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• 通风
• 建筑设备
• 室内环境
• 建筑节能
• 环境控制

本书是以目前建筑师高考之难易度与范围作为基础来撰写的大学教科书，也是作者根据20年教授「建筑物理」的经验深入浅出的将教材整理成书。内容除国内曾经出版的建筑物理版本的更新外，由于国内各大学建筑系在近年均舍弃微积分的基础课程教学，然而在建筑物理原理与微积分概念无法切割的原则上，本书仍保留少数原理以微积分来呈现；但是仍然将这些应用保留并加入简易的解决问题方法提供学子们参考。例如以往照度的计算，往往由点、线到面光源的积分原理来叙述，本书依旧不予以删减，但是在解题上额外提供更简便的查图表方式取代过去代数的计算，以提供新的简便照度计算为目标。本书参考范围广泛，从两岸间过去的建筑物理版本作为基础，并大量收集与我国同为亚洲汉民文化的日本的各级教科书编辑而成。内容主要在跟得上这个时代的应用。

作者简介

陈炯尧

　　朝阳科技大学建筑系专任教授
　　台湾声学学会理事
　　经济部标准检验局土木工程及建筑国家标准技术委员会
　　内政部「建筑新技术新工法新设备及新材料性能规格评定」专业机构审查委员会
 

第一章　照明基础
1.1　眼的构造
1.2　视网膜
1.3　比视感度
1.4　点光源之光源亮度
1.5　被照亮度单位

第二章　配光曲线
2.1　何谓配光曲线
2.2　线光源之水平照度
2.3　面光源之水平照度

第三章　空间照明设计
3.1　照明率
3.2　空间平均照度
3.3　照明心理学
3.4　光源效率

第四章　光之表色法
4.1　曼赛尔色相环
4.2　工业制品色度图

第五章　昼光设计
5.1　昼光率
5.2　昼光直接投射率
5.3　昼光直接投射率计算

第六章　日照与日射
6.1　太阳能概述
6.2　地球与太阳的位置关系
6.3　球面三角公式与极投影图
6.4　日射量

第七章　建筑物阴影长度

第八章　遮阳板设计
8.1　水平与垂直遮阳板设计
8.2　过热期之应用

第九章　基础声学
9.1　声音之大小
9.2　声量级之加成
9.3　声音之衰减
9.4　声音频率
9.5　心理音响
9.6　建筑声学材料
9.7　空间回响时间
9.8　空间建筑声学设计

第十章　吸隔音材特性
10.1　吸音构造
10.2　隔音构造

第十一章　噪音控制
11.1　空调噪音
11.2　消音箱之设计原理
11.3　建筑隔音简易计算
11.4　隔音墙原理
11.5　噪音评价法
11.6　噪音评价法

第十二章　电声系统
12.1　电声设备的功能
12.2　PA最重要之音响器材—喇叭
12.3　喇叭的特性
12.4　电声使用基本条件

第十三章　自然气候概述
13.1　气温
13.2　排水
13.3　气压
13.4　室内微气候

第十四章　室内热环境
14.1　室内气候度量
14.2　室内环境指标（I）—有效温度
14.3　室内环境指标（II）—室内CO2学说
14.4　室内环境指标（III）—室内CO2学说
14.5　装修装饰材料释放的污染物
14.6　大楼症候群包含之空气污染物补充

第十五章　自然通风
15.1　重力换气
15.2　风力换气
15.3　流量系数
15.4　换气相关课题
15.5　极重视自然换气通风之建筑物设计例

第十六章　热传理论
16.1　热传与湿传现象
16.2　热传导系数之计算方式
16.3　热辐射之影响
16.4　热传递现象
16.5　恆常热贯流量计算
16.6　休米特图解法

第十七章　热传与评估
17.1　传热性能评估指标
17.2　各种节能设计规范

第十八章　透湿理论
18.1　湿流分析
18.2　结露防止计画
18.3　结构性防水

附录　各章节演练题解答
 

自序

　　大师的建筑设计作品常令人称羡，在造型、比例、角度、高度等搭配，是否是个巧合呢？这个问题曾经是我人生最大的转捩点。影响建筑设计的三要素应该是构造、环境及创意。在大学建筑教育的训练过程是把三个要素如何的组合到合理。环境中有关照明、声音与冷热控制是决定环境舒适的主要项目。近年，经济部考虑建筑为工业生产的龙头产业，并影响未来地球永续的发展，配合国际化产品制程标准，透过国际标准(ISO)的内涵，将国内建筑相关法令诉诸于与这些标准结合在一起，努力不懈。也就是说未来的建筑设计将结合这些新法令，进入一个琐碎且凡事均有章法的程序。建筑物理环境这一本书就是在将这些章法如最基础的理论开始导入的的源头。简单的说，国际ISO标准将成为台湾的建筑工业与国际接轨的工具。而建筑物理环境就是陈述这些标准的理论基础介绍。当然，属于建筑类别的标准非常的多。例如，ISO140-3/内墙构件隔音等级实验室测试法，它是陈述当建材施作选择于需要具备隔音需求的墙体或窗材时，这些材料的隔音能力判断法及材料隔音分级法等常识。建筑师不但要能够阅读经过ISO标准鑑定后的材料性能，更进一步必须成为某些特殊建筑之专业设计师，如医院或集会堂等专业建筑设计。本书是将建筑隔音的基本评价始末由基础理论到应用进行讲解。当然，建筑设计相关标准在分类上非常庞杂。在环境工程上，以声、光、热、气与水为中心的五大领域，与国际标准的关连性复杂不在话下。本书将五大领域由基础到应用深入浅出，简单扼要的介绍。

　　本人对于此书的期许是内容简洁、正确。因为不论理论如何高深，介绍者必须竭尽全力让理论能够不论老幼都能了解与接受才是真谛。愿同业之先进或新学都愿意提供意见给在下，作为版本更新的催化剂。
 

1.1眼的构造

人眼构造如图1.1所示，眼球（俗称玻璃体）前后具有非常重要的感光器官；尤其在眼球后方。视神经的分布是在网膜中，受巩膜的保护。它们是眼睛构造中的感光器，光线形成的强、弱刺激由网膜上的视神经，经过电讯解码过程传递至大脑。而玻璃液前方则是人眼控制光进入多寡的调节器，这个器官包括调整焦距的水晶体与控制水晶体伸张的毛状肌，在人以意志力控制时可让眼睛充分的看清楚标的物。至于虹膜则是保护水晶体及显现眼球颜色的器官；并形成瞳孔以控制光射入的量，以达到明暗适应的目的。

1.2视网膜

当光讯穿愈玻璃液落在网膜时，由分布于其上的两种主要视神经来担任不同的视觉功能。锥体细胞（cone）分布于中心凹附近（图1.2），是正常光环境的受光体，负责白天视觉与色彩分辨等高层次视觉功能，桿体（rod）细胞则是负责夜间或光弱环境之视觉功能，较容易以黑、白差异辨识物体。两者间相互补助形成眼睛的「明适应」与「暗适应」两种特殊的视觉机能，适应不同照度强弱的视环境转换。

1.3比视感度

眼睛可准确控制光入射的强弱，以保护眼球的构造，且对不同色光具有不同的光感程度；即人眼对不同波长的光有着不同的亮度感觉，此称作「比视感度（spectral luminous efficiency）」。如人眼一般可见光为400nm至700nm（奈米），分别感受到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等的颜色。而感度最高落于黄与绿光之间的550nm（暗处则为512nm）。因此人眼具有不同光波长的固定接受频带。所以依照国际照明委员会（IEC）定义以人的接受可见光能量作为光强度的计量依据，就是按照光源可见光谱能量分布图所代表的光通量（luminous flux）。其代表符号为F，而单位为流明（lumen, lm）。因此虽具有相同瓦特数（watt）之555nm与450nm的光源，前者的光通量约为后者的25倍。

1.4点光源之光源亮度

点光源之光源亮度的计量方式分为指向性与非指向性两种。指向性是指光源在某方向之单位立体角内所通过的光强度，称为光度（Luminous Intensity）。符号表示为I，单位为烛光（cd）或lm/。另一个为非指向的光束（即光通量），它是将前述之光度利用积分原理得到的。

评分☆☆☆☆☆

我对建筑的理解，一直停留在美学层面，总觉得好看的建筑就是好建筑。直到我读了这本《建筑物理环境》，我才意识到，建筑的美，更多地体现在它如何与我们人类的需求，以及所处的自然环境达到一种微妙的平衡。 书中最让我着迷的是关于建筑与“人”之间关系的探讨。作者不仅仅将人视为一个被动的居住者，而是将人体的生理和心理需求置于设计的核心。例如，在讨论室内空气品质时，他会详细分析空气污染物对人体健康的影响，以及建筑如何通过通风、过滤等手段来改善室内空气。他还会探讨不同光照强度和色温对人情绪和工作效率的影响，甚至提到声音对人的心理暗示作用。这些内容让我感觉，建筑师不仅仅是在建造房子，更是在“创造”一种生活，一种体验。我最喜欢书中关于“被动式设计”的章节，它强调利用自然条件，减少对能源的依赖，这不仅是对环境负责，更是对居住者长远利益的考量。这种将科技、艺术与人文关怀融为一体的设计理念，让我深受启发。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，建筑不仅仅是钢筋水泥的堆砌，更是一种生活方式的容器，而“物理环境”恰恰是影响这种生活方式最直接也最根本的因素之一。这本书让我彻底改观了过去对建筑的理解。它让我意识到，一个好的建筑，不仅仅是好看，更重要的是它能提供一个舒适、健康、可持续的生活空间。 书中对建筑声学环境的探讨，尤其让我觉得醍醐灌顶。以前我总觉得，噪音嘛，隔音材料做好了就行了，但这本书告诉我，声学设计远不止于此。它会分析声音的传播路径，探讨不同材料的吸音、隔音性能，甚至会分析空间的体量和形状对声音反射的影响。我记得里面有一个章节讲到音乐厅的设计，如何通过巧妙的声场设计，让不同位置的听众都能享受到最佳的听觉体验，那种对声音的细致入微的分析，让我觉得建筑师不仅仅是空间的创造者，更是声音的魔术师。此外，它还提到了住宅区的声学规划，如何通过建筑的布局、绿化带的设置，来最大限度地减少交通噪音对居民生活的影响，这对于我这种住在城市里的人来说，简直是福音。书中的例子都很贴切，我甚至能联想到自己小区里的一些声学问题，然后对照书里的分析，豁然开朗。

评分☆☆☆☆☆

我对于建筑一直抱持着一种“实用至上”的看法，直到我翻开这本《建筑物理环境》。这本书彻底打破了我的固有认知，让我意识到，一个真正优秀的建筑，其精髓在于它如何与我们所处的自然环境和谐共处，并且为居住者提供极致的舒适体验。 让我感到惊艳的是，书中对建筑风环境的深入剖析。我过去只知道有风，会吹，但从未想过风在建筑设计中扮演着如此重要的角色。作者不仅仅停留在“防风”的层面，而是探讨了如何“利用”风。他详细讲解了自然通风的原理，比如如何通过建筑的朝向、开口的设置、甚至建筑表面的肌理来引导气流，形成有效的通风，从而达到降温、除湿、净化空气的效果。书中还举了很多经典的案例，比如某些传统民居如何巧妙利用风道设计，在酷热的夏季也能保持室内凉爽。这种将自然力量巧妙融入建筑的智慧，让我对古人的建筑技艺肃然起敬，也让我对现代建筑的设计有了全新的思考。它不再是简单的“对抗”自然，而是“顺应”自然，与自然融为一体。

评分☆☆☆☆☆

我当初买这本书，是因为我的表哥在做室内设计，他推荐我看看，说是能拓展思路。我本来以为就是一本纯粹的技术性读物，但读完之后，我发现它更像是一本关于“感知”的书。它让我重新审视了我们每天生活在其中的建筑空间，以及那些看似微不足道却又至关重要的“物理环境”。 书中对建筑光环境的描写，真的让我大开眼界。我之前总觉得，有窗户就行了，光线能进来就行。但这本书让我认识到，光线不仅仅是照明，它还能影响人的情绪、工作效率，甚至健康。它详细分析了自然光的特性，比如不同时间、不同季节的日照角度变化，以及这些变化如何影响室内光线的强度和色彩。它还介绍了各种人工照明的设计原则，如何通过灯光的色温、亮度、照射方向来营造不同的空间氛围。我印象特别深刻的是，它提到了“眩光”的问题，并且给出了很多避免眩光的设计建议，这对于长期在电脑前工作的人来说，简直是及时雨。书中的插图也非常精美，能直观地展示出不同光照效果下的室内空间，让我非常有代入感。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都觉得“环境”是个很抽象的概念，直到我读了这本《建筑物理环境》。这本书让我明白，我们每天生活其中的建筑，其实就是我们与环境最直接的连接点，而建筑的“物理环境”更是深刻地影响着我们的生活质量。 书中对建筑声学环境的解读，让我深受启发。我之前总觉得，噪音是个麻烦事，只要隔音做好了就没事了。但这本书让我认识到，声音的设计远不止于此。它会从声音的传播、反射、吸收等基本原理讲起，然后分析不同空间体量和形状对声音的影响。比如，为什么在空旷的教堂里说话会有回声，而在一个小型会议室里声音会比较沉闷。更让我感兴趣的是，书中还探讨了“音乐厅”的设计，如何通过精妙的声场设计，让观众无论坐在哪个位置，都能享受到最佳的听觉体验。这种将科学与艺术完美结合的案例，让我对建筑师这个职业有了全新的认识。它不再是简单的建造，而是对空间、对声音、对人的感知进行精密的计算和巧妙的创造。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始拿到这本书的时候，以为就是一本讲建筑材料的书。毕竟“物理环境”听起来就很专业，跟材料肯定脱不了关系。但读进去之后才发现，这本书的格局远比我想象的要大得多，它探讨的根本不是单一的材料，而是材料在建筑整体中的作用，以及这些作用如何影响居住者的体验。 最让我印象深刻的部分是关于建筑热湿环境的控制。以前我觉得，冬天冷夏天热，要么开空调要么开暖气，很自然的事情。但这本书把整个过程拆解得非常细致。它讲到墙体、屋顶、门窗的保温隔热性能，不光是告诉你数值，更会解释这些数值是如何影响室内温度的，以及为什么有些材料比其他材料更有效。更让我惊讶的是，它还深入探讨了空气的流通，湿度的调节。比如，它会分析自然通风的原理，以及如何通过建筑造型和开口设计来引导空气流动，达到自然降温和除湿的效果。它还提到了“被动式设计”的概念，就是利用建筑本身的特点来达到节能环保的目的，而不是一味地依赖能源消耗。书中的图示和案例都非常到位，我甚至能想象出，在一个设计良好的建筑里，即使不开空调，也能感受到四季宜人的舒适感。这种对建筑“呼吸”的理解，让我觉得非常新颖。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，建筑设计就是把图纸上的线条变成实体，然后让人们住进去。但自从读了这本《建筑物理环境》，我才真正体会到，建筑的生命力，源于它与物理世界的深刻互动。 这本书关于建筑材料的讲解，让我耳目一新。它不是简单地罗列各种材料的性能参数，而是深入分析了不同材料在建筑中的“角色”。比如，为什么某些材料适合做外墙，而另一些材料更适合做内饰；为什么同样是玻璃，有那么多不同的种类和处理方式。作者会从物理学的角度解释这些材料的特性，比如导热系数、吸湿性、透光性等等，然后告诉你这些特性是如何影响建筑的整体性能，以及居住者的舒适度。我印象最深的是，书中提到了“相变材料”，一种可以储存和释放热量的特殊材料，作者将其应用在建筑围护结构中，可以有效地调节室内温度，减少能源消耗。这种将前沿科技融入传统建筑的设计思路，让我觉得非常震撼。

评分☆☆☆☆☆

这本书名《建筑物理环境》，光听名字就觉得有点“硬”，但我当初会买这本书，纯粹是因为在某个设计论坛上看到有人推荐，说是“颠覆我对建筑的认知”，当时我还在想，一个物理环境能有多颠覆？结果翻开之后，真的，它带给我的惊喜绝对是超出预期的。 我原以为会是一本枯燥的教科书，充斥着各种公式和理论，但作者的叙述方式却非常吸引人。他不是那种干巴巴地告诉你“为什么”的书，而是更侧重于“如何”以及“为什么会这样”。比如，讲到自然采光的时候，他没有直接丢出一堆照度计的数值，而是通过分析不同窗户形状、朝向，甚至材料透光性对室内光线的影响，并且还会结合实际案例，比如某个博物馆如何利用天窗设计，让观众在欣赏艺术品的同时，也能感受到光影的流动变化，那种身临其境的感觉，通过文字就能体会到。我印象特别深刻的是，他讲到热工设计时，不是直接讲保温层厚度，而是从人体的舒适度出发，分析不同季节、不同地域的气温湿度变化，然后引申出建筑体如何通过材料、造型、绿化等多种手段来调节室内温度，比如在炎热的夏季，如何利用建筑本身的遮阳结构和通风设计来降低室内热负荷，或者是在寒冷的冬季，如何最大地利用太阳辐射来提高室内温度。这种将科学理论与人文关怀相结合的写法，让原本枯燥的物理概念变得生动有趣，我甚至能想象出书中的场景，感觉自己就像置身于一个由物理学构成的奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书《建筑物理环境》，真的让我对“家”这个概念有了更深的理解。我以前总觉得，家就是个遮风挡雨的地方，有张床，有张桌子就行。但这本书告诉我，一个真正的家，应该是一个能让你感到舒适、健康、放松的空间，而这一切都离不开“物理环境”的精心设计。 让我印象深刻的是，书中关于建筑日照的研究。我之前总以为，阳光好就意味着光线充足，但这本书让我了解到，过度的日照反而会带来眩光和过热的问题。作者详细分析了不同季节、不同朝向的日照规律，以及如何通过建筑的朝向、窗户的大小、遮阳构件的设计来优化室内光照，让光线既能满足照明需求，又能营造温馨舒适的氛围。书中还提到了“被动式太阳能设计”，就是充分利用太阳能来采光和供暖，这不仅环保，还能节省能源开支。我甚至开始反思自己家的房子，哪些地方可以做出调整，让居住环境变得更宜居。这种将科学原理与生活实际相结合的讲解方式，让我觉得非常实用，也很有启发性。

评分☆☆☆☆☆

当初朋友送我这本《建筑物理环境》，我以为会是一本枯燥的学术著作，可能会充斥着我看不懂的专业术语和复杂的公式。然而，当我真正沉浸其中后，才发现它是一本充满智慧与诗意的读物，它让我从一个全新的角度去理解建筑，去感受空间。 书中对于建筑热工性能的阐述，对我触动很大。我过去一直认为，建筑的舒适度主要取决于空调和暖气，但这本书让我明白，建筑本身的物理属性才是最根本的。作者详细解释了传导、对流、辐射等热传递的基本原理，并将其巧妙地应用于建筑设计中。他会分析墙体、屋顶、门窗等不同建筑构件的保温隔热性能，解释为什么某些材料在冬季能锁住热量，在夏季又能阻挡热量。更让我惊讶的是，他还探讨了建筑的“热桥”效应，以及如何通过精细的节点设计来消除这些热桥，从而提高建筑的整体保温性能。书中的图解非常直观，让我能够轻易理解复杂的概念，并且还能联想到自己家里的房子，思考哪些地方可以改进，让居住环境变得更舒适，更节能。