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建筑环境必须与自然环境保持良好的空气、水、能源等生态循环，才能支撑人类的生存发展。目前建筑环境有两方面问题仍待解决：一方面，通过城市环境，建立和保持建筑环境与自然环境的良性生态循环是人类的一个难题；另一方面，建筑环境在为人类生存发展提供条件的同时，消耗了大量能源，能耗已占社会总能耗的1/3左右，在全球能源紧缺、地球温室效应日渐显著的严峻形势下，提高建筑能源利用效率是人类的又一个重大课题。
不同功能的建筑环境，对物质、能量、信息有着不同的要求。空气、水是建筑环境最为重要的基本物质流。通风、给水排水是调控建筑环境的空气、水这两大物质流的工程技术手段；它们主要的理论基础是流体力学。供热（冷）、供配电、燃气供应是调控建筑环境能量流的工程技术；其中，供热（冷），供燃气工程技术的理论基础是流体力学、传热学和工程热力学；供配电工程技术的理论基础是电工学。建筑智能化是调控建筑环境信息流的工程技术，其理论基础是计算机和信息科学。因此，必须掌握这些理论基础才能有效研发和正确应用调控建筑环境的工程技术。
一部人类建筑技术的发展史，实际上就是人类的文明史。远古时代的人类，就已经有了用天然材料（竹木、泥沙、石块，甚至在极地地区用冰雪）建造的建筑。那时的建筑，只能起到为人类遮风避雨和防止野兽侵扰的掩蔽所的作用。尽管在人类5000年历史中，有许多载入史册的著名建筑，但它们作为掩蔽所的本质并没有改变。那时的建筑基本上是不耗能的。人类生存和生活所必需的能源，也是取之于自然。例如，人类用薪柴或经过一定加工的木炭煮饭取暖、用植物油点灯照明，到后来用窑存的天然冰或用人力水车洒水降温。由于当时人类所掌握的技术手段十分有限，因此自然生态没有被破坏。天然能源再生的速度远远高于人类消耗的速度。人类在自然界面前显得很渺小，因而只能对大自然顶礼膜拜。在长期的农业社会里，人类仅有的一些改造自然的壮举（例如中国古代的都江堰工程）也直线与保护自己、趋利避害。
到了17世纪工业革命之后，人与自然的关系发生了根本的变化。掌握了以不可再生能源为基础的现代动力机械，人类开始向自然界掠取资源。新材料（混凝土、玻璃、钢铁）和新技术（电气照明、电梯、锅炉、空调）是人类建筑从掩蔽所逐渐走向追求舒适、方便的舒适建筑阶段。例如，从20世纪初开始的对建筑物室内舒适性的研究，历史百年，迄今为止没有得出像物理学定律那样的十分肯定的结论。现代建筑越来越像一个个封闭的、与世隔绝的人造生物圈。“躲进小楼成一统，管它冬夏与春秋”，在空调和电气照明所文持的人工环境中，寒暑和昼夜这类自然规律已经完全不起作用了。
20世纪60年代末和70年代初的两次中东战争，导致石油输出国对美国、日本等国家实行石油禁运，使发达国家经历了严重的石油危机。美、日等国不得不严格限制用能。由于发达国家的建筑能耗占其总能耗的1/3，因此建筑成了限制用能的首当其冲的受害者。建筑节能也从此提上各国政府和学者的议事日程。在资源紧缺的条件下，建筑节能的目标被锁定为节约用能、限制用能。美国由白宫带头，降低室内采暖设定温度。
世界各国的学者分别从各自所从事的学科角度出发，对可持续发展作了定义，据说有98种之多。其中在最一般的意义上为世人所广泛接受和认同的是由挪威前首相布伦特兰夫人主持的联合国世界环境与发展委员会提出的可持续发展的概念，即在联合国环境规划署第15届理事会通过的《关于可持续发展的声明》中所指出的：“可持续的发展，系指满足当前需要而又不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展，而且绝不包含侵犯国家主权的含义。联合国环境规划署理事会认为，要达到可持续的发展，涉及国内合作和跨越国界的合作。可持续发展意着走向国家和国际的公平，包括按照发展中国家的国家发展计划的轻重缓急及发展目的，向发展中国家提供援助。此外，可持续发展意着要有一种支援性的国际经济环境，从而导致各国特别是发展中国家的持续经济增长与发展，这对于环境的良好管理也是具有很大的重要性的。可持续发展还意着文护、合理使用并且提高自然资源基础，这种基础支撑着生态抗压力及经济的增长。再者，可持续的发展还意着在发展计划和政策中纳入对环境的关注和考虑，而不代表在援助或发展资助方面的一种新形式的附加条件。”