第二章建筑外环境

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建筑环境学-建筑外环境

太阳高度角 sin = cos cos h cosδ+ sin sinδ 太阳方位角 sinA = cosδsin h /cos
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太阳高度角
太阳时角
太阳方1位1 角
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
赤纬d
0°
6
-23.5°
地球绕日的运动
南北回归线
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7
地球绕日的运动
• 昼夜
—地方平均太阳时
—世界时
—标准时
90
—真太阳时
—时角
北京时间
E
问题：上海的地方平均太阳时和北京时间差多少?
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8
地球绕日的运动
经度
太阳与地球距离变化造成的偏差
90
时区当地标准时
精选课件
北京时间
E
9
太阳在空间的位置
气压力高，变化范围5％以内
1
太原 • 海平面大气压力称
0
北京作标准大气压，为
-1
101325 Pa 或 760
40 50 60 70 80 90 100 110
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大气压力(kPa)
mmHg
28
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。
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
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18
太阳辐射能的去向
精选课件
19
太阳辐射能与太阳高度角
精选课件
20
大气质量 m
为什么太

第二章建筑外环境(103)

• 适用于一般工业与民用建筑。适应范围更广、涉及的气候参数更多。
• 以累年一月和七月的平均气温、七月的平均相对湿度等作为主指标；以年降水量、年日平均气温大于、等于5 °C和小于、等于25°C的天数等作为辅助指标，将全国划为七个一级区。
• 又以一月、七月平均气温、冻土性质、最大风速、年降水量等指标，将全国划为20个二级区，并提出相应的建筑基本要求。
• 为满足人们生活和生产、工作对良好室内环境的需要，必须理解建筑所在地外环境各主要影响因素的特征、变化规律及其作用。
建筑外环境构成
• 由太阳辐射对地球的作用和地球本身物性所决定的地球气候条件（热平衡）：长期稳定、适宜生存。与建筑内部环境（热湿、空气）密切相关的室外气候要素：太阳辐射、气温、气压、湿度、风、降水等。 • 本地区的空气质量； • 当地的光气候（室外照度状况和影响其变化的气象因素之和） • 区域的环境噪声 • 地质环境（地壳层~土质、水文地质条件、开采情况） • 水环境（地表水、地下水环境） • 植被（自然和人工的所有植物总合）
2、大气压力（1）地球表面的气压不同，变化是复杂的。
• 大体上，是随海拔高度按照指数降低的。
• 多年平均值随纬度分布：赤道低压带、极地高压带、副热带高气压带、副极地低气压带。 • 在同一位置，冬季大气压力比夏季大气压力高，但变化范围在5％以内。
（2）对人体的影响主要是对体内的氧气供应。
• 气压降低，人体会发生一系列生理反应。如高山反应、甚至生命危险。
2、设计规范：
• 规定计算用室外空气参数都有一定的“不保证率” • “不保证时间”：全年不保证室内设计要求的累计时间 • 室内温湿度必须全年保证时，应另行确定空调室外计算温度
2-3 城市和建筑微气候

建筑外环境ppt课件教学教程

❖ 终日阴影：由于其他建筑物的遮挡，有的地方在一天当中都无日照的现象。
❖ 永久阴影：指一年当中都没有日照的现象。
建筑物的外形与阴影的形成
日照时间、南北方向相邻楼间距与纬度之间的关系
§2-4 室外气候
❖ 一.基本概念 ❖ 二.影响地面附近气温的因素 ❖ 三.微气候范围内空气层温度随时间与空间
b）地面的覆盖面，如草原森林等不同的地形及地面覆盖面对太阳辐射的吸收和反射本身温度变化的性质均不同，所以地面的增温也不同。
c）大气的对流作用无论水平方向还是垂直方向的空气流动都会使两地的空气进行混合，减少两地的气温差别。
气温升降的主要原因空气与地表的热交换量引起气温变化的主要原因
三.微气候范围内空气层温度随时间与空间的变化规律
一.基本概念 ❖ 1.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=1353 W/㎡。
❖ 2.太阳光谱：在各种波长的辐射中，能转化为热能的主要是可见光部分（ 52% ） 0.38～0.76mm；0.76～3.0 mm的近红外线。
力比郊区大，储存水分的能力比郊区大，蒸发沸腾作用比郊区小，城市的平均风速小 ❖ 2.气温较高，形成热岛现象 ❖ 3.城市中的云量
最低日照标准：冬至日底层住宅内满窗日照时间 ≮1h；
1.紫外线: (0.2～0.4 mm)
作用：杀菌；促进人体合成维生素；
危害：过度的照射会危害人体健康；由于氯氟碳化合物对臭氧层的破坏，导致紫外线辐射增强；是黑瘤的致病因素；
2.可见光(0.4～0.77mm)：在照明学上有重要意义；
3.红外线(0.77～4.0 mm)：造成热效果的主要因素；日照强度大小和时间长短对人类行为的影响；

建筑环境学复习重点

第二章建筑外环境1.建筑环境学的课程内容：由建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、气流环境、声环境、光环境七个主要部分组成2.时差：真太阳时与当地平均太阳时的差值3.真太阳时：太阳在当地正南时为12点，地球自转一周又回到正南时为一天4.太阳时角：将真太阳时用角度表示，称太阳时角。

指当时太阳入射的日地中心连线在地球赤道平面上的投影与当地真太阳时12点时，日地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角。

5.太阳方位角：太阳至地面上某给定点连线在地面上的投影在当地子午线（南向）的夹角。

太阳高度角：太阳光线与水平面间的夹角。

6.太阳常数：在地球大气层外，太阳与地球的年平均距离处，与太阳光线垂直的表面上的太阳辐射强度为i0= 1353W/m²。

7.大气压力定义：物体表面单位面积所受的大气分子的压力称为大气压强或气压。

气压随高度按指数降低。

海平面大气压力称作标准大气压8.气象站所记录的风速为当地10m高处的风速。

9.风玫瑰图：包括风向频率分布图、风速频率分布图①直观地反映出一个地方的风向和风速②除圆心以外每个圆环间隔代表频率为5%类型：季节变化、主导风向、双主导风向、无主导风向、准静止风10.霜洞：在某个范围内，温度变化出现局地导致现象，其极端形式称为...11.降水：从大地蒸发出来的水进入大气层，经过凝结之后又降到地面上的液态或固态水分。

降水性质：①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；②降水时间③降水强度：指单位时间内的降水量。

降水强度的低等级以24小时的总量来划分。

小雨<10，中雨10-25，大雨25-50，暴雨50-100。

12.城市气候特点：①.城市风场与远郊不同。

除风向改变以外，平均风速低于远郊的来流风速；②.气温较高，形成热岛现象；③.城市中的云量，特别是低云量比郊区多，大气透明度低，太阳总辐射照度也比郊区弱。

室外环境作业答案1

第二章建筑外环境为什么我国北方住宅严格遵守座北朝南的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？1．鉴于日照对人居的重要作用，住宅应获得尽量多的日照，而对于独立建筑，影响日照的因素为太阳高度和日照强度。

北方地区位于北回归线以北，一年四季太阳都处于南部天空，夏天太阳高度角高，冬季太阳高度角低，坐北朝南的住宅在冬季可以获得最大日照，降低建筑物的采暖负荷；夏季可以利用房檐遮阳，保持室内较凉爽的环境。

南方（华南地区）位于北回归线以南，全年太阳高度角变化并不明显，各面墙得到的太阳辐射差别不大，且由于冬季并不寒冷，因而房子的朝向不是特别重要。

2．南方多山地、丘陵、河流，建筑物严格的朝向要求不能合理的利用有限的地面。

是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温度改变导致空气温度改变？1．地面温度导致空气温度改变。

2．大气中的气体分子在吸收太阳辐射时具有选择性，对短波辐射几乎是透明体。

空气与地表面以导热、对流和长波辐射形式进行热交换而被加热或冷却。

晴朗的夏夜，气温25℃，有效天空温度能达到多少？如果没有大气层，有效天空温度应该是多少？1．4/144])70.030.0)(026.032.0(9.0[a a g sky T S P T T +--=其中： T g −− 地表温度，K ；取23℃T a −− 地面1.5-2.0m 高处的气温，K ；取25℃P a −− 地面附近空气的水蒸气分压力，mbar 取相对湿度75％，23℃，20mbar S −− 日照百分率，即全天实际日照时数与可能日照时数之比，是一个与云量密切相关的量。

天气晴朗，取1441/4[0.9*(23273)(0.320.70*1)(25273)]sky T =+--++Tsky ＝270K ＝-3℃结果会因假设的气象参数值不同而不同，注意地表温度的值会略低于空气温度2．如果没有大气层，由于有效天空温度T sky 的定义为：Q sky ＝σT sky 4 ，Q sky 为大气层向地面的辐射，此时Q sky ＝0，所以T sky 也为0K为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？1．晴朗的夜间，天空中云量、尘粒、水汽较少，大气透明度高，吸收地面长波辐射的能力差，所以大气逆辐射Q sky 小，天空背景温度很低。

《建筑环境学》习题部分参考答案

《建筑环境学》习题部分参考解答第二章建筑外环境1. 为什么我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方并不严格遵守？答：太阳光在垂直面上的直射强度为θβcos cos ,⋅⋅=N z c I I ，对于地理位置的地区βcos ⋅N I 是不能人为改变的。

所以要使I c,z 取最佳值，只有使θ尽可能小。

在冬季，太阳是从东南方向升起，从西南方向落下，而坐北朝南的布局就保证了在冬季能最大限度的接收太阳辐射。

北方气候寒冷、冬夏太阳高度角差别大，坐北朝南的布局可以使建筑物冬季获得尽可能多的太阳辐射，夏季获得的太阳辐射较小。

但在南方尤其是北回归线以南，冬夏太阳高度角差不多，所以建筑物是否坐北朝南影响不太大。

2. 是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温度改变导致空气温度改变？答：大气中的气体分子在吸收和放射辐射能时具有选择性，它对太阳辐射几乎是透明体，直接接受太阳辐射的增温是非常微弱。

主要靠吸收地面的长波辐射而升温。

而地面温度的变化取决于太阳辐射和对大气的长波辐射。

因此，地面与空气的热量交换是气温升降的直接原因，地面温度决定了空气温度。

3. 晴朗的夏夜，气温25℃，有效天空温度能达到多少？如果没有大气层，有效天空温度应该是多少？答：有效天空温度的计算公式为：4144])70.030.0)(026.032.0(9.0[o d d sky T S e T T +--=查空气水蒸气表，可知：t =25℃时，e d =31.67mbar查表2-2，T d =32.2+273.15=305.35 K ，另外，T 0=25+273.15=298.15 K∴ 计算得：T sky ＝100×(74.2－9.4S)1/4如果没有大气层，可以认为S ＝1，则计算求得：T sky ＝283.7 K4. 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？答：由于晴朗夜空的天空有效温度低，树叶表面与天空进行长波辐射，使得叶片表面温度低于空气的露点温度，所以出现结露或结霜现象。

111531_建筑环境学(第二版)课后习题解答ppt版解析

各种得热进入空气的途径
• 潜热得热、渗透空气得热
– 得热立刻成为瞬时冷负荷
• 通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室内显热源散热
– 对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷 – 辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式进入
空气成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在时间上存
在延迟。
如果一个空调房间，只有一面外墙，室内热源为一个大功率灯，把灯光投射到外墙内表面上和把灯光投射在内墙表面上对房间的冷负荷有何影响？
玻璃系列
• 透过玻璃窗的太阳辐射中是否只有可见光，没有红外线和紫外线？
可见光
近红外线
长波红外线
0. 8
普通玻璃的光谱透过率
玻璃系列
• 夜间可以通过窗户长波辐射把热量散出去吗？
室内空气、表面对流换热、长波辐射玻璃窗内表面被加热 ... ...玻璃窗长波辐射外界环境
得热：１、假定除所考察的围护结构内表面外，其他各室内表面的温度均与室内空气温度一致
２、假定室内没有其他短波辐射热量落在所考察围护结构内表面上”时
综合
• 如果有两套户型设计一模一样的公寓，但一个主要窗户朝东，另一个朝西。两套公寓夏季的热环境条件有何区别？
–朝东公寓，传热的峰值在下午，太阳辐射得热的峰值在上午，峰值错开使得负荷峰值较小 –朝西公寓，传热和太阳辐射的峰值均在下午，峰值叠加后使得总负荷偏大，不空调的话房间温度会特别高
其他
• 室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？ • 什么情况下建筑物与环境之间的长波辐射可以忽略？ • 为什么冬季往往可以采用稳态算法计算采暖负荷而夏天却一定要采用动态算法计算空调负荷？ • 围护结构内表面上的长波辐射对负荷有何影响？

建筑环境学复习要点

普通玻璃：对 3μm 以下的近红外线来说几乎是透明的。长波红外线辐射会被玻璃反射和吸
收
Low-e 玻璃：可见光透过率 70%~80%,较低的长波红外线发射率和吸收率，反射率很高
普通玻璃和 Low-e 玻璃区别见上。此外，low-e 玻璃对波长为 0.76~3μm 的近红外线的透射率比普通玻璃低得多室外空气综合温度考虑了太阳辐射的作用对表面换热量的增强，相当于在室外气温上增加了一个太阳辐射的等效温度值。是为了计算方便推出的一个当量的室外温度。夜间辐射夜间无太阳辐射，而天空背景温度远远低于空气温度，因此建筑向天空辐射的辐射放热量是不可以忽略的。故长波辐射 Qlw 也称为夜间辐射或有效辐射地表有效辐射：地面与大气层之间的辐射换热 QR 内遮阳和外遮阳区别内遮阳遮阳设施吸收和透过部分全部为得热，外遮阳只有透过和吸收中的一部分成为得热围护结构的湿传递
第四章人体对热湿环境的反应
热舒适 ASHRAE Standard 55-2010：人体对热环境表示满意的意识状态 Thermal comfort is defined in the ASHRAE Standard(ASHRAE,2010)as “that condition of mind which expresses satisfaction with the thermal environment”.
※一般计算中不考虑时差。所求的就是当地的地方平均太阳时，即钟表时间 T0
太阳时角 h:用角度表示的真太阳时，正午为 0°，每小时为 15°，
上午为负，下午为正
太阳高度角β：太阳光线与水平面的夹角（影响太阳高度角和方位
角的因素：赤纬角，时角，地理纬度）
太阳方位角 A:太阳至地面上某给定的点连线在地面上的投影与当

111531_建筑环境学(第二版)课后习题解答ppt版

Qsky
• 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？
Q：为什么会结露？ A：温度达到露点 Q：温度为什么达到露点？ A：晴朗的夜间，大气透明度高，吸收地面长波辐射的能力差，天空背景温度很低。树叶表面与天空的辐射换热，表面温度降低
• 晴朗夏季的凌晨，树叶表面容易结露，为什么？ • 答： • 在晴朗天气的夏季凌晨，因为无云，有效天空温度比有云时要低，天气越晴朗，空气中的水蒸气含量越少，则夜间有效天空温度越低。因此，夜间室外物体朝向天空的表面会向天空辐射散热，当其表面温度达到周围空气的露点时，就会有结露出现。由于树表面湿度大于无生命的物体，且树叶体积小儿更易于被冷却，在温度低的时候很容易达到露点而使空气结露，这就是为什么凌晨室外一些朝上的表面，如树叶表面会结露的原因。
第二章建筑外环境
四合院建筑
• 利用太阳高度角的特点，仅在北方出现。 • 冬季有效地利用了太阳能采暖和抵御北风侵袭，屋顶设计避免了夏季室内过热。
• 是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温度改变导致空气温度改变？ • 课本 P21
• 没有大气层时，有效天空温度应该是多少？
Q：有效天空温度的物理意义是什么？ A：表征大气层对地球表面的投入辐射 Qsky，如果没有大气层则Qsky=0 Q：晴天和阴天室外温度有什么区别？
• 如果把光投射到外墙内表面上，部分光能转换成热能，使外墙内表面的温度升高， • 从而降低了外墙内表面与外墙外表面的温差，会减少由于外围护结构导热引起的热量，从而减少房间的冷负荷，而投射到内墙，也会提高内墙内表面的温度，此时会由于该内表面的温度高于邻室的温度，而使得热量传递由该室到邻室，房间
• 植被地面
– 反射率低 – 植物表面温度不高，长波辐射量不大，且反射到人身上的太阳辐射也少 – 由于植物的光合作用和蒸腾作用，一部分太阳能转化为化学能，另一部分转化为水的潜热被带走 – 使用植被可以改善附近的微气候环境。

建筑环境学要点

第二章建筑外环境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。

关于四季：因地球公转而形成1.大气透明度：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2.太阳高度：太阳高度角是指太阳光线与水品面的夹角太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相关，从而影响日射强度。

太阳高度角低则日射强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图：太阳辐射能与太阳高度角图：太阳辐射博普3.风玫瑰图：为了直观地反映一个地方的风速、风向，通常用当地的风玫瑰图表示。

风玫瑰图包括“风向玫瑰图”和“风速玫瑰图”，因图形似玫瑰花朵，故名。

风玫瑰图按照逐时实测的各个方向风出现的次数，分别计算出现次数占总次数的百分比，并在图上按各方位线标出，最后连接各点而形成。

分为年风向频率图与月风向频率图。

在风向玫瑰图中，频率最大的方位，表示该风向出现次数最多。

最常见的风玫瑰图是一个圆，圆上引出16条放射线，它们代表16个不同的方向，每条直线的长度与这个方向的风的频度成正比。

静风的频度放在中间。

有些风玫瑰图上还指示出了各风向的风速范围。

（baidu）4.室外气温：指距地1.5面米高，背阴处的空气温度5.“霜洞”气温：在某个范围内，温度变化出现局地倒置现象，其极端形式称为“霜洞”霜洞效应：洼地冷空气聚集造成气温低于地面上的空气温度6.湿度：空气中水蒸气的含量。

7. 城市气候小区风场城市热岛建筑布局与日照小区风场：风场：风向、风速（风向量）的空间分布状况。

形成机理:a 建筑物对来流风的阻碍和聚集作用b 小区内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:a 冬季造成热负荷增加b高风速影响人员行动c夏季自然通风不良*研究城市和建筑群风场的方法有利用风洞的物理实验模型方法和利用计算流体力学（CFD）的数值模拟法。

建筑环境学课后习题完整版

课后习题答案第二章建筑外环境1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。

2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。

3.晴朗的夏夜，气温25℃，有效天空温度能达到多少？如果没有大气层，有效天空温度应该是多少？根据书中有效天空温度估算式（2-23）有效天空温度与近地面气温和空气的发射率有关，空气发射率又与露点温度有关，露点温度又与气温和相对湿度（或含湿量）有关，假定在晴朗的夏夜，气温为 25℃，相对湿度在30％-70％之间，则tdp＝6℃-19℃，有效天空温度tsky＝7℃-14℃。

在某些极端条件下，tsky可以达到0℃以下。

如果没有大气层，有效天空温度应该为0 K。

4.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜？答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。

5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。

如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装，虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收，另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的开高，从而不利于住区微气候的改善。

建筑环境学复习提纲-第二章

第二章建筑外环境1. 地球绕日运动✧ 太阳的运动轨迹地轴与黄道平面的交角为23.5。

太阳的运动轨迹，北纬23.5。

至南纬23.5。

之间。

✧ 赤纬角)365284360sin(45.23n+⨯=δ，n 是计算日在一年之中的位置。

✧ 真太阳时6015eL L T T m m +-±=式中 T当地的真太阳时，h ；Tm 该时区的平均太阳时（该时区的标准时），h ； L当地子午线的经度，deg ；Lm 该时区中央子午线的经度，deg ； e时差，min ；对于东半球取正值，对于西半球取负值。

2. 太阳辐射✧ 辐射照度用于表示太阳辐射能量大小的量，指1m2黑体表面在太阳辐射下所获得的辐射能通量，单位W/m2。

地球大气层外与太阳光线垂直表面上的太阳辐射照度几乎全年不变。

在太阳与地球的年平均距离处，与太阳光线垂直的表面上，太阳辐射照度I0＝1353W/m2。

✧未通过大气层太阳辐射分布辐射波谱见书。

✧大气层对太阳辐射的吸收到底地面的太阳辐射能＝直射（直接照到地面）＋散射（经大气散射）+大气长波辐射（温室气体吸收长波辐射升温后再向地面辐射，是极为微小的一部分，可忽略）水平面上太阳直接辐射照度正比于太阳高度角与大气透明度。

大气消光系数与大气透明度大气层对辐射的衰减效应x xkI dx dI -= 式中I x ——距大气层上边界x 处的法向表面太阳直射辐射照度，W/m2k ——比例常数，m-1x ——太阳光线的行进路程，m0exp()X I I kx =-消光系数a kL = I 0——太阳常数L ——日射垂直于地面时太阳的辐射行程 k ——单位厚度消光系数太阳位于天顶时，0exp()L I I a =-大气透明度0/exp()L P I I a ==-3. 室外气候✧ 大气压力大气压力可以看作是无数空气分子长时间持续的撞击物体所致。

将空气看做混合理想气体，压强p 公式：23i p n w -=⋅∑i n ——气体分子数密度，单位体积内的分子数，个/m 3；w -——分子平均动能，32w KT -=,231.380610/K J K -=⨯； T ——热力学温度。

建环

第二章建筑外环境1注意几个角度的区别:赤纬δ：阳光与赤道平面的夹角；纬度φ：当地的法线与赤道平面的夹角。

太阳的高度角β：太阳光线与水平面的夹角.太阳高度角: 太阳方向（太阳与地球上某点P的连线）与水平面的连线。

太阳方位角: 太阳方向的水平投影偏离南向的角度。

太阳的高度角和方位角既与季节有关，也与一天中的时间有关。

2太阳的辐射照度：1 平方米的黑体在太阳辐射下所吸收的热能。

3当太阳辐射遇到的是直径比波长小的空气质点时，波长越短，散射越强。

这被称为分子散射或瑞利散射。

解释现象：雨过天晴，天空呈蔚蓝色。

4当太阳辐射遇到的是直径比波长要大的空气质点时，此时各波段的电磁波均被散射，这叫粗粒散射、米散射或漫射。

解释现象：灰色而浑浊的天空5云层、尘埃的反射.解释现象：日出、日落，太阳四周呈红色6太阳总辐射强度包括直射辐射：为可见光和近红外线，受大气透明度的影响;散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射后到达地面，为可见光和近红外线，随高度角增大而增大，随大气透明度变小而增大，;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7一天中，日出前，地面上总辐射收入少，其中只有散射辐射；日出后，随着太阳高度升高，直射和散射辐射逐渐增加。

但直接辐射增加较快，即散射辐射在总辐射中所占成分逐渐减小；中午时太阳直接辐射与散射辐射强度均达到最大值；中午以后二者又按相反的次序变化。

8自然的微气候;大气压力,风,空气温度,有效天空温度,地层温度,空气湿降水9大气环流：造成全球各地差异由于照射到地球表面的太阳辐射不均匀，造成赤道和两级间的温差，由此引发大气赤道和两极间的经常性活动，叫作大气环流。

地球的自传和公转也影响了大气环流的走向。

10地方风：季风、海陆风、山谷风,庭院风、高楼风、巷道风等。

11有效天空辐射温度：大气因被加热而具有一定的温度，从而向地面进行长波辐射。

衡量指标:有效天空辐射温度.有效辐射：地面与大气层之间的辐射换热量（又称有效辐射）即为地面向大气层的辐射能量与大气向地面的逆辐射之差13自然现象：夜间地面向天空发出长波辐射而降温，使地面附近空气的温度降低从而出现露，霜或者雾。

2建筑外环境

2建筑外环境建筑外部环境状况直接影响建筑室内环境，因此对建筑室内环境的研究必须了解其外部各主要环境要素的变化规律及其特征。

与建筑环境密切相关的外部环境有太阳辐射、气温、湿度、风、降水等等。

【本章学习要点】：⒈宏观气候−太阳辐射作用与地球气候特点●太阳辐射特性与影响因素●地球绕日运动规律：时间（季节、昼夜）和地理位置●室外气候：包括大气压力、风、气温、天空温度、地温、湿度、降水⒉微观气候−人类营造活动形成的局部微气候●城市风场、●城市热岛、●建筑日照⒊我国气候分区重点是太阳辐射和室外气候2.1地球运动与太阳辐射【本节重点内容】：一、基本概念1. 地球运动经度、经线（本地子午线、本初子午线）纬度、纬线（赤道、南北半球）四季——公转、黄道平面、自转、赤纬、24节气昼夜——地方平均太阳时、世界时、时区、真太阳时、北京时间、太阳时角2. 太阳位置太阳高度角、太阳方位角赤纬（日期）、时角（时间）。

3. 太阳辐射直射辐射、散射辐射（天空辐射）、总辐射辐射照度、太阳常数大气透明度二、太阳辐射强度的影响因素1. 太阳与地球的关系——时间、空间纬度、季节、昼夜与太阳辐射的关系2. 大气层及大气透明度影响一、太阳辐射能太阳辐射能是地球热量的基本来源，是建筑外环境气候条件的决定因素。

太阳辐射射线穿过宇宙空间进入地球大气层，其中一部分辐射能被大气层中的臭氧、水蒸气、二氧化碳和尘埃等吸收（被水蒸气吸收得最多），另一部分被云层中的尘埃、冰晶、微小水珠及各种气体分子等折射或反射，成为漫无方向的散辐射。

这种散射辐射又称为天空辐射（其中一部分反射到地球表面）。

其余未被吸收和散射的辐射能，仍按原来的辐射方向，透过大气层沿直线继续到达地面，这部分辐射称为直接辐射或直射辐射。

到达地面的太阳总辐射能为直接辐射和散射辐射能量之和，约占太阳向地球总辐射能的1/3。

太阳辐射热量的大小（直接辐射和散射辐射之和）用辐射照度来表示。

辐射照度——单位面积黑体表面在太阳辐射下所获得的热量，单位为W/m2。

清华大学建筑环境学第2章建筑外环境2

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
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建筑布局与日照
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
20
8:00
8:00
9:00
25
城市居住区规划设计规范规定
主要城市不同日照标准的间距系数
纬度城市名称 (北纬) 冬至日大寒日正午日照正午日照日照日照现行采用标准影长率 1h 影长率 1h 2h 3h 1.5～1.8 1.6～1.7 0.9～1.1 0.5～0.7
哈尔滨 45°45ˊ 2.63 2.46 2.25 2.10 2.15 2.24 北京上海广州 39°57ˊ 1.99 1.86 1.75 1.63 1.67 1.74 31°12ˊ 1.41 1.32 1.26 1.17 1.21 1.26 23°08ˊ 1.06 0.99 0.95 0.89 0.92 0.97
5
城市热岛强度△T的特征：
城市规模越大，人口越多，热岛现象越强；因地理纬度不同热岛强度有所不同
高、中纬度区：冬强、夏弱。北京：71年1月 △T=1.8℃；7月△T = 0.8℃ 上海：55年11月△T=2.4℃；5月△T = 0.1℃
白天弱，夜间强；晴天无风△T强，阴天风大△T弱风速大，△T 弱；风速小，△T 强
26
第五节我国气候分区特点
两个分区标准
“民用建筑设计规范”（GB50176－93）的五个建筑热工设计分区建筑热工区划标准（GB50176－93）的七个建筑气候区划分区

2建筑环境学第二章-建筑外环境

第二章建筑外环境建筑物所在地的气候条件，通过围护结构，直接影响室内环境，因此，有必要将建筑外环境的基本概况讲清楚，以便充分利用自然条件改善建筑物的内部环境。

第一节地球绕日运动的规律地球上的任何一点位置都可以用地理经度和纬度表示。

1．经线：一切通过地轴的平面同地球表面相交而成的圆叫经度圈。

经度圈都要通过南北两极，形成两个180°的半圆，这样的半圆叫经线。

（或称子午线）全球共分为180个经圈，360条经线（子午线）。

* 国际会议商定，以英国伦敦的格林威治天文台所在的子午线为全世界通用的本初．．子午线．．．。

2．纬线：一切垂直于地轴的平面同地球表面相割而成的圆，称为纬线，且彼此平行。

其中通过地心的纬线．．．．．叫赤道．．．．．．．．．、北两个半球．．．．．。

．．。

赤道面将地球分为南3．经度：经度是指本初子午线所在的平面与本地子午线所在平面的夹角。

以本初子午线为零度线，自零度线向东分为180°叫东经．．。

．．，向西分为180°叫西经4．纬度：是以本地法线（地平面的垂线）与赤道平面的夹角，赤道的纬度为零。

自赤道向北极方向分为90°称为北纬．．。

．．，向南极方向分为90°称为南纬5．日照时间一般采用平均太阳时。

6．平均太阳时：是以太阳通过该地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。

这样经度不同的地方，正午时间均不同，规定标准时间．．．．。

7．世界时：国际协议，以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准，称为“世界时”。

把全世界按地理经度划分为24个时区，每个时区包含地里经度15°。

以本初子午线东西各7.5°为零时区，向东西各分为12个时区，每个时区都按它的中央子午线的平均太阳时为计时标准，成为该时区的标准时，相邻两个时区的时差为1小时。

8．我国的时区范围是，东5~9时区，横跨5个时区。

我国统一采用东8时区的时间，即以东京120°的平均太阳时为中国的标准时间，称为北京时间。