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第一篇热环境1.有一影剧院,冬、夏两季室内维持相同的空气温度ta=23℃，相对湿度RH=60%,气流状况v=0.3m/s。夏季人们着短衫短裤看影剧感到热舒适，而冬季则要着厚衣裤看影剧才感到热舒适。试详细说明其中原因。第三次作业2.查找自己出生地（或最靠近出生地）的城市站台气候资料，利用生物气候图分析相应的气候适应性设计策略，并比较当地的传统民居，看看是否与分析的设计策略具有一致性；如不一致，进一步分析原因。第4章日照与遮阳内容：1.日照与遮阳概述2.建筑位置的确定及时间系统3.太阳在天空位置的确定4.日照间距计算5.日照图表及其应用1.日照与遮阳概述1.1太阳与建筑掌握太阳的运行规律与特点是很重要的。城市建筑物（日照间距）日照设计。.建筑阴影及遮阳构件设计。充分利用太阳能资源。被动式太阳能建筑设计。A.太阳的运行规律与特点太阳在天空中的位置是因时、因地时刻都在变化着，而建筑物的状况也是多种多样的，要在设计之初预知日照、阴影和遮阳情况，便需掌握太阳相对于建筑的年日运动规律。关键在于如何从天文学上的太阳为中心的观点转到建筑师以地球为中心的观点上来。B.日照概念日照是指物体表面、地段、室内被太阳光直接照射的现象。建筑对日照的要求主要根据它的使用性质和当地气候情况而定。寒冷地区的建筑一般都需要争取较好的日照；温和地区的多数建筑，也需要至少在冬季正午前后有一定的日照时间；这时的阳光含有较多紫外线，有利于消灭细菌和预防一些疾病，使室内保持良好的卫生环境。《城市居住区规划设计规范》（GB50180—93）按地区气候条件及城市特点所作的规定。建筑气候区划Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区Ⅳ区Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ区大城市中小城市大城市中小城市日照标准日大寒日冬至日日照时数≥2小时≥3小时≥1小时有效日照时段8－16时9－15时计算点底层窗台面C.学习目的（1）争取和利用日照-----日照设计.日照还可使房间在冬季获得较多的太阳辐射热，提高室内温度。据研究表明,冬季的日照会对多数人产生良好的心理作用。（2）避免防止过量日照-----遮阳设计。防止室内过热避免眩光或暴晒为满足建筑对日照和遮阳的需求，应在设计时按照使用要求，综合考虑地区气候条件、日照特点、当地地形及前后建筑的遮挡条件、房间的自然通风要求，以及节约用地等因素，从而采取相应的措施，正确地选择房屋朝向、间距、建筑体型、窗口位置、遮阳处理等。2建筑在地表位置的确定及时间系统国际上在1884年经过各国协议，以穿过英国伦敦格林尼治（Greenwich）天文台的经线为本初经线。2.1经纬度的确定以太阳经过某地子午线(经线或正南)时为正午12点来计算一天的时间。地球自转一周又回到正南时为一天。2.2太阳时以太阳经过本初子午线(0经线)时为正午12点来计算一天的时间。24个时区,东时区12个和西时区12个,每时区跨15度经度历1小时。2.3世界时为了统一时间的使用,各地区或国家按所处地理经度范围，以某一位置太阳时来计算或统一规定时间,称为地区标准时。我国标准时是以东经120°北京时间作为标准时。2.5地区标准时2.6太阳时与地区标准时换算T。——标准时间，时；分；Tm——地方太阳时，时：分；L。——标准时间子午圈所处的经度，度；Lm——当地子午圈所处的经度，度；4——换算系数，分／度。由于地球自转一周按24小时计，地球的经度分为360°，所以每转过经度1°为4分钟。地方经度在标准经度以西时，经度每差1°，标准时比地方时提前4分钟；在标准经度以东时，经度每差1°，标准时比地方时推后4分钟。例如：我国广州市的经度为113°19’，在我国的标准经度120°以西6°41’（6．68°），则广州地方时12点相当于标准时12点26.73分（12点26分44秒）。3.太阳在天空位置的确定天球图及赤道座标系；天球；时角t；赤纬角δ3.1赤道座标系太阳赤纬角（δ）:太阳与天球中心的连线与天赤道面的夹角。太阳时角（t）:太阳所在时圈与某地子午圈的夹角,向西为正,向东为负。赤纬角的计算：一年中逐日的赤纬也可用Peter．J．Iumde等人建议的公式粗略计算,单位度。N-----从元旦开始计算的天数）赤纬角与中国节气表时角说明：时角是按照地球自转一周（24小时）相当于太阳在天球图上绕天轴一周即360°的原理，不同的时角可表示在一天里不同时间的太阳位置，以其所在时圈的角度表示，即1小时相当于时角15°。并规定以太阳在观测点正南向，即当地时间正午12时的时角为0°，这时的时圈称为当地的子午圈；对应于上午的时角（12时以前）为负值，下午的时角为正值。时角的计算：t=15(τ-12)t——时角，度；τ——当地太阳时间（小时）。春分以后，赤纬逐渐增加，到夏至（约在6月22日）赤纬δ＝＋23°27’达到最大值，太阳光线垂直入射地球北纬23°27’地表，即北回归线上。到冬至（约在12月22日）赤纬δ＝-23°27’达到最小值，太阳光线垂直入射地球南纬-23°27’地表，即北回归线上。B.太阳常数在地球与太阳平均距离处，垂直于入射光线的大气界面上单位面积上的热辐射流Iow/m2天文太阳常数(计算):Io=1395.6w/m2气象太阳常数(实测):Io=1256w/m2C.太阳辐射在大气中变化太阳光谱D太阳辐射计算直接辐射：与太阳光线经过大气层距离Ly有关，与大气组成有关，对波长为λ的光线有：ILλ=I0λexp(-αλL)αλ是L段中大气对光线辐射减弱系数Lsinhs=hL=hcschs垂直面直射辐射:I⊥=Imcoshscosr水平面直射辐射:IH=Imsinhs水平面散射辐射:DH=ΦI0sinhsΦ----为全散射辐射系数，包括天空、地面、云层等。垂直面散射辐射:D⊥=0.5DH影响到达地面太阳辐射因素：太阳高度角、大气透明度、地理纬度、云量、海拔高度。地面上受到的太阳辐射照度随当地的地理纬度、大气透明度和季节及时间的不同而变化。建筑各朝向表面的日辐射照度随季节的变化规律各不相同。E.日照时数及日照百分率可日照时数：在晴天无云时，从日出到日没一天内阳光照射的时间。实际照时数：从日出到日没一天内实际受阳光照射的时间。日照百分率：实际日照时数占可日照时数之百分数称为日照百分率。2.2气温与地面温度A.概念气温：指距地面1.5高处空气温度。地表温度：指地表面与空气接触面的温度。B.气温的周期性变化日周期性变化日较差年周期性变化、年较差-10-505101520253035123456789101112月份空气温度(℃)月平均最高平均最低平均北京标准年空气温度曲线图C.影响气温的因素地理纬度:太阳辐射:地表状况:降水状况:大气对流:季节变化:D.逆温现象及危害上层空气较下层空气热的现象叫逆温现象。地面受到强烈冷却，造成空气不流动，浓雾不散，空气污染物质长期沉积。霜冻效应：冷空气下沉到低洼处不动。我国1月平均地面温度分布我国7月平均地面温度分布E.地层温度变化地表面：(1)周期相同(2)振幅有衰减AfAx(3)时间有延迟(4)衰减倍数:地表以下衰减倍数2.3空气湿度周期性变化在一日中黎明前最高，而午后最低。相对湿度日变化：年周期性变化：变化程度是大陆大于海面，夏季大于冬季，晴天大于阴天。020406080100123456789101112月份空气相对湿度(%)月平均最低平均最高平均在一年中最冷月最高，而最热月最低。湿度随高度的变化。水蒸汽压力：在竖向高度上的递减量较气压的递减更快，因此，水蒸汽的浓度随着海拔高度而降低。水蒸汽压力最大的年变化发生在季风影响的区域内；这些季风从海洋上带来了热的湿空气，又从内陆带来了干燥的空气。影响湿度的因素：地面性质、太阳辐射、空气温度、空气流速、降水等。2.4风A.大气环流由于太阳辐射在地表分布不均，引起赤道与两极温差，从而引起气流从赤道想两极，从两极向赤道的流动。地球上的大气借助对流会将太阳能进行再分配。图为在不旋转的地球。大气环流风向地球旋转，使图气流产生陀螺旋转的趋势。（1）由于地球的旋转，吹向赤道风因而偏转向西；（2）吹向两极的风因而偏转向东；（3）上述两种作用近赤道区最小，近极区最大。B.地方风由于地方性质不同,如水陆分布、地理起伏、地表状况不同，引起空气的流动。海陆风、季风、山谷风、庭院风、巷道风等。山谷风C.风的描述风向：风吹来的地平方向。风速：风的大小称为风速。先定十六个方向，再统计出各方向的频率，连接各点，圆周线代表频率值。风玫瑰图:泉州5-9月风向玫瑰图泉州全年风向玫瑰图风速玫瑰图：先统计出某一方向某一范围如0～1.0m/s出现的次数，再求出该方向该范围内风速的频率。按照画风玫瑰图的方法画出这一范围玫瑰图，再统计另一风速范围如1~2m/s出现次数的及计算出某出现频率，按方向和比例截取线段描点，连接各点形成区域即可划出风速图。D.风速随高度的变化A.与下垫面性质有关B.随高度增加而增加C.可用指数形式表示V=V0(Z/Z0)nE.我国风向分区Ⅰ.季节变化型：冬夏风向变化＞135度,≤180度。Ⅱ.主导风向型：全年风向基本一致。Ⅲ.无主导风向型。Ⅳ.准静风型。F.建筑物周边的风建筑物所受风压2.5降水降水：从大地蒸发出来的水汽进入大气层，经过凝结后又降到地面上的液态或固态水分简称降水。描述降水性质的参数：降水量、降水时间、降水强度。影响降水的因素：气温、大气环流、地形、海陆分布。降水量：是指降落到地面的雨、雪、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。降水时间：指一次降水过程从开始到结束的持续时间，单位h或min。降水强度：指单位时间内的降水量，等级以24小时的总量（mm）表示。小雨:10mm，中雨:10~25mm，大雨:25~50mm，暴雨:50~100mm。我国降水分布特点(1)从东南沿海向西北内陆减少。(2)山地多于平地,迎风多于背风。(3)与地形与风型有关。降水与山系太平洋沿海的帕罗阿托(PaloAlto)向东横过海滨山脉和内华达山(SierraNavada)至内华达沙漠(Navadadesert)A.多雨区在山脉的近陆地。B.最大雨量出现在山脉的中央西斜坡。