建造人工環境
全景科學
作者:趙敬德
大約98%的氣候學家認為,氣溫正由於人類活動導致的溫室氣體排放而逐漸升高,在極端天氣之後,全球氣候異常成了近來討論的焦點話題。相對而言,對環境變化的應對,需要我們及時做好準備。
從自然環境到人工環境
一年之中,夏天和冬天兩個季節都是不怎麼討喜的,很不幸的是,現在我們正是處於寒風淩冽、天寒地凍的冬季,相信每天早上和溫暖被窩上演拉鋸戰的同學應該不在少數!通常,樂觀向上的積極分子會以“冬天來了,春天還會遠嗎”的至理名言安慰自己,到那個時候就能欣賞欣賞美景,享受享受春風,順便來個踏青出遊,並享受這大自然的恩賜,來緩解日常生活中的壓力。
然而人們始終還是留不住春天的腳步的,溫暖宜人的春風又將被酷暑、秋瑟、寒冬所替代,周而複始,完成一年四季的輪回。
雖然人類在室外無法留住春天,但是卻能夠在室內製造出春天般舒適的空氣,維持舒爽宜人的室內環境。根據人們對舒適度和潔淨度的要求,工程師們設計出相應的空調係統,為室內提供具有合適的溫度、濕度和潔淨度的空氣。人維持正常生命,需要吸入氧氣,呼出CO2。當人們在人員密度較大房間存留時間較長時,就會有頭暈、昏昏欲睡的缺氧反應,因此,還需要對室內提供一定量的新鮮空氣以維持室內的供氧水平。
隨著我國城市化進程的發展,生產生活現代化的提高,人們在室內的活動時間遠遠超過了室外的時間。因此,為人們提供健康、舒適的室內環境,成為越來越重要的任務和值得深入研究的課題。還有某些特殊空間內也需要對空氣進行調節,比如太空艙、潛水艇、地下掩體、飛機客艙、高速列車、長途客車等。
另外,雖然我國是製造大國,但是要提升為製造強國還需要在生產工藝、生產環境等方麵全麵發展,生產過程中也需要特殊的工作環境,如紡織、冶金、食品、醫藥、電子、精密機械都對生產環境中的空氣溫度、濕度和潔淨度等方麵有特殊的要求。
總體來說,凡是有人類活動的、非自然大氣環境空間內,都需要提供健康、舒適、節能、環保的人工環境。人工環境包括空氣的溫度、濕度、風速、汙染氣體、懸浮顆粒物、氣體成分與氣壓,以及聲學、光學等多方麵的內容,設計人工環境需要全麵考慮各方麵的因素。
人工環境的影響
創造健康、舒適的人工環境是人們生產、生活的需要。但是維持室內四季如春的人工環境是需要付出代價的,尤其是當室內外的環境條件差別比較大的時候,比如嚴寒與酷暑時節。當室內外溫差大時,就需要對室內供暖或者製冷;當室內外空氣濕度差別大時,就需要對空氣加濕或者除濕:當室內外空氣含塵量差別大時,就需要對空氣進行過濾或者通風;當室內CO2、VOC(揮發性有機化合物)等汙染氣體濃度升高時,就需要及時排出並引入室外新鮮空氣。這些過程都需要消耗大量的能量。