建筑热工调研报告

《建筑物理》调研报告

调研对象：武汉气候特征及气候适应性建筑

调研时间：2012年9月

教学单位：武汉理工大学土建学院

指导老师：邹源

专业班级：建筑学1001

学生姓名：陈凌晨

学生学号：0121006220120

摘要：

本文通过对中国五大气候区的典型城市的气候特点进行调查，分析武汉市气候特征，并比较武汉市与同气候区其它城市的气候差异以及造成这些差异的原因；

对武汉当地气候适应性建筑的实地调查与研究以及各大气候区内主要气候适应性建筑类型的资料查阅及整理，总结并归纳了我国不同地区气候条件对建筑影响的差异性。同时阐述了各地建筑实例是如何适应当地气候，从而达到生态环保的目的。

关键词：气候分区，建筑气候分区，武汉气候特征，气候适应性建筑

正文：

一．武汉市气候特征

1.1武汉气候特征概述

武汉地处北纬29度58分-31度22分，东经113度42分-115度4分，在海拔较低的长江流域河谷中。

亚热带季风气候分布在北纬25°～35°亚热带大陆东岸,东亚地区最具代表性，它是热带海洋气团和极地大陆气团交替控制和互相角逐交绥的地带。在我国，主要分布在东部的秦岭—淮河一线以南与热带季风气候型以北的地带。此外，日本南部和朝鲜半岛南部等地也有分布。夏季高温多雨，冬季温和少雨。也称为亚热带季风气候。由于地区冬季也有一定数量的降水，冬夏两季的干湿差别不如典型的亚热带季风气候显著，因而被称为亚热带季风性湿润气候①。其成因也是海陆热力性质差异，只是其分布地区的海陆热力性质差异没有亚热带季风气候分布区显著。

根据中国建筑气候分区，武汉属于北亚热带季风性湿润气候，天气变化剧烈，雨量充沛，降水年变率大，时空分布不均，自然灾害严重。日照充足、夏季酷热、冬季寒冷的特点。一般年均气温15.8℃-17.5℃，1月平均气温最低，为0.4℃；7、8月平均气温最高，为28.7℃。夏季极长达135天，因武汉地处北纬30度，夏季正午太阳高度可达38°，又地处内陆、距海洋远，地形如盆地故集热容易散热难，河湖多故夜晚水汽多，加上城市热岛效应和伏旱时副高控制，十分闷热，是中国四大火炉②之一，夏天普遍高于37℃，极端最高气温44.5℃。初夏梅雨季节雨量集中，年降水量为1100毫米，年无霜期240天，年日照总时数2000小时。

1.2同气候分区的差异比较与原因

同武汉一样，在亚热带季风气候区

的城市有：上海、南京、合肥、成都、

杭州等等。武汉与所在的同气候分区的

其他城市相比，主要受海陆差异和地形

影响，存在较大的差异。

合肥，南京，上海靠海，降水多；

成都位于成都平原，属亚热带湿润

季风气候区,气候温和、四季分明、无霜

期长、雨量充沛、日照较少。多年年平

均气温为16.2度,年极端最高气温为37.3度,年极端最低气温为-5.9度,最热月出现在7-8月,月平均气温为25.4和25.0度,最冷月出现在1月, 月平均气温为5.6度;降水主要集中在7-8月,降雨最少月份为12和1月；

重庆位于长江流域上游，属“夏热冬冷”地区。重庆地处四川盆地，两江交汇之处，气候与其他城市明显不同。冬季日照严重不足，属国内日照最少的地区（在世界上也属于日照最少的地区）。并且日照时间都集中在夏季里，冬季几乎无日照。夏季酷暑，冬季湿寒。

上海地处江海交汇的长江三角洲东部，位于东亚季风盛行的北亚热带地区，属于北亚热带季风气候。上海受冬夏季风进退的影响，常年11月至翌年2月盛行冬季西北风，气候寒冷干燥，4～8月盛行夏季东南风，暖热湿润，但7、8 月间在西北太平洋副热带高压直接控制下，有时出现西南风高温干燥天气；3月和9月至10 月的前期是季风转换的过渡季节，一般以东北风和东风为主，低温阴雨天气较多。太平洋暖流经过上海的海边区域,使得上海冬天不至于太冷,上海下雪的几率非常小,就算有时间也是很短的。

每年盛夏受西太平洋副热带高压控制，晴空少云，太阳辐射强，容易出现间断性高温或持续性高温酷热天气。引起城市高温原因诸多，如气候异常，温室气体，城市建筑，城市热岛效应，植被状况以及人类活动等。

其实造成武汉夏天热的主要原因是夏季高空被副热带高气压带控制着；其次就是地形的影响。武汉在海拔较低的长江流域河谷中，河谷的地形特点尤如锅底，四周山地环抱，地面散热困难，使气温不断升高；三是这些地方水田网密布，水汽多，湿度大，人体出汗后不易蒸发，出汗的散热效率大大降低，高温加高湿，更使人感到闷热。

夏热冬冷地区冬季建筑热环境差，是建筑不适应冬季的气候条件所致。虽然室外气温比北方高，但日照不足，远不及北方。如冬季日照率，北京高达67%，上海为43%，武汉为39%，成都为21%，。建筑热工性能差，特别是单层窗，传热损失大。

1.3气候适应性建筑

武汉火车站

武汉火车站位

于武汉市青山区杨

春湖东侧容家下咀

附近, 为一座新建的

大型现代化高速火

车站, 是正在建设的

京港高速铁路的重

要站点。

武汉站整体的

“千年鹤归”造型凸显湖北特色，寓意千年黄鹤，翩然而归，九片屋檐同心排列，又象征着武汉九省通衢的地理位置。

建筑中部突出的60米高大屋顶，有一定的斜度，我想这应该是武汉夏天过于闷热，这样的斜屋顶，相对能够建立较为宽敞的空间，以便气流的流通，减少气候带来的闷热感，特别是在像火车站这样的大型交通建筑中，更应该考虑到这点。建筑嵌入大面积的玻璃幕墙，这主要是考虑到了光照以及降水的问题。

武汉站建筑面积

庞大，运营能源消耗

巨大。该站屋顶局部

采用太阳能光电板作

为材料，白天可借助

充足的阳光发电，用

于车站照明。

另外武汉火车站

还采用了地源热泵系

统，冬天，从100米的地下取温度高于地面的地下水，形成交换，提高室内温度。夏天，取地下凉水为室内降温。

武汉站所采用的这种地源热泵系统节能、环保，可再生能源利用效率显著。从典型项目测试的情况来看，地源热泵系统的能效比高于常规电制冷机组供冷+锅炉供热系统约20%-30%，高于风冷热泵系统约30%-40%，减少一次能源（化石能源）使用量50%-60%。夏季减少了冷却塔的飘水损失③，减缓了城市热岛效应；冬季无燃烧过程，对终端用户来说无污染物的排放。地源热泵技术的推广应用，能够提高能源利用效率并有效改善湖北武汉地区的能源结构。