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人居环境系统学---------- 〈适用学校、商业、工矿、管理部门等〉 一;地质地理学 二；气象学 三；阳光与光线 四；气流 五；水资源 六；射线/波/磁与能量场 七；声学 八；气味学 九；美学 十；心理学 十一；健康卫生学 十二；适应性与时间性 地质地理学 地质学是指对地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演变历史的知识体系。 地理学是研究地球表层自然要素与人文要素相互作用及其形成演化的特征、结构、格局、过程、地域分异与人地关系等。是一门复杂学科体系。 这里的地质学是指着重研究地下岩层、矿产资源、磁场异常、地震、各种放射性物质对人体、建筑物的影响，另如地质是否适宜建筑，地表沉降、山体滑坡，干湿、水涝等等，是地质与建筑之关系。 地理学着重研究地表及地表以上的固定特征，地理学研究人地关系； 地球上不同的经纬度其地理现象不同，其中也有某些地域有其自身的特定地理现象，这里指的是对人类居住、生活、工作、娱乐、社交等等方面的影响与作用。 选择好的地理位置，是一门很深的学问。古人也颇为讲究。 建筑气象学; 研究气象对建筑的影响和建筑的气象效应的一门学科。在设计建筑时，除须考虑地震因素外，还须考虑风荷载等气象因素的影响。此外，不合理的建筑布局会导致空气污染加重。因此,如何正确使用气象资料,保证建筑设计既安全、经济和实用，又有合理的布局，形成良好的气象效应，是建筑气象学的研究内容。 古人为抗御风、雨、寒、暑创造了供自己休息的原始住所──巢、穴/窝与家室等，这就是人类历史上最早出现的建筑雏型。随着社会的发展和生产、生活的需要，逐步发展了适应不同气象条件的建筑。如中国古书《墨子》中说到:“为宫室之法曰：高,足以避润湿；边，足以圉(抵御)风寒；上，足以待雪、霜、雨、露。”这是在建筑中考虑气象因素的最早记述之一。北宋初年，著名的木结构建筑匠师喻浩，在宋都东京（今开封）建造八角形、高36丈（120米）的开宝寺塔（灵感塔）时,根据当地最大风速的方向为西北风的特点，将塔身略倾斜于西北方，以抵抗风压力的作用，这是建筑史上最早考虑风压的建筑物。 20世纪40年代后，随着大型工业企业、超高层办公楼和超级旅馆等大型建筑物的不断出现，气象因素对建筑的影响越来越受到重视。如1940年美国华盛顿州的塔康马悬桥，在风的动力作用下被摧毁；1965年英国费尔桥电厂的冷却塔群中的三个，在大风中倒塌。这些事故促使人们在建筑设计中，要进一步考虑风力与建筑物的共振作用。1963年，国际上曾专门召开“风对建筑结构影响讨论会”（1979年易名为“风力工程学会”）。此外,还逐步展开了建筑气象的实测工作,如测量建筑物的风压和风振等。随着现代建筑科学技术的发展，为设计和建造在不同气象条件下的良好的室内小气候环境，无论在城市规划，建筑设计，以至建筑的形式和材料，建筑工艺和施工等方面都要掌握各地区天气气候的规律。 城市规划与气象 在全年只有一个盛行风向的地区，工业区常设在盛行风向的下风侧,居住区在其上风侧,以避免工业区向大气排放的有害物对居民区的影响。在季风区,由于冬季和夏季的风向基本上相反,故将工业区布置在最小风频的方位，而把居住区设在最小风频的下风方位，使居住区的空气受污染的程度最小。在建筑规划或设计时,不但要考虑大气候的影响,还要考虑与局地环境条件有关的气候特征的影响，如“城市热岛”、“城市风”；山区工厂排放的热量，可使近地面层热状况改变，引起逆温强度变弱、逆温中心抬高。逆温时，大气稳定，污染物质很难扩散，在工厂设计时，烟囱有效高度通常应达逆温层之上(见空气污染气象学)。 建筑结构设计与气象 ① 风压。它是建筑结构设计中侧向载荷的一种主要基本数据，建筑设计中必须考虑风荷载。风压是垂直于气流方向的平面上所受到的压强。各国对气流的取值方法不尽相同，中国规定用一般空旷平坦地面，离地10米高处，30年一遇的自记10分钟平均最大风速。在设计中，若风压取值偏低，则建筑物的安全就无保障；若取值合理，则既安全，又可以节约资金。 ② 雪压。它是单位面积上的雪重，即积雪深度和积雪密度的乘积。在建筑结构设计中雪压是铅直荷载的一种主要数据。中国规定用一般空旷平坦地面上30年一遇的最大积雪重量(公斤/米□)。在计算雪压时，还要考虑降雪时的风速。风可引起雪花飘移，使屋面积雪重新分布，没有障碍物的屋面上的积雪比地面少，有障碍物的部位积雪比地面多。西欧冬季降雪大的地区，为了减少积雪，其屋面坡度一般为60□,,以使屋面积雪下滑而减小雪压。 采暖、通风、空气调节、采光与气象 在工业和民用建筑设计中，为了满足生产和人民生活的需要，设置必要的采暖、通风和空气调节设备，使室内在不同的季节均能保持一定气温、相对湿度、空气流速和清洁度。 采暖、通风和空调系统均需消耗能源，既不要浪费能源，又要满足生产和生活的需要，就需根据当地的气候条件，即当地多年的气象观测资料来设计。如冬季采暖期的长短根据日平均气温低于某一界限的天数来确定(中国取日平均气温等于和低于5□C的天数);采暖的室外计算温度是根据最冷月平均气温和最低日平均气温等项目综合计算得出的，计算温度越低，表示需设计的采暖负荷越大，消耗能源越多。由于各国的情况不同（能源消耗水平不同），所选用的标准差异很大。冬季空调室外计算温度同采暖室外计算温度类似，只不过要求更高些，即一般设计的负荷均大于采暖设计的负荷，换言之，空调室外计算温度低于采暖室外计算温度。夏季空调室外计算温度，根据当地最热月平均气温和极端最高气温等项目综合计算得出，计算温度越高，表示需要设计的空调负荷越大,消耗能源越多。夏季通风系统的设计,除需考虑最高温度外，尚需考虑相对温度的大小。 在冬季建筑物的采暖、失热计算中，还需考虑太阳辐射对各朝向不同表面引起的温度差异。向阳面温度高；对透明的外围护结构，太阳辐射还可直接射入室内。所以在冬季采暖和通风系统的热负荷设计中，要作朝向修正。夏季太阳辐射热通过外围护结构传入室内，使室内加热，这是空调室内冷负荷时需考虑的因素。为尽量利用气象条件，常在建筑布局上充分考虑自然调节的作用，如中国东北、西北和华北的建筑外墙厚,北窗小,街道走向多采用正南正北、正东正西向，以充分利用阳光。在天气炎热雨季较长的地区，房屋高敞开朗，出檐深，有阳台凹廊，门窗多对着开，以利通风降温。东南沿海城市，街道走向多采用东南朝向，以利用夏季来自海洋的夏季风，而求得凉爽。西南地区的干栏、竹楼，可防潮湿和强烈日光照射。新疆吐鲁番地区按小天井院落布局的土拱住宅，既可减少日照，又有良好隔热性能。印度沿海地区,房屋窗户很少，房顶上的出气孔面对海风,以利于房屋的通风。 室内良好的光照是保证人们正常工作、学习和生活的必要条件之一，在建筑设计时必须考虑室外的照度及其日变化。在居住区的平面布置中，房屋的间距都必须根据全年不同季节的太阳光入射角来确定。 地基、管道工程、建筑施工与气象 ①冻土深度是决定地基基础埋置深度的因素之一。为确保各种工程的地基基础和排水给水、煤气管道不致冻胀而破坏，必须埋置在冻土层以下的深度。②建筑施工要避开最可能出现不利天气的时段，雨季需考虑防雨施工措施，否则会使重型装备搁浅而无法使用，阻碍工程进度。冬季施工需按混凝土的水化作用和气温的关系采取适当措施。高空作业的时候，更需要考虑短期天气预报，特别是大风预报。 利用太阳能采暖和空调的试验研究进展很快，已建造了不少被动式太阳能房和主动式太阳能房。主动式太阳能采暖系统，一般同夏季空调和生活热水供应结合在一起。在建筑上如何充分利用太阳能，以达到节能的目的，是世界各国建筑气象学研究的新课题之一。 阳光；对人类的贡献与重要性，阳光与居住环境的作用。阳光对人的健康也有很重要的作用。以及人类开发的光源，如灯火、照明设备等等。 太阳之光——太阳上的核反应"燃烧"发出的光。 阳光是太阳上的核反应"燃烧"发出的光，经适当长的距离射向地球，再经大气层过滤后到地面，它的可见光谱段能量分布均匀,所以是白光。 由各种光源发出的光，光波的长短强弱，比例性质的不同，形成了不同的色光,称为光源色。 光源色是影响，决定物体色彩的重要因素。 1666年，英国的科学家萨克·牛顿做了人类首次用三棱镜分离太阳光束的色散实验，并由此证明，太阳的白光是由各种色光组合而成。 太阳光是最重要的自然光源，它普照大地，使整个世界变得姹紫嫣红，五彩缤纷。当光线随时间的推移以及天气发生变化时，都会直接影响物象的色彩。触及不到。 除了太阳光之外，还有其他各种光源，例如我们日常生活中使用的灯光，它是人工光源，比阳光弱得多，而且所含的可见光比例也和阳光不同。一般白炽灯发出的光常偏红，黄色光，而日光灯发出的光则偏蓝色光。 “太阳是大地的母亲”，正是由于太阳光的照耀，才使地面富有生气；疾风劲吹，江水奔流，花开果熟，生物生生不息。太阳是一个取之不尽用之不竭的能源。目前，人们正在想方设法，利用太阳能。 到了70年代，气象观测站增多了，人们发现撒哈拉大沙漠东部阳光最多，那里年平均日照时数达4300小时；也就是说，每天大约有11小时45分钟的时间能见到光辉灿烂的阳光。 气流；由于地面受热不均产生的对流，也就是说地球表面的温度差异形成了空气对流，其流速有大有小，大的如台风巨风，小的如平时的空气流速一般不易感觉到。什么样的气流速度最适宜人类呢，国外曾有科学家作过研究，室内空气流速在每秒二十厘米左右最适合人类。太过大与小都对居住人员有一定的影响。 气流又有人类开发设备产生的流动作用，如通风口、通风设备与排风机、风扇等待。 气流的通道会增强气流的速度，形成一种对人有很大影响的气流，传统文化中称之为风煞，凸风等，所以有藏风聚气之说。 水资源 可供人类直接利用，能不断更新的天然淡水。主要指陆地上的地表水和地下水。 水是人类及一切生物赖以生存的必不可少的重要物质，是工农业生产、经济发展和环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源。 自然形成且循环再生并能为当前人类社会和自然环境直接利用的淡水。全球大约47万亿m3。 水对人类的重要性，远比其他一些因素重要。人体中百分之七十是水，人类生活、工作等等都需要水，地球上为什么有动植物与人类，其关键就是地球上有液态水的存在。一个地域的水资源是否丰富，决定这个地域的繁荣昌盛。 地球上的大城市都选择在大江大河边上，实际上这也是自然形成的一种选择。 传统风水中的山管人丁水管财就是建立在这个原则上的一种说法。水可载舟亦能覆舟，具体表现在建筑风水上是水要有情。水成灾就不行了。 水资源学科是国民经济基础产业――水利中的重要专业领域之一。随着社会的发展，区域人口增长、水资源的自然资源基础作用已越来越明显，社会经济发展使得水资源供需矛盾已成为全球性普遍的大问题。 水资源学科是一门具有潜力的学科，中国的先民们早就认识到水资源对人类的重要性，而这水是关系到人类的生存、生活、工作以及经济是否丰盛的决定因素。现在水资源学科发展迅速，它涉及到对水文水资源的勘察、评价、开发、利用、规划、管理与保护，是指导水文水资源业务的理论基础；同时它还研究在社会和经济发展中水资源供求关系及其解决的科学途径，探求在变化的环境中如何保持对水资源的可持续利用的途径。 水资源的概念却既简单又复杂，其复杂的内涵通常表现在：水类型繁多，具有运动性，各种水体具相互转化的特性；水的用途广泛，各种用途对其量和质均有不同的要求；水资源所包含的“量”和“质”在一定条件下可以改变；更为重要的是，水资源利用的效果视人、时间、地点、对象的不同而有不同。另外环境条件的制约。因此，人们从不同角度的认识和体会，造成水资源对一个地区、一个房子或一个人的差异。 射线与波磁能量场 射线：由各种放射性核素发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流 各种射线，可与各种物质相互作用，由于电离密度不同，生物效应是不同的，所引起的变异率也有差别。各种射线对人类可产生直接影响与危害。 电磁波：（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动产生的从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。 有的射线是电磁波，有的不是，如γ射线是电磁波 辐射危害大． 电磁辐射对人体的六大危害 中国室内装饰协会室内环境监测中心日前发布环境警告：购买住房一定要注意小区的电磁辐射污染是否超标。目前已有许多市民反映自己所在的新建小区电磁辐射污染十分严重， 不仅家里的电器受到过大干扰无法正常使用，而且许多人出现不同程度的不适症状。 随着大规模的城市改造和房地产开发，一些原来建于城市周边的传输发射中心和高压线等设施周围也开始进行开发建设，小区环境和室内环境中的电磁辐射污染问题也就随之而来。电磁辐射到底对人体有什么危害？据有关专家介绍，其危害主要有6个方面。 危害之一 它极可能是造成儿童患白血病的原因之一。医学研究证明，长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。意大利专家研究后认为，该国每年有400多名儿童患白血病，其主要原因是距离高压电线太近，因而受到了严重的电磁污染。 危害之二 能够诱发癌症并加速人体的癌细胞增殖。电磁辐射污染会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并会加速人体的癌细胞增殖。瑞士的研究资料指出，周围有高压线经过的住户居民，患乳腺癌的概率比常人高7.4倍。美国得克萨斯州癌症医疗基金会针对一些遭受电磁辐射损伤的病人所做的抽样化验结果表明，在高压线附近工作的工人，其癌细胞生长速度比一般人要快24倍。 危害之三 影响人的生殖系统，主要表现为男子精子质量降低，孕妇发生自然流产和胎儿畸形等。 危害之四 可导致儿童智力残缺。据最新调查显示，我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万为智力残缺，有专家认为电磁辐射也是影响因素之一。世界卫生组织认为，计算机、电视机、移动电话的电磁辐射对胎儿有不良影响。 危害之五 影响人们的心血管系统，表现为心悸，失眠，部分女性经期紊乱，心动过缓，心搏血量减少，窦性心率不齐，白细胞减少，免疫功能下降等。如果装有心脏起搏器的病人处于高电磁辐射的环境中，会影响心脏起搏器的正常使用。 危害之六 对人们的视觉系统有不良影响。由于眼睛属于人体对电磁辐射的敏感器官，过高的电磁辐射污染会引起视力下降，白内障等。高剂量的电磁辐射还会影响及破坏人体原有的生物电流和生物磁场，使人体内原有的电磁场发生异常。值得注意的是，不同的人或同一个人在不同年龄阶段对电磁辐射的承受能力是不一样的，老人、儿童、孕妇属于对电磁辐射的敏感人群。 学会防辐射 有5种人特别要注意电磁辐射污染：生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员；经常使用电脑、电视电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员；生活在现代电器自动化环境中的工作人员；佩戴心脏起搏器的患者；生活在以上环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等。如果生活环境中电磁辐射污染比较高，公众必须采取相应的防护措施。 不要把家用电器摆放得过于集中，以免使自己暴露在超剂量辐射的危险之中。特别是一些易产生电磁波的家用电器，如收音机、电视机、电脑、冰箱等更不宜集中摆放在卧室里。 各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作，同时尽量避免多种办公和家用电器同时启用。手机接通瞬间释放的电磁辐射最大，在使用时应尽量使头部与手机天线的距离远一些，最好使用分离耳机和话筒接听电话。 注意人体与办公和家用电器距离，对各种电器的使用，应保持一定的安全距离，离电器越远，受电磁波侵害越小。如彩电与人的距离应在4至5米，与日光灯管距离应在2至3米，微波炉在开启之后要离开至少1米远，孕妇和小孩应尽量远离微波炉。 有条件的单位和个人可配备防辐射服装，电脑、电视防辐射屏，防辐射窗帘，防辐射玻璃等措施减少电磁辐射，根据“多一分防护，少一分危害”的观念，宁可信其有，不可信其无，做到有务无患。 超声波的频率高至20000Hz以上（每秒振动20000次以上），由于它的频率高，因此具有以下特点：（a）方向性好，几乎沿直线传播；（b）穿透能力强，能穿透许多电磁波不能穿透的物质；（c）在媒质中传播时能产生巨大的作用力，可以用来为硬质材料做切割、凿孔等，也可以用来清洗和消毒等对于超声波的应用，我们比较熟悉的就是医院中常用的B超，它是把超声波射入人体，根据人体组织对超声波的传导和反射能力的变化来判断有无异常，如对人体脏器做病变检查、结石检查等，它具有对人体无损伤、简便迅速的优点． 次声又称亚声，是频率在20Hz以下的低频率波．许多自然灾害如地震、火山爆发、龙卷风等在发生前都会发出次声波．次声波对人体能够造成危害，引起头痛、呕吐、呼吸困难等症状．在20世纪30年代，美国一位物理学家做过实验：他把一台次声发生器带进剧场，开演后悄悄地打开，然后坐在自己的包厢内观察动静，只见坐在次声器四周的观众产生一种惶恐不安和迷惑不解的神情，并很快蔓延到整个剧场．次声波的特点是来源广、传播远、穿透力强科学家们利用它来预测台风、研究大气结构等．在军事上可以利用次声来侦察大气中的核爆炸、跟踪导弹等等． 1890年， 一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了． 20年后，人们在火地岛海岸边发现了它．奇怪的是：船上的开都原封未动．完好如初．船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些死已多年的船员，也都“各在其位”，保持着当年在岗时的“姿势”； 1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，一场风暴过后，全船海员莫明其妙地死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口， 3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸...... 上述惨案，引起了科学家们的普遍关注，其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期的研究．就以本文开头的那桩惨案来说，船员们是怎么死的？是死于天火或是雷击的吗？不是，因为船上没有丝毫燃烧的痕迹；是死于海盗的刀下的吗？不！遇难者遗骸上看到死前打斗的迹象；是死于饥饿干渴的吗？也不是！船上当时贮存着足够的食物和淡水．至于前面提到的第二桩和第三桩惨案，是自杀还是他杀？死因何在？凶手是谁？检验的结果是：在所有遇难者身上，都没有找到任何伤痕，也不存在中毒迹象．显然，谋杀或者自杀之说已不成立．那么，是以及病一类心脑血管疾病的突然发作致死的吗？法医的解剖报告表明，死者生前个个都很健壮！ 经过反复调查，终于弄清了制造上述惨案的“凶手”，是一种为人们所不很了解的次声的声波．次声波是一种每秒钟振动数很少，人耳听不到的声波．次声的声波频率很低，一般均在20兆赫以下，波长却很长，传播距离也很远．它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远．例如，频率低于1赫的次声波，可以传到几千以至上万公里以外的地方．1960年，南美洲的智利发生大地震，地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落！1961年，苏联在北极圈内进行了一次核爆炸，产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失！ 次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下．次声穿透人体时，不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤．次声波对心脏影响最为严重，最终可导致死亡． 为什么次声波能致人于死呢？ 原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似（0.01～20赫），倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的“共振”，从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状．特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命．前面开头提到的发生在马六甲海峡的那桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风暴．风暴与海浪摩擦，产生了次声波．次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡． 次声虽然无形，但它却时刻在产生并威胁着人类的安全．在自然界，例如太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；在工厂，机械的撞击、摩擦；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生次声波． 由于次声波具有极强的穿透力，因此，国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”，监测着海潮的洋面．一旦船只或飞机失事附海，可以迅速测定方位，进行救助． 近年来，一些国家利用次声能够“杀人”这一特性，致力次声武器——次声炸弹的研制尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们预言；只要次声炸弹一声爆炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，且无一能幸免．次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板．人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里，也还是一样地难逃残废的厄运．次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物．但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多． 磁场分地磁与万物磁性，地球本身有磁场，但量很小，现在科学研究发现，磁场一旦强到三千高斯就会直接对人类产生危害。低于三千高斯只是有影响，而地磁只有几高斯，但地磁的线性方向，也会产生对人身体情绪的影响，这是视人而异的，另外磁场的线性方向的不同其产生的效果不同，有利有不利因人而异。 传统风水中用煞气、座向等来阐述这种现象，或用挨星之气来阐述这种危害。
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发表于 2016-5-3 09:50:47
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