建筑环境学课件.ppt

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1、第二章建筑外环境1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。2第一节地球绕日运动的规律经度和纬度伦敦格林威治天文台经线或子午线纬线东经西经北纬南纬180°90°0°0°390E时间地球每转1°需要4分钟标准时T0和地方平均太阳时TmT0=Tm+4(L0-Lm)问题：西安的地方平

2、均太阳时和北京时间差多少?第一节地球绕日运动的规律北京时间40°0°+23.5°-23.5°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d：太阳光线与地球赤道平面之间的夹角赤纬d北回归线南回归线5南北回归线6赤纬d和太阳高度角β有什么区别？时角h和太阳方位角A有什么区别？太阳时角太阳高度角太阳方位角sin=coscoshcosd+sinsindsinA=cosdsinh/cos7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，从而影响日射照度。太阳高度角低则日射照度小冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角

3、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8太阳高度角冬夏不同9第二节太阳辐射可见光紫外线近红外线长波红外线10太阳辐射能量比例太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射照度进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，辐射照度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。11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

4、谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分12太阳辐射能的去向1314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级最透明东京晴天的大气透明度逐月值15我国的大气透明度分区654433216大气质量mIN=I0Pmm=L’/L=1/sin大大为什么太阳高度角接近0º和90º时垂直面的日射量都小？17太阳辐射能与太阳高度角太阳高度角18太阳辐射照度与朝向北纬40°的总辐射照度19日照的作用日照过少导致人体产生

5、的褪黑色素增加，引起精神忧郁紫外线杀菌，促进合成维生素D导致皮肤癌可见光获得照明红外线带来辐射热能20第三节建筑布局与日照日照的作用冬季采暖：充分利用太阳能自然采光需要：适当的散射辐射心理需要：冬日室内光斑对人的心理有积极作用影响因素纬度：决定太阳高度角和日射强度建筑布局：决定遮挡情况目标冬天尽量多：但太阳高度角低易被遮挡夏天尽量少：但太阳高度角高不易被遮挡21建筑布局与日照我国民用住宅设计规范要求每户至少有一间房间冬至日满窗日照时间不低于1小时。日影终日日影：一天中都没有日照永久日影：终年没有日照建筑布局与日照建筑的互

6、遮挡：不同建筑物相互遮挡建筑的自遮挡：建筑物一部分被另一部分遮挡22建筑的互遮挡情况23永久日影红线区内为永久日影区24第四节室外气候自然的微气候大气压力地层温度空气温度有效天空温度空气湿度风降水25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101325Pa或760mmHg北京太原拉萨昆明玛多兰州格尔木26地层温度表面温度的变化取决于太阳辐射和对天空的长波辐射，可看作是周期性的温度波动地层表面的月平均温度波动幅度基本等于室外月平均气温波动的幅度

7、：北京全年最大月平均温差30.8℃，北京地层表面温度全年的波幅为15.4℃温度波在向地层深处传递时，有衰减和延迟；1.5m后日变化被滤掉；一定深度后便成为恒温层，温度比全年气温平均温度高1～2℃。27地层温度未考虑地热的影响，可以采用付立叶导热微分方程来求地层在周期温度作用下的温度场。假定地壳是一个半无限大的物体，有：边界条件为过余温度℃A是地层表面温度的波幅(℃)，Z是波动周期(小时)。28地层温度深度达到某一个部位，最热月时此处的温度反而低于该点的全年平均温度，而在最冷月时，该点的温度要高于全年平均温度。如果考虑地热

8、的影响，深度每增加1米，地层平均温度一般就会增加1/30℃左右。但与当地地质条件有关。未考虑地热影响的29空气温度主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。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。对短波辐射几乎是透明体。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