3建筑物理热工学-建筑气候.ppt

第三章 建筑气候 气候： 大气多年（几十或几百年）的平均状态（气温、气压、湿度、风、降水） 形成因素：太阳辐射、大气环流、下垫面性质等 建筑气候： 建筑～气候（相互作用和影响关系） 大气候背景下应用于建筑领域的局部微气候 营造适应当地气候特征的建筑物 第三章 建筑气候 建筑日照与太阳辐射 气温 风、降水与湿度 城市气候 建筑气候区划和建筑热工设计分区 中国建筑气候特征和建筑基本要求 建筑日照与太阳辐射 建筑对争取日照的需求 建筑对避免日照的需求 地球绕太阳运行的规律 太阳赤纬角 太阳位置的确定 建筑日照设计方法 太阳辐射原理 太阳辐射过程 到达地面的太阳辐射 到达地面的太阳辐射 到达地面的太阳辐射 到达地面的太阳辐射 到达地面的太阳辐射 到达地面的太阳辐射 太阳光谱的变化 气温 气温概述 气温的影响因素 气温的分布特点 室外计算温度 冬季地表温度分布 夏季地表温度分布 地温垂直分布 地温垂直分布 风、降水与湿度 城市气候 §3－5 建筑气候区划和建筑热工设计分区 地表以下具有冬暖夏凉的特点 太阳辐射在地球照射不均匀造成赤道和两极间的温差，由此引发的大气运动。 是造成各地气候差异的主要原因之一。 大气环流 由地表水陆分布、地势起伏、表面覆盖等地方性条件不同引起。 海陆风、山谷风、季风、庭院风及巷道风等。 温度差驱动自然对流。 地方风 海陆风 地方风 山谷风 地方风 季风 冬季 海陆风 夏季 冬季 风玫瑰图 冬季 风向＋风速＋频率＝风玫瑰图 风玫瑰图 冬季 风向频率分布图 风速频率分布图 城市规划风向分区图 季节变化区 主导风向区 全年西风 主导风向区 冬季西风 夏季东风 主导风向区 全年西南风 无主导 风向区 准静风区 * * 气候→建筑 建筑→气候 气候建筑 建筑对日照的需求（争取、避免） 地球绕太阳的运行规律 太阳在天空中的位置 建筑日照设计方法 太阳辐射过程 到达地面的太阳辐射 生物体新陈代谢（幼儿活动室、蔬菜大棚） 紫外线预防治疗疾病（重大卫生意义）（病房） 红外线和可见光在冬季照射进入室内，取暖和干燥（降低采暖能耗） 增强建筑物的立体艺术感 采光照明 过量日照造成室内过热（夏季防热－遮阳） 阳光直射产生眩光，易疲劳，损害视力，降低工作效率（厂房车间） 阳光直射引起物品的褪色或变质（档案室、药品室） 阳光直射某些化学药品引发爆炸（化学品生产车间） ★ 66°33′ 地轴 黄道面 太阳赤纬角 －23°27′ 春季 秋季 夏季 冬季 太阳光线与地球赤道平面的夹角： δ－太阳赤纬角 J －从1月1日算起的天数 从赤道面算起，北向为正，南向为负 －23°27′≤δ≤23°27′ 阳光直射的地理纬度 不同季节的表征 ★ 太阳位置用太阳高度角和太阳方位角表示。 太阳高度角hs：太阳光线与地平面的夹角。 太阳方位角As：太阳光线在地平面上的投影与地平面正南子午线的夹角。 一天之中太阳位置如何变化？ （1）日出、日落时刻的太阳高度角为0，正午时刻的太阳高度角最大，此时太阳位于正南或正北。 （2）太阳方位角以正南为0，顺时针为正，表示太阳位于下午的范围；逆时针为负，表示太阳位于上午的范围。 （4）上、下午太阳的位置对称于正午。 纬度提高，太阳高度角如何变化？ 冬季和夏季相比太阳高度角如何变化？ 太阳高度角hs的计算公式： φ——地理纬度，（°）； δ——太阳赤纬角， （°） ； Ω——时角， （°） 。 太阳方位角As的计算公式： 地球自转一周360°需24小时，因而每小时太阳移动的角度为15°，于是 Ω－地方太阳时对应的时角，正午为0，上、下午对称，上午为负，下午为正； t－地方太阳时：考虑时差。 时角Ω 城乡规划、道路网方位、居住区位置 建筑物体形、朝向和间距 采光口位置、形状和大小 遮阳构件的形式、尺寸与构造 ★ 太阳是一个直径相当于地球110倍的高温气团，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出巨大的能量，其辐射波长范围为从波长为0.1m?的X射线到波长达100m的无线电波。 地球接受的太阳辐射能约为1.7×1014kw，占太阳辐射总能量的二十亿分之一左右。 太阳辐射是地球上所有能源的根本来源，气温变化、风的形成等气象现象直接或间接受其影响。 直射 散射 ★ 直射辐射照度（法线面）： IDN－法线面上的直射辐射照度，w/m2； Io－太阳常数＝1367 w/m2； P－大气透明度； M－大气质量； 6 5 4 4 3 3 2 直射辐射照度（水平面）： r－墙面法线与阳光投影线的夹角 直射辐射照度（垂直面）： h s I DN 散射辐射照度（水平面）： 散射辐射照度（垂直面）： 地面反射辐射照度（水平面）： －地面对太阳辐射的发射率（％） 地面反射辐射