建筑环境人因工程学:人体热舒适研究的展望

人体热舒适理论是建筑环境人因工程学中最早形成的科学理论之一.在工业化过程中,它有效地引导了建筑热环境控制方法、技术、产品的发展.当今,面向全球气候变暖与低碳建筑的新时代,这门理论科学又承载着推动建筑技术学科发展的新使命,有着更为广阔的空间.人体热舒适研究存在两个重要发展方向:一是对人与多因素形成的热环境之间复杂关系的深入科学认识,不仅针对人的舒适需求,而且更加关注对健康的影响;二是这些新的科学认识可能形成的技术创新,新技术在为人们带来更加个性化的热舒适提升的同时,还应有效降低建筑热环境控制的能源需求.上述第一个发展方向需要将传统工学学科与医学、公共卫生学结合,即医工交叉;第二个发展方向则需要在建筑环境学科与材料、信息、能源等多个工学学科之间进行跨学科合作.本文基于人体热舒适领域的发展历程,对上述两个方向已有的研究探索、形成的主要观点、待解决的问题及未来的发展趋势进行了介绍.     

面向人因工程学的公共建筑空气环境安全运维与控制

公共建筑空间人员密集、人流量大,空气污染种类多并呈现非均匀动态的分布特性,给新冠肺炎疫情常态化空气安全保障带来了巨大挑战.采用过量送风不仅可能造成较大能源浪费,同时也可能导致交叉污染.从人因工程学的核心理念和基本方法出发,围绕室内空气污染水平(特别是人员散发的飞沫污染物)这一重要人因环境变量,发展了一套建筑空气环境安全运维控制系统.该系统基于室内空气污染和人员流动的动态监测,由快速预测模型以及计算机视觉处理得到室内污染与人员的非均匀动态分布,进一步通过环境控制决策系统输出最优通风参数设定,实现通风智能化调控;同时,在通风环境营造基础上构建空气净化消杀系统,对空气环境安全运维形成有力的辅助保障.最后,通过实际案例(某国际会议中心前厅)详细展示了该系统的工作流程和设计效果.设计结果显示,实施智能化通风可将人员感染风险降低至4%以内,其通风节能率可达44.9%;负氧离子的空间可达性较好且空间消杀率计算值超过99%,可进一步降低感染风险.     

建筑空气环境人因工程学:问题、思考与探索

针对传统建筑空气环境理论局限,提出构建建筑空气环境人因工程学:采用实时环境和生理数据检测、大数据分析揭示建筑空气环境与人的关系,提出“经效比”等概念和确定建筑空气环境优化控制方略的反问题-变分方法.     

城市人因工程学:以人为中心、以高品质空间为导向的设计干预新路径

<正>面对当前全球范围内资源环境、社会公平与卫生健康问题的加剧,以及新技术发展所导致的生活方式的改变,基于实证研究进行设计干预,服务人类生存福祉,缔造幸福城市生活,是全球建筑及相关领域的重要研究趋势之一.进入21世纪后,在我国新型城镇化发展背景下,建筑业由粗放的增量扩张向精细的存量提质转变.习近平总书记指出,     

基于人因工程的太原市交通系统分析改进研究

太原道路交通系统在发展和管理的过程中遇到许多问题,如何能够更加全面地把握这些问题,并从根本上去得到改善,文章提出的系统分析方法及人因工程的分析策略为这种要求提供了新恩路.     

宇宙学中的人择预言

在科学术语中,也许没有比“人择”一词造成更多混淆的术语了.人择原理有许许多多种版本,这些版本相互不同甚至矛盾.但是,“人择”一词已被广泛使用且日益流行,任何试图改变这个术语的做法均已为时过晚.科学的一个准则是任何科学理论必须能证实或证伪.人择原理采用这样的形式：先验概率分布由一种人择权重确定的话,它便具备了科学的预言能力.     

人·环境·城市——城市现代化漫话

分析了当前不少大城市中出现的建筑密集、居住拥挤、交通阻塞、绿化贫乏等现象产生的根源。文章认为在新形势下,对城市的特性和城市规划的任务应有新的全面的认识,并提出城市规划的根本任务应是:“全面组织社会的经济和生产,广泛地满足人民日益增长的物质生活、文化生活和精神生活的需求,创造一个高效率、高质量的城市环境。”文章有一定见解,对城市现代化研究有启迪作用。     

第一个中国人基因组图谱绘制完成

第一个完整中国人基因组图谱（又称“炎黄一号”）近日由中国科学家在深圳盐田绘制完成，这也是第一个亚洲人全基因序列图谱。该项目是我国科学家用新一代测序技术独立完成的100％中国人基因组图谱。     

封闭/半封闭空间内气流组织设计理论基础与方法

暖通空调(heating, ventilation, and air conditioning, HVAC)系统是目前营造健康、舒适封闭/半封闭空间环境的重要手段,但现有HVAC系统不仅能耗高,而且容易引起人体健康问题,比如病态建筑综合征、建筑相关疾病、传染性疾病交叉感染等.上述现象进一步说明由HVAC系统末端形成的室内气流组织(基于传统方法)仍不够完美,存在一定的盲区与不足.为了解决传统HVAC系统末端在设计与使用过程中存在的问题,逆向设计方法应运而生.与传统方法区别最大的是,逆向设计方法可以在每个设计循环确定最优的方向向量,而传统设计方法只能不断试错.为进一步阐明两类方法的差异并促使逆向设计方法不断改进,本文首先阐述了室内环境营造所面临/需要解决的科学问题;其次,对气流组织设计方法的分类及其基本原理进行了详细介绍;然后,通过真实的案例结果展示了两类方法的设计效果.虽然逆向设计方法在室内环境营造领域已取得了较大的进展,但目前的逆向设计方法仍需要理论推演、程序开发和数值求解等过程,在一定程度上阻碍了其推广应用.最后,本文讨论了室内环境营造领域未来可能的发展方向.比如,随着人因工程学、逆...     

结合大尺度山水环境的中国传统规划设计方法

中国传统城市规划是有别于西方现代城市规划的一个体系,将中国传统城市规划经验科学化是当代城市规划的学术使命.本文基于这一视角,提出结合大尺度山水环境的传统规划设计的概念,并分析了这一规划传统的演进历程,总结了其规划设计要点.进而,本文对大尺度山水环境的观照方式、寻巧方式及其整体格局设计等要点展开分析,揭示了其中所蕴涵的内外一体的整体规划理念,"环望"、"大环"等传统环境观照智慧,因大尺度自然山水之巧而布局重要建筑以汇通自然与人工的空间格局设计方法,以及与之相适应而形成的"内折外容"的传统图式表达方式.最后,本文结合对城市现代空间规划建设问题及需求特征的思考,从城市历史文化遗产保护中的传承、现代城市规划设计实践中的发扬、中国城市规划图式表达上的创新等三个方面,论述了结合大尺度山水环境的传统规划设计的现代意义,并探索其现代规划传承应用途径.     

医学科学研究的牵引力和驱动力建模:健康需求与未知探索

以健康需求为导向分配医学研究资金成为近年来国际上关注的热点政策议题.但数据显示,当前的基金资助和科学活动并未完全与疾病负担相匹配,存在着“欠资助-过资助”“欠研究-过研究”的疾病领域.本文试图对造成这种不平衡性的机理进行分析,引入“未解决的科学问题”这一维度,提出从健康需求和未知探索两个角度对医学科学研究的牵引力和驱动力进行数据建模和综合分析的思路.     

关于建筑工程项目承包管理方式的研究

建筑工程亦作房屋建筑工程,作为建设工程的重要组分,是指对房屋、建筑物以及其附属结构的设计、建设、优化或改造以及维修.随着国民经济的发展,建筑施工企业已经成为国民经济的支柱性产业.建筑业也在向着更高层次的发展,建筑工程项目化管理更加深入,科学项目管理方法也得到了更加广泛的应用.我国建筑市场目前的发展趋势要求建筑工程项目具备科学的承包管理方式.建立完善的建筑项目承包管理体系,也是完善我国建筑市场所必须采取的必要手段.本文将对建筑工程项目承包管理的方式进行讨论.     

空间机器人的研究与仿壁虎机器人关键技术

简要回顾了国内外空间机器人的应用需求、结构性能和未来发展,提出空间机器人面临的科学问题和关键技术.空间机器人可分为机械臂系统、带陪护功能的机器人和检测服务机器人,特别关注基于范德华力机制,有望实现微重力下在空间站表面实现仿生壁虎机器人及干黏附的进展和关键技术.机械臂系统应特别关注满足高刚度结构轻量化需求的新材料、新设计和新制造技术、机械臂-作业对象-空间站多体系统动力学、真空-微重力-高低温-宇宙辐射特殊环境下机械臂运动系统的润滑技术等问题.带陪护功能的机器人需要研究在密闭、狭小、失重环境下,航天员生理、心理和行为的变化规律及其机器人构型、陪护效果和辅助作业的要求和解决方案,研究陪护需要的高级人工智能技术,从语音识别、表情识别到自然语义理解等交叉学科的问题.检测维护机器人的关键是发展高低温、空间辐射、真空及微重力下实现固体间的稳定接触技术、干黏附微纳米有序刚毛阵列的制造技术和基于干黏附的机器人设计和运动规划技术.     

虚拟现实与“灵境”

虚拟现实技术是计算机科学中发展最快的领域，英文简称VR，又称“灵境”技术。由于这种技术带着一种神秘的梦幻色彩，被世界媒体大肆渲染，所以使人觉得似乎人类将要进化成“鬼”一样的“灵境”人：戴上头盔，不用说话不用动，脱离现实的时空，在虚拟的世界中快乐地生活。真会这样吗？科学技术之眼“虚拟现实VR”是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维虚拟环境。创立“虚拟现实VR”有很强的功利目的。它首先被设计人员应用到建筑、汽车、火车、飞机和轮船的设计上。建筑物、汽车、火车、飞机和轮船的设计图做出来以后，用虚拟现…     

物理空间与信息空间的对偶关系

随着计算、通信和传感技术的迅速发展, 人类的生活环境已经由单纯的物理空间转变为物理-信息的共存空间. 基于这一事实, 本文在分析物理空间和信息空间的各自性质的基础上, 指出两者之间的关系为对偶关系. 建立对偶关系包括以下两个过程: 利用各种传感和信息处理、理解技术, 从物理空间到信息空间的信息获取、分析和结构化过程, 以及通过对用户意图、状态和命令的推理, 从信息空间到物理空间的信息服务过程. 对偶空间中的人机交互就是建立对偶关系, 这种对偶关系体现了以人为中心的人机交互, 即以人们所习惯的并且不需要用户分心的方式与信息空间的交互.     

文态环境与建筑特色：关于历史文化名城保护的问题

一、城市环境的两条腿建筑是科学的艺木或艺术的科学,具有明显的双重属性,历史文化名城(以下简称名城)的环境是多元多层次的空间组合系统.这种环境空间组合,在宏观上又可以分为生态环境和文态环境两大形态.生态环境以自然为依托,文态环境则以文化为背景     

对称的和谐美——碳富勒烯与艺术设计

碳富勒烯分子具有精妙的中空结构、美丽和谐的对称性、鲜活的细腻感,给艺术家们提供了无限的遐想空间,被誉为“科学中的艺术品”.以碳富勒烯分子模型为造型的独特艺术形式,应用于当代建筑、视觉传达、珠宝、环境等诸多设计领域,渐渐成为一种代表科技与艺术完美融合的流行文化.     

彼得大帝与圣彼得堡（续）——写在圣彼得堡建城300周年之际

“星汉灿烂,若出其里” 一位俄罗斯建筑学家说过,一座城市在很大程度上是塑造人的个性的土壤,城市的建筑对人具有不可估量的影响力,反过来人又塑造了城市的生活和历史。这话对于圣彼得堡来说,的确是再合适不过了。     

中国人体环节参数研究

《中国人体环节参数研究》一文所提供的数据为我国第一份人体环节参数数据,它填补了我国这方面研究的空白。文章所提供的数据必将大大促进我国“人-机-环境”系统工程学和人体运动生物力学等学科的发展。     

城市环境设计与行为引导

对城市环境设计的内容、目的以及人与城市环境之间的关系进行了阐述,并提出城市环境的设计对人的行为有引导作用.