作者：胡海燕、逯海勇 编著
出版社：化学工业出版社
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建筑环境设计：思维、设计与制图试读：
前言
前 言从人类的先民为生存而搭建栖息之所的那一刻起，建筑环境就在自然及社会体系中扮演着举足轻重的角色，它所营造的不仅是具体的生活构架，更折射出人类文化繁荣和时代进步的轨迹。建筑环境设计是为完成建筑物的使用功能，在建设之前进行建筑物的平面、空间和环境的布局规划，处理建筑物的内部和外部形象，以及选择合理技术、先进构造方案的过程。随着城市的快速发展，人们对建筑环境质量提出更高要求，如何通过适宜的技术措施提升建筑环境品质，从改善人居生存环境的角度结合城市规划、城市发展等要求思考建筑设计中的各种问题，已成为当今建筑师的重要研讨课题。
从设计元素来看，建筑环境设计要整体考虑人工和自然等方面的各个要素，目的是使这些设计要素与建筑环境空间相统一，既满足功能需求，又符合环境安全和生态可持续发展的需要。从设计内容来看，建筑环境设计包括了主体建筑物，地形地貌的改造，周边绿化，围墙、大门、山石水池、照明灯具等各种建筑小品的配置设计，以及室外交通的合理组织和空间场地的合理布局等。
本书围绕建筑环境设计展开，以建筑环境设计的概念界定及特征、建筑环境设计的要求和原则为出发点，在借鉴经典理论知识的基础上，试图综合建筑学与环境艺术学科的范畴与侧重点，更加细化、系统地阐述建筑环境设计的影响因素——空间尺度、人体测量学、环境生理学、环境心理学、空间组织与外部环境、造型等方面的知识与实践；同时详细介绍了建筑环境设计施工图的组成、内容、识读方法和要点。在编写内容上突出设计理念、设计思维过程与手段结合；在结构编排上，依据受众面和专业知识特点，重视知识结构和能力结构体系，让读者完整了解建筑环境设计的程序、内容、方法和技能，帮助设计者提高抽象思维能力和解决具体问题的能力。
本书内容包括：建筑环境设计基本原理；建筑环境空间设计；建筑环境设计思维、方法和程序；建筑环境设计基本过程；建筑环境设计制图基本规定；建筑环境设计施工图绘制；建筑环境设计设备施工图绘制；建筑环境设计透视图绘制；建筑环境设计工程实例共9章。其中第9章列举一些设计工程的典型案例，可供相关读者使用和参考。最后感谢化学工业出版社为本书的顺利出版所付出的辛勤劳动和大力支持，同时感谢为本书提供插图的作者。
限于编写时间紧迫，加之笔者学识水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请专家和读者批评斧正。编著者2018年6月第1章 建筑环境设计基本原理1.1 建筑环境设计的概念界定及特征1.1.1 设计的概念
设计（design）是一个经常使用的概念，有多种解释。根据《辞海》的解释，设计是指根据一定的目的要求，预先制定方案、图样等。事实上，设计是寻求解决问题的方法与过程，是在有明确目的引导下的有意识的创造，是对人与人、人与物、物与物之间关系问题的求解，是生活方式的体现，是知识价值的体现。
设计是人为的思考过程，是以满足人的需求为最终目标。而作为现代的设计概念来讲，设计更是综合社会、经济、技术、心理、生理、人类学、艺术的各种形态的特殊的美学活动。
王受之先生在《世界现代设计史》中谈到：“设计，就是把一种计划、规划、设想、问题解决的方法，通过视觉的方式传达出来的活动过程。它的核心内容包含三个方面：计划、构思的形成；视觉的传达方式；设计通过传达后的具体运用。”从中可以看到设计包含构思阶段、行为过程和实现价值这三个阶段。通过这三个方面的共同作用，可以得到若干人们期待的结果，或给予产品附加价值，或解决某一现实问题与功能，或得到了某种有意味的形式，或改善人机关系，或提升生活品质等。
随着社会生产力的提高，社会经济水平的发展和社会关系的变化，设计的内涵也发生着相应的变化；设计从最开始只是以单纯地解决现实问题为目标，在发展过程中逐渐渗透了人们的审美意识和创新意识，从而具备了艺术的特性；随后在社会的进步、市场经济的发展中，又具备着引导消费、增加产品附加值的功能，融入了实用价值与经济价值；又在人类技术力量与自然力量的较量中扮演着由某种价值观来决策人类生产、建造和规划动机的角色，最终，设计成为解决问题的实用艺术（图1.1、图1.2）。图1.1 设计的内涵图1.2 设计内涵的发展进程1.1.2 建筑的定义
建筑（architectural）的含义比较宽泛，可以理解为营造活动、营造活动的科学、营造活动的结果（构筑物），是一个技术与艺术的综合体。早在原始社会人们就在与恶劣的自然环境进行斗争的过程中创造了建筑，用树枝、石块构筑巢穴，躲避风雨和野兽的侵袭，开始了最原始的建筑活动，形成了最原始的建筑。
我国著名哲学家老子在他的著作《道德经》中论到：“凿户牖以为室，当其无，有室之用。故，有之以为利，无之以为用。”意思是开凿门窗建造房屋，有了门窗四壁内的空虚部分，才有房屋的作用，这与现代主义“建筑是人类活动的容器”的思想不谋而合。
建筑作为人类的一种创造行为，其目的是为了满足人们的使用及心理需求，为人们提供从事各种活动的场所。建筑一方面以实体的物质属性和自然环境共同构成人类赖以生存的物质空间；另一方面，它又承载着社会文化，成为人类文明的重要组成部分。
建筑需要技术支撑，同时又涉及艺术特征。早在古罗马时期，维特鲁威就在《建筑十书》中提出了建筑设计三要素的问题，即实用、经济、美观。建筑的基本属性可概括为以下几个方面。1.1.2.1 建筑的综合性
建筑设计是科学、哲学、艺术以及文化等各方面的综合应用，不论建筑的功能、技术、空间、环境等任何一个方面，都需要建筑师掌握一定的相关知识，才能投入到自由创作中去。因此，作为一名建筑师，不仅是建筑作品的主创者，而且是各种现象与意见的协调者。由于涵盖层面的复杂性，建筑师除具备一定的专业知识外，必须对相关学科有着相当的认识与把握，有广泛的知识积累才能胜任本职工作（图1.3）。图1.3 建筑师应具备的能力和素质1.1.2.2 建筑的功能性
建筑的首要目的是满足功能需求，如住宅首要的目的就是供人居住。具体来说需要满足诸如人体活动尺度的要求、人的生理要求、人的使用过程和使用特点的要求等。功能与建筑形体及外在形式的和谐统一是建筑设计的主要目标之一。按照功能进行设计是建筑学现代语言的普遍原则。1.1.2.3 建筑的工程技术性和经济性
建筑与其他艺术的另一个不同之处是它具有高度的工程技术性。建筑师不但要重视工程技术问题，同时还必须注意经济问题。建筑的工程技术包含着这样几个方面：建筑结构与材料、建筑物理、建筑构造、建筑设备和建筑施工等。1.1.2.4 建筑的艺术性
建筑的艺术性多指建筑形式，或建筑造型的问题。建筑虽然是一个实用的对象，但建筑艺术有相对独立性，有自己的一套规律或法则。如我们常说的变化与统一、均衡与稳定、比例与尺度、节奏与韵律等，它们的运用是千变万化的，设计者应该细心揣摩，灵活运用。“建筑是凝固的音乐”形象地比喻了建筑的艺术特性。1.1.2.5 建筑的社会文化属性
建筑是一种社会文化，一种社会文化的容器，同时它又是社会文化的一面明亮的镜子，它映照出人和社会的一切。建筑社会文化属性的第一个特征是它的民族性和地域性；第二个特征是历史性和时代性。它具有时空和地域性，各种环境、各种文化状况下的文脉和条件，是不同国度、不同民族、不同生活方式和生产方式在建筑中的反映，同时这种文化特征又与社会的发展水平以及自然条件密切相关。1.1.3 建筑设计的定义
建筑设计（architectural design）的概念有广义和狭义之分。广义的建筑设计是指设计一个建筑物或是建筑群所要做的全部工作，主要包括建筑学、结构学等领域以及水、电、暖和消防以及自动化控制管理和建筑热工学、光学与工程估算、园林绿化等内容。而狭义的建筑设计则是指在建筑物进行施工建造前，设计者以建设任务为依据，将建筑物在施工和使用两个过程中可能发生或既有的问题事先进行全面设想，并拟定相应问题的对策和方案，通过将其作为备料以及施工组织各项工作相互协调与配合的依据，从而将建筑工程控制在预订投资限额内的设计方法。本书主要从狭义的角度对建筑环境设计进行阐述。
建筑设计通常包括方案设计、初步设计和施工图设计三大部分。方案设计作为建筑设计的第一阶段，主要确立的是建筑的设计思想、立意及形态。其后的初步设计与施工图设计主要是在此基础上对其经济、技术、材料等物质需求进行落实，也是将设计意图转化为真实建筑的重要阶段。
方案设计能力的培养是学习者学习设计过程的重点，通过对各种类型方案设计任务的训练，培养正确的建筑设计思维的方式方法，尤其是创造性思维的训练。建筑设计作为一种设计者的创作活动，它要求创作者具有丰富的想象力、较高的审美能力和灵活开放的思维方式，同时也应具有勇于克服困难、挑战权威的决心和毅力。对于初学者而言，创新意识与创作能力的培养应该是设计学习训练的目标。1.1.4 环境设计的含义
环境设计（environment design）的范畴较大，且具有较强的综合性，通常是指具体环境艺术工程的空间与设计艺术方案的综合设计与规划，主要包括环境及设施计划、空间与装饰计划、造型与构造计划、材料与色彩计划、采光与布光计划、使用功能与审美功能的计划等。从艺术的角度对环境设计进行分析可知，其比建筑设计涉及的领域更为广泛；同时，相对于单一的工程也更加富有人情味。因此，可以说环境设计是针对建筑室内外的空间环境，通过艺术设计的方式进行设计和整合的一门实用艺术。
环境设计作为一门新兴的学科，通过将建筑的实用功能与审美功能进行有机结合，从而将建筑物的各项功能淋漓尽致地展现在人们面前。环境设计的特征有以下几个方面。1.1.4.1 整体性
从设计的行为特征来看，环境设计是一种强调环境整体效果的艺术，在这种设计中，对各种实体要素（包括各种室外建筑构件、景观小品等）的创造是非常重要的，但不是首要的，因为最重要的是要把握对整体的室外环境的创造。一个完整的环境设计，不仅要充分体现构成环境的各种物质的性质，还要在这个基础上形成统一而完美的整体效果。如果没有对整体效果的控制与把握，那么再美的形体或形式都只能是一些支离破碎或自相矛盾的局部。1.1.4.2 多元性
多元性是指环境设计中将人文、历史、风情、地域、技术等多种元素与景观环境相融合的一种特征。如在城市众多的住宅环境中，可以有当地风俗的建筑景观，可以有异域风格的建筑景观，也可以有古典风格、现代风格或田园风格的建筑景观，这种丰富的多元形态，包含了许多不同内涵与神韵：典雅与古朴、简约与细致、理性与狂欢。因此，只有多元性城市居住环境才能让整个城市的环境更为丰富多彩，才能让居民在居住的选择上有更大的余地。1.1.4.3 艺术性
艺术性是环境设计的主要特征之一，建筑环境设计中的所有内容，都以满足功能要求为基本目标。这里的“功能”包括“使用功能”和“观赏功能”，二者缺一不可。室外空间包含有形空间与无形空间两部分内容。有形空间的艺术特征包含形体、材质、色彩、景观等；而无形空间的艺术特征是指室外空间给人带来的流畅、自然、舒适、协调的感受与各种精神需求的满足。二者的全面体现才是环境设计中的完美境界。1.1.4.4 科技性
室内外空间环境的创造是一门工程技术性科学，空间组织手段的实现，必须依赖技术手段，要依靠对于材料、工艺、各种技术的科学运用，才能实现设计意图。这里所说的科技性特征，包括结构、材料、工艺、施工、设备、光学、声学、环保等方面的因素。现代社会中，人们的居住要求越来越趋向于高档化、舒适化、快捷化、安全化。因此，在室内外环境设计中，增添很多高科技的设备，如智能化管理系统、电子监控系统、智能化生活服务网络系统、现代化通信技术等。1.1.5 建筑设计与环境设计的相互关系
长期以来，建筑设计中的突出问题便是人与环境之间的关系，即建筑功能同环境艺术之间的关系。由于人与环境的交互作用大都表现为其在受刺激后的心理活动与外在表现以及活动空间状态的转移，因此，二者之间的关系既表现为相辅相成，同时也是相互制约的，即建筑设计既需要满足空间使用和美观的需求，又需要在外部的构造方面同周边的环境与城市的文脉和整体风格相互协调。
从大的环境来看，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。只有在充分理解建筑与环境之间关系的情况下，才能设计出建筑与环境协调统一、可持续的作品。1.1.5.1 建筑应与环境相融合
环境和建筑二者不是相互独立的，而是相互关联、相互融合的。在设计过程中必须重视建筑和环境本体的匹配性、融合性，环境和建筑的完美融合，使建筑和环境融为一个有机的统一整体，从而使两者在风格、文化、形式上达到高度一致。1.1.5.2 建筑应与环境相协调
建筑以其所处的不同环境为基础进行设计，而环境同时也依据建筑风格的不断演变，动态地反映历史的发展和文化的进步。所以说，在建筑与环境的关系之间，人们所追求的协调并不是单方面的体现在表面形式的相同或相似，而是更在于二者之间的相互结合。1.1.5.3 建筑与环境互为动力
马克思认为，人们的意识最初来源于对周围可感知环境的一种感觉，是对自身以外的其他人、物的狭隘联系的一种自我感觉。从人们开始有意识地改变环境起，它们之间的关系就已经从最初的同一性关系向对象性关系转变。建筑环境设计无外乎也需要遵循这种主观意识发展的规律，经历从自发到自觉的演变过程。1.1.6 建筑环境设计的学科特征
建筑环境设计是与人类生产、生活密切相关的综合性学科，是多学科交叉的系统的艺术。城市与建筑、绘画、雕塑、工艺美术以至园林景观之间的相互渗透促使了建筑环境设计的形成和发展。与其相关的学科涉及城市规划、建筑学、人体工程学、环境生态学、环境生理学、环境心理学、艺术学、园艺学等众多学科领域。同时，建筑环境设计学科并不是这些知识的简单、机械的综合，而是构成一种互补和有机结合的系统关系。从其内容的五大板块中我们能够看出每一个板块都具有严谨的内在规律，并且彼此之间是相互影响、互为前提的，见表1.1。表1.1 建筑环境设计涉及的五大板块
设计学科的系统性与广延性决定了它的边缘性，而建筑环境设计是在人工环境与自然环境两大范畴的边缘上产生的，因此它的专业知识范畴也处于众多的自然学科和社会学科的边缘。所以，诸如建筑学、城市规划、环境科学、社会学、心理学、测绘、计算机应用技术等都可成为建筑环境设计可利用和借鉴的“营养”来源。
另外，多方专业人士的参与也体现出其学科的综合性，培养的人才也是综合应用多学科专业知识的人才，这也是学科广延性的特点，它不仅向建筑学和城市规划学科的人才开放，也向其他具备自然学科背景或社会科学背景的人才开放，具备各种专业背景的人都有机会基于各自的学科基础领域从事建筑环境设计实践，它并没有固定的模式与严格的专业界限，更能体现出其广延性的特征。同样，建筑环境设计培养的专业人才也向以上的专业领域渗透，显示出边缘性学科强大的生命力。1.2 建筑环境设计的要求和原则1.2.1 建筑环境设计的要求
随着时代发展，建筑环境设计需要遵循的原则越来越多，人们生活水平的提高和物质财富的积累，促使人们对生活环境提出了更高要求。1.2.1.1 建筑功能的要求
满足建筑物功能的要求，为人们的生产和生活活动创造良好环境，是建筑设计的首要任务。例如在设计学校时，首先要考虑满足教学活动的需要，教室设置应分班合理，采光通风良好，同时还要合理安排教师备课、办公等行政管理用房和贮藏间、饮水间、厕所等辅助用房，并配置良好的体育场馆和室外活动场地等。1.2.1.2 建筑技术的要求
建筑技术的要求包括正确选用建筑材料，根据建筑空间组合的特点，采用合理的技术措施，选择合理的结构、施工方案，使房屋坚固耐久、建造方便。例如近年来，我国设计建造的一些大跨度屋面的体育馆，由于屋顶采用钢网架空间结构和整体提升的施工方法，既节省建筑物的用钢量，又缩短施工工期，也反映出施工单位的技术实力。1.2.1.3 建筑经济的要求
建造房屋是一个复杂的物质生产过程，需要大量人力、物力和资金，在房屋的设计和建造中，要因地制宜、就地取材，尽量做到节省劳动力，节约建筑材料和资金。设计和建造房屋要有周密的计划和核算，重视经济领域的客观规律，讲究经济效益。房屋设计的使用要求和技术措施，要和相应的造价、建筑标准统一起来，使其具有良好的经济效益。1.2.1.4 建筑规划及环境要求
单体建筑是总体规划中的组成部分，单体建筑应符合总体规划提出的要求。建筑设计还要充分考虑和周围环境的关系，例如原有建筑的状况、道路走向、基地面积大小以及绿化等方面和拟建建筑物的关系等。1.2.1.5 建筑美观的要求
建筑物是社会物质和精神文化财富的体现，它在满足使用要求的同时，还需要考虑满足人们在审美方面的要求，考虑建筑物所赋予人们在感官和精神上的感受。建筑设计要努力创造美观实用的建筑空间组合与建筑形象。历史上创造的具有时代印记和特色的各种建筑形象，往往是一个国家、一个民族文化传统宝库中的重要组成部分。1.2.2 建筑环境设计的原则
现代环境建筑设计要根据具体情况具体分析，但总的说来，应具有以下基本原则。1.2.2.1 “以人为本”的根本出发点
建筑为人所造，供人所用，“以人为本”应该是设计的根本出发点。建筑设计的目的就是要创造人们所需要的内部空间，设计中应该始终把人对空间环境的需求，包括物质和精神两个方面，放在首要位置上。
建筑空间要满足人的生理、心理需要；综合处理人与人之间、人与环境之间的各种关系；解决使用功能、舒适美观、环境气氛等各种问题，这一切都与人们的行为心理和视觉感受密切相关，需要人们进行深入的研究。1.2.2.2 功能与形式的对话
内容与形式这一对哲学范畴是辩证统一的关系。在建筑领域里，建筑的内容表现为物质功能和精神功能内在要素的总和，建筑的形式则是指建筑内容的存在方式或结构方式，也就是某一类功能及结构、材料等外化的共性特征。在进行建筑设计时，应充分注意功能与形式的协调。如果设计时从功能方面入手，需要同时考虑建筑的形式或形象，以便在满足功能要求的情况下，创造出多样化的建筑形象来；如果设计时从形式入手，需要自觉顾及功能的要求，不能只注重美观而忽视其实用性。1.2.2.3 满足结构的合理性
无论建筑以满足物质使用功能要求也好，还是满足精神审美要求也好，要实现这些要求，必须有必要的物质技术手段来保证。建筑技术包括结构、材料、设备、施工技术等多方面因素，其中结构与空间的关系最为密切。从上古时期的掩体建筑到木骨泥墙或石块堆砌的房子，再到砖瓦、木构混合建筑，以及广泛运用钢筋混凝土结构以后的灵活空间，各种空间的覆盖与分隔都有赖于结构工程技术的发展才得以实现。没有结构技术的保障，既实用又美观的建筑空间只能是一种空想。1.2.2.4 满足形式美的原则
建筑除了要具有实用的属性以外，还以追求审美价值作为最高目标。然而，由于审美标准具有十分浓厚的主观性，使建筑呈现出千变万化的形式，故此其能充分把握共同的视觉条件和心理因素，得出相对具有普遍性的形式美原则。形式美原则是创造建筑空间美感的基本法则，是美学原理在建筑设计上的直接运用。这些美学原理是长期对自然和人为的美感现象加以分析和归纳而获得的共同结论，因而可以作为解释和创造美感形式的主要依据。1.2.2.5 与环境有机结合
著名建筑师沙里宁曾说过：“建筑是寓于空间中的空间艺术”，整个环境是个大空间，建筑空间是处于其间的小空间，二者之间有着极为密切的依存关系。当代建筑设计已经从个体设计转向整体的环境设计，单纯追求建筑单体的完美是不够的，还要充分考虑建筑与环境的融合关系。
建筑环境设计包括有形环境和无形环境。有形环境又包括绿化、水体等自然环境和庭院、周围建筑等人工环境；无形环境主要指人文环境，包括历史和社会因素，如政治、文化、传统等。这些环境对建筑设计的影响都非常大，是建筑设计中要着重考虑的因素。只有处理好建筑的内部空间、外部空间以及二者之间的关系，建立整体的环境观，才能真正实现环境空间的再创造。1.2.2.6 满足文化认同
为适应广泛的社会需求，建筑必须反映时代、地域、民族、大众的文化特征才能与社会生活和社会发展保持同步。就建筑的物质属性而言，它反映着先进的科技发展水平；而在社会属性方面，人类的一切文明成果也都渗透其中，如雕塑、工艺美术、绘画、家具陈设等，都是建筑空间与建筑环境的组成部分；而建筑所体现的象征、隐喻、神韵意义，也都与人们的精神生活和精神境界相联系。人们对建筑的体会，如能达到用在其中，乐在其中，那么建筑也就真正成为创造历史文化的媒体。1.3 建筑环境设计理论基础
由于建筑环境设计的多学科性质以及其广延性与系统性的基本特征，人们有必要对构成其主要理论基础的学科知识进行了解。虽然这些学科并不要求熟练掌握，但对于人们理解建筑环境设计的基础还是必要的，因为建筑环境设计内核的形成来源于这些学科，是它们构成了建筑环境设计的理论基础。1.3.1 人体工程学1.3.1.1 人体工程学理论
人体工程学（human engineering），也称人机工程学，是以人类心理学、解剖学和生理学为基础，综合多种学科研究人与环境的各种关系，使得生产器具、生活器具、工作环境、生活环境等与人体功能相适应的一门综合性学科。人体工程学研究的是如何通过建立合理的尺度关系，来营建舒适、安全、健康、科学的生活环境。它也是应用人体测量学、人体力学、劳动生理学、劳动心理学等学科的研究方法，对人体结构特征和机能特征进行研究，提供人体各部分的尺寸、重量、体表面积、重心以及人体各部分在活动时的相互关系和可及范围等人体结构特征参数。它还提供人体各部分的出力范围、活动范围、动作速度、动作频率、重心变化以及活动时的习惯等人体机能特征参数，分析人的视觉、听觉、触觉以及肤觉等感觉器官的机能特性，分析人在各种动作时的生理变化、能量消耗、疲劳机理以及人对各种运动负荷的适应能力，探讨人在工作中影响心理状态的因素以及心理因素对工作效率的影响等。
人体工程学的显著特点是：在认真研究人、机、环境三个要素本身特性的基础上，不单纯着眼于个别要素的优良与否，而是将使用“物”的人和所设计的“物”以及人与“物”所共处的环境作为一个系统来研究。在人体工程学中，将这个系统称为“人—机—环境”系统（图1.4）。这个系统中，人、机、环境三个要素之间相互作用、相互依存的关系决定着系统总体的性能。室内设计中的人机系统设计理论，就是科学地利用三个要素间的有机联系来寻求建筑与室内围合界面的最佳参数（图1.5、图1.6）。图1.4 “人—机—环境”系统图1.5 普通办公区常用尺寸图1.6 经理办公区常用尺寸
人体工程学给建筑设计提供了大量的科学依据，它有助于确定合理的家具尺寸，增强室内空间设计的科学性，有利于合理选择建筑设备和确定房屋的构造做法，对建筑艺术真、善、美的统一起到了不可或缺的作用。通过以下的案例，我们可以看到人体工程学对房屋构造做法、房间平面尺寸、人体通行宽度的影响。在建筑设计中人体工程学的主要作用表现在以下几个方面。（1）对房间平面尺寸与家具设备布置的影响和制约 房间面积、平面形状和尺寸的确定在很大程度上受到家具尺寸、布置方式及数量的制约和影响，而家具的具体尺寸及布置又受到人体测量基础数据的制约和影响。以卧室为例，在确定平面尺寸时，应首先考虑最大的家具——床的布置，并使其具有灵活性，以适应不同住户的要求，而床的尺寸又受人体尺寸的直接影响，故布置床位时要考虑房间的进深和开间。如床长2m，宽1.5～1.8m，房间的开间和进深分别为3.7m和4.25m为宜（图1.7）。再如，卫生间的设计中应保证使用设备时人活动所需的基本尺寸，并据此确定设备的布置方式及间隔的尺寸（图1.8）。特别是供残疾人使用的专用卫生间，人体测量基础数据的参考应用显得尤为重要（图1.9）。图1.7 主卧室的平面形状和尺寸图1.8 卫生间人体活动的基本尺寸图1.9 残疾人专用卫生间的基本尺寸（2）对门和走道等交通联系空间最小宽度确定的影响 门的最小宽度受人体动态尺寸的制约和影响。一般单股人流最小宽度为0.55m，加上人行走时身体的摆幅0～0.15m，以及携带物品等因素，因此，门的最小宽度不小于0.7m。
走道、楼梯梯段和休息平台最小宽度的确定同样离不开人体的动态尺寸。单股人流宽度为0.55～0.7m，双股人流通行宽度为1.1～1.4m。根据可能产生的人流股数，便可推算出各自所需的最小净宽，而且还应符合单项建筑规范的规定（图1.10、图1.11）。图1.10 走道的最小宽度图1.11 楼梯梯段和休息平台的最小宽度（3）建筑中诸如栏杆、扶手、踏步等一些要素，为适应功能要求，基本上保持恒定不变的大小和高度，这些常数的确定往往也受人体测量学的直接影响。
除了考虑上述因素以外，在运用人体基本尺度时，还应注意以下几点。
①设计中采用的身高并非都取平均数，应视具体情况在一定幅度内取值，并注意尺寸修正量。功能修正量主要考虑人穿衣及操作姿势等引起的人体尺寸变化；心理修正量主要考虑为了消除空间压抑感、恐惧感或为了美观等心理因素而引起的尺寸变化。
②近年来对我国部分城市青少年调查表明，其平均身高有增长的趋势，所以在使用原有
资料数据时应与现状调查结合起来。2002年一份文献指出，根据当时的教育部、卫生部联合调查显示，从1995～2002年的7年间，我国12～17岁的青少年男子身高增高69mm，女子身高增高55 mm。由此可见，设计中若用到青少年人体尺寸的数据，尤其要注意该数据产生的年代。
③针对特殊使用对象（运动员、残疾人等），人体尺度的选择应随时做出调整。1.3.1.2 建筑空间常用尺寸（1）家具设计的基本尺寸
①衣橱：深度600～650mm，宽度400～650mm，推拉门宽度700mm。
②矮柜：深度350～450mm，宽度300～600mm。
③电视柜：深度450～600mm，高度600～700mm。
④单人床：宽度900mm、1050mm、1200 mm，长度1800mm、1860mm、2000mm、2100mm。
⑤双人床：宽度1350mm、1500mm、1800mm，长度1800mm、1860mm、2000mm、2100mm。
⑥沙发：
a.单人式：长度800～950mm，深度850～900mm，坐垫高350～420mm，背高700～900mm；
b.双人式：长度1260～1500mm，深度800～900mm；
c.三人式：长度1750～1960mm，深度800～900mm；
d.四人式：长度2320～2520mm，深度800～900mm。
⑦小型茶几：长度600～750mm，宽度450～600mm，高度380～500mm。
⑧固定式书桌：深度450～700mm （600mm最佳），高度750mm。
⑨餐桌：高度750～780mm（西式餐桌高度680～720mm），一般方桌宽度1200mm、900mm、750mm；圆桌直径900mm、1200mm、1350mm、1500mm、1800mm。（2）饭店客房222
①标准面积：大房间约25m，中房间16～18m，小房间约16m。
②床：高度400～450mm，床靠高度850～950mm。
③床头柜：高度500～700mm，宽度500～800mm。
④写字台：长度1100～1500mm，宽度450～600mm，高度700～750mm。
⑤行李台：长度910～1070mm，宽度500mm，高度400mm。
⑥衣柜：宽度800～1200mm，高度1600～2000mm，深度500mm。
⑦沙发：宽度600～800mm，高度350～400mm，靠背高1000mm；
⑧衣架：高度1700～1900mm。（3）办公家具
①办公桌：长度1200～1600mm，宽度500～650mm，高度700～800mm。
②办公椅：高度400～450mm，长度450mm，宽度450mm。
③沙发：宽度600～800mm，高度350～400mm，靠背面高度1000mm。
④茶几：前置型尺寸900mm×400mm×400mm（高）；中心型尺寸900mm×900mm×400mm、700mm×700mm×400mm；左右型尺寸600mm×400mm×400mm。
⑤书柜：高度1800mm，宽度1200～1500mm，深度450～500mm。
⑥架：高度1800mm，宽度1000～1300mm，深度350～450mm。1.3.2 环境生态学
环境生态学（environmental ecology）是指以生态学的基本原理为理论基础，结合系统科学、物理学、化学、仪器分析、环境科学等学科的研究成果，主要是研究在人类干扰条件下，生态系统内在变化机理、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统的恢复、重建及生态保护对策的科学，是运用生态学的原理，阐明人类对环境影响及解决环境问题的生态途径的科学。在人类跨入21世纪之际，面临不断恶化的生存环境和资源的匮乏，人类清醒地认识到必须走可持续发展的道路。从长远观点来说，发展环境生态教育是解决环境问题和实施可持续发展战略的根本。
与环境生态学的内涵相对应，建筑环境设计服务主要来自于城市。在城市这一部不停歇的高速发展的机器面前，人为创造和改造环境的前提不是脱离自然生态，因为单纯发展科技的必然结果是：技术水平的增长导致掠夺性地开发自然资源，自然的自我调节能力下降的协调发展失控，开始危及人类自身的生存。因此，人们必须带着环境生态学的眼光来看待城市在整个生态圈中的位置，运用环境生态学的原理和方法来认识、分析和研究城市生态系统及城市环境的问题，其核心价值在于依靠人类已掌握的科学技术为生态保护服务。
城市环境生态学的研究领域包括其基本原理、城市人口、城市环境、城市气候、城市灾害与防治、城市植被、城市景观、城市环境质量评价及城市环境美学质量评价等。因而，凡从事环境保护、城市规划、建筑、管理、园林以及环境设计等方面的科技人员都要了解并熟习这样的基础理论（图1.12、图1.13）。
图1.12 冬日花园、建筑挑檐和隔热玻璃都可作为热量和声音的缓冲区图1.13 典型的建筑剖面图表明了能源的“综合利用模式”
如今是一个“信息爆炸”的时代，传统的单一学科领域的研究已难以适应迅速发展的社会需要，整体的、相关联的知识和信息的相互渗透，以及多学科的合作和协调已成为目前各学科发展的趋势。所以，建筑师应积极了解和掌握相关学科知识，并善于与相关领域的研究者合作来解决城市与建筑问题，而这正是符合生态观念的一种整体解决问题的方法。1.3.3 环境生理学
环境生理学（environmental physiology）的主要内容是研究各种工作环境、生活环境对人的影响，以及人体做出的生理反应。人类能认识世界，改造环境，首先是依靠人的感觉系统，由此才可能实现人与环境的交互作用。与建筑环境直接作用的主要感官是眼、耳、身及由此而产生的视觉、听觉和触觉。另外，还有平衡系统产生的运动觉等履行着人们探索世界的许多任务。本节重点介绍与建筑设计关系较密切的室内环境要素参数和人的视觉、听觉机能。1.3.3.1 环境生理学理论（1）室内环境要素参数 环境条件与人的安全、健康、舒适感有着密切的关系，也在很大程度上影响了工效的高低。按照劳动条件中的生理要求，通常把环境因素的适宜性划分为四个等级，即不能忍受的、不舒适的、舒适的和最舒适的。（2）视觉机能与环境 建筑以形、色、光具体地反映着建筑的质感、色感、形象和空间感。视觉正常的人主要依靠视觉体验建筑和自然环境。人的视觉特性包括视野、视区、视力、目光巡视特性及明暗适应等几个方面。
①视角、视距与视野、视区。视角是人眼能够区别开来的两个最近的刺激物与人眼形成的夹角，具体设计可参考6'视角进行设计。视距是眼睛到被视对象之间的距离。实际上，两眼相距约60mm，可看清物体时，最佳距离在34.4m以内，这是歌剧院的最大视距（看清演员大致表情）。建筑设计中一些常见的视角与视距关系见表1.2。表1.2 建筑设计中一些常见的视角与视距关系
视野指脑袋和眼睛固定时，入眼所能察觉的空间范围。单眼视野竖直方向约130°，水平方向约150°。双眼视野在水平方向重合120°，其中60°较为清晰，中心点1.5°左右最为清晰（图1.14）。由于不同颜色对人眼的刺激有所不同，所以视野也不同（图1.15）。图1.14 水平视野与垂直视野图1.15 正常人的色视野
由于直接视野是指“可察觉到”的空间范围，视野范围内的大部分只是人眼的“余光”所及仅能看清物体的存在，不能看清细部。通常按对物体的辨认效果，即辨认的清晰程度和辨认速度，分为以下四个视区：中心视区、最佳视区、有效视区和最大视区，见表1.3。表1.3 不同视区的空间范围及辨认效果
②目光巡视特性。由于人眼在瞬时能看清的范围很小，人们观察事物多依赖目光的巡视，因此设计中必须考虑目光的巡视特性。
a.目光巡视的习惯方向。在水平方向上从左到右；在垂直方向上从上到下；旋转巡视时习惯顺时针方向。
b.视线水平方向的运动快于垂直方向，且不易感到疲劳；对水平方向上尺寸与比例的估测比对垂直方向上的准确。
c.目光巡视运动是点点跳跃，而非连续运动。
d.两眼总是协调地同时注视一处，很难两眼分别看两处，所以设计中常取双眼视野为依据。
③明暗适应。眼睛向亮处的适应叫明适应、光适应，向暗处的适应叫暗适应。当人们从暗处进入亮处，适应时间约1min就可完成，而从亮处突然进入暗处，适应时间长达十多分钟。（3）听觉机能与环境 人类早就对自己的听力进行了许多研究，发现了一些生理和心理效应。根据声音的物理性能、人耳的生理机能和听觉的主观心理特性，与建筑声学设计关系密切的听觉特征主要表现在以下几个方面。
①听觉适应。尽管人对环境噪声的适应能力很强，但是人对噪声积累的适应对健康是不利的，特别是噪声很大的适应会造成职业性耳聋。
②听觉方向。物体的振动产生了声音，声音的传播具有一定的方向性，这是声源的重要特性。
③听觉与时差。经验证明，人耳感觉到声音的响度除了与声压和频率有关外，还与声音的延续时间有关。从听觉实验得出，如果两个声音的间隔时间（即时差）小于50ms，那就无法区别它们，而是重叠在一起了。这是耳朵对声音的暂留作用，即声觉暂留。当室内声音多次连续反射到人耳无法区别，这时称为混响。为了避免听到先后两个重复的声音（如回声等），必须使每两个声音到达耳朵的时差小于50ms。
④单耳听闻与双耳听闻效应。单耳听闻是指用一只耳朵收听的情况。这时，方位感消失，“滤波效应”降低，噪声干扰增大。人们可以利用单耳听闻来判别厅堂音质的优劣，还可以通过转动头部，利用耳廓效应来确定声音的方位。双耳听闻可以同时收听声音信号并判断声源的距离和方向。其中判断方向的能力要强一些，而且对水平方位的声源的方位感较垂直方向要强一些。
⑤掩蔽效应。声的掩蔽是指一个声音的存在影响了人们对另一个声音的听闻。声掩蔽的特点是：同频率的声音相互掩蔽性最强；低频声容易掩蔽高频声；高频声则很难完全掩蔽低频声；掩蔽声越强，对频率较高的声音的掩蔽作用就越大。1.3.3.2 环境生理学在建筑设计中的具体表现
现代城市中的许多问题，如噪声、拥挤、空气污染、光污染等都可被看成为背景应激物，尽管其强度远不如灾变事件和某些个人应激物，但由于它们在环境中的普遍存在和长时间作用，对人的危害不可低估。
按照国际标准，一个建筑如果有20%以上的人对居住或办公时的感觉不适进行投诉，那么这个建筑可被判定为“病态建筑”。当代许多建筑单纯为了外观的新颖独特，舍弃传统建筑中有利于人生存的元素，大量使用热辐射高又不隔热的玻璃幕外墙，然后再不惜代价地使用空调。那种依赖巨大的能源消耗来应付不必要的冷热负荷的建筑，不仅形成了不健康的内部环境，同时也污染和破坏了周围环境。首先，大量能量消耗加剧了市中心的热岛效应；其次，高层建筑如果设计不合理，会使街道形成常年不见阳光的阴影区，或将高风引向地面形成强风带，或阻碍地面污染物扩散而加重污染，从而造成局部小气候恶化，影响人的正常活动；此外，玻璃幕墙的大量使用带来了现在城市普遍存在的光污染。要减少建筑本身的疾病，特别需要好的建筑设计来遏制“病态建筑”的产生。（1）室内环境要素参数对建筑设计的影响与制约 由于建筑技术的发展和人民生活水平的提高，对于现代建筑，人们不仅要求它具有安全、适用、经济和美观等特点，还要求它具有舒适性的状态。所谓舒适，就是建筑环境达到了一定的条件，包括物理、生理、心理、社会、经济和环境的条件，使居住者或使用者感到安逸、合适、满意甚至幸福的状态，从而使他们的工作效率更高，寿命更长，生活质量更好。（2）视觉机能对建筑环境设计的要求
①天然采光。建筑设计中人工照明无论怎样配置，也很难达到天然光那种柔和自然、朝晖夕阳的妙景。因此，需要通过光环境设计达到采光的目的（图1.16）。通过天然采光的窗户面积并不是越大越好，还要考虑保温、防热、节能、眩光、通风等多种因素限制，同时还要对窗户的进光量进行调控，如通过在玻璃上涂漆、镀铬、贴膜等方式控制西晒的影响；或采用遮阳板、遮光格栅来避免夏季太阳强烈的直射和眩光效应等。图1.16 自然光的入射形式
②人工照明。人工照明可分为工作照明和装饰照明两部分，其相应的灯具也分别称为功能灯具和装饰灯具。前者主要着眼于满足人们生理、生活和工作上的实际需要，具有实用性的目的；后者主要着眼于满足人们心理、精神和社会的观赏需要，具有艺术性的目的。例如，通过灯光来强调聚谈中心和就餐中心，也可以采用较强的局部照明形成个人的“领域”。
建筑照明灯具多种多样，如吊灯、壁灯、吸顶灯、台灯、落地灯、格栅灯等，为建筑师的艺术构思和灵感的发挥提供了驰骋的天地（图1.17）。图1.17 建筑照明灯具样式
③光环境的舒适性。为提高光环境的舒适性，在建筑设计中应减少大面积开窗，或采用特殊的玻璃，或采用多层窗帘，以及灯具的保护角，来减弱或消除眩光的危害，见表1.4。另外，还应注意限制光源亮度，合理分布光源，以取得合适的亮度和照度，如在电影院设计中，常采用低照度的方法，以便观众能很好地适应。在大型超市要有足够的采光和照明设计，以有利于顾客购买商品。表1.4 避免眩光的方法（3）听觉机能对建筑环境设计的要求 噪声不仅会对语言信息的传播和工作产生影响，而且还会对人体产生危害。因此，在进行建筑声学设计时，首先要控制噪声，然后再进一步考虑室内音质。建筑设计时要求动、静分区，需要安静环境的功能用房还要求远离室外噪声源。
声源的方向性使听觉空间的设计受到一定限制。如果观众厅的座位面积过宽，则在靠近墙边一带的听众将得不到足够的声级，至少对高频率情况是这样。尤其是前几排，对声源所张的角度大，对边座的影响更大。因此，大的观众厅一般都不采用正方形排座（图1.18）。图1.18 观演厅的平面布局与声源的关系
设计时可利用双耳听闻效应的特性，将舞台上的扩声器放在台口上方而不是舞台平面的左右两角；对于电影，扩声器放在屏幕的上方1/3处，以便使观众的视听方位感一致。由于传声器的录音与单耳听闻相似，传声器的录音却没有耳廓效应和搜索声源的便利，因此，录音室、电话会议室、播音室等处的声学设计要格外严格才能达到预期目的。
减少噪声的措施是多方面的，在建筑声学设计时，要避免有用信号声音的相互掩蔽；在大型商场里，用音响系统的声音来掩蔽场内顾客的喧闹嘈杂声；或将临街建筑转售给服务行业使用；通过合理规划、合理绿化，尤其是乔木、灌木和花草的合理配置，选择恰当的建筑造型和沿街墙体材料等，采用综合处理的方法加以解决，见表1.5和表1.6。表1.5 口语信息交流时允许的室内环境噪声值表1.6 不同室内环境的噪声允许极限值 单位：dBA1.3.4 环境心理学
环境心理学（environmental psychology）于20世纪60年代末在北美兴起。此后，先在英语区，后在全欧洲以及世界各地迅速传播和发展，其研究内容涉及多门学科，如医学、心理学、社会学、人类学、生态学以及城市规划学、建筑学、室内环境学、环境保护学等诸多学科（图1.19）。它着重从心理学和行为的角度探讨人与环境的最优化，即怎样的环境是最符合人们心愿的，是一门新兴的综合性学科。图1.19 环境心理学涉及的学科
目前，环境心理学对建筑学的影响主要集中于理论观点、建筑设计过程和一般的环境行为问题，提供的只是一些观点和方法，并没有提供解决各种具体问题的措施和办法，部分研究实例及其结论仅供参考。为了更好地把握建筑环境与行为的关系，建筑师应从理论和实践两方面着手，既从多学科的环境行为信息中汲取创作的源泉，又身体力行地参与使用后的评估和有关研究。1.3.4.1 视觉心理学及其在建筑设计中的应用（1）环境色彩学 建筑色彩的应用，一是要表现建筑的性格，二是注意与环境的配合，三是要注意装饰材料的色彩及其在光影中的变化，而同时要考虑到它的演进。例如，银行建筑曾经是资本的象征，色彩表现为庄重与神秘，而如今却以轻松愉快、亲切可人的色彩装饰来吸引储户的注意，但对安全的要求却一如既往。
①建筑设计中的色彩对比。一般以大面积墙面的色彩为基调色，其次是屋面；而出入口、门窗、遮阳设施、阳台、装饰及少量墙面可作为重点处理，对比可稍大些。一般来说，色彩对比强的构图使人兴奋，过分则刺激；色彩对比弱的构图感觉淡雅，过分则单调。
②色彩的知觉效应在建筑设计中的体现与应用。一般来说，在建筑色彩设计时，为避免视觉疲劳感，色相数不宜过多，彩度不宜过高，同时要考虑到远近相宜的色彩组合。建筑设计中，为了达到安定、稳重的效果，宜采用重色调。为了达到灵活、轻快的效果，宜采用明度较高的色彩，如泰姬·玛哈尔陵周围环绕着红砂墙，里边是大片绿茵，正中十字水渠贯通四方，中间是浅绿色的方形水池，池两侧为墨绿色树木，陵园中央是白色大理石的正方形台基，台基上为白色大理石圆顶寝宫，顶部为金属小尖塔。整个陵墓给人以圣洁神秘之感，又使人有轻盈欲升的向往。（2）建筑形态学 建筑形态具有多样化的特点，它由点、线、面、体、群等基本元素所构成，又由空间、体量、色彩、光影、质感和肌理等形态表现出来，大体上分为现实形态（包括自然形态和人造形态）和抽象形态两种。
①建筑中的点。一幢建筑，不论规模大小，立面上必然有许多窗洞。怎样处理这些窗洞就显得至关重要。处理好墙面的关键性问题就是要把墙、垛、柱、窗洞等各种要素组织起来，使之有条理、有秩序、有变化，特别是具有各种形式的韵律感，从而形成一个统一和谐的整体。
②建筑中的线。柱、遮阳板、雨篷、带形窗、凹凸产生的线脚、不同色彩或不同材料对墙体的划分以及刚性饰面上的分格缝等，都可以作为立面上的线条。不同粗细、长短、曲直的线条以及它们不同的位置会使立面产生不同的艺术效果。同样大小和形状的立面，采用竖向分割的方法会使人感到雄伟、庄严、兴奋，并显得高一些；采用横向分割的方法则使人感到舒展、亲切、安定、宁静，并显得低一些；采用弯曲或粗细、长短变化的线条则会使立面生动，如图1.20所示，为蓬皮杜文化艺术中心。
③建筑中的面。建筑的立面应相互协调，成为一个有机整体。立面设计就是妥善安排屋顶、墙身、勒脚、柱、檐口、阳台、线脚等构部件，确定它们的形状、比例、尺度、色彩和材料质感，使建筑的艺术构思得以完美体现。
④建筑中的体。任何复杂的建筑形体都可以简化为基本形体的变换与组合，这些基本形体单纯、精确、完整，具有逻辑性，易为人所感知和理解。不同几何形体以及这些形体所处的状态具有不同的视觉效应和表现力（图1.21、图1.22）。图1.20 蓬皮杜文化艺术中心图1.21 不同几何形体具有不同的视觉效应和表现力图1.22 盖里设计的魏尔市家具博物馆1.3.4.2 交际空间心理学及其在建筑设计中的应用（1）领域性与人际距离 人的领域性是指与领域有关的行为习惯，它是指个人或人群为了满足自身的某种合理合法的需要，占有或控制一个特定的空间范围及空间中所有物的要求与实施。
美国人类学家霍尔（E.T.Hall）提到：“我们站的距离的确经常影响着感情和意愿的交流”。每个人都生活在无形的空间范围内，这个空间范围就是自我感觉到的应该同他人保持的间距和距离，我们也称这种伴随个人的空间范围称为“个人空间”。
领域空间感是对实际环境中的某一部分产生具有领土的感觉，领域空间对建筑场地设计有一定帮助。美国建筑师奥斯卡·纽曼（Oscar Newman）将可防御的空间分为公用的、半公用的和私密的三个层次，环境的设计如果与其结合就会给使用者带来安心感。
霍尔以动物的环境和行为的研究经验为基础，提出了人际距离的概念，根据人际关系的密切程度、行为特征确定人际距离，即分为：密切距离、个体距离、社会距离、公众距离。每类距离中，根据不同的行为性质再分为近区与远区，例如在密切距离（0～45cm）中，亲密、对对方有可嗅觉和辐射热感觉为近区（0～15cm）；可与对方接触握手为远区（15～45cm），如表1.7所示，人际距离空间的分类如图1.23所示。当然对于不同民族、宗教信仰、性别、职业和文化程度等因素，人际距离也会有所不同。表1.7 人际距离与行为特征 单位：cm图1.23 人际距离空间的分类
领域性与人际距离就好像看不见的气泡一样，它实质是一个虚空间。人在室内进行各种活动时，总是力求其活动不被外界干扰和妨碍，这一点可以有许多例子来证明。如在酒吧的吧台前，互相不认识的人们总是先选择相间隔的位置，后来的人因为没有其他选择，才会去填补空出的位置；公共汽车上，先上来的人总是先占据单排座位，很少有人去坐双排或与陌生人并肩而坐。另外，不同的活动，不同的对象，不同的场合，都会对人与人之间的距离远近产生影响。因此，室内空间的尺度、内部的空间分隔、家具布置、座位排列等方面都要考虑领域性和人际距离因素。（2）私密性与尽端趋向 如果说领域性主要在于空间范围，则私密性更涉及在相应空间范围内包括视线、声音等方面的隔绝要求。私密性在居住类室内空间中要求更为突出。人口多的家庭卧室一般都比较封闭，以保证私密性；在办公空间中，即使采用景观办公的方式，部门负责人的办公室一般也都要单独封闭起来，尽管有时为了监督工作的需要，采用局部透明的隔断，但声音的隔绝是非常必要的。在一些公共场合，虽然私密性的要求不高，人们仍旧希望自己小团体的活动能够相对独立，不被陌生人打扰，餐厅的雅座、包房便是基于这一点应运而生的。即便在餐饮建筑的大堂空间里，靠近窗户的带有隔断的位置总是被人先占满，因此，如果宁愿牺牲一些面积而在餐桌之间多做一些隔断，将会大大提高上座率（图1.24）。此外，人们常常还有一些尽端趋向。仍以餐厅为例，人们对于就餐座位的选择，经常不愿意在门口处或人流来往频繁的通道处就座，而喜欢带有尽端性质的座位（图1.25）。图1.24 餐厅的座位布局和人们就餐时的位置选择图1.25 带有尽端性质的座位往往成为人们首先的选择
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