建筑环境学-建筑外环境

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近红外线 45.2%
长波红外线 2.2%
紫外线 7.0%
.
可见光 45.6%
大气层对太阳辐射的吸收
.
落到地球上的太阳辐射能量
由三部分组成 直射辐射:为可见光和近红外线 散射辐射:被大气中的水蒸汽和云层散射, 为可见光和近红外线 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。在日间比例 很小,可以忽略。
太阳高度角
.
太阳时角
太阳方位角
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
表明观察点所在的位置。
.
第二节 太阳辐射
太阳常数与太阳辐射的电磁波 太阳常数 太阳辐射的电磁波
大气层对太阳辐射的吸收 大气层对太阳辐射的散射、 反射与吸收
我国将大气透明度作了6个等级的分区,1级
最透明
0.85
大气透明度 P
0.8
东京晴天的
0.75
大气透明度
逐月值
0.7
0.65
0.6
.
0
2
4
6
8 10 12
月份
我国的大气透明度分区 我国的大气透明度分区
2 4
3
.
3
5 6
4
第三节 室外气候
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 空气湿度 降水
• 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?
.
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
.
北京时间
E
太阳在空间的位置
太阳位置常用两个角度 来表示:
• 太阳高度角β—太阳方 向与水平的夹角
• 太阳方位角A—太阳方向 的水平投影偏向南的角 度
.
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。
盈余区域
短缺区域
.
净增益
辐射增益区
随纬度基本 不变
占地面积40%
过渡区
净损失Leabharlann Baidu
占地面 积36%
损失区 占地面积36%
风的测量
测量开阔地面 10m 高处的风向和风速 作为当地的观测数据
.
mmHg
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。
高气压环境导致人体血液中的含氧 量增加,红细胞、血红蛋白减少, 白细胞数增加。
从高压环境快速回到标准大气压环 境,会形成气栓,甚至危及人的生 命。
.

风的成因 大气环流:造成全球各地差异 赤道和两极温差造成 地方风:造成局部差异,以一昼夜为周期 地方性地貌条件不同造成,如海陆风、 山谷风、庭院风、巷道风等 季风:造成季节差异,以年为周期 海陆间季节温差造成,冬季大陆吹向海 洋,夏季海洋吹向大陆
第二章 建筑外环境
.
为什么要考虑建筑外环境?
• 建筑物所在地的气候条件,会通 过围护结构,直接影响室内的环 境,为得到良好的室内气候条件 以满足人们生活和生产的需要, 必须了解当地各主要气候要素的 变化规律及其特征。
• 一个地区的气候是在许多因素综 合作用下形成的。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。
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
.
太阳高度角 冬夏不同
.
大气透明度
大气层消光系数
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
本章内容要点
宏观气候——太阳辐射作用于地球气候特点
地球绕日运动规律 太阳辐射 室外气候
大气压力、风、气温、天空温度、地温、湿度、降水
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
我国气候分区特点
.
第一节 地球绕日运动的规律
地球绕日的运动
经度和纬度 关于四季 关于昼夜
风速有梯度,地面为 0 m/s,可认为按
幂函数规律分布,如:
Vh Vm
e(thmmeett)am( et h) a
.
蒲福风力等级表
风 自由海面状况
力 等
浪高
级 一般(m) 最高(m)
陆地地面征象
距地 10 米 高处的相
当风速
米/秒
0

1 0.1
太阳在空间的位置
太阳高度角 和太阳方位角
.
地球绕日的运动
• 经度和纬度
伦敦格林威治天文台
. 经线或子午线
纬线
地球绕日的运动
➢四季
• 太阳的位置与日照的关系
• 赤纬 :太阳光线
北回归线
与地球赤道平面
之间的夹角
南回归线
+23.5°
.

赤纬d
0° -23.5°
地球绕日的运动
南北回归线
.
地球绕日的运动
• 确定太阳高度角及方位 角,是为了进行日照时 数,日照面积,房屋朝 向和间距及房屋周围阴 影. 区范围等的设计。
太阳在空间的位置
赤纬和太阳高度角有什么区别? 时角和太阳方位角有什么区别?
太阳高度角 sin = cos cos h cosδ+ sin sinδ 太阳方位角 sinA = cosδsin h /cos
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
.
太阳辐射能的去向
.
太阳辐射能与太阳高度角
.
大气质量 m
为什么太

阳高度角接
近0º和90º时
垂直面的日
射量都小?
IN = I0 P m
m = L’/L = 1/sin
.

21
太阳辐射照度与朝向
北纬40°的总辐射照度
.
关于太阳高度角
太阳高度角与太阳通过的路径长 度密切相关,从而影响日射照度。 太阳高度角低则日射照度小
.
大气压力
海拔高度(km)
• 大气压力随海拔高
7
度而变
6
5
玛多
• 在同一位置,冬季
4
拉萨
大气压力比夏季大
3 2
格尔木 昆明 兰州
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
大气压力(kPa)
大气层对太阳辐射的影响程 度及影响参数
. 水平面和垂直面上的直射辐射照度
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/m2。
.
太阳辐射的电磁波
.
长波
紫外线 可见光
近红外线
红外线
太阳辐射能量比例
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