第二章第345节室外气候及气候分区.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章第三节,室 外 气 候,主要内容,地球气候的形成，是由太阳辐射对地球作用,热平衡：,地球表面吸收太阳辐射,地球表面和大气向太空长波辐射,第四节,一、,太阳辐射,二、,大气压力,三、,风,四、,室外气温,五、,有效天空温度,六、,地温,七、,湿度,八、,降水,大气压力,海平面大气压力称作标准大气压，为,101325 Pa,或,760 mmHg,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,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,30 40 50 60 70 80 90 100 110,大气压力（,kPa,）,海拔高度（,km,）,北京,太原,拉萨,昆明,玛多,兰州,格尔木,珠峰,8848m,，,31kPa,大气压力随海拔高度而变,气压随高度和纬度的变化,气压日变化,两个最低值,34,时、,1516,时,两个最高值,910,时、,2122,时,大气压力与人体健康,低气压环境,1,、压力过低的物理反应：膨胀造成器官损伤；氮离析；皮下组织气肿现象,2,、缺氧反应（主要威胁）：急性缺氧、亚急性缺氧、慢性缺氧,高气压环境,暂时性,持久性病理改变,0.30315,个大气压,风,定义：,风是指由于大气压差所引起的大气水平方向的运动。,成因：,地表增温不同是引起大气压力差的主要原因，也是风的主要成因。,平均风速的大小表示一个地区平均气压梯度的大小。,风可分为,大气环流、地方风,俩大类。,风向和风速,是描述风特征的两个要素。,风的年变化和日变化,。,建筑物,对风也有影响。,大气环流,由于照射在地球上的,太阳辐射不均匀,，造成赤道和两极间的,温差,，由此引发的,大气,从赤道到两极和从两极到赤道的经常性,活动,，叫做,大气环流,。,造成各地气候差异的主要原因之一,控制大气环流的,主要因素,是地球形状和地球的自转和公转。,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。,大气环流,自转,东,西,地球的自转把赤道上空向两极流动的气流变成西风,地方风,由于地表水陆分布、地势起伏、表面覆盖等地方性条件不同所引起的。,分类,：季风、海陆风、山谷风、庭院风及巷道风等,季风成因：,因为海陆间,季节温差,而引起的。,冬季：从大陆吹向海洋；夏季：由海洋吹向大陆,以,年,为周期,我国季风大部分来自热带海洋，多为南和东南风,我国的东部地区，夏季湿润多雨而冬季干燥，就是受了强大的季风的影响。,其他风成因：,由局部地方,昼夜受热不均匀,而引起的,以一,天,为周期。,海陆风和山谷风,不同下垫面区域的风速分布,从地球表面到,500 1000 m,高的这层空气叫做,大气边界层,，其厚度主要取决于地表的粗糙度。,风速在垂直方向上有梯度地面,0 m/s,，幂函数规律分布：,风向和风速,描述风特征的两个要素,风向,：风吹来的地平方向确定为风的方向。,风来自西北方称为西北风。,在陆地上，常用,16,个方位,来表示。,风速：,单位时间风所行进的距离，,m/s,。,气象台一般以所测距地面,10m,高处的风向和风速作为当地的观察数据。,风,级,自由海面浪高,(m),风速,(m/s),(,距地,10m),风名,风的目测标准,一般,最高,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,0.1,0.2,0.6,1.0,2.0,3.0,4.0,5.5,7.0,9.0,11.5,14.0,0.1,0.3,1.0,1.5,2.5,4.0,5.5,7.5,10.0,12.5,16.0,0,0.2,0.3,1.5,1.6,3.3,3.4,5.4,5.5,7.9,8.0,10.7,10.8,13.8,13.9,17.1,17.2,20.7,20.8,24.4,24.5,28.4,28.5,32.6,32.7,无风,软风,轻风,微风,和风,劲风,强风,疾风,大风,烈风,狂风,暴风,飓风,缕烟直上，树叶不动,缕烟一边斜，有风的感觉,树叶沙沙作响，风感觉显著,树叶几枝微动不息,树叶、细枝动摇,大枝摆动,粗枝摇摆，电线呼呼作响,树杆摇摆，大枝弯曲，迎风步艰,大树摇摆，细枝折断,大树折断，轻物移动,拔树,有重大损毁,风后破坏严重，一片荒凉蒲福风,力等级表,风速的大小,风速的大小,与地理条件,有很大关系，如海陆位置，地形和高度。,一般用,平均风速和大风日数,来表示一个地区的风速大小。,日平均风速,是每天四次定时（,2,，,8,，,14,和,20,时）观测到的风速加以平均的结果。,年平均风速,是根据日平均风速统计计算得到,只要一天中某一瞬间风速达到或超过,17m/s,（,8,级），则记,大风日,，例如北京年平均大风日数是,21,天。,风速的地区分布,我国年平均风速和年平均大风日数的分布很相似。,三个大风区,年平均风速和大风日数最少的地方是西南的云、贵、川及西藏东南部。,年平均风速,年平均大风日数,中蒙边境地区,45 m/s,5075,天,青藏高原,4 m/s,100,天,东南沿海,多在,4 m/s,以上,个别地区,100,天,中国风能资源分布,风向频率玫瑰图,风向频率玫瑰图,是按照逐时所实测的,各个方向风所出现的次数,，分别计算出每个方向风出现的次数,占总次数的百分比,，并按一定比例在各方位线上标出，最后连接各点而成。,风向频率图,可按年、或按月统计，分为年风向频率图或月风向频率图。,风向频率玫瑰图和风速频率玫瑰图,风向频率玫瑰图,风速频率玫瑰图,5%,15%,25%,某地的风向频率分布,实线为全年，虚线为,7,月份,我国部分城市的风向频率玫瑰图,风速年变化,我国绝大部分地区以,春季风速最大,，分区：,东北地区（哈尔滨）,大风日集中在,4,、,5,月，秋季相对较大,西北地区（西宁）,大风季节比东北长，其中,5,月风最大，大风最多。冬季风速较小。,西南地区和华北地区（昆明、北京）,长江中下游地区和华南地区,台湾海峡,：秋冬季风大,风速日变化,影响日变化的因素较多，长期统计，主要是与,下垫面,有关。,海陆与风速日变化,陆地：午后风速最大,海洋：夜间风速大白天小，幅度比大陆小,地形与风速日变化,泰安：浅谷地形，白天风大，夜间小,泰山：白天风小，夜间大,青藏高原,风速日变化幅度的季节差异较大,最大风速出现的时刻从春季到夏季逐渐后延，而从夏到秋又逐渐提前,室外气温,气温升降的直接原因：,地面与空气的热量交换,大气直接接受太阳辐射的增温是非常微弱的，,主要靠,吸收地面的长波辐射,（波长在,3,120,m,范围）而升温。,室外气温一般是指距地面,1.5m,高、背阴处的空气温度。,在微气候范围内的空气层温度随着,空间和时间,的改变会有很大的变化。,影响地面附近气温的因素,（,1,）,入射到地面的太阳辐射热量,起着决定性作用,气温有四季的变化，日变化及随着地理纬度的变化,（,2,）,地面的覆盖面及地形对气温的影响,（,3,）,大气的对流作用以最强的方式影响气温,水平或垂直方向的气流，使空气混合，减少温差。,草原、森林、沙漠和河流,对太阳辐射的吸收和反射的性质不同,日变化,武汉九月初一天的气象数据,一日内气温的最高值和最低值之差称为,气温的日较差,。,日较差一般从东南向西北递增。,在一定的日期内，日变化呈,24h,周期变化，,最高,14,点，最低黎明,时。,年变化,一年内最热月与最冷月的平均气温差叫做气温的,年较差,。,最热月,7,、,8,月，最冷月,1,、,2,月,年较差自南到北、自沿海到内陆逐渐增大。,华南和云贵高原约为,10,20,长江流域增加到,20,30,华北和东北南部约为,30,40,东北北部与西北部超出了,40,年较差与纬度的关系,武汉某年的气象数据,空气的局部变化,1,不同下垫面上空气温湿度变化,影响微气候温度因素：,土壤反射率、夜间辐射、气流形式、土壤受遮挡情况,离建筑物越远，温度越低,草地明显低于混凝土,最大温差可达,7,微气候区温差也达,5,水表面温度随水体深度变化曲线,空气的局部变化,2,霜洞,温度变化是温度的局地倒置现象，其极端形式称为,“,霜洞,”,。,发生场所,：山谷、洼地、沟底、建筑物底层、或位于一般地面以下而室外有凹坑的半地下室。,条件,：没有风力扰动；寒冷、晴朗的夜晚。,有效天空温度,T,sky,大气层的辐射主要由,CO,2,、,H,2,O,、臭氧等气体分子与尘埃、水汽所造成,大气层辐射并不具备黑体辐射性质，可采用,“,有效天空温度,”,T,sky,来计算大气层对地球表面的投入辐射,Q,sky,（大气逆辐射）,可测得,T,sky,影响因素：,气温、大气中的水汽含量、云量以及地表温度等有关,云量：,低云，,Q,R,小，,T,sky,大,逆温层：,T,sky,大,雾：,T,sky,大,水汽量多：,T,sky,大,沙漠夜间，,T,sky,小,海拔：,T,sky,小，因水汽和尘埃少,冬天晴朗的夜里,夏天、多云,=,230K,285K,有效天空温度的估算,地表温度,空气温度,水蒸汽分压力,日照百分率,即便是在晴朗天气的夏季夜间，有效天空温度也有可能达到,0,以下。天气越晴朗，夜间有效天空温度就越低,结露、结霜,地温,地温的重要性：,地层表面温度,对地面上的建筑围护结构的热过程有着显著影响,地层深度温度,的变化对地下建筑热过程起着决定作用,地下水的温度,取决于地下含水层的地层温度。,地层表面温度,取决于,太阳辐射,和,地面对天空的长波辐射,周期性的温度波动,温度波,向地层深处传递时有衰减和延迟；,日变化,：,1.5m,后日变化被滤掉,年变化,：波幅大、周期长、影响深度大，,一定深度后成为恒温层，温度比全年气温平均温度高,1,2,。,地温变化,15m,作为恒温层的分界线,15m,浅层：随时而变,15m,深层：,1,/30 m,地层温度波衰减和延迟,影响因素,是地层材料的导温系数,a,、深度和波动周期,a,大：波幅衰减小，延迟时间短,深度大：衰减大，延时长,周期长：衰减小，延时长,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：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,地温的数学表达,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,),。,地温变化,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,的影响，,1/30,左右。但与当地地质条件有关。,未考虑,地热影响的,湿度,来源,水体蒸发,植物蒸发,影响因素,地面性质,水体分布,季节,阴晴,水蒸汽分压力,冬季较低夏季较高,湿热地区：,1520 mbar,寒冷和沙漠地区：,2 mbar,日变化较小，季节变化较大,内陆地区夏季：上午,910,时和晚上,910,时最高，凌晨和午后最低,湿度日变化,空气湿度是指空气中水蒸气的含量,绝对湿度,相对湿度,相对湿度日变化趋势与气温日变化趋势,相反,湿度,年,变化,内陆和沿海地区差别较大,湿度的变化,最热月的绝对湿度最大，最冷月的绝对湿度最小。,可能绝对湿度基本不变，而相对湿度的变化范围可以很大。这是由于气温的日变化和年变化所引起的。,显著的相对湿度日变化主要发生在气温日较差较大的大陆。,我国因受海洋气候的影响，南方大部分地区的相对湿度在一年中以夏季为最大，秋季最小降水,降水性质：,降水量,指降落到地面的雨、雪、冰雹等融化后，未经蒸发或渗透流失而积累在水平面上的水层厚度，以,mm,为单位。,降水时间,指一次降水过程从开始到结束的持续时间，用,h,或,min,来表示。,降水强度,指单位时间内的降水量。降水强度的等级以,24 h,的总量（,mm,）来划分：,小雨：,10mm,中雨：,10,25mm,；大雨：,25,50mm,；,暴雨：,50,100mm,。,是,降雨、降雪、降冰雹,等现象的总称,影响降水的因素及我国降水,影响降水的因素：,气温、大气环流、地形、海陆分布的性质及洋流等。其中气温影响较大。,我国的降水量大体是,由东南往西北递减,。,我国雨量集中在夏季，变化率大，强度也可观,因受季风的影响。,我国的降雪量在不同地区有很大的差别，在北纬,35,以北到,45,地段为降雪或多雪地区。,我国降水分布,集中在夏季，长江流域在夏初有,“,梅雨,”,；降雪集中在北纬,35,以北,各地主要降水特点,华北、东北夏雨型：,集中在,7,、,8,两月,长江流域中下游春雨梅雨型：,其特征是雨量缓而范围广，延续时间长，雨期为,20,25d,左右。,华南双雨季型：,降水从,5,月份到,10,月份，受东南、西南季风影响,西北全年干旱型,西南夏秋雨型,珠江口和台湾南部,西南季风和台风共同影响，在,7,、,8,月间多暴雨，特征是单位时间雨量大，但范围小，持续时间短。,第二章第四节,城市微气候,城市气候,特点：,城市风场与远郊不同,风向改变、平均风速低于远郊的来流风速,气温较高，形成热岛现象,比,郊区，,云量多,（特别是低云量多），,大气透明度低,，,太阳总辐射弱,太阳辐射少,15%,，广州市和中山市,城市气候是在不同的纬度、大气环境、海陆位置和地形所形成的区域气候的背景上，在人类活动特别是城市化的影响下而形成的一种特殊气候。,研究的气候主要是指在,建筑物周围地面上及屋面、墙面、窗台等特定地点,的,气温、湿度、压力、风、阳光、辐射等,条件。,建筑物本身成为一种屏障：影子也会改变该处的微气候。,一、,风场,二、,城市热岛,三、日照与建筑物的配置,日照的作用与效果,建筑物的配置和外形与日照的关系,第五节,建筑物对风向和风速的影响,城市内总的风速减小,市区内局部的主导风可能偏离地区的主导风，风速也会变。,局部地方,受冷或热不均匀,；,风,遇到障碍物,时方向和速度的变化，如街巷风和高楼风。,建筑物与风的关系,建筑体量与背风涡流区范围的关系,建筑风速与建筑密度关系,城市里的风场对,城市气候和建筑群局部小气候,的影响,城市风环境,影响,城市的污染状况,规划时，须考虑城市的主导风向,建筑群内的风场,的影响,取决于建筑的布局,小区室外环境的热舒适性,夏季建筑通风,冬季建筑的渗透风附加采暖负荷,建筑群内的风场,形成机理,建筑物对来流风的阻碍和聚集作用,太阳辐射导致各表面存在温差而形成的自然对流,不当风场的危害,冬季造成热负荷增加,夏季自然通风不良,高风速影响人员行动,气体污染物无法有效排除,出现旋风区域，积聚废弃物,研究城市和建筑风场的方法,利用风洞的物理模型实验方法,利用计算流体力学（,CFD,）的数值模拟方法,风洞模型实验,风洞模型实验,风洞效应,建筑的布局对小区风环境有重要的影响。,北京，北风,7.6,m/s,时，局部,1.5 m,高处,出现,10 m/s,的,高风速,北,风场的,3-D,图：,1.5m,高处,北,小区风场,改变建筑布局，小区风环境有明显改善,北,小区风场,北,北,城市热岛,热岛现象,城市气候的成因,逆温层,热岛强度,热岛现象,市中心的温度高于郊区温度，且市内各区的温度分布也不一样。如果绘制出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似，人们把这种气温分布的现象称为“热岛现象”,北京的城市热岛,北京,80,年代初城市热岛强度为夏季,1.5,，冬季,5,。,家用空调的普及和车辆的剧增导致夏季热岛强度增加。,北京城市热岛范围从,1984,年到现在扩张了约,4.7,倍；城乡热岛强度秋季差异从,1984,年的,1,2,增加到当前的,3,6,。,1983,年,1,月,26,27,日,1982,年,7,月,2017,年,7,月,武汉,广州热岛图,伦敦的城市热岛,伦敦地区冬季月均热岛强度达到,6.7,（,12 F,）,热岛强度,示例,城市热岛的基本特征,气温高、散射强，形成热岛,空气干燥化,通风不良,云、雾增多,人为热的大量排放，污染物的增多。,城区降水容易排泄，水面和植被的面积亦小，地面较为干燥，蒸发量小，且气温较高。,城市区域下垫面粗糙程度增大，风速减小。,北京城区年平均风速比郊区小,2030%,城区的风向不定，受街道走向等因素的影响,大气透明度较小，太阳辐射减少,15%20%,热岛现象,罩盖作用,污染,逆温现象,气温,大气透明度,雾多,蒸发,风速减小,风玫瑰图只能参照,雨水,相对湿度,地面干燥,阴雨气候,汽车尾气等（,NO,X,+CH,X,）,刺激作用眼睛红肿喉咙疼痛,浅蓝色烟雾,“,光化学污染,”,NO,X,+CH,X,+O,2,+,O,3,紫外线到达地面,NO,X,+H,2,O+O,3,+CFC+,O,2,、,O,3,皮癌患者,制冷剂,CFCs,、,HCFCs,臭氧层破坏,50,500m,向大气,城市热岛的影响,室外热环境形成机理,由于城市下垫面特殊的物理性质、城市内的低风速、城市内较大的人为热等原因，造成城市的气温高于郊区，是城市热岛产生的原因,城市热岛的成因,自然条件,市内风速、对天空长波辐射：建筑布局影响对天空角系数和风场,云量：市区内云量大于郊区,太阳辐射：市内大气透明度低,下垫面性质的改变,人为活动的影响,城市热岛的成因：下垫面的影响,不同下垫面的反射和吸收比,不同下垫面的地表面温度,下垫面对气温的影响,砖石地面,草地,裸露的土地,蒸发,漫反射,反射,反射,漫反射,蒸发,漫反射,反射,不同下垫面区域的温度和风速,气温,2930,下垫面性质,湖泊,森林,农田,住宅区,停车场及商业中心,表面温度,27.3,27.5,30.8,32.2,36,下垫面，气候形成的重要因素,下垫面的吸收和反射特性、蓄热特性对气温都有显著的影响,下垫面不同风速不同,人类活动对气候的影响,在城市工商业繁荣的经济活动中，要消耗大量的能量，且排出大量物质。,居民生产生活等排放热量,（,人为热,交通、家用电器、炊事产热、,空调采暖产热）和物质,工业生产和居民生活产生一定量的人为水汽进入大气,导致大气污染，影响空气透明度，减弱能见度。,对城市增温影响很显著，有的城市甚至超过当地的太阳辐射热量。,纽约人为热输出是太阳净辐射热的,6,倍,逆温层,正常情况下，日间空气温度随高度的增加而降低,空气层不稳定，有利于污染物的扩散,但有时会在某个高度范围内出现,“,逆温层,”,空气的温度随高度的增加而增加,对自然对流有很强的抑止作用,空气层就处于相对稳定的状态,不利于污染物的扩散，加剧城市的大气污染,逆温层的形成机理,夜间长波辐射使地面冷却，从而冷却近地空气，使其温度低于远离地面的空气层，形成辐射逆温,白天晴朗无风，大气升温多，夜间越易出现；若城市排热大，情况更严重,1,低层空气湍流混合，也会在距地面上方的一定高度形成一个悬浮的、一定厚度的过渡逆温层,3,海滨的城市（排热多），空气升温多，晚间近地海风吹入，形成逆温,2,城市热岛与逆温层,热岛效应促进逆温层的出现，在大城市可达,500m,高，小城市约为,50m,逆温层就像热的盖子一样，使污染物处于低温区域，妨碍了污染物向上部的扩散，加剧了城市的污染程度,城市热岛的强度,以热岛中心气温减去同时间同高度（距地,1.5m,高处）附近郊区的气温差值来表示,学者,Oke,影响热岛强度的因素,热岛强度会随着,气象条件和人为因素,不同出现明显的,非周期变化,。,城市的区域气候条件和城市的布局形状对热岛强度都有影响。,气象条件：,与风速的关系最大：,风大，强度小；热岛中心移向下风方向。,无云、少云：,热岛强度大。,人为因素中则以空调散热量和车流量最为密切,不同绿化形态下温度分布,热岛强度变化规律和评价方法,日变化,晴稳天气，夜晚强，白昼弱，且强度最大值出现在下午,18,时左右。,年变化,以秋冬季节热岛强度偏大，夏季最小。,评价方法：,现场测试和计算机模拟方法,分布参数模型和集总参数模型（,CTTC,）,北京某新建小区的热岛模拟,S2,区临马路，,S3,区绿化好，老区建筑布局不通风,北京某新建小区的热岛模拟,传统民居的生态效应,江南传统民居充分考验了水体生态效应,目前设计中存在的问题,高密度的建筑区 不透水铺装的大量采用,不合理的建筑布局,香港淘大花园：,SARS,期间，因通风不利，造成惨重教训,不合理的绿地规划,水面对城市气温的调节作用,芜湖市温度,11,月某天实测记录,街道不同绿化方式对气温和地表温度的影响,1,街道无绿化,2,植两排行道树,3,花园林阴道,太阳光的作用,紫外线,m,0.2,紫色,蓝色,蓝绿色,绿色,黄绿色,黄色,红色,0.38,0.43,0.47,0.49,0.53,0.56,0.59,0.63,0.77,4.0,橙色,红外线,造成热效果，左右气温的主要原因,红外线,眼睛所能感知的光线，在照明上有重要意义,对人的心理影响具有重要意义,可见光,杀菌作用，合成维生素,D,，预防和治疗如感冒、支气管炎、扁桃腺炎和佝偻病等。,过度的紫外线危害人类身体健康及生态平衡。,紫外线,日照对人类的其他影响,日照时间短，可能患忧郁症,夏季直射阳光较强，使人易疲劳，破坏眼睛,可能产生眩光感,日照时间短，可引起较多的事故,臭氧层,30km,被用作制冷剂、发泡剂、清洗剂和气溶胶推进剂等,含氯,化合物，对臭氧层损耗负有责任，另外，还有,氮氧化物、喷气式飞机排放物,等。,臭氧空洞,Cl,O,3,ClO,O,2,O,ClO Cl,O,2,历年的南极臭氧,臭氧层减少的危害,臭氧层是地球的保护伞，它对波长为,280315nm,的太阳辐射,B,种紫外线（,UV-B,）有很强的吸收能力，起到过滤的作用。,臭氧层浓度的减少带来的不利影响：,免疫系统受到破坏及皮肤癌罹患率增加,破坏视觉功能，,白内障罹患率增加,海洋食物网会受到严重干扰,干扰陆地生态系统,加剧空气污染,加速户外塑胶材料的老化,日照时数和日照率,日照,日照时数,可照时数,实际日照时数,物体表面被太阳光直接照射的现象,晴朗天气，从日出到日没一天里阳光照射大地的时间。它取决于纬度和日期,太阳照射的小时数,实际日照时数与可照时数的比值,日照率,主要城市日照率,日照率：,西北、华北、东北,华南及长江中下游,四川盆地、贵州大部和两湖盆地,日照率,日照率,呼和浩特,67%,郑 州,55%,乌鲁木齐,63%,武 汉,45%,北 京,63%,上 海,45%,长 春,61%,重 庆,28%,哈尔滨,59%,成 都,27%,日照标准的衡量,住宅室内的日照标准，由,日照时间、日照质量,来衡量。,1,）,日照时间,：冬长夏短,2,）,日照质量,：,室内日照面积：冬大夏小，北大南小,太阳直射辐射能量：,1014,时，辐射最强；在冬季,10,的阳光，不予计算。,建筑对日照的要求，是根据建筑的不同使用性质而决定。,建筑物对日照的要求,争取日照的建筑,病房、幼儿活动室,、,农业用的日光室，等,避免日照的建筑,防止室内过热,夏季炎热地区的一般建筑、恒温恒湿的纺织车间、高温的冶炼车间，等,避免眩光和防止化学作用的建筑,展览室、绘图室、阅览室、精密仪器车间、某些化工厂、实验室、药品车间、油库，等,博物馆,等,：直射阳光对彩色展品、印刷品、纸张等有破坏作用,民用住宅对日照的要求,日照目的：,良好卫生条件，,杀菌与干燥潮湿房间,的作用,冬季获得太阳辐射热,提高室温,一般民用住宅：,冬至日的满窗日照时间不低于,1 h,。,日照时间,使用范围,正午满窗日照,12h,一般服务性建筑、热加工车间的生活间,34h,教学楼、办公室、公共建筑、一般车间,56h,幼儿园、疗养院、潮湿车间,建筑日照设计的主要目的：,适当的而防止过量的太阳直射光,限制,阳光,直射,建筑日照设计,应考虑,日照时间、面积、辐射能,保证必须的日照，或避免阳光过量,建筑,间距、,朝向、布局形式、窗口遮阳,；考虑地区,气候特点,，房间的,自然通风及节约用地,等因素,建筑物的间距,我国规定：一般住宅，要求冬至日的满窗日照时间不低于,1 h,。,由于南北纬度的差异，引起太阳高度角的不同，则形成阴影的大小各不相同。,纬度,深圳,23.5,上海,30,北京,40,长春,45,建筑的互遮挡情况,建筑物朝向、外形与日照的关系,由于有其他建筑的遮挡，有的地方在一天中都没有日照，这种现象称为,终日日影,。,在一年中都没有日照的现象称为,永久日影,。,两者都应避免，为了居住者的健康，也为了建筑物的寿命。,建筑物周围的阴影和建筑物自身阴影在墙面上的,遮蔽情况,，是与建筑物,平面体形,、建筑物,高度,和建筑,朝向,有关。,常见的建筑平面体形有,正方形、长方形、,L,形及凹形,等种类。,永久日影,红线区内为永久日影区,正方形和长方形建筑物,最常用的较简单的平面体形,最大优点：,没有,永久阴影和自身阴影遮蔽,正方形和长方形体形归纳,正方形体形,由于体积小，在各朝向上冬季的阴影区范围都不大，能保证周围场地有良好日照。,正方形和长方形体形,，如果朝向为,东南和西南,时，不仅场地上无永久阴影区，而且全年无终日阴影区和自身阴影遮蔽情况。,单从日照的角度来考虑时，,正方形和长方形体形是最好的朝向和体形,。,长方形体形,在,南北,朝向时，冬季阴影区范围较大，在建筑物北边有较大面积的终日阴影区，在夏季阴影区范围较小，建筑物南边终年无阴影区,L,形,建筑物,出现终日阴影和自身阴影遮蔽,阴影遮蔽情况随转角的不同会有很大的变化,，也会出现局部永久阴影区。,凹形,建筑物,L,形和凹形建筑物,南北朝向：,冬季阴影区较大，建筑物北边有较大面积的终日阴影区；夏季阴影区较小，建筑物南边终年无阴影区。转角部分宜向南伸出，即图,2-33b(3),和图,2-33c(3),。,东西朝向,：冬季阴影区较小，场地日照良好；夏季阴影区都很大，上午阴影区在西边，下午阴影区在东边。,L,形的转角部分宜连接北端，图,2-33b,（,2,）；凹形的转角部分宜向西伸出，图,2-33c,（,2,）。,东南或西北,朝向：,阴影,区范围在冬季较小，在夏季较大。上午阴影区在建筑物的西北边，下午在东南边。L,形的转角部分宜向东南伸出，图,2-33b,（,7,）；凹形由于自身阴影遮蔽影响，有较多居室不能保证冬季日照要求。,西南或东北,朝向：,阴影,变化情况与东南朝向相同，只是方向相反。,L,形的转角部分宜向东南伸出，图,2-33b,（,6,）；凹形同上,。,某小区日照分析图,第 五 节,我国气候分区特点,我国气候,气温：,东部从漠河到三亚，最冷月（一月份）平均气温,相差,50,左右,。,相对湿度：从东南到西北逐渐降低,一月份海南岛中部为,87%,，拉萨仅为,29%,，七月份上海为,83%,，吐鲁番为,31%,。,年降水量：从东南向西北递减,台湾地区年降水量多达,3000mm,；,塔里木盆地仅为10mm,；,北部最大积雪深度可达,700mm,；,南岭以南则为无雪区。,“,民用建筑热工设计规范,”分五区,=,建筑热工设计分区,严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷区,夏热冬暖,区,温和地区,寒冷地区,严寒地区,寒冷地区,严寒地区,全国建筑热工设计分区图,区,区,区,区,区,上海,北京,张家口,西宁,乌鲁木齐,广州,海口,成都,沈阳,大连,兰州,南宁,福州,昆明,贵阳,五区的主要地理范围,地 理 范 围,严寒地区,蒙和东北北部、新疆北部、西藏和青海北部,寒冷地区,华北地区、疆和藏南部及东北北部,夏热冬冷地 区,长江中下游地区（南岭以北，黄河以南地区）,夏热冬暖地 区,南岭以南，南方沿海地区,温和地区,云、贵西部及川南部,建筑气候区划标准的分区法,I,区,II,区,III,区,IV,区,V,区,VII,区,VI,区,两种划分的比较,划分,标准,分区指标,使用范围,主要指标,辅助指标,“,民用建筑热工设计规范”,建筑热工设计的角度,最冷月和最热月的平均温度,日平均温度,5,和,25,的天数,民用建筑,“,建筑气候区划标准”,建筑,气候,一月和七月的平均气温、七月的平均相对湿度,年降水量、日平均气温,5,和,25,的天数,民用建筑工业建筑,“,建筑气候区划标准,”分七个区,区,：冬季漫长严寒，夏季短促凉爽，气温年较差较大，冻土期长，冻土深，积雪厚，日照较丰富，冬半年多大风，西部偏于干燥，东部偏于湿润。,区,：冬季较长且寒冷干燥，夏季炎热湿润，降水量相对集中。春秋季短促，气温变化剧烈。春季雨雪稀少，多大风风沙天气，夏季多冰雹和雷暴。气温年较差大、日照丰富。,区,：夏季闷热，冬季湿冷，气温日较差小。年降水量大，日照偏少。春末夏初为长江中下游地区的梅雨期，多阴雨天气，常有大雨和暴雨天气出现。沿海及长江中下游地区夏秋常受热带风暴及台风袭击，易有暴雨天气。,区,：夏季炎热，冬季温暖，湿度大，气温年较差和日较差均小，降雨量大，大陆沿海及台湾、海南诸岛多热带风暴及台风袭击，常伴有狂风暴雨。太阳辐射强，日照丰富。,区,：立体气候特征明显，大部分地区冬湿夏凉、干湿季节分明，常年有雷暴雨，多雾，气温年较差小，日较差偏大，日照较强烈，部分地区冬季气温偏低。,区,：常年气温偏低，气候寒冷干燥，气温年较差小而日较差大，空气稀薄，透明度高，日照丰富强烈。冬季多西南大风，冻土深，积雪厚，雨量多集中在夏季。,区,：大部分地区冬季长而严寒，南疆盆地冬季寒冷。大部分地区夏季干热，吐鲁番盆地酷热。气温年较差和日较差均大。雨量稀少，气候干燥，冻土较深，积雪较厚。日照丰富，强烈，风沙大。,亚热带,高原气候区,暖温带,暖温带,中温带,中温带,寒温带,热带,第二章 建筑外环境,地球绕日,太阳辐射,城市微气候,室外气候,气候分区,太阳辐射强度,大气层的吸收作用,太阳光谱,太阳常数,日照与建筑配置,风,城市热岛,温度,湿度,降水,民用建筑热工设计,建筑气候,时差,A,d,h,压力,有效天空温度,地温,太阳辐射,风场,