建筑环境学-建筑外环境培训课件(55张)PPT
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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
东京晴天的大 气透明度逐月值
20
我国的大气透明度分区
2 4
3
3
5 6
4
21
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
22
大气压力
大气压力随海拔高 度而变
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
5.5~7.9
5 2.0
2.5
有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波
8.0~10.7
6 3.0
4.0
大树枝摇动，举伞困难
10.8~13.8
7 4.0
5.5
全树摇动，迎风步行感觉不便
13.9~17.1
8 5.5
7.5
树枝折毁，人向前行，感觉阻力甚大
17.2~20.7
9 7.0 10.0
建筑物有小损，烟囱顶部及平屋摇动
太阳的位置与日 照的关系
北回归线
赤纬 ：太阳光线 与地球赤道平面
南回归线
之间的夹角
0
赤纬d
+2327 0
-2327
6
பைடு நூலகம்
南北回归线
北极圈 6633
北回归线 2327
7
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？
sin = cos cos h cos + sin sin sin A = cos sin h /cos
太阳辐射能与太阳高度角
I0
15
大气层质量 m
为什么太阳 高度角接近0º 和90º时垂直面 的日射量都小？
大气大层质量＝1
大大气层质量＝2
＝30
地球表面处法向太阳 直射辐射照度：
IN = I0P m
m = L’/L = 1/sin
16
太阳日总辐射照度与朝向
地点：北纬40°
17
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，从而影响日射强度。太阳高度角低则日 射强度小
10
大气层对太阳辐射的吸收
超短波
X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2 及其它大气成分强烈吸收
短波
受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 使得天空呈现蓝色
紫外线被大气中的臭氧所吸收
长波
被CO2和水蒸气等温室气体所吸收
剩下的
可见光＋近红外线
11
落到地球上的太阳辐射能量
2
本章内容要点
宏观气候太阳辐射作用与地球气候特点
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
3
第一节 地球绕日运动的规律
经度和纬度
180°
伦敦格林威治天文台
90°
西经
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
25
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
占地面 积36％
损失区 占地面积36％
距地 10 米 高处的相 当风速
级 一般(m) 最高(m)
米/秒
0－
－
静，烟直上
0~0.2
1 0.1
0.1
烟能表示方向，但方向标不能转动
0.3~1.5
2 0.2
0.3
人面感觉有风，树叶微响，方向标能转动
1.6~3.3
3 0.6
1.0
树叶及微枝摇动不息，旌旗展开
3.4~5.4
4 1.0
1.5
能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动
东经 0°
经线或子午线
北纬 0°
南纬
纬线
4
第一节 地球绕日运动的规律
某地的真太阳时T
经度
太阳与地球距离 变化造成的偏差
TTmL1L5m6e0 90W
时区当地 标准时
北京时间 90E
当地的钟表时间T0就是
伦敦时间
忽略了时差e 的当地平均太阳时。
问题：西安的真太阳时和北京时间差多少?
5
第一节 地球绕日运动的规律
20.8~24.4
10 9.0 12.5 可使树木拔起或使建筑物损坏较重。陆上少见。 24.5~28.4
11 11.5 16.0
陆上很少见，有则必有广泛破坏
28.5~32.6
太阳高度角
太阳方位角
8
第 二 节
太 阳 辐 射
紫外线 可见光
近红外线
长波 红外线
9
太阳总辐射能量比例
太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，
辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。
近红外线 45.2%
长波红外线 2.2%
紫外线 7.0%
可见光 45.6%
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
18
太阳高 度角冬 夏不同
19
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
海平面大气压力称 作标准大气压，为 101325 Pa 或 760 mmHg
23
大气压力变化
平均气压随纬度分布
气压日变化（2‰）
24
风
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
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。
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
12
太 阳 辐 射 能 的 去 向
13
50％到达地面
14
第二章
建筑外环境
1
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。
26
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Vmet
风速有梯度，地面为 0 m/s，可认为按幂函数规律分
布，如高度h处：
VhVme(thm mee)ttame(t h)a
边界层厚度
气象站0.14 市中心0.33
27
蒲福风力等级表
风 自由海面状况
力 等
浪高
陆地地面征象
东京晴天的大 气透明度逐月值
20
我国的大气透明度分区
2 4
3
3
5 6
4
21
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
22
大气压力
大气压力随海拔高 度而变
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
5.5~7.9
5 2.0
2.5
有叶的小树摇摆，内陆的水面有小波
8.0~10.7
6 3.0
4.0
大树枝摇动，举伞困难
10.8~13.8
7 4.0
5.5
全树摇动，迎风步行感觉不便
13.9~17.1
8 5.5
7.5
树枝折毁，人向前行，感觉阻力甚大
17.2~20.7
9 7.0 10.0
建筑物有小损，烟囱顶部及平屋摇动
太阳的位置与日 照的关系
北回归线
赤纬 ：太阳光线 与地球赤道平面
南回归线
之间的夹角
0
赤纬d
+2327 0
-2327
6
பைடு நூலகம்
南北回归线
北极圈 6633
北回归线 2327
7
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？
sin = cos cos h cos + sin sin sin A = cos sin h /cos
太阳辐射能与太阳高度角
I0
15
大气层质量 m
为什么太阳 高度角接近0º 和90º时垂直面 的日射量都小？
大气大层质量＝1
大大气层质量＝2
＝30
地球表面处法向太阳 直射辐射照度：
IN = I0P m
m = L’/L = 1/sin
16
太阳日总辐射照度与朝向
地点：北纬40°
17
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，从而影响日射强度。太阳高度角低则日 射强度小
10
大气层对太阳辐射的吸收
超短波
X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2 及其它大气成分强烈吸收
短波
受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射， 使得天空呈现蓝色
紫外线被大气中的臭氧所吸收
长波
被CO2和水蒸气等温室气体所吸收
剩下的
可见光＋近红外线
11
落到地球上的太阳辐射能量
2
本章内容要点
宏观气候太阳辐射作用与地球气候特点
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
3
第一节 地球绕日运动的规律
经度和纬度
180°
伦敦格林威治天文台
90°
西经
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
25
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
占地面 积36％
损失区 占地面积36％
距地 10 米 高处的相 当风速
级 一般(m) 最高(m)
米/秒
0－
－
静，烟直上
0~0.2
1 0.1
0.1
烟能表示方向，但方向标不能转动
0.3~1.5
2 0.2
0.3
人面感觉有风，树叶微响，方向标能转动
1.6~3.3
3 0.6
1.0
树叶及微枝摇动不息，旌旗展开
3.4~5.4
4 1.0
1.5
能吹起地面灰尘和纸张，树的小枝摇动
东经 0°
经线或子午线
北纬 0°
南纬
纬线
4
第一节 地球绕日运动的规律
某地的真太阳时T
经度
太阳与地球距离 变化造成的偏差
TTmL1L5m6e0 90W
时区当地 标准时
北京时间 90E
当地的钟表时间T0就是
伦敦时间
忽略了时差e 的当地平均太阳时。
问题：西安的真太阳时和北京时间差多少?
5
第一节 地球绕日运动的规律
20.8~24.4
10 9.0 12.5 可使树木拔起或使建筑物损坏较重。陆上少见。 24.5~28.4
11 11.5 16.0
陆上很少见，有则必有广泛破坏
28.5~32.6
太阳高度角
太阳方位角
8
第 二 节
太 阳 辐 射
紫外线 可见光
近红外线
长波 红外线
9
太阳总辐射能量比例
太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，
辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。
近红外线 45.2%
长波红外线 2.2%
紫外线 7.0%
可见光 45.6%
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
18
太阳高 度角冬 夏不同
19
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
海平面大气压力称 作标准大气压，为 101325 Pa 或 760 mmHg
23
大气压力变化
平均气压随纬度分布
气压日变化（2‰）
24
风
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
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。
所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
12
太 阳 辐 射 能 的 去 向
13
50％到达地面
14
第二章
建筑外环境
1
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。
26
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Vmet
风速有梯度，地面为 0 m/s，可认为按幂函数规律分
布，如高度h处：
VhVme(thm mee)ttame(t h)a
边界层厚度
气象站0.14 市中心0.33
27
蒲福风力等级表
风 自由海面状况
力 等
浪高
陆地地面征象