02建筑节能--气候学与气候分区.pdf

第二章建筑节能气候学与气候分区 • 2.1 建筑节能气候学基本知识 • 2.2 建筑节能气候学特征参数 • 2.3 建筑节能天气过程 • 2.4 建筑节能气象模型 • 2.5 建筑节能气候分区 2.1 建筑节能气候学基本知识 • 在一给定区域内的“气候”，取决于若干种要 素的变化特性以及它们的组合情况。当研 究人的舒适感及建筑设计时，涉及的主要 气候要素有：太阳辐射，对天空的长波辐 射，空气温度和湿度，风及雨、雪等。每 一种因素直接与人的舒适感有关，对建筑 热环境有显著影响，对暖通空调设备的能 效有显著影响。 2.1 建筑节能气候学基本知识 • 气象学书籍在讨论某一区域的气候时，取 各种因素长期的平均值作为依据。 • 但是，逐日、逐年的变化可能是很大的， 要考虑到与此平均值产生的偏差。 • 在建筑节能中，极端条件及其可能出现的 频率，持续的时间，常比平均值更为重 要。 2.1.1太阳辐射 • 太阳辐射是来自太阳的电磁波辐射。在地 球表面上，太阳光谱的波长范围约在 0.28~3.0微米之间。太阳光谱可大致划分为 三个区段：紫外线，可见光，红外线。其 中，只有0.4~0.76微米这一小部分是人眼可 见的光线，起自然采光作用，小于0.4微米 的波段为紫外线辐射，波长大于0.76微米者 为红外线。虽然太阳辐射的最大强度（峰 值）位于可见光的范围内，但半数以上的 能量是以红外辐射放射出来的。 2.1.1太阳辐射 • 在大气层上界的太阳辐射能，随太阳与地 球之间的距离以及太阳的活动情况而变 化，其范围为1.8~2.0卡/厘米2·分，平均值 为1.97卡/ （厘米2·分），此值称为太阳常 数。当太阳辐射透过地球的大气层时，其 强度将减弱，而且光谱的分布也因大气层 的吸收、反射与散射而改变。 2.1.1太阳辐射 • 太阳辐射按照其波长的不同而在大气层内被有选择地吸 收。大部分紫外线及全部波长小于0.288微米的辐射线均 被臭氧所吸收，还有相当一部分红外线则被水汽及二氧化 碳所吸收。反射主要发生于小水滴，并且实际上是无选择 性，因此反射辐射的光谱分布和原来的一样，故反射光仍 为白色。当太阳辐射入射到其大小接近或小于波长的分子 及微粒上时，便在空间发生折射及散射。于是光线即扩散 开，即使无直射阳光也能有亮光。这是一种选择性现象， 每一种波长的散射辐射量是与波长倒数的四次方成正比。 因此，空气分子扩散了大部分短波的蓝、紫光，而使晴朗 的天空呈现蓝色；但当大气中较大的尘粉含量增多时，空 气的浊度增大，长波的黄、红光被扩散的比例增多，天空 就变成乳白色。 房地产E网 房地产E网-倾力打造房地产物业 管理资料库,汇聚海量的免费管理资料。 2.1.1太阳辐射 • 云层将大量太阳辐射反射回外层空间，余者则散 射到地面。 • 射至地球表面一定区域上的太阳能量的日变型及 年变型，取决于太阳辐射的强度及持续时间。太 阳辐射的可能强度取决于日光需穿透的大气层的 厚度，后者又是由地球自转、公转以及地轴与公 转轨道平面之夹角等这样一些可以精确计算的条 件所决定的。但是，真正到达地面的太阳辐射量 还取决于天空中云块的间隙及空气中微尘、二氧 化碳和水汽的含量，即与大气的透明度有关。这 些都是只能靠估算而无法精确计算的因素。 2.1.1太阳辐射 • 光线投射至地球上某一点所穿过的空气层 的厚度，取决于太阳在地平面上之角度即 太阳高度角，也取决于该点的拔海高度。 太阳的高度角随该点所在的地理纬度而 异，最大值在热带区，向南北两极逐渐减 小。但是，随着纬度的增加，夏季的日照 时间增多，冬季则减少。 2.1.2长波辐射散热 • 由建筑表面向大气及外层空间放射的是长 波辐射。放射辐射的强度是放射点和吸收