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1
441/4[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。

2．树叶表面与大气层之间的辐射换热量Q R ，就是树叶表面向大气层的辐射能量Q l 与大气层向树叶表面的逆辐射Q sky 之差额，即：
Q R ＝Q l －Q sky ＝σ (εT l 4 － T sky 4 )
3．此时树叶表面与天空的辐射换热损失很大，表面温度下降的比较低，而周围的空气温度相对
较高，含湿量较大，当树叶表面温度下降到空气露点温度附近时，表面就开始结露，下降到0℃以下，就开始结霜了。

4．有同学认为结露结霜现象是由于气温低引起的，若气温低于空气的露点温度（如夏季空调送冷风到湿热的环境中，造成局部区域空气温度很低），则水蒸汽直接凝结成水滴，实际上会起雾。

结露是由于气温高于露点温度，而物体表面温度低于露点温度，水蒸汽才会在物体表面凝结，因此本题关键是分析树叶表面温度降低的原因。

为保证日照时间满足规范要求，南方地区和北方地区要求的最小住宅楼间距是否相同？为什么？
1．不同。

纬度越高，需要的楼间距越大。

2．由于南北地区纬度的差别，在同一季节太阳高度角不同，南方较高，北方较低。

太阳高度角偏低则建筑物的日影区就越大，为避免建筑物相互遮挡，所需要的楼间距就越大。

3．建筑物所需要的日照间距D0可按下式计算：
00*()*cos()
D H ctg h A a
=-[1]
其中：H0－前栋建筑计算高度（前栋建筑总高减后栋建筑第一层窗台高）
h －太阳高度角
A－太阳方位角
a －后栋建筑法线与正南方向所夹的角
由公式可知，当其他条件一样时，北方地区纬度高，太阳高度角h小，则cos(h)大，最小住宅楼间距也大。

[1] 叶歆编著。

建筑热环境。

北京，清华大学出版社，1996
采用高反射率的地面对住区微气候是改善了还是恶化了？为什么？应该具体情况具体分析。

1．人工地面：
高反射率的地面如大理石、水泥地面，在阳光下会反射大量太阳辐射，人在这样的环境中，将接受大量反射辐射。

但由于地面吸收的热量少，地面温度较低长波辐射量小，附近空气温度较低。

同时由于地面发射率低，在太阳下山后，地面长波辐射量小，夜间空气温度较低。

另外，在建筑物密集的区域，高发射率地面会恶化周围建筑环境，因为把热量反射到建筑表面了。

如果是开阔地面就没有问题。

低反射率的地面如沥青地面，在阳光下会吸收大量太阳辐射，表面温度相当高，同时发射长波辐射，使地面附近空气温度升高。

同时地面对人的长波辐射也会使人体表面温度增加，增加人的热感。

在太阳下山后，地面将继续发射长波辐射，致使夜间空气温度较高。

2．植被地面：
植被地面的反射率低，但是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，所以植物表面温度并不高，长波辐射量不大，且反射到人身上的太阳辐射也少。

使用植被可以改善附近的微气候环境。

3．寒冷地区可以使用较低反射率的人工地面，最大限度吸收太阳辐射，提高地面附近气温。

炎热地区应尽量采用植被地面，在不能采用植被地面的地方使用较高反射率的地面。

水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是什么？
1．水体和植被对热岛现象起削弱作用。

2．水的热容量大，且水体蒸发可以吸收热量。

3．植被除蒸发（蒸腾作用）吸热外，还对太阳辐射有一定的反射作用，尤其是在夏季太阳辐射强度高时，可以有效降低周围空气温度。