[教育学]02第2章第12节 绕日运动和太阳辐射.ppt

第 二 章 建 筑 外 环 境 分析影响室内环境的因素 外扰：建筑外环境 气温、湿度、太阳辐射、风速和风向、降水、邻室的温湿度 通过热交换和空气交换影响房间的环境 取决于太阳辐射、人类的生产活动 内扰 照明、人员、设备、建筑和装饰材料 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 时差 地球的运动 地球与太阳的相对位置 地理概念：经度和纬度 时间概念一：平均太阳时与标准时 平均太阳时是以太阳通过该地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。 这样经度不同的地方，正午时间均不同，使用起来不方便。 因此，规定在一定经度范围内统一使用一种标准时间，在该范围内同一时刻的钟点均为相同。 时间概念一：平均太阳时与标准时 规定在一定经度范围内统一使用一种标准时间，在该范围内同一时刻的钟点相同。 把全世界按地理经度划为24个时区，每个时区包含地理经度15o。 每个时区都按它的中央子午线的平均太阳时为计时标准，称为该时区的标准时。相邻两个时区的时差为1小时。 标准时与地方平均太阳时的关系 T ——当地真太阳时， h ； Tm——该时区平均太阳时（标准时），h ； L ——当地子午线的经度，deg； Lm——该时区中央子午线所在处的经度，deg ； e ——时差，真太阳时与当地平均太阳时之间的差值； 东半球取正值，西半球取负值。 时间概念二：世界时与北京时间 经国际协议，以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时，称为“世界时”。 以本初子午线东西各7.5o为零时区，向东西各分12个时区。 时间概念二：世界时与北京时间 我国从东5时区到东9时区，横跨5个时区。 我国统一采用东8时区的时间，即以东经120o的平均太阳时为中国的标准，称为“北京时间”。 北京时间与世界时相差8小时，即北京时间等于世界时加上8小时。 北京时间比伦敦时间早8小时，比东京晚1小时，比莫斯科早5小时，比华盛顿早13小时。 太阳与地球间的几何关系 太阳与地球的中心连线上，地球表面某点至太阳的张角仅32分，可近似地将太阳投射到地球上的光线视为一组平行光束。 地球与太阳的相对运动 夏至和冬至时太阳的位置 地球与太阳的相对位置 地球上某一点与太阳的相对位置可以用以下量来表示： 纬度φ 太阳赤纬 d 时角 h 太阳高度角β 方位角 A 纬度φ 地球表面某地的纬度是该点对赤道平面偏北或偏南的角位移 ——表示观察点的位置 太阳赤纬 d 地球在公转中，阳光直射地球的变动范围用赤纬 d 来表示。 赤纬是太阳光线与地球赤道平面之间的夹角。 它是随地球在公转轨道上的位置、即日期的不同而变化的——表示季节（日期）的变化。 全年的赤纬在+23.5o～-23.5o之间变化。 从而形成了一年中春、夏、秋、冬四季的更替。 时角 h 时角是指OP线在地球赤道平面上的投影与当前时间12点时日、地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角 ——表示时间的变化 当地时间12点时的时角为零，前后每隔一小时，增加 360o/4＝15，如 10点和14点均为 15×2＝30o。 太阳高度角β和方位角 A 地球上某一点所看到的太阳方向，称为太阳位置。 常用两个角度来表示： 太阳高度角β为太阳方向与水平面的夹角。 太阳方位角A为太阳方向的水平投影偏离南向的角度。 影响β和A的因素 纬度φ ——表示观察点的位置 太阳赤纬 d ——表示季节（日期）的变化 时角 h ——表示时间的变化 第 二 节 太 阳 辐 射 第二节内容 太阳常数与太阳辐射的电磁波 太阳常数 太阳波谱 大气层对太阳辐射的作用 大气层对太阳辐射的作用 太阳直射辐射强度 建筑物各表面所受到的太阳辐射强度 日照的作用与效果 日照的作用 建筑对日照的要求 太阳常数 I0 太阳直径相当于地球110倍，其表面温度约为6000K左右，内部温度则高达 2×107K。 太阳表面不断以电磁辐射形式向宇宙空间发射巨大的能量。 太阳辐射热量的大小用辐射强度 I 来表示。 辐射强度 I 是指1m2黑体表面在太阳辐射下所获得的热量值，单位为W／m2。 太阳辐射热强度可用仪器直接测量。 在地球大气层外，太阳与地球的平均距离处，与太阳光线垂直的表面上的辐射强度 I0= 1353 W／m2，称为太阳常数。 电磁波谱 波长 0.1~100 μm的电磁波称热射线，其中包括可见光、部分紫外线和红外线。 太阳辐射波谱 当太阳辐射透过大气层时，由于大气对不同波长的射线具有选择性的反射和吸收作用，因此，在不同的太阳高度