建筑環(huán)境學(xué)第2章建筑外環(huán)境

1、123451800090600+23.5-23.5地軸傾斜角不變，致使赤地軸傾斜角不變，致使赤緯的變化，形成四季。緯的變化，形成四季。7公轉(zhuǎn)軸（年公轉(zhuǎn)軸（年/轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)）1.53108 km1.47108 km 6633冬至：冬至：12月月22日日 90 ( =0)春分：春分：3月月21日日6633夏至：夏至：6月月21日日 =2327 =2327 90 ( =0)秋分：秋分：9月月22日日NNNNSSSS自轉(zhuǎn)軸（日自轉(zhuǎn)軸（日/轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)）黃道面等分黃道面等分2424段，每段段，每段1515天，即為天，即為1 1個(gè)節(jié)氣，全年有個(gè)節(jié)氣，全年有2424個(gè)節(jié)氣個(gè)節(jié)氣地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)8915m

2、mLLTT：規(guī)定在一定經(jīng)度范圍內(nèi)使用一種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)：規(guī)定在一定經(jīng)度范圍內(nèi)使用一種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。如間。如世界時(shí)間世界時(shí)間（本初子午線（本初子午線/ /格林威治天文臺），北格林威治天文臺），北京時(shí)間（東經(jīng)京時(shí)間（東經(jīng)120/120/東東8 8時(shí)區(qū)）時(shí)區(qū)）：太陽在：太陽在當(dāng)?shù)卣蠒r(shí)為當(dāng)?shù)卣蠒r(shí)為1212點(diǎn)點(diǎn)，地球自轉(zhuǎn)一周又回到正南時(shí)為一天。地球自轉(zhuǎn)一周又回到正南時(shí)為一天。中國的中國的“標(biāo)準(zhǔn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)”：北京時(shí)間北京時(shí)間=世界時(shí)世界時(shí)+8小時(shí)小時(shí).全世界共全世界共有有2424個(gè)時(shí)區(qū)，個(gè)時(shí)區(qū)，每個(gè)時(shí)區(qū)都按其每個(gè)時(shí)區(qū)都按其中央子午線的真太陽時(shí)中央子午線的真太陽時(shí)為為該時(shí)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（鐘表時(shí)間）。該時(shí)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（鐘表時(shí)

3、間）。相鄰時(shí)區(qū)差為相鄰時(shí)區(qū)差為1 1小時(shí)。小時(shí)。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所處經(jīng)度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所處經(jīng)度 120120當(dāng)?shù)亟?jīng)度當(dāng)?shù)亟?jīng)度 11319 1212611319 12126 當(dāng)?shù)靥枙r(shí)當(dāng)?shù)靥枙r(shí) 11:33 12:0611:33 12:06地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)時(shí) 12:0012:00廣州廣州 上海上海Decimal Degrees = Degrees + minutes/60 + seconds/36001090 W北京時(shí)間北京時(shí)間倫敦時(shí)間倫敦時(shí)間90 E111200+23.5-23.513北極圈北極圈66 33 北回歸線北回歸線 23 27 14 1516 171819日出日出S日落日落N地平面地平面正午時(shí)太陽高

4、度角正午時(shí)太陽高度角 PN 北天極北天極 AWE23 27太陽軌太陽軌跡跡23 27冬至冬至春秋分春秋分夏至夏至天頂天頂半天球半天球地軸地軸地平圈地平圈2021220.1m的的X射線射線100 m的無線電（的無線電（、X、紫外、可見、紅外、微波、短波、中波、長波）、紫外、可見、紅外、微波、短波、中波、長波）23可見光可見光45.6%紫外線紫外線7.0%近紅外線近紅外線45.2%長波紅外線長波紅外線2.2%24大氣層對太陽輻射的作用大氣層對太陽輻射的作用n云層的云層的反射反射n各種氣體分子、塵埃、微小各種氣體分子、塵埃、微小水珠的水珠的散射散射n大氣氣體（氧、大氣氣體（氧、臭氧臭氧、二氧、二氧化

5、碳和水蒸氣）的化碳和水蒸氣）的吸收吸收n反射、散射和吸收的共同影反射、散射和吸收的共同影響，使到達(dá)地球表面的太陽響，使到達(dá)地球表面的太陽輻射照度大大輻射照度大大削弱削弱，輻射光，輻射光譜也因此發(fā)生了變化譜也因此發(fā)生了變化 2627280.60.650.70.750.80.85024681012月份月份大氣透明度大氣透明度 P為何為何6、7、8月月P最低最低?2930地球表面處法向太地球表面處法向太陽直射輻射照度：陽直射輻射照度：IN = I0P m ？m = L/L = 1/sin 大大大大大氣層質(zhì)量大氣層質(zhì)量1大氣層質(zhì)量大氣層質(zhì)量2INIL3132 I033343536-1012345674

6、05060708090100110大氣壓力(kPa)海拔高度(km)北京北京太原太原拉薩拉薩昆明昆明瑪多瑪多蘭州蘭州格爾木格爾木37高低壓對人體的影響高低壓對人體的影響3839凈增益凈增益凈損失凈損失輻射增益區(qū)輻射增益區(qū) 隨緯度基本隨緯度基本不變不變占地面積占地面積40過渡區(qū)過渡區(qū)占地面占地面積積36損失區(qū)損失區(qū)占地面積占地面積364041 42 aametmetmethhhVVmet)()( 邊界層厚度邊界層厚度氣象站氣象站0.14市中心市中心0.3343某地的風(fēng)向頻率分布某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全年，虛線為實(shí)線為全年，虛線為7月份月份某地一年的風(fēng)速頻率分布某地一年的風(fēng)速頻率分布4445風(fēng)向

7、頻率分布：風(fēng)向頻率分布：實(shí)線為全年，實(shí)線為全年，虛線為虛線為7 7月份月份4647自由海面狀況浪高距地 10 米高處的相當(dāng)風(fēng)速風(fēng)力等級 一般(m) 最高(m)陸地地面征象米/秒0靜，煙直上00.210.10.1煙能表示方向，但方向標(biāo)不能轉(zhuǎn)動(dòng)0.31.520.20.3人面感覺有風(fēng)，樹葉微響，方向標(biāo)能轉(zhuǎn)動(dòng)1.63.330.61.0樹葉及微枝搖動(dòng)不息，旌旗展開3.45.441.01.5能吹起地面灰塵和紙張，樹的小枝搖動(dòng)5.57.952.02.5有葉的小樹搖擺，內(nèi)陸的水面有小波8.010.763.04.0大樹枝搖動(dòng)，舉傘困難10.813.874.05.5全樹搖動(dòng)，迎風(fēng)步行感覺不便13.917.185.

8、57.5樹枝折毀，人向前行，感覺阻力甚大17.220.797.010.0建筑物有小損，煙囪頂部及平屋搖動(dòng)20.824.4109.012.5可使樹木拔起或使建筑物損壞較重。陸上少見。24.528.41111.516.0陸上很少見，有則必有廣泛破壞28.532.61214.0陸上絕少見，摧毀力極大32.736.9484950年較差與緯度的關(guān)系年較差與緯度的關(guān)系太陽輻射和日氣溫變化太陽輻射和日氣溫變化511820222426283032024681012141618202224時(shí)間時(shí)間(小時(shí)小時(shí))溫度溫度()52-100102030400730 1460 2190 2920 3650 4380 51

9、10 5840 6570 7300 8030 8760時(shí)間(小時(shí))溫度()53正常的溫度梯度：地表熱，高空冷正常的溫度梯度：地表熱，高空冷545556地表的黑度地表的黑度波爾茲曼常數(shù)波爾茲曼常數(shù)地表溫度地表溫度溫度溫度5758指地球內(nèi)部的熱量。指地球內(nèi)部的熱量。指封閉在地球中距地表指封閉在地球中距地表足夠近的距離內(nèi)，并可被經(jīng)濟(jì)足夠近的距離內(nèi)，并可被經(jīng)濟(jì)開采的天然熱能。開采的天然熱能。地?zé)岬牡責(zé)岬模旱責(zé)岬牡責(zé)岬模喊l(fā)電、采暖、空：發(fā)電、采暖、空調(diào)等。調(diào)等。59取水取水回灌回灌接熱泵系統(tǒng)接熱泵系統(tǒng)接熱泵系統(tǒng)接熱泵系統(tǒng)接地下利用水系統(tǒng)接地下利用水系統(tǒng)a) 開式水系統(tǒng)開式水系統(tǒng) b) 閉式水系統(tǒng)閉式水系

10、統(tǒng)c)熱泵系統(tǒng)熱泵系統(tǒng)高高較大較大利用率利用率對環(huán)境影響對環(huán)境影響低低較小較小6061地名 土壤表面年平均溫度td（） 地面溫度波幅Ad（） 室外空氣年平均溫度（） 哈爾濱 4.6 22.7 3.6 北京 13.1 15.4 11.4 上海 17.0 11.9 15.7 廣州 24.6 7.3 21.8 恒溫層溫度恒溫層溫度揚(yáng)州恒溫層溫度約為：揚(yáng)州恒溫層溫度約為：18左右左右6222yaZA2cos), 0(63未考慮地?zé)嵊绊懙奈纯紤]地?zé)嵊绊懙?46566676869指降落到地面的雨、雪、冰雹等融化后，指降落到地面的雨、雪、冰雹等融化后，未經(jīng)蒸發(fā)或滲透流失而積累在水平面上的未經(jīng)蒸發(fā)或滲透流失而

11、積累在水平面上的水層厚度水層厚度，以以mmmm為單位。為單位。指一次降水過程從開始到結(jié)束的指一次降水過程從開始到結(jié)束的持續(xù)時(shí)持續(xù)時(shí)間間，用，用h h，minmin來表示。來表示。指單位時(shí)間內(nèi)的降水量。降水量的多少指單位時(shí)間內(nèi)的降水量。降水量的多少是用是用雨量筒雨量筒和和雨量計(jì)雨量計(jì)測定的。降水強(qiáng)度的等級，以測定的。降水強(qiáng)度的等級，以2424小時(shí)的總量小時(shí)的總量（mmmm）來劃分：小雨）來劃分：小雨1010；中雨；中雨10102525；大雨；大雨25255050；暴雨；暴雨5050100100。 7071727374757677781983年年1月月2627日日1982年年7月月79808182

12、8384不同下墊面的反射和吸收比不同下墊面的反射和吸收比不同下墊面的地表面溫度不同下墊面的地表面溫度下墊面對氣溫的影響下墊面對氣溫的影響磚石地面磚石地面草地草地裸露的土地裸露的土地蒸發(fā)蒸發(fā)漫反射漫反射反射反射反射反射漫反射漫反射蒸發(fā)蒸發(fā)漫反射漫反射反射反射858687來流風(fēng)向來流風(fēng)向 某體育中心原設(shè)某體育中心原設(shè)計(jì)方案，建筑外表計(jì)方案，建筑外表面的大屏幕設(shè)置導(dǎo)面的大屏幕設(shè)置導(dǎo)致局部熱島強(qiáng)度達(dá)致局部熱島強(qiáng)度達(dá)44。88老區(qū)老區(qū)2/1.61.4/0.5S2區(qū)區(qū)2/1.72.1/1.6S3區(qū)區(qū)1.6/0.91.8/1.11.7/0.88925262728293031323334351:005:009

13、:0013:0017:0021:00Time(h)Time(h)T()T()氣象站S3S2老區(qū)90919293948:009:0016:0014:0013:0012:0011:0010:0015:00959697北京北京 39 57 冬至日冬至日98建筑氣候區(qū)劃建筑氣候區(qū)劃 、VII氣候區(qū)氣候區(qū) 氣候區(qū)氣候區(qū) 、氣候區(qū)氣候區(qū) 大城市大城市 中小城市中小城市 大城市大城市 中小城市中小城市 日照標(biāo)準(zhǔn)日日照標(biāo)準(zhǔn)日 大寒日大寒日 冬至日冬至日日照時(shí)數(shù)日照時(shí)數(shù)(h) 2 3 1 有效日照時(shí)間有效日照時(shí)間帶帶(h) 816 915 日照時(shí)間計(jì)算日照時(shí)間計(jì)算起點(diǎn)起點(diǎn) 底層窗臺面底層窗臺面 99冬 至 日 大 寒 日 城市名稱 緯度 (北緯) 正午 影長率 日照 1h 正午 影長率 日照 1h 日照 2h 日照 3h 現(xiàn)行采用標(biāo)準(zhǔn) 哈爾濱 4545 2.63 2.46 2.25 2.10 2.15 2.24 1.51.8 北 京 3957 1.99 1.86 1.75 1.63 1.67 1.74 1.61.7 上 海 3112 1.41 1.32 1.26 1.17 1.21 1.26 0.91.1 廣 州 2308