清华大学建筑学院的建筑物理课程教材分成三册:《建筑热环境》、《建筑声环境》、《建筑光环境》,出版已有十几年了,期间,前两册已出过第二版,这次是对《建筑热环境》的重写,作者变了,内容也作了大量的补充和修改,可以算作一本新书了。
这几年,清华大学建筑学院对建筑学专业的技术类课程教学进行了改革,提出技术类课程要建筑(Architecture)化和人文性讲授,并安排建筑设计的年轻教师担当技术类课程的授课,建筑热工亦如此要求,这时旧有的教材,包括全国统编的教材就难以适应。这就是这次重新编写《建筑热环境》一书的缘起。
建筑的本原是人类原始初民为了躲风雨、避寒暑适应气候的“遮蔽所”(Shelter),使建筑内的微气候适合人的生存与生活,这就是建筑为人提供的“热环境”。然而地球上各地的气候差异很大,但人作为一个体温恒定的动物,全世界的人类对冷暖的生理感觉和要求却相差很小,这就造成了世界各地建筑的气候策略的不同,再加上建筑材料(又间接与气候有关)和社会发展的差异,导致了世界各地建筑的地方性。建筑与气候的关系、建筑的气候策略应该纳入建筑热环境学科的范畴。
由于气候的严酷,当只通过建筑物被动式的(Positive)防护难以满足人们的生存和生活的要求时,主动式(Active)的技术就被采用,生火取暖早在几十万年前就被原始人类使用。但是,良好的被动式措施:保温、隔热、蓄热、通风等,一方面可以改善建筑内的热环境,另一方面当不得不采用主动式技术时,可以减少其消耗,实质上就是能源的消耗。上述原理在主动式技术高度发达的今天,即采用了现代暖通空调设备系统的时代,依然如此。所以,研究建筑及其围护结构的热工性能是建筑热环境学科的传统的知识范畴,而和建筑节能联系起来,和被动式太阳能利用结合起来,则是建筑热环境学科需要扩展的方向。
建筑热环境关系到人的生存和生活,既有生理之必要,又要生活之舒适。事关生存是必须要做的,而事关舒适人们是可以“将就”的,热舒适的参数是可以有变化范围的,自然气候形成的室外热环境本来就有寒暑之分。人作为自然界的一种生物,几十万年以来在自然气候条件下进化,进化过程的时间尺度以千万年计,而近百年来技术和社会生产力的急速发展,可以采用人工环境技术为建筑室内造出一年四季恒温恒湿的“理想”的热环境,舒适可能是舒适了,但健康吗?生物进化的长时间尺度与技术进步的短时间尺度能匹配吗?那种依赖人工环境技术而抹杀建筑气候特征的“放之四海而皆可”的玻璃幕墙大楼合理吗?我们有理由提出疑问。舒适不等于健康!热舒适研究一直是建筑热环境重要的前沿研究领域,作为一本本科教材不可能深入讲述,但给学生一个思考的空间,还是需要的。
建筑学专业学生的知识结构和思维特点要求该课程更多地结合建筑学的特点,注重基本概念和原理的理解,注重总体的综合性把握,提供较多的工程范例和相关的设计作品,这都是本书编写中关注的方面。
因为进行这样的教学改革时间不长,作者在这个领域中工作的时间也不长,作为一种新的尝试,还不成熟,有待于今后在教学实践中检验和改进,也欢迎学界的批评和指正。
