建筑环境学论文1.doc

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1、不同朝向房间的自然室温的区别一、实验前准备1.1关于课题的部分概念　　微气候指的是在建筑物周围地面及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度条件。由于微气候形成因素复杂难以给出简单的数学描述，因而以实验研究作为工作的入手。为了解太阳辐射下建筑外热环境的规律，特选择了一座典型的具有各朝向的楼房（教学楼）进行现场测试。1.2建筑描述及方向选择　　实验建筑为学校的教学楼，整体结构为长方体。各层的层高约3m，外墙尺寸为12m×15m；室内有风扇和日光灯，上吊天花板。原则上，建筑朝向的选取应考虑以下几个方面：1）冬季

2、有适量并具有良好质量的阳光照射如室内，炎热夏季尽量减少太阳直射室内；2）夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭；3）充分利用地形并注意节约用地；4）考虑居住建筑组合的需要。根据房屋朝向选择的参考标准，我们东西南北各选择了一个合适的房间进行试验。实验方案　2.1实验目的通过实验测得东南西北四个方向的房间在同一时间的一系列的温度，画出温度随时间变化的曲线图，找到不同朝向房间的室温的区别。进一步分析区别存在的原因，并提出自己对不同朝向的房屋自然温宿的分布的合理见解。2.2实验原理室外空气综合温度考虑了太阳辐射、室外空气温度、地面反

3、射辐射等对墙体的综合热作用，计算公式为式中，tw为室外空气温度，℃；ρ为墙体外表面吸收率；I为太阳辐射强度，W/m2；α为墙体外表面总换热系数，此处取23.3W/m2·℃，ε为墙体外表面长波辐射系数（W/m2·k）；ΔR为墙体外表面向外界发射的长波辐射和由天空及周围物体向围护结构外表面的长波辐射之差，对垂直表面，ΔR可取0.2W/m2。根据计算出的室外空气综合温度值，采用有限差分法对建筑墙体不稳定传热进行编程求解，计算墙体内表面的温度。采暖房间外墙体为一维非稳态传热,墙体导热方程为式中,ρ为墙体的密度,kg/m3;cp为

4、墙体的比热容,kJ/(kg.K);Cp为墙体的导热系数,W/(m.K)。最后根据墙体内表面的温度算出室内应该具有的温度，把计算的室内温度和实验测得的数据进行对比，分析出不同朝向的房间自然温度的分布和影响因素。2.3实验仪器温度计若干2.4实验步骤（1）选取正确的实验地点，要求地点涵括房屋的各个方向，并且符合实验的要求。（2）在选取的每个房间内选取相应的测点，测点越多越好，每个房间取各测点的平均值，以此来表示该房间的温度。（3）实验的时间段是8：00~18：00，在这段时间内每隔半小时记录一次各房间的温度，以及影响实验的其

5、他的因素（房间内的人数、打开灯的盏数等）。（4）在实验的时间段内每隔三小时到室外测量一次室外的温度。（5）重复步骤（3）（4）直到试验完成并记录实验数据，整理好仪器。2.5实验记录及数据处理实验的原始数据记录参见附录一和附录二。经过对原始数据的整理和分析可得到不同朝向的房间的温度在同一时刻的对比图如下：不同朝向的房间的温度对比表通过对图的分析，我们得出试验结论如下：1）温度随日照时间走向变化很大从图中我们可以看出，南向的房间在中午的时候，温度相对来说是最高的，而北向的房间温度是最低的，所以太阳的辐射对房间温度的影响是很大

6、的。在建筑朝向的选择中，如何让建筑获得足够的日照时间是首要因素。我们可从夏季和冬季两个代表性的季节来加以分析。在夏季，由于太阳方位角变化的范围较大，各朝向的墙面上都能获得一定的日照时间。2）避免西晒通过上图我们还可以看出，在下午的时候，西向的房间温度是比较高的，这是因为太阳在下午偏西，西向的房间得到了更多的热量。因此，我们得知，西向的建筑物，在夏季西晒会造成室内温度过高，尤其是在炎热的地区。夏季的最高气温一般出现在13:00~17：之间，而此时太阳位于建筑物西侧方位。经查阅相关资料我们知道，所有地区的建筑物难偏西朝向角度

7、选择均在45°以内。在北方地区，为了满足日照的时间，这一角度可以上当增加。而在南方地区，则应尽量的减小。综上所述，东西向住宅尤其自身明显的缺陷，尤其在南方，夏季西晒十分严重。但从另一方面看，东西向住宅在冬季可两面受阳，而南北向住宅中北向的居室却是中年不见阳光。此外，适当增加东西住宅不但可增减建筑面积，还可以扩大南北向住宅的间距，形成庭院式的室外空间。可以采用以下方式克服西晒：（1）将次要房间放在西面，加大西向房间的进深。（2）在西面设置进深较大的阳台，不让太阳一晒到底；同时减小西窗的面积，设遮阳设施，在西窗种植枝大叶茂的

8、落叶乔木。（3）凡是朝西户都是有东面居室，严格避免纯朝西户的出现，从而组织好穿堂风，在日落后将余热吹走，住户晚上就能更好的休息。2.6误差分析及结果讨论三、结论3.1日照和采光的影响建筑物的方位和朝向要考虑到能否在冬天采集到温暖的阳光、避免处于风口位置带走房间过多热量，以及在夏天避免骄阳炙烤，造成室内高温。良好的建筑