朱颖心《建筑环境学》课件 第2章_建筑外环境1.ppt

第二章 建筑外环境 清华大学 建筑学院 建筑技术科学系 为什么要考虑建筑外环境? 建筑物所在地的气候条件，会通过围护结构，直接影响室内的环境，为得到良好的室内气候条件以满足人们生活和生产的需要，必须了解当地各主要气候要素的变化规律及其特征。 一个地区的气候是在许多因素综合作用下形成的。对建筑密切有关的气候要素有：太阳辐射、气温、湿度、风、降水等等。 本章内容要点 宏观气候?太阳辐射作用与地球气候特点 地球绕日运动规律 太阳辐射 室外气候 大气压力、风、气温、天空温度、地温、湿度、降水 微观气候?人类营造活动形成的局部微气候 城市风场、城市热岛、建筑日照 我国气候分区特点 第一节 地球绕日运动的规律 经度和纬度 第一节 地球绕日运动的规律 某地的真太阳时T 当地的钟表时间T0就是 忽略了时差e 的当地平均太阳时。 问题：西安的真太阳时和北京时间差多少? 第一节 地球绕日运动的规律 太阳的位置与日照的关系 赤纬 ：太阳光线与地球赤道平面之间的夹角 南北回归线 赤纬和太阳高度角有什么区别？时角和太阳方位角有什么区别？ 第二节 太阳辐射 太阳总辐射能量比例 太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。 大气层对太阳辐射的吸收 超短波 X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2及其它大气成分强烈吸收 短波 受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射，使得天空呈现蓝色 紫外线被大气中的臭氧所吸收 长波 被CO2和水蒸气等温室气体所吸收 剩下的 可见光＋近红外线 落到地球上的太阳辐射能量 由三部分组成 直射辐射：为可见光和近红外线 散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射，为可见光和近红外线 大气长波辐射：大气（水蒸汽和CO2）吸收后再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小，可以忽略。 所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分 太阳辐射能的去向 太阳辐射能与太阳高度角 大气层质量 m 太阳日总辐射照度与朝向 地点：北纬40° 关于太阳高度角 太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相关，从而影响日射强度。太阳高度角低则日射强度小 冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角高 清晨和傍晚太阳高度角低，中午太阳高度角高 高纬度地区太阳高度角低，低纬度地区太阳高度角高 太阳高度角冬夏不同 大气透明度 定义：I1/I0 = P = exp (-kL)，P＝1 最透明 变化范围：0.65~0.75，在一个月份的晴天中可近似认为是常数 我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明 我国的大气透明度分区 第三节 室外气候 自然的微气候 大气压力 风 空气温度 有效天空温度 地层温度 空气湿度 降水 大气压力 大气压力随海拔高度而变 在同一位置，冬季大气压力比夏季大气压力高，变化范围5％以内 海平面大气压力称作标准大气压，为101325 Pa 或 760 mmHg 大气压力变化 风 风的成因 大气环流：造成全球各地差异 赤道和两极温差造成 地方风：造成局部差异，以一昼夜为周期 地方性地貌条件不同造成，如海陆风、山谷风、庭院风、巷道风等 季风：造成季节差异，以年为周期 海陆间季节温差造成，冬季大陆吹向海洋，夏季海洋吹向大陆 大气环流 赤道得到太阳辐射大于长波辐射散热，极地正相反。地表温度不同是大气环流的动因，风的流动促进了地球各地能量的平衡。 风的测量 测量开阔地面 10m 高处的风向和风速作为当地的观测数据Vmet 风速有梯度，地面为 0 m/s，可认为按幂函数规律分布，如高度h处： 蒲福风力等级表 风玫瑰图 北京地区的风玫瑰图 海陆风和山谷风 空气温度 主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。 空气与地表面以导热、对流和长波辐射形式进行热交换而被加热或冷却??以对流为主。对短波辐射几乎是透明体。 空气温度是如何产生变化的？ 白天地表温度升高与空气温度升高，谁是诱因？ 夜间地表温度降低与空气温度降低，谁是诱因？ 白天和夜间的空气垂直分布应该是怎么样的？ 空气温度 日较差：一日内气温的最高值和最低值之差。 年较差：一年内最冷月和最热月的月平均气温差。 年平均温度：向高纬度地区每移动 200~300 km 降低1℃。 空气温度的日变化 ??武汉九月初一天的气象数据 一天中最高气温一般出现在下午2~3时，最低气温一般出现在凌晨4~5时 空气温度的年变化 ??武汉某年的气象数据 一年中最热月一般在7、8月份，最冷月一般在1、2月份。 逆温层 空气温度的