【文章內容簡介】 將會代替海洋傾卸處理。在固體廢物堆肥的地方，有毒的和重金屬必須在源點被除去。處理廢水中的固體廢物的方法有擠壓，皮帶，離心分離機以及流化床火爐脫水。已經受到相當注意的另外一種方法是容器堆肥。垃圾處理。在陸地上的廢物和垃圾的不加選擇的傾卸已經引起嚴重的污染問題。垃圾處理可以控制在一個設計和操作很好的垃圾掩埋場，而且這可能是特定的小社區(qū)的一個適當方法。然而，在中型和大型社區(qū)用于垃圾處理的土地正在嚴重縮減，而且垃圾堆肥在陸地上的重復使用可能已經被限制應用。對大多數社區(qū)適當的系統(tǒng)似乎是垃圾的焚化，通過燃燒有機材料來回收能量。來自熱反應堆以及廢水處理廠焚燒固體廢物的火爐的空氣發(fā)生發(fā)射系統(tǒng)必須設計成能防止化學品和微粒子空氣污染。這些空氣發(fā)射系統(tǒng)包括靜電沉淀和加力燃燒室。有害廢物處理。不幸的是，由于來自工業(yè)和商業(yè)活動以及公眾代辦站的長期非法傾卸和洗滌，鄉(xiāng)間和地下水已經變得混亂并且被污染。來自傾卸處理地的廢物儲存容器的去除必然地是個很慢的方法，并且一個經核準的處理基地必須存在并發(fā)展。被污染的土壤和地下水的凈化是個更慢的方法，凈化工藝必須被設計并實行。例如，被有機化學物污染的水應慢慢從蓄水層中抽取，然后通過空氣脫膜或粒狀活性碳吸附作用除去污染物。經凈化后的水再回注入蓄水層，這個工程則需要數年才能完成。在一些情況下，這可能是不便的，因為這對那些必須使用這些地下水作飲用供給的社區(qū)，會造成健康危害?？諝馕廴究刂?。柴油驅動的卡車和不受限制的汽油機使環(huán)境中廢煙增加，工業(yè)煙囪則帶來污染。在美國，1987年環(huán)境保護組織出版的統(tǒng)計表顯示，每年有 磅（ 公斤）的有毒化學品被釋放到空氣中，當一億人居住的時候，其他的空氣污染物主要來自于汽車，超過聯邦標準。像洛杉機這樣的大城市的地方煙霧則由各社區(qū)的活動引起。在美國中西部由工業(yè)煙囪排放的廢氣引起的酸雨降落在了東北部和加拿大的森林和湖泊上。雖然已經做了很多空氣凈化的嘗試，但是解決的行動還是受到很大的限制。工藝學上可用于除去空氣中的顆粒物質和化學污染物的方法是可用的（例如多樣性火爐，流化床反應堆以及究竟久經考驗的空氣發(fā)射技術），但是代價昂貴，并且過程緩慢。飲用管理。安全高質量的飲用水的可用性是現代文明中一個重要的要素。 源點。通過撤回來自河川的飲用水的間接廢水利用是一個可行并且經濟的供給社區(qū)飲用水的方法，特別是在濱水地區(qū)。水必須經過消毒處理以使微生物污染物鈍化，還必須進行物理化學處理以除去有機和無機污染物。 其他的飲用水源是自然湖泊和水庫。它們往往優(yōu)于河水，并且它們可作多重用途，如給排水和水力電氣的動力。這些湖泊的部分區(qū)域的受限制的娛樂使用是很尋常的。 地下的蓄水層是一個飲水的通常源點，并且其質量相當高，除了那些化學污染已經發(fā)生的地方。在世界的一些地區(qū)，蓄水層能被開墾的地表水回灌。 在世界許多地區(qū)的一個嚴重的問題是在低降水和降雪期間純凈飲水的短缺。一場大規(guī)模旱災發(fā)生在1989年美國東海岸的春天。在旱災中出現水資源短缺的兩個原因是：許多飲水供給系統(tǒng)沒有能計劃充分以應對旱災；相對低的水價使大量水被浪費。 質量。必須審慎選擇最純凈的水用于飲水，如地下水，泉水，或高地湖泊，然后對其源點進行強制性保護。預防地下水的化學污染是極其重要的，其可以通過明智的控制地表水沿岸的使用來實現。湖泊能被用于娛樂及水源。然而如此的混合應用需要作很好的計劃。 供給水的凈化與分水嶺的規(guī)劃和控制一樣重要。在源點質量相當好的地方，化學消毒，凝結，過濾就足夠了。如果水是來自含泥量多并遭受有機物污染的河川供給，則需要額外的處理措施。在20世紀80年代，凈水工藝有了大幅的進步。臭氧已經成為一種消毒劑的選擇，因為它是對細菌，病毒和原生動物消毒的最有效的消毒劑，并且它不像氯，當水中存在有機物質的時候，它不會形成致癌副產物。經濟內嵌或直接的過濾可以用于凈化許多高地供給。和臭氧結合，這種方法對許多未過濾水供給是能適用的。粒狀的活性碳可以除去水中產生味道和氣味的物質，并且能吸收有害的有機化學物質。 對自來水污染最后的屏障是配水系統(tǒng)的小心管理?；瘜W制品能被添加到已凈化水中以抵消系統(tǒng)的腐蝕狀態(tài)，如此可大大減少鉛管系統(tǒng)接合處對鉛的濾去量。而且水管能填塞水泥砂漿并保持奔流以預防臟水。 其他方面。環(huán)境工程學可以用于區(qū)域性問題的解決。變得富營養(yǎng)化和藻類繁盛的池塘和湖泊不能被用于娛樂，并且這水如果被用于飲用可能是有害的。海港處水的無差別的處理和隨之發(fā)生的海灘污染能通過適當的規(guī)則和強制執(zhí)行來預防。最后，還必須發(fā)展對景觀地廢物的最佳處理方法。第六課：取暖，通風，和空調取暖，通風，和空調系統(tǒng)是環(huán)境工程的主要方面，就最新的概念而言，他包括建筑工程的所有方面：比如說給排水工程，隔音工程及室內布置工程。環(huán)境工程的概念就標志著建筑的所有因素都有著內在的聯系。取暖可由照明設備提供，舉個例子：管道是影響空調系統(tǒng)的重要因素，同時，它也能影響結構的設計。雖然目前有條文對建筑的種種限制，但是這個科目還是被延伸到交通工具中，如：大客車，飛機，輪船，航天器和潛艇。這些都有著很高的特殊要求。取暖，通風，和空調系統(tǒng)在目前的背景下，將被定義為控制一個封閉空間的環(huán)境這一普遍的關系。除了使人安逸的設備外，許多工業(yè)進程都依賴著一個穩(wěn)定的大氣層，如此以來，工程的分支則覆蓋了一個相當大的應用范圍。取暖系統(tǒng)涉及到提高溫度以達到高溫環(huán)境。通風系統(tǒng)則涉及到提供新鮮空氣和抽出那些被污染或含有雜質的空氣?？照{系統(tǒng)則包括了取暖和通風系統(tǒng)的功能，而且還增加了降溫功能，調節(jié)濕度和潔凈空氣，過濾灰塵，細菌和空氣中的雜質。在歷史上，人們生火在自己周圍取暖是最容易做到的，而且無疑的是木材是最初的燃料。首先在洞穴中，由石器時代遺留下來的爐邊可以說明，后來就在泥土或是草地上生火。發(fā)現木炭可以由木材制得，而且是一種無煙的燃料，這被看作在適當的地方的一個簡單的進步，那些地方僅僅需要適度取暖，如中國，日本，以及地中海沿岸。另外一個進展就是氣孔和煙窗的出現。首先是在屋頂中央開個簡單的孔，而后來則連著壁爐，這種發(fā)明源于歐洲13世紀。煙和汽水將不再蔓延于生活空間?；馉t在公元前600年在中國出現并使用。它比壁爐更節(jié)省熱量。火爐從俄羅斯傳到德國和歐洲的大部分國家。及到今天它還在被使用，而且還是一家人的焦點地方?；馉t有橫過大西洋進入美國，在那里，但其先行者卻是那些傳統(tǒng)的大腹便便的火爐。將近于18世紀末期。計算rumford。他的目的是在使用耐火粘土團和使用罩蓋時提高明火的使用效率。這兩項設計減少了總的輻射熱量。由于他的想法并沒有被接受，而導致嚴重的燃料浪費持續(xù)至今。在燒火加熱的同時對外部空間加熱，這在現在被描敘為中央取暖系統(tǒng)，由希臘Lacedae monians發(fā)明，并且第一個使用到加熱樓板中。在城市Ephesus中的大神殿被認為使用褐煤作為燃料，將暖氣通過氣孔導入地板中。雖然希臘人認識到集中取暖的優(yōu)點，但是羅馬人才稱得上古代最偉大的供暖技師。他們發(fā)明了獨特的火坑供暖系統(tǒng)。地板提升了底座，熱氣從熔爐中被導入地板下面空間。暖氣通過埋在墻里的中空的赤陶導管。這一系統(tǒng)在整個歐洲都可以找到，可見當時羅馬文化的繁榮。在意大利，火坑供暖裝置僅僅應用于浴室內。在涼爽的地方如英國，則不僅僅應用于浴室，也用于起居室，和有時需要取暖的一些房間里。如此科學技術的發(fā)展和精煉隨著羅馬帝國的衰弱和城市的毀滅而終止。那些黑暗時期似乎又回到了原始生活。城堡和住宅使用那些如同原始人類一樣粗糙地取暖，在通風良好的大廳的石板上用原木燃燒取暖。依舊用龐大而沉重的獸皮保暖，這樣持續(xù)了1500年后，舒適的羅馬的火坑供暖系統(tǒng)被重新發(fā)現并用于現代城市。在18世紀和19世紀初的工業(yè)革命出現了以蒸汽機作動力。這也提供了新的取暖方法。最初用于工廠和磨坊。蒸汽在導管中輸送被大規(guī)模用于取暖而不僅限于工業(yè)需求，還可以為學校，教堂，法院，議會大廳，甚至家庭和園藝的溫室提供暖氣。蒸汽表面非常燙，導致在空中有烘烤似的作用，常常伴有燃燒殘骸一般的異味，而用熱水的優(yōu)點在于有一個比較低的表面溫度和比蒸汽更溫和一般的影響。它在1830年被接受。第一套熱水取暖系統(tǒng)安裝在倫敦的新西大教堂醫(yī)院，用這種方式取暖時，熱水在低壓下能不斷地流向主要的地方。它利用散熱器，對流暖爐，插入地板及天花板的取暖系統(tǒng)，用扇子將暖氣分配到不同的地方的方法。在1831年，英格蘭人Jocob Perkins獲得高壓熱水系統(tǒng)的革新方法的專利權。這種系統(tǒng)就是通過一個卷成圈的連續(xù)循環(huán)的堅固導管接收從暖氣爐的熱量，運輸水在一個封閉的系統(tǒng)繞圈配置在建筑中，在彎管中循環(huán)流動。這一系統(tǒng)獲得了相當大的推廣。盡管它具有很高的溫度，他的裝備比那些用于低壓設備中的大而重的鑄鐵導管相比顯得小而整潔。高壓熱水的原理它已經在一個現代的系統(tǒng)中復興，它首先遍布歐洲，后來傳向其他各地，主要用于工業(yè)取暖。大概直到19世紀才產生對封閉空間采取某種形式誘導通風的需要。那時所建的集會禮堂，劇院，教堂要容納數百甚至數千人。在工業(yè)中，一些改良蒸汽的氣壓在汽油燈工作間的磨坊中作為動力，來抵消那些增大的卻作廢的比例。礦井在最早時期的通風技術是采用在其通風口的最底部用暖氣爐燃燒。而一些建筑的最初通風系統(tǒng)就起源于上敘方法。例如：重建于1837年的倫敦New Houses國會廳。會場的空氣排出便采用焦碳燃燒的方法。早高高的通風口的最底部空間不停地保持燃燒。那些保留哥特式建筑的外形特征的建筑卻不再使用通風口。新鮮空氣從河岸的通風口吸入而室內空氣通過出風口穿過國會大廳地板下的隧道而被導入泰吾士河中。雖然旋轉式的電扇早在16世紀就發(fā)明了，但從18世紀在工業(yè)中安裝了蒸汽機驅動風扇以來，一直沒有找到一種方便的動力供給，直到無所不在的電流的出現。壓力通風系統(tǒng)是一種早期通風道中的蒸汽管加熱空氣把供熱和通風結合起來的方法。其壓力也是由蒸汽驅動的鼓風機提供。熱空氣在壓力的作用下通過管道被運輸到建筑物的各個部位。學校，醫(yī)院和工廠都是采取這種方法取暖的。蒸發(fā)冷卻可能最初出現印度。在那里人們把濕的草席掛在向風一邊的空地上，結果可以冷卻至11到17攝氏度，席子可以手工保濕或在它上面穿孔，這樣的系統(tǒng)利用了空調的一個最基本的原理?！翱照{”這一專業(yè)名詞的出現歸功于Stuart ，他在1907年向美國棉花制作商協(xié)會提交了一個關于紡織工廠濕度控制的論文?？刂萍徔椘返某睔獾韧谠诖髿庵性黾铀魵?，這很早就被認為是空調，但它卻不是。不過直到1911年，當Willis Carrier出版了他多年來的研究成果后，具有科學基礎的空調誕生了。從空調的發(fā)展歷史來看，從生產質量到空調設備一步，在19世紀20年代大劇院，大商場，和辦公大樓上都安裝了空調設備?？照{的經濟價值是顯著的?？照{的發(fā)展成為一個主要的工業(yè)。不過我們期待更新的冷卻技術的出現。在19世紀末期，取暖和通風系統(tǒng)的設計很大程度上是憑經驗，科學方法的發(fā)展在19世紀90年代得到了改變，一戰(zhàn)前，研究工作是由BelinCharlottenburg大學和其它的一些部門擔任。戰(zhàn)爭過后，許多國家都開始了研究，尤其在聯合王國，美國，德國，瑞典和法國，所有的這些研究，使現代空調的影響不斷提高。第七課 橋梁橋梁是跨越如河流、山谷這樣障礙的一種建筑，從而提供交通便利，到目前為止，大部分橋梁都是公路橋或鐵路橋。大量的高架橋于19世紀在歐洲建成，目的是保持其運河中船舶的航行。最小的一座橋在紐約市的肯尼迪機場，它主要是把滑行飛機拖到跑道上服務的。人類建成的第一座橋類似于原始人在孤立地帶建成的。早期人類的工具和建筑技術如同原始人類一樣都是最初級的。他們只要經過最少的加工和安裝即可建成。在森林里，隨處可得結實的木材和圓木，那時侯的橋極可能是由一根或并排的幾根圓木建成，可能在其上覆一些木枝或草墊以方便行走。處于熱帶地區(qū)的印度、非洲、和南美洲纖維藤被用來建成懸索橋，這些藤被系在小河或山谷兩邊的樹上或巖石上。一根或更多的藤被踩在上面行走，其它的則排列在膏腴幾英尺的地方，用作手扶用。雖然藤索橋通常不穩(wěn)定。但有很多用incas建成藤索橋有足夠的堅固和穩(wěn)定性，被用于西班牙士兵和它們馬匹的通行。在巖石地區(qū)，石頭被用來建橋，橫跨河流以很小的間距布置石碓作為橋墩，然后用平坦的石頭橫過相鄰的橋墩就建成連接兩岸的通道，大部分的石橋就是這種類型，叫做鼓掌橋?，F在在Dartmoor、英格蘭仍然可見，不過它們都建于中世紀甚至更晚。原始橋梁的第一步變革被認為出現在中國古代，隨后傳入印度。河床一般比樹要寬，中國人和印度人在河流的中央建成兩個樹樁。在這個結構的兩端，用圓木的一端架在樹樁上并微微向上傾斜，使其每一層都比它下面的高幾英尺。為了增加穩(wěn)定性，每個木樁在兩岸都用一堆大而重的石頭錨固；接近河中央，在河中間的兩個木樁的兩端則用簡支梁連接。在這種結構中，天然支架橋在兩個自由桿的中間加樁后可達到很寬的跨度。早在公元前４０００年的Ｍesopotamia和在公元千３０００年的埃及，用石頭或日光烤干的磚被用來安裝重疊的橫梁。這種結構看起來像的拱，下部更平穩(wěn)，被叫做突拱。要使突拱變?yōu)楦钡墓埃枰^的內部構造適合光滑。這種直拱比突拱更堅固，且早在公元前５００年就被使用。這種直石拱具有經濟和經久耐用，它可以由許多靜止在碼頭上的拱而跨過小的河流。并且，它一般會經常出現，而它的質量比先前的任何結構都要好。在中國和羅馬的古代，這種整體石拱被廣泛地用于橋梁結構。它一直被廣泛地使用直到19世紀。這里有4類基本結構可以用作水面上的或障礙物上的橋：剛架橋、懸臂橋、拱橋、和懸索橋體系。剛架橋最簡單也可能是最早使用的即剛架橋河流。這樣它的兩端固定在相對的河岸。這種剛架橋可以組成某種形狀的木梁、鋼筋混凝土梁或更復雜的約束。剛架橋這種類型的橋的跨度可以采用在中間建橋墩或在峽谷建擱柵撐，再用幾根橫梁連接起來而增加跨度。剛架橋的材料必須能夠承擔壓力和拉力。盡管它的名字叫曲梁，但實際上這種具有雙重要求的桿能用于剛架橋上。結果，梁彎曲較高的部分的壓力比直的部分低一半以上，如果他的受壓承載力太弱，它將會成扣環(huán)，如果受拉承載力太弱，他將會破壞。懸臂橋在利用中間橋墩的長跨距橋中它通常是不可行的橋梁結構。舉個例子，在深而流速急的河流或軟泥中，可能很難建橋墩使它有足夠深度達到基巖層。在這種情況下，剛架橋結構用兩根橫梁就可以延伸―――從每岸伸出一根梁，而在兩根