《建筑数学-概率3-统计数据及数字特征.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑数学-概率3-统计数据及数字特征.ppt（48页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 秦佑国秦佑国 燕翔燕翔 清华大学建筑学院清华大学建筑学院 统计数据及其数字特征统计数据及其数字特征 一次，中日两国建筑学的学生一起到中国的一个乡村做一次，中日两国建筑学的学生一起到中国的一个乡村做一次，中日两国建筑学的学生一起到中国的一个乡村做一次，中日两国建筑学的学生一起到中国的一个乡村做民居调查。中国的学生写的调查报告有大量的图片：民居建民居调查。中国的学生写的调查报告有大量的图片：民居建民居调查。中国的学生写的调查报告有大量的图片：民居建民居调查。中国的学生写的调查报告有大量的图片：民居建筑的写生画，拍的照片，画的测绘图，还有建筑形式和空间筑的写生画，拍的照片，画的测绘图，还有建筑形式
2、和空间筑的写生画，拍的照片，画的测绘图，还有建筑形式和空间筑的写生画，拍的照片，画的测绘图，还有建筑形式和空间描述，文字很有诗意，描述，文字很有诗意，描述，文字很有诗意，描述，文字很有诗意，“皓首老者和黄发小儿，斜阳下皓首老者和黄发小儿，斜阳下皓首老者和黄发小儿，斜阳下皓首老者和黄发小儿，斜阳下”云云云云云；而日本学生的报告也有一些照片，但有大量的社会学调云；而日本学生的报告也有一些照片，但有大量的社会学调云；而日本学生的报告也有一些照片，但有大量的社会学调云；而日本学生的报告也有一些照片，但有大量的社会学调查的数据：家庭人口及其组成，经济收入和来源，土地与房查的数据：家庭人口及其组成，经济收
3、入和来源，土地与房查的数据：家庭人口及其组成，经济收入和来源，土地与房查的数据：家庭人口及其组成，经济收入和来源，土地与房屋，村庄的基础设施，行政和宗族体系等等。屋，村庄的基础设施，行政和宗族体系等等。屋，村庄的基础设施，行政和宗族体系等等。屋，村庄的基础设施，行政和宗族体系等等。社会调查和分析、建筑策划、建筑设计、城市规划等，社会调查和分析、建筑策划、建筑设计、城市规划等，社会调查和分析、建筑策划、建筑设计、城市规划等，社会调查和分析、建筑策划、建筑设计、城市规划等，都需要了解经济、社会、人口、土地、资源、气候、地理等都需要了解经济、社会、人口、土地、资源、气候、地理等都需要了解经济、社会、
4、人口、土地、资源、气候、地理等都需要了解经济、社会、人口、土地、资源、气候、地理等各个方面的大量的统计数据。这些数据有的是需要亲自去调各个方面的大量的统计数据。这些数据有的是需要亲自去调各个方面的大量的统计数据。这些数据有的是需要亲自去调各个方面的大量的统计数据。这些数据有的是需要亲自去调查的，有的是收集相关资料得到的。问题是如何对收集来的查的，有的是收集相关资料得到的。问题是如何对收集来的查的，有的是收集相关资料得到的。问题是如何对收集来的查的，有的是收集相关资料得到的。问题是如何对收集来的数据进行分析处理，应用到自己的工作和研究中去。数据进行分析处理，应用到自己的工作和研究中去。数据进行分
5、析处理，应用到自己的工作和研究中去。数据进行分析处理，应用到自己的工作和研究中去。我在我在我在我在19941994年受西安机年受西安机年受西安机年受西安机场场场场委托，做机委托，做机委托，做机委托，做机场扩场扩场扩场扩建建建建规规规规划和可行性研究，需划和可行性研究，需划和可行性研究，需划和可行性研究，需要要要要预测预测预测预测今后今后今后今后1010年（年（年（年（1995200519952005年）西年）西年）西年）西安机场年旅客吞吐量，并以此为安机场年旅客吞吐量，并以此为安机场年旅客吞吐量，并以此为安机场年旅客吞吐量，并以此为依据规划设计第二航站楼。依据规划设计第二航站楼。依据规划设计第
6、二航站楼。依据规划设计第二航站楼。首先要了解之前各年（首先要了解之前各年（首先要了解之前各年（首先要了解之前各年（19951995年以前年以前年以前年以前）西安机场的年旅客吞吐量。）西安机场的年旅客吞吐量。）西安机场的年旅客吞吐量。）西安机场的年旅客吞吐量。已知已知已知已知过过过过去去去去1515年的数据，如何年的数据，如何年的数据，如何年的数据，如何预测预测预测预测未来未来未来未来1010年？年？年？年？一种方法是把一种方法是把一种方法是把一种方法是把过过过过去的数据去的数据去的数据去的数据“回回回回归归归归”成一个方程（一条曲成一个方程（一条曲成一个方程（一条曲成一个方程（一条曲线线线线）
7、，），），），“拟拟拟拟合合合合”过过过过去的数去的数去的数去的数据，并根据其据，并根据其据，并根据其据，并根据其趋势趋势趋势趋势，加以外推（，加以外推（，加以外推（，加以外推（“趋势趋势趋势趋势外推外推外推外推”），），），），“预测预测预测预测”未来。未来。未来。未来。民航部民航部民航部民航部门门门门常用的是波布加常用的是波布加常用的是波布加常用的是波布加门门门门公式：公式：公式：公式：根据已有数据根据已有数据根据已有数据根据已有数据（扣除了扣除了扣除了扣除了19891989和和和和19901990年的特殊情况）年的特殊情况）年的特殊情况）年的特殊情况）的的的的拟合回归得到计算公式：拟合回
8、归得到计算公式：拟合回归得到计算公式：拟合回归得到计算公式：计计计计算和算和算和算和预测值见预测值见预测值见预测值见右表和右表和右表和右表和图图图图一个城市的航空客运量通常和它的经济状况一个城市的航空客运量通常和它的经济状况一个城市的航空客运量通常和它的经济状况一个城市的航空客运量通常和它的经济状况有关，通过与有关，通过与有关，通过与有关，通过与国民生国民生国民生国民生产总值产总值产总值产总值GNPGNP的的的的相关分析，可以预测在未来经济发展中航空客运量的增长。但西安又相关分析，可以预测在未来经济发展中航空客运量的增长。但西安又相关分析，可以预测在未来经济发展中航空客运量的增长。但西安又相关
9、分析，可以预测在未来经济发展中航空客运量的增长。但西安又是一个旅游城市，国际旅客数量居全国第二位（是一个旅游城市，国际旅客数量居全国第二位（是一个旅游城市，国际旅客数量居全国第二位（是一个旅游城市，国际旅客数量居全国第二位（19931993年），国际旅客绝大都年），国际旅客绝大都年），国际旅客绝大都年），国际旅客绝大都数是乘飞机的。于是采用了数是乘飞机的。于是采用了数是乘飞机的。于是采用了数是乘飞机的。于是采用了航空客运量与国民生产的总值和航空客运量与国民生产的总值和航空客运量与国民生产的总值和航空客运量与国民生产的总值和旅游游客量二元旅游游客量二元旅游游客量二元旅游游客量二元相关的方法相关的
10、方法相关的方法相关的方法进行拟合回归。调查了进行拟合回归。调查了进行拟合回归。调查了进行拟合回归。调查了1980-19941980-19941980-19941980-1994年西安的年西安的年西安的年西安的GNPGNPGNPGNP和旅游游客量的数和旅游游客量的数和旅游游客量的数和旅游游客量的数据，并了解了西安市人大制定的十年经济发展计划和旅游事业规划。据，并了解了西安市人大制定的十年经济发展计划和旅游事业规划。据，并了解了西安市人大制定的十年经济发展计划和旅游事业规划。据，并了解了西安市人大制定的十年经济发展计划和旅游事业规划。上上上上述二元相关分析的航空客运量的述二元相关分析的航空客运量的
11、述二元相关分析的航空客运量的述二元相关分析的航空客运量的实际值与计算值和实际值与计算值和实际值与计算值和实际值与计算值和预测值如下表所列：预测值如下表所列：预测值如下表所列：预测值如下表所列：得到二元的回归方程得到二元的回归方程得到二元的回归方程得到二元的回归方程其中其中其中其中X1X1是是是是GNPGNP指数，指数，指数，指数，X2X2是旅客量指数。是旅客量指数。是旅客量指数。是旅客量指数。复相关系数复相关系数复相关系数复相关系数 r=0.981 r=0.981 1994 1994年做年做年做年做1010年年年年预测预测预测预测，用，用，用，用四种方法预测后取整：四种方法预测后取整：四种方法
12、预测后取整：四种方法预测后取整：20052005年西安机年西安机年西安机年西安机场场场场旅客年吞旅客年吞旅客年吞旅客年吞吐量吐量吐量吐量预测值预测值预测值预测值是是是是800800万。万。万。万。现现现现在在在在20052005年已年已年已年已经过经过经过经过去，西安机去，西安机去，西安机去，西安机场场场场20052005年年年年实际实际实际实际的旅客年吞吐量是：的旅客年吞吐量是：的旅客年吞吐量是：的旅客年吞吐量是：794794万。万。万。万。总体与样本总体与样本根据工作和研究的目的和对象，把在同一性质基础上结合起来的根据工作和研究的目的和对象，把在同一性质基础上结合起来的许多个别事物的整体称
13、为统计许多个别事物的整体称为统计“总体总体”。总体由许多总体由许多“个体个体”组成，可以是可列举的离散的个体，数量有组成，可以是可列举的离散的个体，数量有界，也可数量极大，看作无界，如世界人口；可以是连续变化的事物，界，也可数量极大，看作无界，如世界人口；可以是连续变化的事物，如气温、水深，也可看着数量无界。（大量性）如气温、水深，也可看着数量无界。（大量性）个体的某种属性可以量化而成个体的某种属性可以量化而成“指标指标”，如人的身高，人的年龄。，如人的身高，人的年龄。个体结合成总体，是各个个体相同性质指标的结合。（同质性）个体结合成总体，是各个个体相同性质指标的结合。（同质性）各个个体的指标
14、值是不相同的，存在差异。（差异性）各个个体的指标值是不相同的，存在差异。（差异性）对于个体数量巨大的总体和连续变化的事物，不能逐个一一调查、对于个体数量巨大的总体和连续变化的事物，不能逐个一一调查、测量，只能进行测量，只能进行“抽样抽样”调查和检测，抽取限的离散的调查和检测，抽取限的离散的“样本样本”。统计学研究如何获取样本，如何从样本分析了解总体的特征。统计学研究如何获取样本，如何从样本分析了解总体的特征。数学期望与方差数学期望与方差 正正正正态态态态分布随机分布随机分布随机分布随机变变变变量的量的量的量的数学数学数学数学期望是期望是期望是期望是 ，方差是，方差是，方差是，方差是 2 2。随
15、机随机随机随机试验试验试验试验的的的的平均平均平均平均值值值值 方差方差方差方差 2 2是：是：是：是：N=98N=98的一次二的一次二的一次二的一次二项项项项分布分布分布分布试验试验试验试验平均平均平均平均值值值值：61.3861.38标标标标准差：准差：准差：准差：12.8612.86=累积概率累积概率概率为概率为P（X）的随机变量的随机变量X，在在取值范围（取值范围（a，b）（）（ab)内内,X 取值小取值小于等于于等于 Xk 的概率之和：的概率之和：F(x)=P（x Xk）称为累积概率。称为累积概率。对对于离散随机于离散随机变变量：量：对对于于连续连续随机随机变变量，概率密度函数量，概
16、率密度函数为为 f(x)，累，累积积概率是：概率是：显显然，累然，累积积分布概率分布概率F(x)在在 x 取区取区间间（a，b）的最大）的最大值值 b 时时，为为 1：F(x=b)=1 对对于正于正态态分布，取分布，取值值区区间间是（是（，+）正正态态分布随机分布随机变变量（如量（如图图），累），累积积分布概分布概（x）就是就是图图中阴影部分的面中阴影部分的面积积。样本统计量的数字特征样本统计量的数字特征通过调查获取了大量的样本，如何从样本中分析得到统计对象的特性，需要通过调查获取了大量的样本，如何从样本中分析得到统计对象的特性，需要计算样本统计量的计算样本统计量的数字特征数字特征。实实际际上
17、，上，2960名个体，都有各自的身高，但数据太多、太名个体，都有各自的身高，但数据太多、太细细，简简化化为为分分组组表达表达。列表法列表法列表法列表法图示法图示法图示法图示法设对设对一个一个调查对调查对象采集的象采集的样样本数本数为为 n，各个各个样样本的数本的数值值是是 Xi（i=1、2、3、n）。平均值是各个样本值相加再除以样本数。它是最常用的统计量：平均值是各个样本值相加再除以样本数。它是最常用的统计量：平均平均年龄、平均身高、平均气温、平均分数等等。年龄、平均身高、平均气温、平均分数等等。方差是对每个样本值与平均值的差（相对于平均值的偏离）的平方方差是对每个样本值与平均值的差（相对于平
18、均值的偏离）的平方（把正负偏差都统一成正数）求平均。（把正负偏差都统一成正数）求平均。标准差是方差的开方标准差是方差的开方。上一届同学在建筑数学课堂上，每人当场上一届同学在建筑数学课堂上，每人当场上一届同学在建筑数学课堂上，每人当场上一届同学在建筑数学课堂上，每人当场测量自己心律的统计（次测量自己心律的统计（次测量自己心律的统计（次测量自己心律的统计（次/分钟），分钟），分钟），分钟），共共共共192192人人人人。平均数平均数平均数平均数标准差标准差标准差标准差2 2个班各个班各个班各个班各3030个学生，考个学生，考个学生，考个学生，考试试试试成成成成绩绩绩绩如下表所列如下表所列如下表所列
19、如下表所列分数分数959290888580787570656050甲班甲班13256521221乙班乙班235732332甲班平均成甲班平均成甲班平均成甲班平均成绩绩绩绩 =81.4 =81.4 标标标标准差准差准差准差 =10.310.3乙班平均成乙班平均成乙班平均成乙班平均成绩绩绩绩 =81.7,=81.7,标标标标准差准差准差准差 =7.87.8 两班两班两班两班平均平均平均平均成绩成绩成绩成绩 相差无几，相差无几，相差无几，相差无几，但但但但标准差标准差标准差标准差甲班比乙班大，表示甲班同学之间分甲班比乙班大，表示甲班同学之间分甲班比乙班大，表示甲班同学之间分甲班比乙班大，表示甲班同学
20、之间分数差距较大，而乙班同学之间差距较小，比较均匀。这从列表中也可以看出。数差距较大，而乙班同学之间差距较小，比较均匀。这从列表中也可以看出。数差距较大，而乙班同学之间差距较小，比较均匀。这从列表中也可以看出。数差距较大，而乙班同学之间差距较小，比较均匀。这从列表中也可以看出。把每个人的成把每个人的成把每个人的成把每个人的成绩绩绩绩从从从从大到小排列大到小排列大到小排列大到小排列，第第第第1515个人（人数的个人（人数的个人（人数的个人（人数的一半一半一半一半，n/2n/2 ）的成）的成）的成）的成绩绩绩绩称称称称为为为为中位数中位数中位数中位数，从上表中可以看出，甲班和乙班的中位数都是，从上
21、表中可以看出，甲班和乙班的中位数都是，从上表中可以看出，甲班和乙班的中位数都是，从上表中可以看出，甲班和乙班的中位数都是8585分。分。分。分。获获获获取了取了取了取了n n个个个个样样样样本，把各个本，把各个本，把各个本，把各个样样样样本本本本值值值值从大到小排列，第从大到小排列，第从大到小排列，第从大到小排列，第n/2n/2个个个个样样样样本本本本值值值值称称称称为为为为中位数中位数中位数中位数。中位数中位数一个幽默的故事：一个幽默的故事：亿亿万富翁比万富翁比尔尔盖茨和盖茨和 2 个个“穷穷光蛋光蛋”在一个房在一个房间间里，把里，把 3 个个人的人的财财富富进进行平均，求出行平均，求出平均
22、数平均数，然后宣布：，然后宣布：这这个房个房间间里的人，里的人，平均平均财财富富上上亿亿美美元元。但如果用。但如果用中位数中位数表述，即从富到表述，即从富到穷穷排排队队，中，中间间的那个人的的那个人的财财富，富，3个人中的个人中的第第2个人，是一个个人，是一个“穷穷光蛋光蛋”，全部家当是，全部家当是1万美元，得到万美元，得到中位数中位数只是只是1万美元万美元。所所以，在一个贫富差别很大的社会里，算人均量不能完全反映问题，还要用中位数。以，在一个贫富差别很大的社会里，算人均量不能完全反映问题，还要用中位数。当一个当一个对对象内部差异很大象内部差异很大时时，用平均数不如用中位数更能反映事物的特征。
23、，用平均数不如用中位数更能反映事物的特征。众数众数样本中中出现次数最多的样本值，用以描述集中趋势。样本中中出现次数最多的样本值，用以描述集中趋势。由由由由表列数据可以看表列数据可以看表列数据可以看表列数据可以看出，最多数的瓦工，每出，最多数的瓦工，每出，最多数的瓦工，每出，最多数的瓦工，每日砌日砌日砌日砌砖砖砖砖量是量是量是量是0.95m0.95m3 3。145145个人中有个人中有个人中有个人中有8080个人，所以个人，所以个人，所以个人，所以众数众数众数众数是是是是0.95m0.95m3 3。偏斜度的度量偏斜度的度量偏斜度的度量偏斜度的度量 当两个分布的平均数、中位数和众数的频率（不是数值
24、）都相同时，当两个分布的平均数、中位数和众数的频率（不是数值）都相同时，当两个分布的平均数、中位数和众数的频率（不是数值）都相同时，当两个分布的平均数、中位数和众数的频率（不是数值）都相同时，其分布形态也可能不一样，两者的比较要用到其分布形态也可能不一样，两者的比较要用到其分布形态也可能不一样，两者的比较要用到其分布形态也可能不一样，两者的比较要用到偏斜度偏斜度。MM0 0是众数是众数是众数是众数众数在频率分布的峰值处，中位数是样本数的一半处。众数在频率分布的峰值处，中位数是样本数的一半处。众数在频率分布的峰值处，中位数是样本数的一半处。众数在频率分布的峰值处，中位数是样本数的一半处。加权平均
25、值加权平均值 当样本各组数量不等时，引入当样本各组数量不等时，引入“权重权重”系数，即：各组数量占总系数，即：各组数量占总次数的比重。计算公式：次数的比重。计算公式：已知三个企业的工人数及月平均工资，计算这些企业共同的月平均工资：已知三个企业的工人数及月平均工资，计算这些企业共同的月平均工资：已知三个企业的工人数及月平均工资，计算这些企业共同的月平均工资：已知三个企业的工人数及月平均工资，计算这些企业共同的月平均工资：加权的概念还可以用于各样加权的概念还可以用于各样加权的概念还可以用于各样加权的概念还可以用于各样本的重要性、代表性不同（有点本的重要性、代表性不同（有点本的重要性、代表性不同（有
26、点本的重要性、代表性不同（有点类似代表会议的代表，不同地方类似代表会议的代表，不同地方类似代表会议的代表，不同地方类似代表会议的代表，不同地方的代表其所代表的人口数不同）。的代表其所代表的人口数不同）。的代表其所代表的人口数不同）。的代表其所代表的人口数不同）。几何平均值几何平均值几何平均值几何平均值 主要适用于比率、指数均值的计算，得出平均发展速度。主要适用于比率、指数均值的计算，得出平均发展速度。主要适用于比率、指数均值的计算，得出平均发展速度。主要适用于比率、指数均值的计算，得出平均发展速度。GDPGDP年增年增年增年增长长长长率率率率5 5年分年分年分年分别别别别是是是是10%10%，
27、12%12%，9%9%，8%8%，10%10%，这这这这5 5年年年年GDPGDP平均年增平均年增平均年增平均年增长长长长率就是率就是率就是率就是几何平均几何平均几何平均几何平均：为方便计算，两边取对数，再反解对数得真值。为方便计算，两边取对数，再反解对数得真值。累积分布数（值）累积分布数（值）对对于有差异于有差异变变化的化的对对象，例如交通噪声，只用平均象，例如交通噪声，只用平均值值(能量平均能量平均Leq)和中位和中位数数还还不能反映。例如夜不能反映。例如夜间间，一整夜（，一整夜（9小小时时）很安静，）很安静，Leq和中位数的分和中位数的分贝贝数都不数都不高，但有摩托高，但有摩托车飙车车飙
28、车，急，急驶驶而而过过，就把人吵醒。交通噪声分析和，就把人吵醒。交通噪声分析和评评价，就有价，就有“累累积积分布噪声分布噪声级级”LN（dB）：）：L1，L10，L50，L90。L1就是在就是在观观察察时间时间内（如夜内（如夜间间9小小时时），有），有1%的的时间时间，噪声，噪声级级（dB数）高数）高过这过这个个值值，是突，是突发发噪声；噪声；L50是中位数，是中位数，一半（一半（50%）的）的时间时间噪声噪声级级高于它，一半（高于它，一半（50%）的）的时间时间低于它；低于它；L10是噪声是噪声“峰峰值值”，L90就是就是“背景噪声背景噪声级级”。清清清清华华华华大学西北小区大学西北小区大学
29、西北小区大学西北小区2424小小小小时环时环时环时环境噪声境噪声境噪声境噪声测测测测量量量量对对对对于交通噪于交通噪于交通噪于交通噪声声声声评评评评价美国价美国价美国价美国采用采用采用采用L L1010，中，中，中，中国采用国采用国采用国采用LeqLeq，日本采用日本采用日本采用日本采用L L5050。Leq dB 工龄05年15年20年25年30年35年40年8000000000850 1 5 6 7 8 9 10 90900 04 4 14 14 161616 16 181820 20 21 21 950 7 24 28 29 31 32 29 1000123742454444411050
30、 18 53 5860 6261 54 1100 26 47 7878 77 72 62 噪声噪声劳动劳动保保护标护标准限准限值值 长长期在期在强强噪声噪声环环境下工作，会境下工作，会损损害工人的听力。各国都制定了噪声暴露的害工人的听力。各国都制定了噪声暴露的劳动劳动保保护护标标准，准，规规定每天定每天8小小时时工作工作连续连续暴露的等效暴露的等效连续连续噪声噪声级级Leq dB（A）的限）的限值值。依据是。依据是对对强强噪声暴露下的不同工噪声暴露下的不同工龄龄的工人（美国曾的工人（美国曾对纺织对纺织女工）的听力女工）的听力进进行行调查调查，国，国际标际标准化准化组织组织ISO根据各国的根据各
31、国的调查调查数据于数据于1971年曾公布不同年曾公布不同工龄（年）噪声暴露下工龄（年）噪声暴露下Leq dB（A）与噪）与噪声性耳声性耳聋发聋发病率的关系（病率的关系（%）。我国在上世我国在上世我国在上世我国在上世纪纪纪纪7070年代末年代末年代末年代末8080年代初，年代初，年代初，年代初，为为为为制定中国的噪声制定中国的噪声制定中国的噪声制定中国的噪声劳动劳动劳动劳动保保保保护标护标护标护标准，曾准，曾准，曾准，曾经对经对经对经对不同行不同行不同行不同行业业业业的一万的一万的一万的一万多个作多个作多个作多个作业场业场业场业场所的噪声状况所的噪声状况所的噪声状况所的噪声状况进进进进行了行了行
32、了行了调查调查调查调查。但在确定限。但在确定限。但在确定限。但在确定限值时发值时发值时发值时发生了争生了争生了争生了争议议议议，国，国，国，国际际际际上北欧、上北欧、上北欧、上北欧、苏联苏联苏联苏联、东东东东欧的欧的欧的欧的限限限限值值值值是是是是85 dB85 dB，美国、英国、日本的限，美国、英国、日本的限，美国、英国、日本的限，美国、英国、日本的限值值值值是是是是90dB90dB。中国的。中国的。中国的。中国的现现现现状条件比美、日差，有人提出中国定在状条件比美、日差，有人提出中国定在状条件比美、日差，有人提出中国定在状条件比美、日差，有人提出中国定在90 dB90 dB较为较为较为较为
33、确当；但另一种意确当；但另一种意确当；但另一种意确当；但另一种意见说见说见说见说，美、日是，美、日是，美、日是，美、日是资资资资本主本主本主本主义义义义国家，中国是社会主国家，中国是社会主国家，中国是社会主国家，中国是社会主义义义义国家，国家，国家，国家，应该应该应该应该关心工人，关心工人，关心工人，关心工人，限限限限值应值应值应值应定在定在定在定在85dB85dB。当。当。当。当时纺织时纺织时纺织时纺织工工工工业业业业部和机械工部和机械工部和机械工部和机械工业业业业部的代表反部的代表反部的代表反部的代表反对对对对，即使定，即使定，即使定，即使定90 dB90 dB实际实际实际实际也也也也难难
34、难难以以以以执执执执行。最后行。最后行。最后行。最后没有形成没有形成没有形成没有形成“国家国家国家国家标标标标准准准准GB”GB”，只是由，只是由，只是由，只是由劳动劳动劳动劳动部和部和部和部和卫卫卫卫生部生部生部生部发发发发了一个了一个了一个了一个“通知通知通知通知”，对对对对于新建和于新建和于新建和于新建和扩扩扩扩建工厂要求建工厂要求建工厂要求建工厂要求85 85 dBdB，现现现现有工厂可以是有工厂可以是有工厂可以是有工厂可以是90dB90dB。1010年以后，制定国家年以后，制定国家年以后，制定国家年以后，制定国家标标标标准，限准，限准，限准，限值值值值是是是是90 dB90 dB。保
35、。保。保。保护护护护85%85%左右的工人。左右的工人。左右的工人。左右的工人。反映反映贫贫富差异的富差异的“基尼系数基尼系数”，实质实质上就是上就是财财富按人口的富按人口的累累积积分布分布：把人口：把人口按按财财富从低到高累富从低到高累积积，同，同时计时计算算财财富的累富的累积积。如果，人口累。如果，人口累积积和和财财富累富累积积“同步同步”，人口累，人口累积积到到10%，财财富也累富也累积积到到10%，人口累，人口累积积到到50%，财财富也累富也累积积到到50%，人口累，人口累积积到到100%，财财富也累富也累积积到到100%，这这就是基尼系数就是基尼系数为为0，财财富分配富分配绝对绝对平
36、等。如果人口累平等。如果人口累积积到到90%，财财富累富累积积才到才到15%，也就是，剩下的，也就是，剩下的10%的人口的人口占有社会占有社会85%的的财财富，富，贫贫富差距太大，社会富差距太大，社会财财富分配不公。富分配不公。图中绿线代表绝对平均状态，人口图中绿线代表绝对平均状态，人口累积与财富累积同步；蓝线代表绝对不累积与财富累积同步；蓝线代表绝对不平均（即所有财富被一个人占有）；红平均（即所有财富被一个人占有）；红线代表某种实际情况。绿红两线之间的线代表某种实际情况。绿红两线之间的面积与绿蓝两线之间的面积之比就是面积与绿蓝两线之间的面积之比就是“基尼系数基尼系数”G。图中绿线和红线之间的
37、。图中绿线和红线之间的面积越小，财富分配越平等。绿线代表面积越小，财富分配越平等。绿线代表G=0，蓝线蓝线代表代表G=1。一般。一般发发达国家的基达国家的基尼系数在尼系数在0.24到到0.36之之间间，美国偏高，美国偏高，为为0.4。我国基尼系数已从改革开放初的。我国基尼系数已从改革开放初的0.28上升到上升到2007年的年的0.48，近两年，近两年还还不断不断上升，上升，实际实际已超已超过过了了0.5，这这是十分是十分严严重重的信号。的信号。建筑设计中的人体尺寸建筑设计中的人体尺寸建筑的使用者是人，人体各部在各种活动形态的尺寸与建筑设计密切相建筑的使用者是人，人体各部在各种活动形态的尺寸与建
38、筑设计密切相关。人的身高是最基本、最重要的人体尺寸。但个人的身高各不相同，需要关。人的身高是最基本、最重要的人体尺寸。但个人的身高各不相同，需要了解一个国家、一个地区众多人口中，身高的分布情况。了解一个国家、一个地区众多人口中，身高的分布情况。建筑设计资料集（建筑设计资料集（1）（第二版）（第二版）建筑工建筑工业业出版社出版社 1994年出版年出版 人体高度是搜集了人体高度是搜集了人体高度是搜集了人体高度是搜集了240240万人的万人的万人的万人的资资资资料，料，料，料，测测测测量了量了量了量了2 2万万万万5 5千人得到的。千人得到的。千人得到的。千人得到的。现现现现在中国人的身高有所增加。
39、在中国人的身高有所增加。在中国人的身高有所增加。在中国人的身高有所增加。建筑与气候密切有关，各地的建筑与气候密切有关，各地的建筑与气候密切有关，各地的建筑与气候密切有关，各地的气候、气象的统计数据气候、气象的统计数据气候、气象的统计数据气候、气象的统计数据是是是是重要的建筑设计参数。包括：重要的建筑设计参数。包括：重要的建筑设计参数。包括：重要的建筑设计参数。包括：气温气温气温气温：年平均气温、最冷月平均气温、最热月平均气温，最大日较：年平均气温、最冷月平均气温、最热月平均气温，最大日较：年平均气温、最冷月平均气温、最热月平均气温，最大日较：年平均气温、最冷月平均气温、最热月平均气温，最大日较
40、差（昼夜温差）、极端最高气温、极端最低气温；用于建筑保温、隔热、差（昼夜温差）、极端最高气温、极端最低气温；用于建筑保温、隔热、差（昼夜温差）、极端最高气温、极端最低气温；用于建筑保温、隔热、差（昼夜温差）、极端最高气温、极端最低气温；用于建筑保温、隔热、采暖、空调、节能设计等。采暖、空调、节能设计等。采暖、空调、节能设计等。采暖、空调、节能设计等。风风风风向与风速（全年、冬季、夏季）；用于建筑和小区的通风、防风向与风速（全年、冬季、夏季）；用于建筑和小区的通风、防风向与风速（全年、冬季、夏季）；用于建筑和小区的通风、防风向与风速（全年、冬季、夏季）；用于建筑和小区的通风、防风设计，机场选址和
41、规划，跑道方向要选全年主导风向。还有最大风速用设计，机场选址和规划，跑道方向要选全年主导风向。还有最大风速用设计，机场选址和规划，跑道方向要选全年主导风向。还有最大风速用设计，机场选址和规划，跑道方向要选全年主导风向。还有最大风速用于确定建筑风荷载。于确定建筑风荷载。于确定建筑风荷载。于确定建筑风荷载。最大降最大降最大降最大降雨雨雨雨强度决定屋面排水设计、城市排水系统设计和防（雨）洪强度决定屋面排水设计、城市排水系统设计和防（雨）洪强度决定屋面排水设计、城市排水系统设计和防（雨）洪强度决定屋面排水设计、城市排水系统设计和防（雨）洪规划。规划。规划。规划。最大降最大降最大降最大降雪雪雪雪强度决定
42、屋面雪荷载和道路积雪。强度决定屋面雪荷载和道路积雪。强度决定屋面雪荷载和道路积雪。强度决定屋面雪荷载和道路积雪。以上这些数据（各地不同）都有资料可查，也有设计规范（如建以上这些数据（各地不同）都有资料可查，也有设计规范（如建以上这些数据（各地不同）都有资料可查，也有设计规范（如建以上这些数据（各地不同）都有资料可查，也有设计规范（如建筑荷载规范加以规定。筑荷载规范加以规定。筑荷载规范加以规定。筑荷载规范加以规定。哈尔滨北 京 武 汉广 州吐鲁番 纬度(北纬)454539573038230043最冷月平均温度/极端最低最热月平均温度/极端最高最热月14:00平均温度年平均日较差/年较差-19.4
43、/-38.122.8/36.427.011.7/42.2-4.6/-27.425.8/40.630.011.4/30.4-3.0/-18.128.8/39.433.08.6/25.813.3/0.028.4/38.731.07.6/15.1-9.5/-28.032.7/47.636.014.3/42.2最冷月平均相对湿度最热月平均相对湿度74%77%45%78%76%79%70%83%59%31%一日最大降雨量(mm)平均年降水量(mm)最大积雪厚度(mm)104.8535.8410244.2627.6240317.41230.6320284.91705.015.836.0170冬季平均风速(
44、m/s)夏季平均风速(m/s)30年一遇最大风速 3.63.526.82.81.923.72.62.521.92.21.828.30.92.235.8几个城市的气候数据几个城市的气候数据把某地各个方向风向出现的把某地各个方向风向出现的频率标示在极坐标上就得到频率标示在极坐标上就得到风玫风玫瑰图瑰图：误差与误差控制误差与误差控制 在建筑方案在建筑方案设计设计的的说说明中，明中，经经常会看到有人常会看到有人对总对总建筑面建筑面积积的的计计算非常算非常“精确精确”，例如，例如，32412.4 m2。这这表示他没有表示他没有误误差理差理论论的概念。的概念。1）缺乏）缺乏“绝对误绝对误差差”的概念。的概
45、念。3万多平米的方案万多平米的方案设计设计，如何精确，如何精确计计算到算到0.1m2，有没有必要精确到，有没有必要精确到0.1m2？2）缺乏缺乏“相相对误对误差差”的概念。方案的概念。方案设计设计，面，面积积控制在控制在5%范范围围内，已内，已是相当可以了。而相是相当可以了。而相对误对误差在差在5%之内，就是之内，就是2位有效数字即可，用位有效数字即可，用3万万2千千（3.2万）万）m2表示就行了。表示就行了。在建筑构造、建筑在建筑构造、建筑节节点点设计设计中，没有精度控制的概念，中，没有精度控制的概念，标标注的都是名注的都是名义义尺寸。而机械加工尺寸。而机械加工图纸图纸要要标标示加工尺寸的示
46、加工尺寸的误误差控制范差控制范围围，50mm0.1mm，100mm 0.1%，有的，有的规规定只允定只允许许正偏差，有的只允正偏差，有的只允许许正正负负偏差，或正偏差，或正负负偏差不一偏差不一样样；还还有表面光有表面光洁洁度的控制。度的控制。随着随着对对建筑精致性的呼吁，和制造建筑精致性的呼吁，和制造业业越来越越来越进进入建筑入建筑业业，建筑，建筑师应该师应该有制造有制造业业的基本常的基本常识识：误误差理差理论论、精度控制、公差配合、互、精度控制、公差配合、互换换性理性理论论。建。建筑学筑学专业课专业课程教学也要有程教学也要有这这方面知方面知识识的内容。的内容。无无论论建造和制造，加工什么零件
47、、部件都有建造和制造，加工什么零件、部件都有设计设计尺寸（尺寸（图纸图纸尺寸）的尺寸）的要求，但加工好的成品的尺寸与要求，但加工好的成品的尺寸与设计设计要求的名要求的名义义尺寸并不能尺寸并不能绝对绝对相符，相符，总总因因为为各种因素会造成与名各种因素会造成与名义义尺寸的微小差尺寸的微小差别别，即，即“误误差差”。加工。加工设备设备和工和工艺艺的系的系统问题统问题会会产产生生系系统误统误差差，非系，非系统统性因数造成性因数造成误误差服从随机分布差服从随机分布规规律。律。对于系统性误差，要设法避免和改进，对对于系统性误差，要设法避免和改进，对随机误差随机误差，要进行控制，把误差，要进行控制，把误差
48、限制在允许的范围内。限制在允许的范围内。“绝对误绝对误差差”，是，是实际实际尺寸与尺寸与设计设计的名的名义义尺寸的差尺寸的差值值，例如，例如设计设计直径是直径是30mm，成品直径是，成品直径是30.03mm，大了，大了0.03mm，这这就是就是绝对误绝对误差差0.03mm，如果成品直径是，如果成品直径是29.96mm，小了，小了0.04mm，绝对误绝对误差是差是0.04mm。绝对绝对误误差与名差与名义义尺寸的比（尺寸的比（%数）是数）是“相相对误对误差差”。前一个的相。前一个的相对误对误差是差是0.1%，后者是，后者是0.133%。完全避免完全避免误误差出差出现现不可能，不可能，误误差大了又影
49、响使用性能和外表美差大了又影响使用性能和外表美观观，所，所以要有以要有“误误差控制差控制”：消除系：消除系统误统误差，把随机差，把随机误误差控制在允差控制在允许许范范围围内。内。误差控制，举个例子，对于要插入孔的圆轴（点接式玻璃幕墙的金属误差控制，举个例子，对于要插入孔的圆轴（点接式玻璃幕墙的金属轴和玻璃上的孔）的加工。如果轴的直径出现正误差，轴粗了，插不进去轴和玻璃上的孔）的加工。如果轴的直径出现正误差，轴粗了，插不进去孔；出现负误差，轴细一点，可以插进去，但负误差大了，就会哐当。所孔；出现负误差，轴细一点，可以插进去，但负误差大了，就会哐当。所以对轴加工的直径尺寸要有以对轴加工的直径尺寸要
50、有“误差控制误差控制”。对于孔，正好相反，孔径不能。对于孔，正好相反，孔径不能小了，要大一点，但也不能太大。于是轴与孔的误差控制还需要相互配合小了，要大一点，但也不能太大。于是轴与孔的误差控制还需要相互配合“公差配合公差配合”。晶艺玻璃幕墙公司的老总对我说：他们对点接式玻璃。晶艺玻璃幕墙公司的老总对我说：他们对点接式玻璃幕墙轴、孔加工精度控制在幕墙轴、孔加工精度控制在0.01mm。门窗尺寸与墙预留洞口尺寸也有误。门窗尺寸与墙预留洞口尺寸也有误差控制和配合的问题。差控制和配合的问题。制造制造制造制造业业业业的加工的加工的加工的加工图图图图上都要表示上都要表示上都要表示上都要表示精度精度精度精度（