建筑环境学02建筑外环境

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1、第二章建筑外环境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。本课程涉及的建筑外环境内容太阳辐射对地球环境的作用以及地球气候的特点；人类营造的建筑物与生活、生产活动对局部微气候的影响。第一节地球绕日运动的规律地球绕日的运动经度和纬度关于四季关于昼夜太阳在空间的位置太阳高度角和太阳方位角地球绕日

2、的运动经度和纬度伦敦格林威治天文台经线或子午线纬线0°0°+23.5°-23.5°地球绕日的运动关于四季赤纬：太阳光线与地球赤道平面之间的夹角赤纬d北回归线南回归线地球绕日的运动南北回归线地球绕日的运动90E关于昼夜地方平均太阳时世界时标准时真太阳时时角问题：上海的地方平均太阳时和北京时间差多少?北京时间太阳在空间的位置太阳位置常用两个角度来表示：太阳高度角β—太阳方向与水平的夹角太阳方位角A—太阳方向的水平投影偏向南的角度确定太阳高度角及方位角，是为了进行日照时数，日照面积，房屋朝向和间距及房屋周围阴影区范围等的设计。太阳在空间的

3、位置太阳时角太阳高度角太阳方位角太阳高度角sin=coscoshcosδ+sinsinδ太阳方位角sinA=cosδsinh/cos太阳在空间的位置影响太阳高度角和方位角的因素有三：赤纬(δ)，它表明季节（日期）的变化；时角(h)，它表明时间的变化；地理纬度()，它表明观察点所在的位置。第二节太阳辐射太阳常数与太阳辐射的电磁波太阳常数太阳辐射的电磁波大气层对太阳辐射的吸收大气层对太阳辐射的散射、反射与吸收大气层对太阳辐射的影响程度及影响参数水平面和垂直面上的直射辐射照度太阳常数指太阳与地球之间为年平均距离时，地球大气层上边

4、界处，垂直于阳光射线的表面上，单位面积单位时间内来自太阳的辐射能量，I0=1353W/m2。太阳辐射的电磁波可见光紫外线近红外线长波红外线太阳辐射的电磁波太阳辐射能量比例大气层对太阳辐射的散射、反射与吸收反射：被云层反射到空间散射：天空中的各种气体分子、尘埃、微小水柱。吸收：氧、臭氧、CO2与水吸收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

5、包括前两部分太阳辐射能的去向太阳辐射能的去向大气层对太阳辐射的影响程度及影响参数大气对太阳辐射的削弱程度取决于射线在大气中射程的长短与大气质量。而射程长短又与太阳高度角和海拔高度有关。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关于大气透明度定义：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

6、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我国的大气透明度分区6544332水平面和垂直面上的直射辐射照度某坡度为的平面上的直射辐射照度IDi=INcosi=INsin(+)cos(A+)水平面上的直射辐射照度IDH=INsin垂直面上的直射辐射照度IDV=INcoscos(A+)太阳辐射能与太阳高度角太阳辐射照度与朝向北纬40°的总辐射照度第三节室外气候自然的微气候大气压力风与大气边界层室外气温有效天空温度地温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％

7、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大气压力与人体健康人体可以忍受的大气压力的范围从0.303-15atm。低气压导致的缺氧对人体的威胁极大。高气压环境导致人体血液中的含氧量增加，红细胞、血红蛋白减少，白细胞数增加。从高压环境快速回到标准大气压环境，会形成气栓，甚至危及人的生命。风与大气边界层风的成因大气环流：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

8、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。盈余区域短缺区域净增益净损失辐射增益区随纬度基本不变占地面积40％过