、通风系统以及采暖系统会根据不同的气候采取不同的参数,气候对暖通空调的影响主要体现在暖通空调系统的负荷参数上,比如在温度、湿度以及空气流动性都比较理想的情况下,空调系统的负荷就相对低,消耗的能源就比较少,同时暖通空调也可以充分利用太阳能资源,通过太阳能提高室内温度。
1.2.2环境绿化对暖通空调节能的影响植被不仅具有绿色的作用,其对于调节周围气候,改善周围环境也具有非常重要的作用,通过在建筑物周围种植相应的植被,可以起到隔音消尘的作用,还可以吸收部分热能、防止太阳辐射,以及降低风力的作用,因此建筑物周围的绿色植被对暖通空调节能具有重要的作用。比如树木通过蒸发叶面水分降低周围空气的温度,同时其茂密的树叶可以阻挡阳光的直射,降低路面的二次热辐射。
2暖通空调的节能技术措施
降低暖通空调能耗的最根本的办法就是提高暖通空调的节能技术,并且结合建筑物工程的实际情况进行技术创新,但是本文主要是从建筑环境与暖通空调之间的关系角度分析:
2.1合理降低室内温湿度的标准室内温湿度标准对暖通空调负荷有着很大的影响,夏季我们适当地提高室内的温度标准,比如将空调温度提高一度,就会大大降低空调的负荷,其消耗的能量就会降低,反之,相反。当然室内温湿度的降低并不是无限制的降低,而是根据人体的舒适适应感而制定的,比如在夏季人们在室内身穿西服等厚衣服必然会提高室内的冷气温度,如果我们不穿西服,而穿短衬衫等凉快型的衣服,则对于室内的冷气温度就会降低。
2.2选用具有环保节能标准系统的空调系统暖通空调系统是建筑物功能的重要组成部分,尤其是中央空调系统庞大复杂,其系统的节能与否直接决定了建筑物的能耗高低,如果空调系统没有节能环保功能就会造成巨大的经济浪费和能源消耗,因此要选择具有环保节能的空调系统:一是选用变频技术的空调系统。暖通空调变频技术主要是从降低设备的运行消耗和进行变流量控制两方面实现。变频技术在现代建筑暖通空调中已经得到普遍的应用,比如格力企业所生产的中央空调就实现了变频技术的应用。二是合理使用冷热器。冷热器不仅对空调系统的稳定运行具有重要的作用,而且对空调的节能也具有重要的意义,冷热器的使用要充分结合建筑物的热源供应现状并将节能因素充分考虑进去。三是提高自控水平。自控水平的高低直接反应空调系统的自动化能力,提高空调系统的自控水平可以空调系统根据实际环境自动调节运转功率,降低能耗。
2.3自然资源和新能源的应用因地制宜的合理应用自然资源可以大大降低空调系统的能耗,采用自然资源实现空调系统功能的最大化有助于经济效益和社会效益的最大化,合理使用自然资源就是借助当地的环境因素,具体而言就是在夏季的时候可以充分的利用自然风、地道风以及新风进行降温;新能源具有环保的优点,其经济能耗和经济消耗非常低,因此充分利用新能源是当前社会可持续发展采取的主要技术手段,充分利用风力实现空调运转速度,降低设备的风量。比如在冬季的时候可以充分的利用太阳能资源吸收太阳能量,进而降低空调的能耗。
Abstract:Thispaperontheenvironmentandhumanpsychologyofspaceconceptssuchasthedemandforananalysisoftheenvironmentalpsychologyexpoundedontheterritoryoftherelevanttheoriesofarchitectureandenvironmentaldesigninanumberofapplications.AndHunanUniversityasanexample,thetheoreticalanalysisandcasestudies,thecombinationoftheterritoryoftherelevanttheoryinarchitectureandenvironmentaldesignoftheembodimentofthedesignanddrawtheattentionofthecorrespondingprinciples.
Keywords:space;environmentpsychology;territory;architecture;environmentdesign
1环境心理学与建筑及环境设计之间的学科渗透
1.1人的行为心理及其对于空间的需求
在人类的生活当中,空间可以被称为场所,时间则可以被称为场合。人们通过一些行为去创造空间(如建筑设计及环境设计),当其处于不同场所和场合则会有不同的体会。人们通过对外界的不断感知,追求适宜的空间。而人类感知外界的方式主要有四种:本能、认知、意动和技能,当他们身处空间中时就需要该空间有刺激性、需要有安全感,需要有识别性。由于人的心理是先天本能和后天学习的行为的综合体,受到多种因素的影响,也会对人类的行为及其对外界的意象产生影响,进而影响到对空间的感知。
1.2环境心理学
人类可以创造和改造空间环境,同时空间环境也反过来会影响人类,它们可以组织人们的生活,行为及其相互间的关系,特别是人的行为心理。而研究人与其所处环境之间的相互作用和关系的学科就是环境心理学,其研究范围涉及到了社会行为和人的心理,它属于一门交叉学科。
建筑和环境是承载人行为的场所,在设计时对人的行为和心理因素的考虑是必不可少的。由于环境心理学是研究人的行为和知觉心理同环境之间的关系的,所以其研究成果目前越来越多地应用到建筑与环境设计当中来,例如通常在步行街的设计中结合人的心理因素设计流线、景观及空间形态;凯文·林奇通过认知地图作为其调查研究的手段提出了城市的五要素……而环境心理学中有关领地性的理论目前也越来越受到关注。下面就以环境心理学中的领地性这方面的理论为例探讨其在建筑与环境设计中的应用。
2人类的领地性及其功能
领地性主要是指个体或群体为满足某种需要而要求占有和控制特定空间范围的一套行为习性。人们通过一些细致的行为或简单直接的方式,如放置一些标志,划分一些区域等,使领地个人化。当前的理论将人类领地性的种类分为三种:(表1)
而领地性对于人类的功能有很多,主要归纳起来主要有三个方面:
2.1私密性的需求
人们都是希望能生活在有一定私密性的地方,以此让自己获得安全感。拥有一个可以自己调节私密性和自由控制支配的地方,对人们维持身心健康和正常功能是非常重要的。如果人们发现自己没有能力维护自己的私密性,可能自身会产生压力和其他严重的心理问题。而领地正是人类对于私密性追求的体现,比如有了家,人们就感觉有了坚实的后盾,生活中有了安定;有了公司人们就不会顾及其他因素对其工作的影响等等;
2.2组织功能:组织功能主要表现在组织日常生活,提供稳定的社会组织,维持和发展社会组织,比如学校、医院、工厂、火车站、机场等等,将人类各种不同的生活组织起来;
2.3优先居住效应:其中最典型的例子是在体育比赛上所体现出来的。比如在自己的运动场或国家进行比赛,要比在其他地方比赛发挥更好,即通常所说的主场优势。
3领地性在建筑设计中的体现
从领地性的功能来看,其有保护私密性和社会组织作用,体现建筑设计上就是通过空间开放性和封闭性的组织及对空间尺度的把握,形成通常所说的公共空间和私密空间。空间的变化体现了空间的趣味性(刺激性);领域性则形成了一种心理的安全感,使空间成为一个场所,产生归属感(安全性);而空间的变化同时使各个部分产生不同的特征,体现可识别性。比较典型的例子是在当前的居住区设计当中,像“社区”,“组团”等流行的概念,都体现了领域性的特点。扬·盖尔在《交往与空间》一书中说到:“建立起一种社会结构以及相应的,有不同层次空间的物质结构,形成了从小组团和小空间到较大组团与空间,从较私密的空间到逐渐具有更强公共性空间的过渡,从而能在私有住宅之外形成一种更强的安全感和更强的从属于这一区域的意识。”①在设计中通过把住宅区划分为更小的单元(私密),更明确的单元(识别性),并用综合性的分级系统联系起来,通过公共、半公共、半私密、私密空间的过渡,在住宅周围形成一些亲密熟悉的空间,使居民能更快地相互了解,这样就加强了归属感。如果空间的规模过大或是边界不够清晰,人们会对此产生陌生感,自然无法在那里呆下去。此外还有一些其他例子:如医院中病人能够拥有一个可自由支配的空间,有利于其身体的康复;在别墅设计通常设计了会客的客厅和供家庭内部人员使用的起居室,不希望外人进入私人领域,而且两者的装饰风格通常会不一样,客厅相对正式一些,而起居室则相对随意一些;在开敞式办公空间中,座位成组成团的布置,写字台的隔板等都体现了领地性的特点……
在湖南大学复邻舍交往空间的设计当中就可以体现出某些关于领地性的理论。在复邻舍的交往空间中都设置了供人休息的坐椅,但是不同地方的上座率却是不一样的。位于边庭的座椅(图1)虽然比较醒目,但是真正愿意在那坐的人却不多,而位于东南角休息空间(图2)的座位虽然位置隐蔽,但是不少同学都喜欢在那里坐。究其原因是由于位于边庭座椅的区域形成的领域感很弱,虽然通过矮墙划分空间,但是整体比较通透,座椅虽靠矮墙布置,坐在上面背部未受到充分保护,由于处于交通核心区,背后总是感到有人走来走去,难以使人产生安全感,人在那里会显得比较局促。东南角处的休息空间则好一些,只有一个入口,领域划分明确,虽然没有坐椅,但是呆在那里受到的干扰要少得多,所以不时会有人在那里聊天、看书,人气较边庭处旺。而位于半地下室的展厅(图3)则由于基面下沉,四周围合形成了领域,再加上组织了一定的功能,所以经常会有人停留,所以对于公共交往空间的设计在保证其开放的前提下,仍要明确领域的范围,增强人在空间中的安全感。
4领地性在室外环境设计中的体现
就室外环境而言,领地有两个重要的特征,即边界和核心地带。志水英树在其所著的《建筑外部空间》一书中,将外部空间的构成元素分为边界、场所、出入口、通道、标志、周边六项。②室外环境除了应有以上的六项元素之外,更应该有人的参与,应该得到人们的认可,使其产生认同感和归属感,才能被称为好的环境。而通过对各种要素的形态进行改变,空间所产生的领地性的强弱感觉也会不一样,从而影响人对其所处空间环境的感知。
例如对边界要素进行改变。用墙来划分领域的北京的紫禁城、用列柱来划分的圣彼得广场、通过高差来划分的北京天坛、通过记号来分隔的毛利家族墓地的灯笼群等等。在这几种类型中无疑以紫禁城的领域性最强,私密性最强,给人感觉是封闭、压抑,而天坛则是相对领域性较弱,给人的感觉则是开敞、通透;再例如对场所要素进行改变。如平地型的圣马可广场与凹型的法国协和广场、凸型的卡比多罗马市政广场、坡型的罗马西班牙广场,无疑圣马可广场与周边空间的接触更容易,也更容易进入,领域感则更弱一些。
领地性除了在空间形态的变化中体现之外,在其他一些小的细节方面也有体现。例如在公共空间中对于座位的选择,人们喜欢坐在边上,而不是被人夹着坐;人们在行走时喜欢靠着旁边有防护物的地方走;比如人们通常喜欢呆在比较隐蔽的地方观察别人而不是被人看……
如果观察湖南大学中北楼之间的开放空间(图4),会看到很多有意思的现象。北楼、中楼、复邻舍和工业设计系四栋建筑围合而成一个宽敞的院子,加上廊、乔灌木等要素对空间进行再次分隔,其尺度与场所感是好的。院子中央是一块抬高的平台,平台的东面和南面(图5)有一圈依靠灌木布置的休息椅,上面经常有学生在聊天、休息等等。东南面的平台下面由于有平台高差和灌木的围合,比较私密,这是看书学习的地方;而中央平台的空地则是供学生平时举行活动的,比如“英语角”。通过边界、场所等要素的改变,不同环境要素形成了不同领域,也适合不同心理状态的学生身处其中,各得其所。不过中央平台过大,人站在中心缺乏凝聚力,或许通过雕塑或标志再分隔一下可能好一些。平台北面的几个跌落平台(图6)由于高差比较大导致人的可达性太差,容易使人产生畏惧感,难以形成领域,导致无人问津。所以在室外环境设计中要切实考虑各要素的改变对人的行为心理所产生的影响,以人为本,切实地考虑各种问题和矛盾,营造宜人的空间场所,舍弃以往的环境设计中只重美学重“图案”的作法。
5结束语
透过领域性在建筑和环境设计当中的应用,可以认识到在建筑和环境设计当中归根到底还是设计人的行为心理和环境之间的关系。人类创造环境、改变环境过程当中应时时考虑到人的心理和行为,才能更好地解决问题和矛盾,塑造舒适宜人的空间。
参考文献:
[1]布莱恩·劳森著,杨青娟,韩效,卢芳,李翔译.空间的语言.中国建筑工业出版社,2003年第一版.
[2]扬·盖尔著,何人可译.交往与空间.中国建筑工业出版社,2002年第一版.
[3]志水英树著,张丽丽译,慕春暖校.建筑外部空间.中国建筑工业出版社,2002年第一版.
1.1打造安全电气环境
电气环境的安全对于智能建筑而言意义重大,其存在不仅仅直接关系到环境建筑中相关电气体系的自身安全,更加直接关系到建筑本身的安全以及存在于环境建筑中人员以及财产安全。对于这一方面,应当在切实获取到建筑本身的用电特征之后,进一步展开合理的线路规划,对于输电线路的选材以及变配电系统中相关设备的承载能力展开充分考察,确保其能够满足当前以及未来一段时间内的电力消费需求,而不会发生超载状况。
1.2构建开放技术环境
智能环境建筑之下的技术体系相对而言比较繁杂,从新能源的利用到消费和统筹管理等环节,其中涉及了大量的技术,这些技术本身会存在一个进步的问题,而对应在智能环境建筑之下,相应已经投入应用的技术本身领域也会有所进步,而更多的技术会逐步填补起当前楼宇技术环境中的空白。这些状况都需要相关人员切实加以关注,在发现能够对既有技术体系进行更新和完善的技术的时候,应当采取审慎的态度加以引入。对于智能建筑而言,服务于其中的技术体系应当能够实现自身的成长和不断的完善,并且通过这种方法实现面向建筑以及使用人员生活和工作的更好服务。
1.3搭建完整技术环境
在智能环境建筑中,相关技术层出不穷,但是就当前的应用而言,并未能够切实构成一个相对完整的技术体系,技术之间仍然呈现出相对离散的状态,各自为政的状况十分显著。面对这样的问题,应当从相关数据的角度着手,构建起信息的闭环,并且将不同闭环上的相关技术环节和功能特征整合在一起,从逻辑层面成为一个具有约束关系的整体。唯有如此才能切实发现整个技术体系环境中的不足,将不同的能源消费需求连接起来为一个环境提供更为全面的服务。以暖通空调系统的优化为例,通常空调的数字控制器(DDC)会采用PID控制方式展开工作,而PID系数的高低与空调达到设定温度的过程长短成反比例关系。当PID无法有效实现空调对于温度的响应时,还可以考虑采用在空调的送风道和室内同时安装温度传感器的双级的控制方式,加速系统对温度波动的响应,从而达到节能系统的优化。对于某一个环境作用因素,都应当采用多个角度的数据来对其工作状况实现约束,只有这样的数据技术体系,才能切实构建起节能良好的智能建筑体系。
二.保护环境理念的建筑设计
1利用自然环境的建筑设计
在建筑设计的过程中,其设计主要是在小环境下所进行的,虽然建筑设计的美感能够对建筑周围的环境产生一定的促进作用,然而要是在建筑设计过程中没有对自然环境进行有效的保护,那么将会导致自然环境出现恶化,同时也会使生态平衡遭受到破坏。所以,在对建筑进行设计施工的过程中,必须要将环境保护作为基本原则,在对建筑施工时要选择使用一些节能环保的材料,并且要避免一些有毒有害的物质进入到周围的环境当中,同时要将环境保护的思想引入到建筑设计当中,以此来使建筑以及环境能够相互促进、协调发展。
2可再生资源的建筑设计
在对建筑进行设计的过程中,其主要就是对周围的资源以及物质进行有效的整理以及利用,与此同时,环境的物质特点是有着一定的循环性,在建筑中,其本身就是一个集合的能源,同时也是材料以及环境融为一身,所以,对于建筑材料选用的过程中必须要根据可循环利用的特点来进行选择。因此,在建筑设计的过程中,设计人员必须要根据以往的经验以及灵感把建筑以及材料进行有效的结合,并且在最大程度上来对环境当中的可再生资源进行充分的利用,最终实现建筑设计的可持续发展。
3环境保护思想下的生态建筑设计
在对建筑进行设计的过程中,必须要对当地的生态型理论进行引进。关于生态型理论的引进主要就是为了能够实现人和自然能够和谐相处。建筑只是一个环境的局部所在,所以,必须要对局部以及整体之间的关系进行有效处理,与此同时也要对局部调整的同时来对整体的环境进行有效的保护。
三.关于建筑设计和环节艺术二者之间的关系
要想将二者进行有机的结合,必须要对二者之间的关系进行充分的了解,根据建筑来讲,建筑自身就是环节组成的一个重要内容,所以,建筑的美感将会对环境产生直接的影响。然而,对于建筑自身来说,建筑在设计造型的过程中不得不依靠周围的环境。所谓建筑周围的环境主要就是一些绿色的植物,这些植物将会随着气候的变化而发生变化,进而为建筑的外部营造出丰富的空间。由此可知,建筑的设计以及环境艺术二者之间是有着直接的关系。在此之外,由于建筑的设计以及外部环境的有效结合,这也正是人类和自然环境关系的体现所在,进而形成了完美的景观。在城市规划的过程中,将建筑与环境进行有效的结合,从而使建筑的整体轮廓以及周围环境能够前呼后拥,在立面方面能够实现虚实对比以及环境格调相互协调,在流线方面,能够更好的符合环境的肌理,在人类的感觉方面进行出发,通过生理以及心理方面来对空间进行塑造,环境的问题是一个十分复杂的问题,并且环境的性质也会决定着环境问题实质发展的问题,并且要将环境的自然界归纳到人类的生活轨道当中,这样才能够更好的实现人类的现实生活要素。
四.关于生态建筑设计
所谓的生态建筑不仅仅只是对绿色植物的运用,单纯的仅仅只是将颜色改变,最为重要的就是对于一些环保材料的运营以及环保材料的施工。在日益污染的今天,为了能够使我们人类的生活更加健康,设计人员有着义不容辞的责任。目前,建筑是能源消耗的主要领域之一,人们对于建筑的需要也经过了很多的发展过程,第一阶段是冲低能耗甚至是零能耗的阶段,第二个阶段和第三个阶段则是高能耗的阶段,第四个阶段则是目前所强调的生态建筑,生态建筑则是高能量效率以及大量利用可再生资源,进而突出节约能源以及材料循环利用的原则,以此来避免建筑过程中对于环境的损害。
绿色建筑考虑到当地气候、建筑形态、使用方工、设施状况、营建过程、建筑材料、使用管理对外部环境的影响,以及舒适、健康的内部环境,同时考虑投资人、用户、设计、安装、运行、维修人员的利害关系。换言之可持久的设计、良好的环境及受益的用户三者之间应该有平衡的,良性的互动关系而达到最优化的绿化效果。绿色建筑正是以这一观点为出发点平衡及协调内外环境及用户之间不同的需求与不同的能源依赖程度,而达成建筑与环境的自然融和。
1绿色建筑的室内环境
绿色建筑之所以强调室内环境,因为空调界的主流思想是想在内外部环境之间争取一个平衡的关系,而对内部环境,即对健康、舒适及建筑用户的生产效率,表现出不同的需求。
1.1温度问题(ThermalProblem)
首先热舒适明显的影响着工作效率。传统的空调系统能够维持室内温度,但是,近几年的研究表明,室内达到绝对舒适,容易引发出\空调病\问题,且消耗大量能源,增加氟里昂对臭氧层的破坏。而绿色建筑要求除保证人体总体热平衡外,应注意身体个别位如头部和足部对温度的特殊要求,并善于应用自然能源。另外,现在常采用的极大玻璃面建筑在夏季可能发生温室效应,而在冬季发生来自冷玻璃面的低温辐射效应。因此,除了冬夏空调设计条件外,要分析当地气候及建筑内部负荷变化对室内环境舒适性的影响。最好每个月每小时的变化对空调负荷及舒适性的影响。
1.2日光照明、声问题(Daylighting、VoiceProblem)
不同的室内光环境直接影响到工作效率和室内气氛。绿色建筑中引进无污染,光色好的日光作为光源是绿色光环境的一部分。但舒适健康的光环境同时应包括易于观看,安全美观的亮度分布,眩光控制和照度均匀控制等,因此应根据不同的时间、地点调节强光从而不影响阳光的高品质。另外,健康舒适的声环境有利于人体身心健康。绿色声环境要求不损伤听力并尽量减少噪声源。这样,设计时通常将产生噪音的设备单独布置在远离使用房间部位,并控制室外噪声级。
1.3空气质量(AirQuality)
空气质量的好坏反映了满足人们对环境要求的程度。通常影响空气质量的因素包括空气流动(AIRMOVEMENT)、空气的洁净程度等。如果空气流动不够,人会感到不舒服,流动过快则会影响温度以及洁净度。因此应根据不同的环境调节适当的新风量,控制空气的洁净度、流速使得空气质量达到较优状态。同时对室内空气污染物的有效控制也是室内环境改善的主要途径之一。影响室内空气品质的污染物有成千上万种。绿色建筑认为不仅要使空气中的污染物浓度达到公认的有害浓度指标以下,并且要使处于室内的绝大多数人对室内空气品质指标表示满意。
2建筑与室外环境的协调
绿色建筑创造的居住环境,既包括人工环境,也包括自然环境。在进行绿色环境规划时,不仅重视创造景观,同时重视环境融和生态做到整体绿化。即以整体的观点考虑持续化、自然化。可持续的应用,除了建筑本身外还包括所需的周围自然环境,生活用水的有效(生态)利用,废水处理及还原,所在地的气候条件。
2.1绿色环境的地域主义(Bio-Rigionalizm)
绿色建筑要考虑如何与所在地的气候特征、经济条件、文化传统观念互相配合,从而成为周围社区不可分离的整体部份。绿色建筑作为一个次级系统依存于一定的地域范围内的自然环境,与绿色房地产都不能脱离生物环境的地域性而独立存在。绿色建筑的实现与每一个地域的独特气候条件、自然资源、现存人类建筑、社会水平及文化环境有关。
2.2自然通风
自然通风即利用自然能源或者不依靠传统空调设备系统而仍然能维持适宜的室内环境的方式。
自然通风最容易满足建筑绿化的要求,它一般都不用外来不可再生资源,而且常常能节省可观量的全年空调负荷而达到节能以及绿化的目的。但要充分利用自然通风必须考虑建筑朝向,间距和布局。例如南向是冬季太阳辐射量最多而夏季日照减少的方向,并且我国大部分地区夏季主导风向为东南向,所以从改善夏季自然通风房间热环境和减少冬季的房间采暖空调负荷来讲,南向是建筑物最好的选择。另外,建筑高度对自然通风也有很大的影响,一般高层建筑对其自身的室内自然通风有利。而在不同高度的房屋组合时,高低建筑错列布置有利于低层建筑的通风,处于高层建筑风景区内的低矮建筑受到高层背风区回旋涡流的作用,室内通风良好。超级秘书网
自然通风而且是环境绿化的重要手段,是引进比室温低的室外空气而给人凉爽感觉的一种节能的简易型空调。绿色环境常用的送风方式是地板送风暖通空调方式(FloorSupplyHVACSystem)。
1引言
几乎所有大空间建筑因通风和结构的要求上部均设有开口。上部开口大致有上部侧墙开口和屋顶顶部开口两种形式。采用分层空调时,上部开口的形式和位置的不同对空调能耗和室内热环境特性的影响亦不尽相同,且差别较明显。从全年变化的室外气温看,除了冬季上部开口排风会增加室内负荷外,夏季或多或少地可以利用上部开口处的高温排风带走室内部分负荷,过渡季节则可关闭空调系统仅靠自然通风排走室内负荷,因此研究大空间建筑分层空调时上部开口等诸因素对室内热环境特性的影响尤为重要。
本文在开发和应用数值模拟预测大空间建筑室内温度场和速度场的研究基础上[1]~[3],选用目前比较典型的侧喷送风方式,并将具有上部侧墙开口或具有顶部开口两种不同上部开口形式的大空间建筑作为研究对象,以夏季现场实测工况为分析基础[4],重点讨论了这两种不同上部开口形式在不同工况下分层空调时的室内热环境特性的区别。其中在顶部开口的工况模拟中部分借用了侧墙开口工况的实测结果。
2计算条件
2.1建筑模型
图1为数值模拟用某体育馆简化模型。建筑柱型部分直径68m,高18m,屋顶呈扁球体,净高为8m,左右两侧为阶梯型观众席,室内采用中侧送风,由38个喷口组成环形对中喷射,其中28个短程喷口倾斜12°布置,负责观众席空调,10个长程喷口水平布置,负责场内中央的空调。回风采用以台阶均匀回风为主、侧墙回风为辅的方式。模拟主要基础参数见表1夏季游乐活动实测日工况[4]。上部开口形式分别模拟为上部侧墙开口或屋顶顶部开口。工作区入室大门及渗透缝隙则模拟为下部开口。
2.2数学模型及其边界条件
表1夏季现场实测日工况送风量:34.57kg/s
回风量:31.31kg/s
送风温度:16.5℃室外气温:36.5℃
环形外走廊平均温度:32℃
下开口进风温度:28℃日射量:767W/m2
人体负荷:18.1kW
照明负荷:45kW传热系数/W/(m2K):
屋顶:2.75外墙:2.48
内墙:2.59楼板:2.21
选用Lam-Bremhorst低雷诺数K-ε模型[5],采用第一类边界条件。边界条件以热平衡为基础,利用Gebhart吸收系数,借助现场实测数据,通过建立如下壁面i的壁温方程组求解[3]:
,,,,
式中:──i表面对流放热系数,W/(m2.K);
qi,ti/Ti──分别为i表面内侧壁温和相应的空气温度,℃/K;
Si,──i表面面积,m2;
QLfU,QLfD──分别为室内空中平面辐射热源向上和向下辐射分量,W;
Gij,GUj,GDj──分别为i表面、平面辐射热源上表面、平面辐射热源下表面对j表面GEBHART吸收系数。
eI──i表面发射率;
s──玻尔兹曼常数,W/(m2.K4);
qli──i表面导热散热,W/m2。
2.3计算工况与室内热环境参数
上部侧墙开口影响室内热环境的主要因素有喷口高度、上部开口面积及其高度、下部开口面积等几何结构参数,以及室内负荷、上部开口进风速度等运行参数;顶部开口影响室内热环境的主要因素有喷口高度,上部开口背压,上下开口面积等。通过模拟计算对室内垂直温度分布、空调区温度、上部开口排风温度、室内通风排风量及排热量随上述因素的变化进行分析与讨论,以得出上述因素对室内热环境特性的影响及其规律。上部侧墙开口与屋顶顶部开口的分析讨论分别在文献[6]和文献[7]中详述。本文仅针对这两种不同上部开口形式下的室内热环境特性参数变化的不同之处进行分析和阐述。表2列出了本文讨论的两种计算工况的变化参数。讨论中室内垂直温度分布以比赛内场为讨论对象。空调区温度为内场垂直方向上的空气平均温度,并定义不偏离平均温度1%时的区域为等温空调区,其高度为等温空调区高度。室内通风排热量为室内因上下开口引起的总通风排热量,定义通风排热为正,得热为负。室内通风排热量是衡量建筑在开口作用下,室内自然通风总排热的状况,它不仅反映了上部开口排热量的大小,也反映了下部开口进风带入室内热量的大小。无论开口结构形式如何变化,建筑开口所引起的室内通风排热量越大越好,它是开口节能性的一个标志。
表2上部开口形式计算工况上部侧墙开口屋顶顶部开口
变化参数参数计算工况记号参数计算工况记号
喷口高度/m13/15N13/N1511/13/15/17N11/N13/N15/N17
上部开口高度/m15/17/19IN15IN17/IN19————
下部开口面积/m20/0.93/1.86/3.720F/1F/2F/4F0.32/0.644/1.365FXQ、FXH、FX
上部开口面积/m256/28/10.45SO/PO/WO4/9/16T2-O3/T3-O4/T4-O6
图2~图4中其他记号说明:
ALLEXH:指上部开口均处于排风状态
1Q:指室内热负荷为现场实测日测定值
-5P/0P/+5P:分别指顶部开口处背压为-5/0/5Pa
3计算结果与分析
3.1垂直温度分布
在上部侧墙开口的计算工况中,上部开口面积对垂直温度分布的影响相对较大。开口面积越大,下部空调区温度则越低。喷嘴高度对屋顶附近温度影响较大,喷嘴高度越高,屋顶附近温度越低。见图2(a)、(b)。
在屋顶顶部开口的计算工况中,喷嘴高度对垂直温度分布的影响最大,其次是上部开口面积。喷嘴高度15m时,屋顶附近温度最低,等温空调区温度处于较低的水平。此外,上部开口面积较小时,非空调区温度较高。见图2(c)、(d)。
两种不同上部开口形式的计算工况下,垂直温度分布的规律大致是相同的。但上部侧墙开口时,垂直温度明显高于顶部开口工况5~10℃左右。
3.2空调区平均温度
在上部侧墙开口的计算工况中,空调区平均温度随下开口面积的增加而增加,增幅不大;随上开口面积增加,空调区平均温度呈增加趋势,上开口面积大于28m2,增幅已不明显。不同喷嘴高度,温度变化趋势相同,高度增加,温度亦升高。见图3(b)、(d)。
在屋顶顶部开口的计算工况中,空调区平均温度受喷嘴高度影响最大,其次下部开口面积。喷嘴高度在11m~15m时,高度每增加1m,等温空调区温度增加约为0.25℃,15m~19m时,喷嘴高度每增加1m,等温空调区温度增加约为0.5℃。而随下部开口面积变化,温度呈递增趋势。见图3(c)、(d)。
两种不同上部开口形式的计算工况下,空调区温度总体上在侧墙开口时的温度要高于顶部开口时,两者变化规律具有相似之处:随喷嘴高度增加,等温空调区温度都升高,同时随上部开口面积增加,空调区温度有增加趋势,但增幅不明显。随下部开口面积增加,空调区温度亦有增加趋势。
(a)不同喷嘴高度及上部开高度(b)不同上部开口面积(c)不同喷嘴高度(d)不同上部开口面积
图2侧开(a)(b)与顶开(c)(d)垂直温度分布比较
图3侧开(a)(b)与顶开(c)(d)空调区温度/排风温度比较
3.3上部开口排风温度
在上部侧墙开口的计算工况中,喷嘴高度升高,排风温度降低。随上部开口高度变化,排风温度先升后降,基本上在17m时处于最大值。而下开口面积增加,排风温度降低,并有趋于稳定的趋势。为此,在满足室内新风要求的前提下,应尽可能减少下开口面积,并寻找最佳上开口开度,以降低空调区温度,提高排风温度。见图3(a)、(b)。
在屋顶顶部开口的计算工况中,在喷嘴11~19m计算范围内,喷嘴高度11m时排风温度较大。上部开口面积不同,随喷嘴高度变化的变化规律不同,其内在关联还有待于进一步的研究。而排风温度随下开口面积的变化趋势比较显著,随下开口面积增加,排风温度先呈下降趋势,而后随面积的增加,温度趋于稳定。见图3(c)、(d)。
两种不同上部开口形式的计算工况下,侧开排风温度受喷嘴高度的影响较为显著,而随下开口面积的变化其规律较为一致,即:随下开口面积的增加先降后趋于稳定。
3.4上部开口排风量
在上部侧墙开口的计算工况中,下部开口面积对排风量影响最大,随下部开口面积的增加,排风量线性递增;计算表明,喷嘴高度对排风量的影响不大。见图4(a)、(b)。
在屋顶顶部开口的计算工况中,排风量随下部开口面积增加呈线性递增。而喷嘴高度对其影响不大。见图4(c)、(d)。
两种不同上部开口形式的计算工况下,排风量随喷嘴高度和下开口面积变化的规律极为相似。即:均随下开口面积增加呈线性递增趋势,而随喷嘴高度的变化影响不大。
图4侧开(a)(b)与顶开(c)(d)排风量/排热量比较
3.5室内排热量
在上部侧墙开口的计算工况中,喷嘴高度与上部开口的高差对排风温度及其室内排热量影响较大,高差为2m时,开口高度每提高1m,排风温度增加近5℃,排热量则增加60~70kW。而下部开口面积增加,在上部开口面积较小的情况下,排热量下降趋势显著;上部开口面积较大的情况下,随下开口面积增加,排热量有稳定趋势。见图4(a)、(b)。
在屋顶顶部开口的计算工况中,排热量变化规律基本与排风温度相似。即:随上开口面积不同,变化规律不同。而随下部开口面积增加排热量基本呈下降趋势。见图4(c)、(d)。
两种不同上部开口形式的计算工况下,排热量随喷嘴高度变化,侧墙开口变化规律显著,顶部开口不明显;随下开口面积变化规律相似,即:随下开口面积增加,基本呈下降趋势。
4结论
两种不同上部开口形式的在计算工况条件下:
1)垂直温度分布大致相同,但上部侧墙开口时的垂直温度高于顶部开口时;
2)空调区温度随喷嘴高度和下开口面积增加均呈上升趋势,但上部侧墙开口时明显高于顶部开口时;
3)侧墙开口排风温度随喷嘴高度影响较为显著,两者随下开口面积变化的规律趋势较为一致,其量相当;
4)排风量随下开口面积和喷嘴高度变化的规律极为相似,前者两种开口形式呈线性递增,后者影响不明显;
5)两者排热量的变化规律与排风温度基本相似。
参考文献
1.黄晨,李美玲等.采用第一类边界条件数值模拟具有开口的大空间建筑是内速度场与温度场.制冷学报,2002;92:20-24.
2.ChenHuang,MeilingLi,TaoZuo.CFDAnalysisofAirflowandTemperatureFieldsinaLargeSpacewithOpenings.4th.InternationalConferenceonIAVECB,Changsha,2001.10;269-276.
3.黄晨,李美玲.大空间建筑室内表面温度对流耦合换热计算.上海理工大学学报,2001;23(4):322-326.
对传统的认识价值,包括文化史、民俗史、政治史、军事史、经济史、建筑史、科学史、技术史、教育史等等人类活动的一切方面的历史。现代室内空间设计是一部存在于空间环境之中的大型的、直观的、生动的、全面的史学书。
现代室内空间设计有着丰富的记忆,因为她是人类文明的果实。她包括个人的,人民的,民族和国家的。有的是反映人类新时代的脉搏的健康基础。现代室内空间设计本身的美值得提倡、欣赏、发展。它更使城市和乡村千变万化使商业环境不断升级,这绝不是任何当代规划、建筑规划、建筑空间、一种设计所能做到的。那是一种能饱含着历史感溶合现代文明之感的美。
室内空间设计的展开,启迪了人的智慧和价值。包括启迪建筑师的创造思维。艺术家、文学家、历史学家、哲学家甚至科学家,都可以从室内空间设计感到什么,学到些什么。
可惜目前太过于片面地开发它们而忽视的文化档次,以致祸患累累。由现行建筑空间,室内设计所引起的传统与现代空间。新民族风格绝对不是在传统的文化里拿出一、二种符号原封不动的使用。新的民族风格应在所生长的时代环境里长出适合新的空间的花朵来。这就要求她的速度、情报更科学,更完善的反映现实。
在当今能否找出表现民族风格一个新“题目”?从客观上看过于刻求民族风格的设计将陷入或走进狭路。在新的室内空间设计中有传统的文化做基础。在新室内空间中自然产生新的民族风格。在新的时代里民族风格在某种程度上事实上已转换成——世界的全球性流行文化,并形成了一定的范围。
人们可以观注现代风格室内空间,实质上现在的世界流行风格就是人类民族传统风格的各层反映。如今的各国家设计师正以本地的发展速度和文化基础创造出地域风格。这种地域风格里有很大的百分比是国际流行风格。她的香味飘进了全世界任何一个角落。每一位空间设计师对她都有不同的反映。
设计师本人就是一个比例尺。无论在任何环境里必须拿出这个比例尺(原本比例),对所处的空间进行比例、尺度的比较分析,时间长了自然成了一种职业的习惯。设计意识就是在日常生活中逐步对空间、环境、形态、比例观察而产生的一种职业习惯。
与时代的对话不是谁都成功。设计作品的表现手法异常之难是不难想象的。不同的空间,不同的设计要求,给人能够对话的引导是设计师在设计中寻求的道路。室内空间设计就如同人的衣服之间的关系。人对自己的服饰是下一番功夫去思考的。但真正能够找到适合自己形体,展现自己风貌,表现自己性格的服饰,体现出全面修养和知识,不是谁都能找到的感觉。室内空间设计作品的完成,对使用者和观赏者的意见听取是最好的结案。找到适合现代室内空间环境,探讨室内空间环境设计是每一位设计工作者在现时环境空间设计领域里追求空间表现的一个课题。
要改变、引导全社会对传统观念的新认识。在现实的环境里找出一条中国民族风格的新表现方法。在五千年历史长河中,国人的建造物里面肯定有适合今天社会文化的精华,努力去寻找定会找出新的表现形式,寻找它为民族风格的发展发行了一张在空间设计领域中跨进21世纪室内空间设计的门票。
在室内空间设计物身上附加照搬古代文明符号,是设计上最要不得的东西。文明的历史香味飘进了现代建筑空间,同时香味也飘进了室内空间。而这种香味指在某种程度掺进传统的精神。它是在对传统文化的理解消化基础上所产生的一种时代风貌。这就是设计者今天要追求的时尚,它既要强调历史性、文化性,同时还要产生时代性。
认真对每一个细节进行分析,是对一个设计师的设计水平综合评判的唯一标准。把握整体大方的形态,仔细刻划是势态、形态、姿态加强的重要视点。新一代设计师追求的应该是去掉镜框的作品,有新的构思。
经济成长和国际化的进展,海外旅行者的进入,国际金融的登陆,国际化饭店的进出,外国建筑师的涌入,中国建筑法的实施,人民生活质量的提高。旅行的大众化,组织化是新空间室内设计的一个大发展的机遇。
设计师是提高修养、品位的时候了。对比例、尺度、色彩和造型的完美和谐与统一,是这个时代的要求,精品应该诞生在对环境和条件深入的调查与理解。对维护传统风格、夺回传统风格、唯我独尊、以自我为中心的设计心态应严加克服。积极探索,试图超越,设计观念的异彩纷呈是检验一个设计师的标准。
切记设计师匆匆忙忙,顾此失彼建筑物在功能、构造方面,现代人比古代人更科学了,可空间、环境、形象、风格在当今社会里确实成了设计师的一大研究主题。
在今天的中国,建筑空间、室内空间的概述已经变得广泛。人类大部分的信息是通过眼睛获得的。一个有着深厚修养文化的设计师很注意新文化的视觉效果。室内设计师更要迅速抓住这一瞬间。
欧美近现代在室内空间设计上领先于我国。在设计与施工方面是一体化。形成了欧美风格流行文化。战后的日本涌现出很多有名的建筑师、室内设计师。在探索民族风格的道路上,代表人物那就是安藤忠雄(TANDAO)。在他的作品里,可以看到日本风土文化现代技术。也可说他是古典风和现代化的代表人之一。他的作品已被全世界设计人士注目。新的形象,新的空间出现在人的眼前,给人的感受是最好的答案。古代中国人创造了阿房宫、故宫。现代人每进入这上空间环境里都会产生一种民族象征之感。在大设计时代到来之前,青年设计师会不断涌现。期望着象中国文字一样的设计风格出现。切记设计师匆匆忙忙,顾此失彼。
在中国文化五千年的长河里,有关非常丰富的营养和材宝。找到她最精华的部分用于今天。这一文化的寻找是要靠一个综合性集体才能实现的。随着对外开放不断扩大,对未来的室内空间设计师来说要有一个国际通的设计观念。加入世界多极文化里。实现再创中国民族设计雄风。
设计行业的更新我国的室内空间设计师经过了几十年的发展,已初步形成了一支初具实力的职业设计人才宝库,无论从人数量和素质上都达到了一定的水准。世纪之交给室内空间设计师们提供了空间和时间,同样也面临着设计人才的更替,设计队伍重组及来自各方面的压力。室内空间设计师作为一个热门职业的同时也存在着潜伏的危机。
中国室内设计师发展大致分为三阶段:
1、五十年代十大工程的出现给中国室内空间设计奠定了基础,第一代室内空间设计师出现。
2、八十年代改革开放内需外引给中国室内空间设计发展创下了良好环境。这一时期是老设计师与新设计师交替阶段。
人们审美经验和审美愉悦是艺术活动的本质特征,审美的方法可以在环境艺术设计体现,同时,环境艺术设计中也有审美需要。
(一)文化建筑
文化建筑是一个泛指,即允许人们参与、游嬉的,对国民提供素质教育的场所。各类博物馆、展览馆,还有剧院、图书馆、音乐厅、美术馆,甚至于酒吧、游乐园都属于文化建筑,另外有名的学府以及作为旅游景点的历史遗迹都在此范围内。文化建筑对于一个国家来说至关重要,因为它的类型、数量和质量是衡量城市发展的关键指标。
(二)环境艺术设计
环境艺术设计是指以环境为衬托、结合建筑物的使用功能与相应标准,运用建筑美学原理和物质技术手段,设计创造出能够满足民众物质生活与精神文化生活需要的功能合理齐全、舒适优美的室内外环境。通过环境是艺术设计,文化建筑能充分发挥其文化教育功能,还可以营造富有特色的精神文化内涵。该设计以“人”为中心,重视人的实际需求,为人提供能让其身心得到满足的环境。通过文化建筑设计,让建筑内部的自然环境、环境内部的视觉秩序以及人的存在环境和生活质量三者有机统一,和谐一致。文化建筑环境设计是环境设计中的最广阔的领域,也是建筑设计领域中最具魅力的部分,它集中体现了环境设计中艺术性的层面。
(三)以环境艺术设计为载体的文化建筑环境设计
可以让文化建筑在不同社会背景下展现出不同的设计理念,早在封建王朝,建筑设计师就懂得应用相对独立的组墙划分统治者与平民生存领土[2](P118)。现如今,我国文化与经济飞速发展,文化建筑中环境设计的价值更为突出,每个国家、地区都有象征性的文化建筑,如法国的凯旋门、印度的泰姬陵、英国的大本钟、埃及的金字塔还有我国的长城等,所以文化建筑要想突显文化价值,其存留环境也必须起到强有力的支撑作用。
二文化建筑的环境艺术设计与审美心理
(一)美与审美心理
美学对美是这样阐述的:“任何一个事物都有主观倾向美和客观倾向美两种,从心理角度看来,事物引发的感知觉心理波动是人们对美最直观的理解感受。”[3](P324)文化建筑所体现出来的美感是一个相对矛盾的综合体系,复杂环境与社会发展情况相互联系、相互影响,二者在发展过程中势必会对建筑的直观美学享受和客观美术价值体现产生较大的影响,所以针对个人来讲,美与审美心理对文化建筑的影响巨大,人的生理机能是主导这些感情因素的主要诱因[4](P120)。审美心理学是研究和阐释人类在审美过程中心理活动规律的心理学分支。所谓审美,主要是指美感的产生和体验,而心理活动则指人的知、情、意。因此审美心理学也可以说是一门研究和阐释人们美感的产生和体验中的知、情、意的活动过程,以及个性倾向规律的学科,由此可见,审美心理学也是介于美学与心理学之间的边缘学科。心理学能够阐明那些有助于设计师们进行创作的理论问题。在一个文化空间当中,到底是什么东西吸引者我们?当我们每个人在空间中活动,通过视觉、听觉、触觉、嗅觉接触对象之后的心理反映既不是完全相同的,也不是极端个性化的。因此,设计师通过把握现当代人们审美心理的共性和倾向来指导文化空间环境艺术设计,多样化的艺术设计语言的发展和综合运用又可以引起人们审美情感上的共鸣。文化建筑的审美感受,将富有时代美感的文化建筑呈现给公众。
(二)环境艺术设计与审美
1.环境艺术设计与审美的创造环境艺术设计是人的合规律、合目的相统一的审美创造活动。艺术设计创造着前所未有的合乎自然规律和人类需要的生活环境,这就是它的审美创造意义之所在。马克思说理解的劳动是活的、是塑造形象之火。马克思这里说的“劳动”,不是重复的、机械的、“死”的劳动,而是有目的的、合规律的劳动,即经过设计的、富有创造性的、“活”的劳动。如恩格斯在《自然辩证法》中所指出的:“人离开动物愈远,他们对自然界的作用就愈带有经过思考的、有计划的、向着一定的和事先知道的目标前进的特征。”[3](P234)愈是复杂、高级的生产劳动,就愈需要进行周密细致的艺术设计,它们的审美创造意义也就愈大。环境艺术设计的审美创造意义,表现在它是一种汲汲于美的追求的创造性活动。创新是它的灵魂。没有创新,也就没有艺术设计的生命。诚然,环境艺术设计十分重视流行性、公众性,必须顾及在公众中流行的审美观念和审美爱好,否则它的设计不会被人们所接受。对于环境艺术设计来说,必须重视独创性、前瞻性,要能预见公众审美观念和审美爱好的发展趋势,推陈出新,不断创造。如意大利前卫设计集团“孟菲斯”的李特萨斯曾经指出:当查理·依姆斯设计出他的椅子之时,他其实并不只是设计一把椅子,而是设计一种坐的方式。所以,环境艺术设计实质上是对人的生存方式的设计,这种“生存方式”,包括着工作、劳动、休憩、娱乐、交往、饮食、交通、居住等等一切人的存在和活动方式,这是艺术设计对社会最重要的审美创造。
2.环境艺术设计与审美的欣赏环境艺术设计有审美观赏意义而其他的技术设计都没有这方面的意义。何谓审美观赏?它是在对审美受体的体验和感受中获得心理美的感受,包括审美愉悦和享受。这其中建筑的色彩、设计与居室是否和谐,是否符合自己的审美爱好,即更重视它的审美观赏意义。环境艺术设计的审美观赏意义的大小,与人们对它在感觉上产生满足的程度相一致。固然,对艺术设计的审美观赏,一般要以使用价值作为基础;如果在技术上、使用上存在缺陷,那么它的外形就不会让人喜爱。但是,艺术设计之所以具有审美观赏意义,其直接原因却在于它的形式完善地表现了它的内容,人们的情感愉悦和精神满足是直接因为它的内外形式的合理、悦目产生的。所谓“观赏”,最主要是观赏艺术设计物化成果的外形式美,在艺术设计的美学规则上,外在形式是其美的主要表现形式。
(三)环境艺术创作语言与审美的心理———以中国首都博物馆为例
博物馆作为典型的文化建筑,在世界各地均有著名的博物馆。中国首都博物馆作为我国最大的综合类博物馆,在环境艺术创作语言上有着其独特的审美。
1.设计的公众需求
文化建筑环境设计所体现出来的物质价值只能满足公众一部分的感官享受,并不能引起建筑与思想上的共鸣,文化建筑体现的是生活和思想交流功能,所以要想加深艺术情感,首先要提高建筑本身环境设计风格的精神价值。做到贴近生活,其设计结构能够服务于公众,体现思想上的真诚和审美享受。人的思想对建筑设计师的行为能力的影响很大,在统一设计主题的影响下,建筑设计师必须充分调动人与环境的协同作用,给人带来实用享受的同时,为观众呈现一个新颖的审美角度。以中国首都博物馆为例,因为中国首都博物馆保存了我国著名的文化遗产,所以馆内陈列的文物都具有很好的文化价值,由时间、种类、内容等分类方法对文物进行分类,并按照分类内容将文物有序地放在博物馆中,不仅可以突出文物的收藏价值,还能进一步体现出文物在博物馆环境艺术设置中的突出位置。从认知角度,文物的排放方式、陈列时间都具有明显的艺术享受价值,所以具有地域特色,精神特色、思想特色的文物陈列专区,其艺术审美价值更高。
2.设计思维的变化
传统设计理念讲究的是文化建筑的服务功能,融入审美理念的文化建筑则不同,要在提高环境艺术内涵的同时,适当引入符号设计元素,利用符号设计的手法强制性地提高审美理念和规范的融合性[5]。环境艺术的矛盾性不仅仅会呈现出相反的艺术理念,有时也会给公众呈现出不一样的艺术情感,所以文化建筑在设计思维上要推陈出新,尽可能地应用一些创造性的设计思维,找到现代设计理念与审美观念的结合点,以自我角度和服务性角度开展创造性的环境艺术设计项目。中国首都博物馆主展厅宽敞明亮,且馆内一切陈列物品都是依照其建筑格局排列的,并不会显示突兀的感觉。室内外环境设计与室内文物表现出了浑然一体的气质,中国五千年的文化历史使博物馆的文化气息浓重,所以在构思阶段,设计师更注重体现环境与文物文化思想上的共鸣和时间追溯的历史价值,浮雕、书籍、模型、沙盘等多元素文物组成主展厅的展览群,在这个展览群中设计师运用背景音乐和多媒体演示以及相关文字介绍将文物的视觉、听觉、思想内涵有机地融合在了一起,整体环境设计全方位地展示了博物馆想要表达的主体感性认识。
3.审美视野的传达
在环境艺术设计中应加入复杂且简单的设计思想理论,通过信息的多样化丰富环境艺术设计的思想内涵和文化内涵。信息的延展性和扩充性可以大幅度提升文化建筑的服务价值和设计价值,充分体现出文化建筑的交流意义。因此对民族文化传统有所了解,审美习惯有所认识,对设计师而言是相当必要的。古典文学在表现人类感官意识之前,通常会对其思想信息进行综合评估,评估结果可以展现出人类在事物面前的生态意识和人文导向,建筑设计师可以利用这些多元化的理论倾向,感受公众在论定文化建筑的艺术价值时的重心和侧重点。所以,在后现代主义设计,都是通过主客体间的物质性和艺术性的形式和意义的融合创造着审美文化,并在物质性、文化性、审美性的融合中探索和寻找自己的创造性逻辑中介[6](P120)。空间表达是环境艺术设计的终极目标,通过改造空间环境可以增进文物与建筑结构之间的关联性,所以在满足文物使用要求和观众观赏要求的基础上,设计师还增添了空间使用功能,以提高博物馆展厅内空间功能的多样化,使观赏者在观赏的过程中不会因为单调的空间环境而感到无聊乏味。用玻璃墙壁建造成的中空墙壁不仅能够消除观赏者的审美疲劳,同时还提高了对参观效果的思考、情感,以及感官冲击力。总的说来,中国首都博物馆是我国最大的综合性文化建筑,建筑本身是一座具有浓郁文化古典美的艺术品,并没有将传统的设计理念加注在文化建筑中,整体建筑富有时代感,文物陈列方式也打破常规,采用生活化的排列方法,让公众在欣赏文物的过程中能够切实感受到家与生活的文化环境[7](P197)。
一、建筑设计
人是环境的人,环境是人的环境,形式是人和环境所需要的形式。人和环境的交互作用主宰了设计的全过程,这就是建筑设计。长久以来一直困惑大家一个问题就是人和环境之间的关系究竟是怎样的,到底是人主宰环境还是环境影响了人?其实人在空间之中,人和环境的交互作用表现为刺激和效应,效应必须满足人的需要。需要反映为人在刺激后的心理活动的外在表现和活动空间状态的推移,也就是人的行为。这二者之间的关系是相辅相成,相互制约的。建筑设计是解决室内空间的使用、美观的要求,同时在外部形体上,具有一定特性风格的前提下与周围环境、城市文脉及城市控制性规划相协调的结果。一个全新的观念进入了建筑师的思想和他的人民生活之中。此后,建筑逐渐成为空间的,被认为是一连串相互联系的空间。而何以为空间呢?空间的概念到底是什么?著名建筑学者冯纪忠教授在讲课中提出过———建筑是空间,并生动的拿茶壶作比较,壶身是大空间,壶嘴是小空间。空间一词用于建筑是近百年的事情,后来对城市进行设计,空间便移植入城市中,成为城市空间……一直以来,建筑物被西方人看作实体,被看作塑造的主体,建筑师们如同雕塑雕像一样极力刻画着建筑物本身。上世纪末,建筑界发生了一场革命,人们看见了原先看不见的“空间”,建筑师们先前的理念殿堂轰然倒塌了,似乎一切都“黑白颠倒”过来。中国人一直以来就不曾把建筑单体当作主体来刻画。中国建筑工匠的注意力一直在建筑群体上,李允铢曾在《华夏意匠》中讲到:“中国的建筑是在平面上展开的”,中国建筑工匠考虑的是建筑与建筑之间的“院落”。中国古代建筑,以“院”为中心组织单座建筑,“院”被称为一个基本的组织单元,若干院落组成建筑群,所谓“无院不成群”,而院与院的空间感受是绝不相同的,从而产生了丰富多彩的建筑空间效果。西方建筑师则更多的注重了建筑物单体本身,很大精力花在建筑单体的形体塑造上。因此,西方建筑的形体要比中国古代建筑形体复杂得多。另一方面,在城市空间设计上,中国是城市较早的,中国很早就把注意力集中在建筑与建筑之间上了。西方建筑师这样教授我们什么是空间:这是一种图底关系。把房子当作实体,周围环境作底,我们只看得见房子;如果把房子当作底,房子周围的形状就出现了,这便是空间。
二、生态环境艺术
建筑设计中除了建筑本身优美动人的造型外,其配套设施也是衡量生态环境的重要指标,城市绿地系统是城市中唯一有生命的基础设施,在保持城市生态平衡、改善城市面貌方面,具有其他设施不可替代的功效。是我们创造生态环境的一个必不可少的依托条件。只有搞好城市绿化,创造优美、清新、健康、舒适的人居环境才能更好的满足人民生活的需要。目前全球环保人士呼吁保护好我们的家园,地球是我们唯一家。作为设计师尤其是建筑设计师,营造良好的生存环境,创造宜人的生活空间是我们义不容辞的职责。
三、建筑设计与环境艺术的关系
建筑仅仅是环境的一个部分,建筑美从整体上说是服从于周围环境的。“建筑”作为稳定的不可移动的具体形象,总是要借助于周围环境恰当而和谐的布局才能获得完美的造型表现。绿色植物的季节性变化和易修剪的特点使其在营造建筑外部空间环境中成为必不可少的要素之一。独特的地域景观建筑的外部空间环境不仅同建筑形象有关,而且同建筑室外绿化景观密切相关,空间环境的特定性是建筑不同于其他艺术门类的重要特征。生长环境和民族文化喜好的不同使各地域的自然植物景观呈现出巨大的差异,而建筑与周围自然环境的结合,不仅反映了人与自然的和谐关系,而且造就了丰富多彩的地域景观。虽然现代资讯共享带来人们生活方式、审美取向的日渐趋同,使建筑风格的同化现象不可避免,但迥异的建筑室内外绿化景观却为城市面貌带来迥然不同的人文视觉景观,这种不易消融的特点使其成为一幢建筑或一座城市最不易磨灭的印记。从城市区域规划出发设想建筑与大环境的结合:建筑的整体轮廓上,与周围的现有建筑呼应,立面上虚实对比、色彩处理与环境格调相协调,流线上,符合环境的肌理;从人的感觉出发想象建筑局部小环境的处理:通过人的生理和心理的感受塑造空间,“环境是指与人类密切相关的、影响人类生活和生产活动的各种自然(包括人工干预下形成的第二自然)力量(物质和能量)或作用的总和。”环境问题是一个复合而复杂的问题,环境问题的可变性也就决定了“环境问题实质是发展问题”认为自然界“是我们人类即自然界的产物本身赖以生存的基础”人的存在和生命的延续都依赖于自然界所馈赠的给养;同时,自然界也只有被纳入到人的生活轨迹中,才能成为人的现实生活要素。人类的建筑活动作为人类征服自然、改造自然的一种创造性劳动,毫无疑问具有明显的实用功利目的,但同时又必须兼具审美意识和精神情趣。而地面绿色植物系统作为功能最复杂、结构最庞大的生态系统之一。一直同建筑有着最为广泛的联系。
四、节能生态型建筑的塑造
1.引言
建筑工程作为我国的基本支柱型产业之一,其整体质量直接关系到整个建筑行业的经济效益,为了最大程度的获取经济利益,建筑行业的设计与施工一定要满足人们的市场发展需求。目前我国的环境问题非常严重,直接关系到建筑的整体设计要求,这是时展的必然。表一为住宅建筑设计阶段划分绿色建筑等级的评价标准。
2.建筑整体设计之合理选择建筑群体的布局形式
建筑布局包括很多方面,比如:风对建筑的影响,建筑的地理位置以及建筑的整体布局方位。如果建筑的整体布局形式合理,就会创造出比较适应的气候环境基础,可以在一定程度上使建筑单位达到节能的效果。因此在选择布局方式的时候,一定要充分考虑不同地区之间的气候环境,比如在比较湿热的气候区,可以利用比较松散的布局,这样可以使整个场地的空间尺寸加大,从而达到通风防湿的目的,然而对于比较干热的气候区,就应该采用比较紧凑的布局,这样可以使建筑物之间互相遮挡。很多时候我们也可以比较轻松地找到环境特点和建筑特点之间的关系,这也在一定程度上说明了环境和建筑物本身之前存在一定的内在联系。如果建筑布局合理,可以加大建筑物之间的通风条件,比如建筑物交错布局。另外,不同的街道位置对建筑物之间的通风也有一定程度的影响。通常情况下,比较宽的街道摩擦比较少,空气流动也比较快,相反,比较窄的街道会使风速减小。
3.建筑整体设计之建筑节能设计
住宅设计的一个重要环节就是节能设计,这个环节对技术含量的要求很高。建筑物的整体及其外部环境的设计,主要是在分析周围建筑物环境气候的前提下,进行选址、规划、朝向以及外部环境的设计,这样可以使建筑物获得一个比较良好的气候环境,从而达到节能的目的。在进行设计的过程中,除了需要按照相关标准和规定对不同的部位进行节能设计以外,还应该高度重视一些其他问题:架空楼板的保温隔热以及识别方法;整个建筑体系的系数不应该很大;设计非封闭阳台要考虑屋子的整体保温隔热要求;商业用楼的平屋面应该按照外墙的要求做好保温隔热效果。
4.建筑整体设计和环境的关系之绿色建筑体
所谓绿色建筑体系,主要是以生态系统的良性循环为原则,以绿色社会为基本内涵,以绿色经济为基础,绿色技术为支持,绿色环境为基本标志而建立起来的一种比较新型的绿色建筑体系。在一定意义上,它把自然、人类以及其他物质统一纳入研究视线,不仅对人类的生产以及生活形态进行了认真分析,还对人类赖以生存的自然规律进行了研究,在一定程度上明确了人、建筑以及自然之间的相互关系。它追求人们的日常生产以及生活、自然以及建筑之间和谐发展的目标;主张设计要追随自然的方法;提倡积极应用,以促进整个生态系统的不断循环,建立起一个无污染、节能、节水的高效建筑技术。由于绿色建筑代表的是高效率、可持续发展的一种环境比较优雅的建筑,其本身可以适应当地的生态环境而不受到破坏。它主要追求一种可持续发展的建筑规模,因此要赋予建筑物生命活力,这样才能和环境相互协调、相互作用、相互发展。
4.1绿色建筑的设计原则
(1)生态化原则。生态原则是绿色建筑必须遵循的一个原则,即无害化、无污染、节能、可循环性。
(2)以人为本原则。人作为社会的一个主体,绿色建筑就要以人为本,不能以牺牲人的身体健康、舒适性以及降低人们的生活质量为整体代价。
(3)因地制宜原则。绿色建筑物强调要因地制宜,不能盲目的生搬硬套,选择适合当地比较合适的建筑设计,比如:对于那些分布比较广泛、比较独立以及建筑密度比较小的建筑,可以使用太阳能进行发电、供水、供暖等;对于那些比较密集的高层建筑而言,即使在建筑物的外表面都装上光电板和集热板,这样也满足不了整栋楼的能源需求,就算能源的利用率比较高,这种设计方法也是不合理的,所以在这种情况下,一般选择城市热电网。
(4)整体设计原则。建筑物要求整体性比较好,一定要结合当地的气候、文化以及经济等因素,进行综合分析,不用盲目的生搬硬套所谓的先进生态科技,要整体考虑,不要局限于局部。比如,如果在热带地区,使用保温墙体和蓄热材料根本就没有意义。如果在比较寒冷的地区,如果窗户的热性能比较差,即使墙体保温材料再好,也满足不了节能的效果,因为热量会通过窗户散失。整体设计原则对整个绿色建筑的成本以及性能影响非常大。
4.2建议性措施
为了实现资源的节能发展,从环境保护方面考虑,利用循环经济,不断寻求发展目标,在未来城市的总体规划以及详细规划中,对绿色建筑的总量和开发地界加以限制,以促进绿色建筑的不断发展。在进行建筑设计的过程中,由于很多开发商片面追求生产价值和经济利益,使得很多设计方不愿意从节能环保角度对建筑方案进行反复推敲,很多设计单位对科研的投入也非常少。所以,一定要积极采取相关的设计认证制度以及绿色建筑设计的监督制度。
5.结束语
综上所述,绿色建筑将为人们提供一种利用科技手段寻求与自然和谐共处、实现可持续发展的有效途径。现在,绿色建筑已经广泛的深入到建筑设计的层面,在建筑师的精心设计下,回归一种自然状态的建筑形式,始终坚持建筑和自然环境和谐发展的理念,使自然、人以及社会融为一体。目前,生态环境日益严重,建筑业走在社会前言,对生态环境的作用不容忽视,因此一定要使他们美好的结合在一起,不断推动城市绿色化的进程。
参考文献
2实训建设存在的问题
由于学院实训建设年限较短,基础过于薄弱,至今实训建设还存在许多不足和尚未建设的空白。目前在实训建设中迫切需要解决的问题有如下几点。1)施工工种实训基地现能进行的实训教学仅有砌筑抹灰工种、钢筋绑扎工、模板工和架子工四个工种,且这些工种依托的必要设备设施不够完备、建设不够科学。已有设备如钢筋套筒挤压连接机、取芯钻孔机、直螺纹滚丝机、交流弧焊机、钢筋压力电渣竖焊机和钢筋气压对焊机等2年前已经购买、但种种原因却没有验收安装、闲置已久。并且,在实训现场各种材料堆放凌乱、管理无序,造成了巨大的资源和空间浪费。接下来如何有效利用现有设备,进行工种实训基地的功能分区建设和文化内涵建设成为需解决的重要问题。2)材料检测实训室和实体检测实训室尚未真正成立。目前学院就材料检测实训已经购买了沸煮箱(水泥安定性)、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂试体成型振实台、水泥细度负压筛析仪、水泥电动抗折试验机、电子天平、电热鼓风恒温干燥箱、震击式标准振筛机等设备。实体检测实训室主要购买了实体检测相关设备,如钢筋位置测定仪、钢筋扫描仪、楼板测厚仪、手持测距仪和回弹仪等。上述设备现均陈列于库房内,尚未安装使用。材料检测实训室和实体检测实训室分别建在哪里、现有设备数量上够不够、装置上完备与否是在建设之前必须要解决的问题。3)需要成立力学实训室和建筑设备实训室。力学实训主要用于钢筋拉伸性能及本构关系测定、混凝土抗压性能测定、低碳钢拉伸、扭转演示实验,材料弹性模量、剪切模量的测定等。目前学院力学实训室的建设还没有起步,完全不能满足教学需要,需要尽快购买相关设备建立起来并投入运行。为满足人才培养和专业建设需要,需新建建筑设备实训室,购买给排水、消防、电气等方面的仪器设备,以进行给排水系统原理认识、给水系统综合控制、排水系统综合控制、嵌入式系统认识及操作、给排水系统故障设置及排除、消防报警单点处理操作、火灾通讯系统的操作、消防紧急照明的操作等。4)已建实训室缺乏规范管理制度,未建实训室缺乏清晰的规划方案。各实训室分别设在哪里(该实训对实训室有无特殊要求,如有些实训设备要求实训室必须有坚实的地基和基础),相互之间如何布置(既要避免互相干扰、又希望能资源共享),建设的具体顺序以及如何有效应用已有设备并合理新增设备等都是在实训建设中应该明确的问题。5)校外实训亟待拓展。目前除有几个造价咨询公司提供工程造价专业毕业生顶岗实习岗位外,学院尚没有真正意义上的“校企合作”单位,这对建筑技术专业和工程测量专业的发展极为不利。积极开拓固定合作企业,探索“订单式”培养方式,为学院学生寻找校外实习和就业的出路,是学院必须要尽快解决的一个问题。
3解决对策
1)深度分析校内实训建设中存在的各种问题及产生原因,包括管理较为混乱的施工工种实训基地、只购买了部分仪器设备的建筑材料检测实训室和实体检测实训室、还完全未开展的力学实训室、甚至建设较为完备的建筑测量实训室等环节,思考能快速拓展校外实训的对策,并开展详尽的调研工作。2)针对上述问题,对实训室建设优秀的校内院系(如机械学院、车辆工程学院等)和兄弟院校进行访问学习,邀请行业专家开展座谈会并参与实训室建设方案的制定,从统筹规划、资源共享的角度,制定出考虑长远发展、空间上分布合理、时间上建设有序的校内实训建设方案。制定方案需考虑如何有效利用有限的场地资源、如何避免实训场地的相互干扰(如机械设备噪声)、如何充分利用已有器械、设备等资源而不致浪费等实际问题。3)在院系大力支持的基础上,积极寻求学校甚至市级财政支持,逐步实施建设方案,循序渐进的推进校内实训建设。优先建设人才培养、学科发展急需的实训室(如建筑材料检测、实体检测实训室)和完善已有的实训室(如改善现有工种实训条件、增加工种实训种类、加强实训现场管理),接着新建增强专业实力的实训室(如力学实训室、建筑设备实训室等)。4)在院领导的支持下,积极访问建筑施工、造价咨询、招投标、工程测量、工程监理等相关企业,提出双方共赢的合作方案,寻求长期稳定的“校企合作”。
二、人—环境的互动:面向建筑设计专业的环境心理学课程
建筑环境心理学面对的环境以建成环境为主,在Stokols教授的人—环境交互作用模型表中,其研究重点主要集中在认知层面的解释模型和行为层面的操作模型。结合上述对心理学研究内容的分析,建筑环境心理学研究大致分为三个层面:(1)认知层面:探讨个体的基础心理活动与建筑环境的关系,研究内容为建筑环境的色彩、光线、材质、形体等对视觉、听觉和嗅觉等感知通道所带来的心理体验。(2)意识层面:探讨人的高级心理活动(如人的价值观、世界观、审美观)与建筑环境的关系,主要研究个体在不同价值观、世界观和审美观的影响下对建筑环境的理解和追求。(3)行为层面:探讨人的行为与建筑环境的关系,研究交往尺度和习惯行为方式与建筑环境的领域感、私密性等,并结合人体工程学探讨建筑环境的舒适性。依据以上三个层面,笔者对环境心理学基本原理与建成环境设计相关的内容进行分析归类,探讨面向建筑设计的环境心理学课程教学的基本内容,并将其应用于北京工业大学建筑与城市规划学院环境心理学课程教学实践中。虽然自然环境、社会环境和虚拟环境同样是环境心理学的重要研究范畴,但是本文仅以建筑设计专业为研究对象,探讨范围仅限建成环境部分。从表2可以看到,认知、情绪和意志等心理过程是认知和解释世界时所有个体都遵循的共同性过程,其中环境知觉和环境认知是环境心理学领域的基础研究。主要关注的问题有:个体面对环境时在知觉层面、认知层面和情感层面的心理过程;基本的空间认知(如空间客体的知觉)与宏观的空间认知;认知地图与认知图式等相近的概念,了解这些概念能够帮助建筑学专业学生从本质上理解设计基础中,关于形状、形态、形式等与人类个体知觉和认知的关系。空间认知的基本理论则对空间设计的原则和方法有较多启示作用。关于人格与环境的研究则关注特定个体在解释环境过程中的独特组织结构和表达。学者坎特认为环境心理学中的人格研究至少有两个主要方面:一是环境倾向的概念和测量;二是利用已有的人格测验来预测人们对物理环境的使用和改变以及环境对人的影响。毕生发展的概念能够引导建筑学专业学生关注环境使用者所处的人生发展阶段对建筑空间、环境的不同需求,这是设计的依据和灵感来源。而社会心理学的内容,关注的是空间使用者之间的互动,这种互动关系引发不同交往情境下人们对不同空间形式的需求,以及不同的空间对其使用者行为方式的影响。
三、北京工业大学建筑环境心理学课程实践
(一)建筑环境心理学课程
1.课程大纲北京工业大学环境心理学课程为专业选修课,设置在大学三年级第一学期,课时为16学时,授课对象为建筑学专业的本科生。通过对国内主要建筑类院校相关课程设置的调研发现,开设环境心理学课程的学校虽不在少数,但是其课程设计大多参照目前常见的环境心理学课程教材,缺乏深入思考以及与专业实践的结合。笔者多年从事环境心理学课程教学,积累了一些建筑设计课程教学实践经验,也有一些实践思考。本文从心理学的基本原理出发,结合授课对象的专业特色,寻找二者之间的深层逻辑关联,并尝试构建和完善适合建筑设计专业的环境心理学课程教学体系———北京工业大学建筑环境心理学课程体系。上述针对心理学原则及其在建筑设计过程中可能涉及的相关内容的分析,成为北京工业大学建筑环境心理学课程教学大纲设置的理论依据。在教学实践中,从认知、情感、个性、社会性等方面,把与建筑设计专业联系紧密的环境心理学内容分成若干主题明确的教学内容模块,同时结合授课对象专业知识水平的差异。建筑环境心理学课程教学大纲从环境使用者和环境设计者两个不同角度进行教学内容设计。首先,对环境使用者而言,从共性的心理过程、独特的个性心理和社会的个体互动三个方面,介绍环境心理学以及它和建筑设计的关联,并针对社会物理环境中与建筑设计专业紧密相关的建成环境部分,从城市、社区、单体建筑三个不同层面应用环境心理学相关理论进行设计指导原则的讲解和讨论。其次,对环境设计者而言,如何发挥创造力潜能,形成良好的设计思维,在设计过程中与相关各方密切合作、良好沟通、说服他人,以执行自己的设计意见和设计想法,这些都是建筑学专业学生应重视并掌握的能力。因此将其作为一个单独的主题列入教学计划做简要介绍。2.课程作业环境心理学本身就是一个以具体问题为导向的学科,因此,环境心理学课程作业设计亦遵循问题导向的原则,以人—环境的交互作用为主要研究对象,作业内容与教学大纲基本同步。根据作业难易程度分为小组完成和个人完成两类,学生可以根据教师给出的具体作业指导书,从下述题目中选择自己感兴趣的2-3个课题进行研究。