哈工大建筑环境学第2章外环境1
建筑环境学笔记02
建筑环境学——李念平主编、化学工业出版社出版 第一部分 知识点总结第二章 建筑外环境2.1太阳与地球运动建筑内环境包括：空间内空气的热湿环境、空气品质、气流环境、声环境和光环境。
建筑外环境包括：建筑外围护结构以外的一切自然环境和人工环境。
建筑外环境与建筑内环境和建筑节能密切相关的环境要素有：太阳辐射、气温、湿度、风、降水、天空的辐射、土壤的温度。
1884年经国际会议规定，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。
北京市位于北纬39°56′，东经116°19′。
自转自西向东平均角速度15°/h公转围绕太阳逆时针旋转偏心率0.016黄赤交角23°27′近似为23.5°地球自转的地理意义产生了昼夜交替钟表时间均以地方平均太阳时为准T m 。
（真太阳时为T ）平均太阳时是以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
经度每隔一度地方时相差4min真太阳时与地方平均太阳时的换算6015e L L T T m m +-+=【10页】地球公转的地理意义：地球公转和黄赤交角的存在造成了四季的交替赤纬从赤道平面算起，向北为正向南为负地球上某一点所看到的太阳的方向称为太阳位置。
太阳高度角是地球表面上某点和太阳的连线与地平面之间的夹角。
太阳方位角是太阳至地面上某给定点连线在地球上的投影与南向夹角。
以南点为0°向西为正向东为负。
影响太阳高度角和方位角的因素：地理纬度ϕ、赤纬δ、时角h太阳高度角ϕδδϕβsin sin cosh cos cos sin += 太阳方位角βδcos sinh cos sin =A 【13页】 2.2太阳辐射与日照太阳常数是进入地球大气的太阳辐射在单位面积上的总能量值为1353W/m2测量要在大气外垂直入射光面积上。
太阳常数不是固定不变的。
太阳直径为地球的110倍，温度为6000k,内部为710*2k 地球接受太阳能量1.72×1014kw,为辐射能二十亿分之一。
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。
建筑环境学第2章建筑外环境
射
的
波
谱
紫外线 可见光
近红外线
长波 红外线
0.1μm的X射线～100 m的无线电（γ、X、紫外、可见、红外、微波、短波、中波、长波）22
2.2.1 太阳辐射电磁波
3. 太阳辐射能量比例
进入大气层后，因大气对不同波长的射线具有选择性
的反射和吸收作用，到达地球表面的光谱成分有所改
变，辐射强度也有所改变。太阳高度角??是重要影响
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
38
2.3.2 风与大气边界层
2. 大气环流
赤道得到太阳辐射大于地表的长波辐射散热， 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。
净增益
盈余区域 短缺区域
辐射增益区
随纬度基本 不变
关 间。如世界时间（本初子午线/格林威治天文台），北京 时间（东经120º/东8时区）
于 ➢ 当地太阳时（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。
时 ➢ 中国的“标准时”：北京时间=世界时+8小时.全世界共 间 有24个时区，每个时区都按其中央子午线的真太阳时为
该时区的标准时（钟表时间）。相邻时区差为1小时。
反射、散射和吸收的共同影 响，使到达地球表面的太阳 辐射照度大大削弱，辐射光 谱也因此发生了变化
太阳辐射能的去向
2.2.2 大气层对太阳辐射的吸收 到达地面的太阳辐射能量
到达地面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(0.32~2.5μm) 散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射，为可见光
建筑物垂直面上 的直射辐射强度
建筑环境学课后题答案及部分问答论述题
建筑环境学复习题三、问答题1、新通风标准ASHRAE Standard 62—1989R中最小新风量与哪些因素有关？该标准有何现实意义？答：该标准的最小新风量与室内的面积和人数有关。
该标准不仅考虑了人在室内造成的污染，也考虑了室内装修所引起的污染，它指导了我们在设计最小新风时，不能忽视室内装修或建筑所引起污染。
虽然国内没有关相的要求，但对于这一类污染比较严重的室内要适当加大新风量。
2. 通过玻璃窗进入室内的辐射得热和室内人体产生的得热能立即成为瞬时冷负荷吗？为什么？答：通过玻璃窗进入到室人的辐射得热首先把热量传递到室内的各表面，唯有在室内表面的温度高于室内空气温度时，其表面的热量才以对流换热的形式进入到空气中，成为瞬时的冷负荷。
所以并不能立即成为冷负荷。
同样，室内的人体所产生的得热是由辐射热和对流形式组成，由于辐射部分不能成为瞬时冷负荷而使得人体的产热不能立即成为瞬时冷负荷。
3. 室外空气综合温度是单独由气象参数决定的吗？为什么？答：室外空气综合温度不是单独由气象参数所决定。
宏观世室内空气综合温度，它是由室外温度、太阳辐射及建筑表面与环境进行长波辐射三种因素综合影响的一个指标，所以不是单独由气象参数所决定。
4. 人体的能量代谢率受哪些因素影响？规律如何？答：人体的能量代谢率受以下因素影响：1）人体的肌肉活动量，大，代谢率高；2）性别，男性高于女性；3）年龄，年龄大者代谢率低；4）环境温度，静卧在一定温度如22.5-35摄氏度时人体的代谢率基本不变，但低于或高于这个范围时，代谢率将会提高；5）进食后的时间长短，进食后代谢率提高，并延续5至8小时；6）精神紧张程度，精神紧张代谢率高。
5. 在围护结构的传热计算中，透过的墙体、屋顶的传热过程视为非均质板壁的一维不稳定导热过程，而玻璃板壁的传热计算则是采用稳态导热考虑，请分析原因？答：由于墙体内各层的材料非一致，距离外侧为x的各层材产的导温系数是不同的，所以是视为非均质板；由于墙体厚度大，导热系数小，热容量大，蓄热能力强，那么距离外侧为x的各层面上的热流密度就不能视为是相等，因此是一种不稳定的导热过程；另外由于墙体长度、宽度远比厚度的尺寸大，可看作是一维导热问题；综合三者，墙体的导热过程是作为非均质板壁的一维不稳定导热过程。
《建筑环境学》习题部分参考答案【精选文档】
《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。
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。
建筑环境学第二章建筑外环境1
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建筑环境学第二章建筑外环境1
太阳高 度角冬 夏不同
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建筑环境学第二章建筑外环境1
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 我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明
建筑环境学第二章建筑外环境1
第一节 地球绕日运动的规律
B 经度和纬度
•伦敦格林威治天文台
•180
•90
°
°
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•西经
•东经 •0°
•经线或子午线
•北纬 •0°
•南纬
•纬线
建筑环境学第二章建筑外环境1
第一节 地球绕日运动的规律
B 某地的真太阳时T
•经度
•太阳与地球距离 变化造成的偏差
•90W
•
•
•太阳高度角
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•太阳方位角
建筑环境学第二章建筑外环境1
第 二 节
太 阳 辐 射
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•紫外线 •可见光
•近红外线
•长波 •红外线
建筑环境学第二章建筑外环境1
太阳总辐射能量比例
B 太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度 B 进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，
再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小， 可以忽略。
B 所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分
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建筑环境学第二章建筑外环境1
太 阳 辐 射 能 的 去 向
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建筑环境学第二章建筑外环境1
•50％到达地面
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。
建筑环境学课后习题答案
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？
冷负荷减少。
第四章 人体对热湿环境的反应
• 人的代谢率主要是由什么因素决定的？
–肌肉活动强度 –环境温度、性别、年龄、神经紧张程度、进食后时间 的长短
• 人体的发热量和出汗率是否随环境空气温度的改 变而改变？
–当环境温度较高时，人体表面出汗率随环境温度升高 而升高 –而当环境温度较低时，人体的一部分水分通过皮肤表 层直接蒸发到空气中去，此时出汗率很低，并且几乎 不随空气温度变化而变化
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？
• 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》试题库(1)
《建筑环境学》题库——填空题第一章绪论1.目前人们希望建筑物能够满足的要求包括: 安全性、功能性、舒适性、美观性。
2.人类最早的居住方式: 巢居和穴居。
3、建筑与环境发展过程中面临的两个问题是: 如何协调满足室内环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾和研究和掌握形成病态建筑的原因。
4、建筑环境学的三个任务是: 了解人和生产过程需要什么样的建筑室内环境、了解各种内外部因素是如何影响建筑环境的、掌握改变或控制建筑环境的基本方法和手段。
第二章建筑外环境1.地球绕太阳逆时针旋转是公转, 其轨道平面为66.5度。
2、赤纬是太阳中心与地球中心与地球赤道平面的夹角, 一般为23.5～－ 23.5度之间, 向北为正, 向南为负3.地方平均太阳时是以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间的计时方式。
4.真太阳时是当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时的计时方式。
5.经国际协议, 以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。
6.经国际协议, 把全世界按世界经度划分为24时区, 每个时区包含地理经度15度。
以本初子午线东西各7.5度为零时区, 向东分12时区, 向西也分为12时区。
7、每个时区都按照它的中央子午线的平均太阳时为计时标准, 称为该时区的标准时。
8、当地时间12时的时角为0, 前后每隔1小时, 增加15度。
9、北京时间等于世界时加上8小时10、太阳位置是地球上某一点所看到的太阳方向, 常用太阳高度角和方位角来表示。
11.太阳高度角是太阳方向与水平线的夹角。
12.太阳方位角是太阳方向的水平投影偏离南向的角度。
13.影响太阳高度角和方位角的因素有: 赤纬（季节的变化）、时角（时间的变化）、纬度（观察点所在位置）。
14.太阳常数一般取I0=1353 W/㎡。
15.大气透明度越接近1, 大气越清澈, 一般取为0.65～0.75。
16.对于北京来说, 法向夏季总辐射热量最大。
17、对于郑州来说, 水平面上夏季总辐射热量最大。
建筑环境学-第2章外环境
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。
met
29
风玫瑰图
某地的风向频率分布
实线为全年，虚线为7月份
某地一年的风速频率分布
30
北京地区的风玫瑰图
粗线：全年 细实线：冬季， 12~2月份 虚线：夏季， 6~8月份
31
蒲福风力等级表
¬Ð · À ¬¼ Ñ Æ £ æ ² ö ç « ¾ ¥ ½ µ È ß ³ Å ¹ Ï ©(m) é µ (m) ´ ¸ ã ¬ß 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 £ 0.1 0.2 0.6 1.0 2.0 3.0 4.0 5.5 7.0 9.0 11.5 14.0 £ 0.1 0.3 1.0 1.5 2.5 4.0 5.5 7.5 10.0 12.5 16.0 £ º Ô Ô æ ðï ¿ ³ ³ À Ò Ì » ³ 10 À Ô ¬ ß ¥ Á µ ² ³ Ì ª«Õ ³ ç È À /À ¬è ° ¬ É ªÌ » £ Î Ó Æ É Ø í » «î ¬ « º î ê ¸ Ø ª ¯ Î Á ªÇ º Ì £ ³ «Ì ª° Á ¬´ È æ Í õ Í ç ¬ ðÏ ¢ ì ¬ «î ê Ø ª ¯ Å À µ » Ð «£ Ç ´ Ë Ì £ º Ì ªÁ ¬´ ðÏ ©Ë ¥ ¡ ¯ ¸ ¢ ¬ · ì ¶ ª Ç ´ ¹ ¢ Ó Ï ´ ° Ì £ ì Ã Ò ¼ Ø ³ ë Ô æ Ï » Ê º  ¬ ð³ ¡ ¥ ¡ ¯ Á ² à ³ À ¸ ± · Ó Ò £ Ç Á Í Ó Ï ´ Í ´ Á ¡ ðÏ Ö ¬ Ö º Á ® æ Í ¡ ¨ Ð Ï ³ Í Ç ¡ ©£ Á ¿ ³ È À Ð Í ° ï ðÓ ¡ ¯ ¬ Õ ¡ §Î ² Ç ¥ Ï ´ £ » Æ ½ Á « ðÏ ¯ ¬ ç º Í » ¸ ã Å Ç ¡ ´ £ Ð «° Í µ õ ° ª ðÓ × Õ ¬ È î © ¬ Í õ è ¥ õ ï Ç ¥ Ò ¸ £ Å Ì Ä Í £ µ » ¬¾ Æ ² ¨Ó ê Í ¡ ë ¬ É Î ¤ ¼ ©Ã Ù ¡ ¯ º þ Ë Ð Í È £ Î ² ´ ° ¹ º Ë Ï ´ Æ ¶ ð» Ë ë î ¶ ¨þ ê ë ³ Ì Ô £ º Ì Õ ø £ ¼ Ç Ç Á ©Ã ¸ Ç º Ó Ë È ¸ º Ó ¡ ¿ Æ Æ ¹ ¡ º Ì Ø Õ ø ¬ Í î Ô Í ã · ³ ¿ Æ · Æ ¹ £ Ð Ñ ªÐ ¶ «Ã ¸ º Ì ÷ Õ ø ¬ Ù Õ ¥ ¹ ï ¿ Æ » Æ ¹ £ ² ¸ ¾ « ² 0~0.2 0.3~1.5 1.6~3.3 3.4~5.4 5.5~7.9 8.0~10.7 10.8~13.8 13.9~17.1 17.2~20.7 20.8~24.4 24.5~28.4 28.5~32.6 32.7~36.9
2第二章建筑外环境
地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角称为赤纬（或赤纬角），由于地轴的倾斜角永远保持不变，致使赤纬随地球在公转轨道上的位置、即日期的不同而变化，全年赤纬在23.5~23.5之间变化。从而形成了一年中春、夏、秋、冬四季的更替。赤纬随时都在变化。赤纬可用以下简化公式计算：
(2-1)
太阳是一个直径相当于地球110倍的高温气团，其表面温度约为6000K左右，内部温度则高达2×107K。太阳表面不断以电磁辐射形式向宇宙空间发射出巨大的能量，其辐射波长范围为从波长为0.1m的X射线到波长达100m的无线电波。地球接受的太阳辐射能约为1.7×1014kW，仅占其辐射总能量的二十亿分之一左右。
式中n——计算日在一年中的日期序号。
赤纬从赤道平面算起，向北为正，向南为负。春分时，太阳光线与地球赤道面平行赤纬为0，阳光直射赤道，并且正好切过两极，南北半球的昼夜相等。春分以后，赤纬逐渐增加，到夏至达到最大+23.5，此时太阳光线直射地球北纬23.5，即北回归线上。以后赤纬一天天地变小，秋分日为的赤纬又变回到0。在北半球，从夏至到秋分为夏季，北极圈处在太阳一侧，北半球昼长夜短，南半球夜长昼短，到秋分时又是日夜等长3.5，即南回归线。这情况恰与夏至相反。冬至以后，阳光又向北移动返回赤道，至春分太阳光线与赤道平行。如此周而复始。地球在绕太阳公转的行程中，春分、夏至、秋分、冬至是四个典型季节日，分别为春夏秋冬四季中间的日期。从天球上看，这四个季节把黄道等分成四个区段，若将每一个区段再等分成六小段，则全年可分为24小段，每小段太阳运行大约为15天左右。这就是我国传统的历法——24节气。
2.1.1.2关于昼夜
昼夜是因地球自转而形成的。一天时间的测定，是以地球自转为依据的，昼夜循环的现象给了我们以测量时间的一种尺度。钟表指示的时间是均匀的，均以地方平均太阳时为准。
(完整版)建筑环境学课后习题答案
《建筑环境学》课后习题第一章绪论1．何为建筑环境学？建筑环境中有待解决的问题是什么？2．建筑环境学研究的内容及其研究方法为何？第二章建筑外环境1．与建筑密切相关的气候因素有哪些？2．何为“平均太阳时”、“世界时”和“北京时”。
3．地球与太阳的相对位置可用哪些参数来表示，影响相对位置变化的主要因素是什么，为什么太阳离地球最远时而最热，离地球最近时却是寒冷天气。
4．到达地面的太阳辐射能量是由哪些部分组成，辐射能量的强弱与哪些因素有关。
5．我国民用住宅建筑的最低日照标准是什么，日照时间与建筑物配置和外型有何关系。
6．日照与人体健康有何关系。
7．室外地表气温的升降主要取决于什么，影响的主要因素是什么？8．何为“日较差”和“年较差”，我国各地的“日较差”“年较差”遵循什么规律。
9．何为“霜洞”，何为“有效天空温度”；影响“有效天空温度的主要因素是什么”？10．相对湿度的日变化受哪些因素的影响，其变化规律如何，为何相对湿度的日变化在黎明前后最大，而午后却最小。
11．风可分为哪两大类，并解释其定义，我国气象部门是如何测定当地的风向与风速的，风玫瑰图的含意是什么？12．城市气候环境变暖且高于周边郊区农村的主要原因是什么？为什么在城市密集区易形成热岛现象。
13．我国建筑热工设计中为什么要按分区进行设计，是如何分区，分成几个什么区域。
第三章建筑环境中的空气环境1．室内空气环境主要由哪几部分组成，上人们为什么如此关心室内空气环境。
2．何为空气环境的“阈值”，根据人在空气环境中停留时间长短给出了几种阈值。
3．室内空气品质（IAQ）较狭义与广义上的定义是如何确定的。
4．了解室内空气品质的相关标准，以及国内外标准的差异。
5．何为室内环境品质（IEQ）。
6．室内空气污染的来源，污染的种类及其造成的危害为何。
7．为了减轻室内空气污染可采取哪三种途径；分别写出稳态和非稳态下的全面通风换气稀释方程，并解释其含意。
8．理论上的通风换气量是如何确定，工程设计中新风量如何确定，ASHRAE Standard62-1989R 给出的新标准如何。
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阳高度角高。
19
大气透明度
定义：0 = P = (- a)， 消光系数 变化范围： P＝1 最透明，0.65~0.75，在一个月份的
晴天中可近似认为是常数
20
大气透明度
我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级 最透明
某城市晴 天的大气 透明度逐 月值
温度波在向地层深处传递时 ，有衰减和延迟；1.5m后日 变化被滤掉；一定深度后便 成为恒温层，温度比全年气 温平均温度高1～2℃。
30
空气温度
主要指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。 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。对短波辐射几乎是透明体。 日较差：一日内气温的最高值和最低值之差。 年较差：一年内最冷月和最热月的月平均气温差
近红外线 45.2%
长波红外线 2.2%
紫外线 7.0%
可见光 45.6%
14
2.2.2大气层对太阳辐射的吸收
15
太 阳 辐 射 能 的 去 向
16
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2）吸收后
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
海平面大气压力称作 标准大气压，
为 101325 或 760
28
2.3.1 温度
29
地层温度
表面温度的变化取决于太阳 辐射和对天空的长波辐射， 可看作是周期性的温度波动
地层表面的月平均温度波动 幅度基本等于室外月平均气 温波动的幅度：北京全年最 大月平均温差30.8 ℃，北京 地层表面温度全年的波幅为 15.4℃
=h A= d h
、时角h和
太阳高度角
太阳时角
太阳方位角
11
第二节 太阳辐射
12
紫外线 可见光
近红外线
长波 红外线
13
2.2.1太阳常数与太阳辐射的电磁波
太阳常数为I0 = 13532：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。
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、空气温度、空气湿度、 空气品质、风、降水等等。
建筑外环境会对人们的视觉 3
沙 漠 地 区 民 居
4
第一节 地球绕日运动的规律
5
经度和纬度
180°
伦敦格林威治天文台
90°
西经
东经 0°
经线或子午线
北纬 0°
大气透明度 P
0.85
0.8
0.75
0.7
0.65
0.6
0
2
4
6
8
10 12
月份
21
我国的大气透明度分区
2 4
3
3
5 6
4
22
大气层质量 m
m = L’ = 1
/ I0
以上2个因素 影响着达到地面 的太阳辐射照度
=？
23
太阳辐射能与太阳高度角
太阳高度角 24
为什么太阳高度角接近0º和 90º时垂直面的日射量都小？
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 太阳辐射照度I，太阳常数I0 =13532
17
太阳高 度角冬 夏不同
= hd
+
18
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 射强度小。（图2-8）
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
35
空气温度的局部效应
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
36
2.3.2 湿度
37
湿度
来源 水体蒸发 植物蒸发 影响因素 地面性质 水体分布 季节 阴晴
水蒸汽分压力
冬季较低，夏季较高
湿热地区：15~20
寒冷和沙漠地区： 2
日变化较小，季节变化 较大
温度 (℃ )
温度(℃)
武汉某年的气象数据 一年中最热月一般在7、8 月份，最冷月一般在1、2月份
40
。30
20
10
0
-10
0 730 1460 2190 2920 3650 4380 5110 5840 6570 7300 8030 8760
时间(小时) 34
空气温度的局部效应
受地面反射率、夜间辐射、气流、遮阳等影 响，离建筑物越远，温度越低
思考
节能建筑？ 零能耗建筑？ 生态建筑？ 绿色建筑？ 低碳建筑？ ？？？
调查分组
4人1组，自愿组合 各班科代表提交分组名单
（郝寅龙）
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。
25
太阳辐射照度与朝向
北纬40°的总辐射照度
26
第三节 室外气候
自然的微气候 大气压力 地层温度 空气温度 有效天空温度 空气湿度 风 降水
27
大气压力
海拔高度(kபைடு நூலகம்)
7
6
5
玛多
4
拉萨
格尔木
3
昆明
2
兰州
1
太原
北京
0
-1 40 50 60 70 80 90 100 110 大气压力(kPa)
。 年平均温度：向高纬度地区每移动 200~300 降
低1℃。
31
空气温度
太阳辐射和气温变化
年较差与纬度的关系
32
哈尔滨8月初一天的 气象数据
一天中最高气温一般出现 在下32 午2~3时，最低气温一般 出现2380 在凌晨4~5时
26 24 22 20 18
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间 (小时 ) 33
内陆地区夏季：上午
9~10时和晚上9~10时最高
，凌晨和午后最低
38
湿度
日变化 相对湿度与气温变化
39
湿度 年变化 内陆和沿海地区差别较大
40
精品课件！
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焓湿图的复习
坐标 参数数量 参数等值线 室外气候状态的确定 (以何参数确定室外参数，确定室外参
数的目的是什么？) 湿空气的变化过程线
南纬
纬线
6
中国地图
7
时间
地球每转1° 90
需要4分钟
世界分24时区 每时区15 °
北京时间
E
8
太阳的位置与日 照的关系
（太阳能利用 ）
赤纬 ：太阳光线 与地球赤道平面 之间的夹角
+23.5°
北回归线 南回归线
0°
赤纬d
0° -23.5°
9
太阳能利用？
10
太阳赤纬d 、高度角 方位角A（关系？）