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智能建筑环境学2-建筑外环境2015/3/242为什么要考虑建筑外环境?建筑物所在地的气候条件和外部环境建筑物所在地的气候条件和外部环境建筑物所在地的气候条件和外部环境建筑物所在地的气候条件和外部环境，，，，会通过围护结构直接影响室内的环境会通过围护结构直接影响室内的环境会通过围护结构直接影响室内的环境会通过围护结构直接影响室内的环境。。。。如果为了控制室内环境而要利用当地的如果为了控制室内环境而要利用当地的如果为了控制室内环境而要利用当地的如果为了控制室内环境而要利用当地的室外空气室外空气室外空气室外空气、、、、太阳能太阳能太阳能太阳能、、、、地层蓄能地层蓄能地层蓄能地层蓄能、、、、地下水地下水地下水地下水蓄能蓄能蓄能蓄能、、、、风能等风能等风能等风能等，，，，均需依赖于当地的外部均需依赖于当地的外部均需依赖于当地的外部均需依赖于当地的外部环境与气候条件环境与气候条件环境与气候条件环境与气候条件。。。。因此为了得到良好的室内气候条件以满因此为了得到良好的室内气候条件以满因此为了得到良好的室内气候条件以满因此为了得到良好的室内气候条件以满足人们生活和生产的需要足人们生活和生产的需要足人们生活和生产的需要足人们生活和生产的需要，，，，必须了解当必须了解当必须了解当必须了解当地各主要气候要素的变化规律及其特征地各主要气候要素的变化规律及其特征地各主要气候要素的变化规律及其特征地各主要气候要素的变化规律及其特征。。。。2015/3/243为什么要考虑建筑外环境?一个地区的气候与建筑的外部环境是在一个地区的气候与建筑的外部环境是在一个地区的气候与建筑的外部环境是在一个地区的气候与建筑的外部环境是在许多因素的综合作用下形成的许多因素的综合作用下形成的许多因素的综合作用下形成的许多因素的综合作用下形成的。。。。与建筑环境密切相关的外部环境要素有与建筑环境密切相关的外部环境要素有与建筑环境密切相关的外部环境要素有与建筑环境密切相关的外部环境要素有太阳辐射太阳辐射太阳辐射太阳辐射、、、、气温气温气温气温、、、、湿度湿度湿度湿度、、、、风风风风、、、、降水降水降水降水、、、、天天天天空辐射空辐射空辐射空辐射、、、、土壤温度等等土壤温度等等土壤温度等等土壤温度等等。。。。这些外部环境要素的形成又主要取决于这些外部环境要素的形成又主要取决于这些外部环境要素的形成又主要取决于这些外部环境要素的形成又主要取决于太阳对地球的辐射太阳对地球的辐射太阳对地球的辐射太阳对地球的辐射，，，，同时又受人类城乡同时又受人类城乡同时又受人类城乡同时又受人类城乡建设建设建设建设、、、、以及生活以及生活以及生活以及生活、、、、生产活动的影响生产活动的影响生产活动的影响生产活动的影响。。。。2015/3/2442.1室外气候地球上的气候形成地球上的气候形成地球上的气候形成地球上的气候形成，，，，是由太阳辐射对地球的作用决定的是由太阳辐射对地球的作用决定的是由太阳辐射对地球的作用决定的是由太阳辐射对地球的作用决定的。。。。落到地球上的太阳落到地球上的太阳落到地球上的太阳落到地球上的太阳辐射热主要由地球表面与大气层吸收辐射热主要由地球表面与大气层吸收辐射热主要由地球表面与大气层吸收辐射热主要由地球表面与大气层吸收，，，，而地球表面与大气层向太空的长波辐而地球表面与大气层向太空的长波辐而地球表面与大气层向太空的长波辐而地球表面与大气层向太空的长波辐射是地球向外界散热的主要方式射是地球向外界散热的主要方式射是地球向外界散热的主要方式射是地球向外界散热的主要方式。。。。太阳辐射中有太阳辐射中有太阳辐射中有太阳辐射中有51％％％％左右被地球表面吸收左右被地球表面吸收左右被地球表面吸收左右被地球表面吸收，，，，有有有有19％％％％被大气层和云吸收被大气层和云吸收被大气层和云吸收被大气层和云吸收，，，，另外还另外还另外还另外还有有有有30％％％％左右被地面左右被地面左右被地面左右被地面、、、、大气层和云层直接反射回去大气层和云层直接反射回去大气层和云层直接反射回去大气层和云层直接反射回去，，，，而被地球表面和大气层吸而被地球表面和大气层吸而被地球表面和大气层吸而被地球表面和大气层吸收的太阳辐射热主要是通过长波辐射的形式发射回太空收的太阳辐射热主要是通过长波辐射的形式发射回太空收的太阳辐射热主要是通过长波辐射的形式发射回太空收的太阳辐射热主要是通过长波辐射的形式发射回太空。。。。通过这种地球表面对太阳辐射的吸收和地球表面向太空的长波辐射才能维持通过这种地球表面对太阳辐射的吸收和地球表面向太空的长波辐射才能维持通过这种地球表面对太阳辐射的吸收和地球表面向太空的长波辐射才能维持通过这种地球表面对太阳辐射的吸收和地球表面向太空的长波辐射才能维持地球表面的热平衡地球表面的热平衡地球表面的热平衡地球表面的热平衡，，，，保持地球特有的长期稳定的适宜人类生存的气候条件保持地球特有的长期稳定的适宜人类生存的气候条件保持地球特有的长期稳定的适宜人类生存的气候条件保持地球特有的长期稳定的适宜人类生存的气候条件。。。。2015/3/2452.1室外气候太阳辐射能量落到赤道附近的太阳辐射能量落到赤道附近的太阳辐射能量落到赤道附近的太阳辐射能量落到赤道附近的要远远多于两极要远远多于两极要远远多于两极要远远多于两极。。。。尽管赤道地区和地球的两极都尽管赤道地区和地球的两极都尽管赤道地区和地球的两极都尽管赤道地区和地球的两极都会向太空进行长波辐射会向太空进行长波辐射会向太空进行长波辐射会向太空进行长波辐射，，，，但赤但赤但赤但赤道附近地区获得的太阳辐射要道附近地区获得的太阳辐射要道附近地区获得的太阳辐射要道附近地区获得的太阳辐射要多于对外的长波辐射多于对外的长波辐射多于对外的长波辐射多于对外的长波辐射，，，，极地则极地则极地则极地则相反相反相反相反。。。。因此因此因此因此，，，，赤道附近的低纬度地区赤道附近的低纬度地区赤道附近的低纬度地区赤道附近的低纬度地区要比两极附近的高纬度地区热要比两极附近的高纬度地区热要比两极附近的高纬度地区热要比两极附近的高纬度地区热得多得多得多得多。。。。2015/3/2462.1室外气候赤道与两极存在的赤道与两极存在的赤道与两极存在的赤道与两极存在的地面温差会引起地球表面大气层的自然对流地面温差会引起地球表面大气层的自然对流地面温差会引起地球表面大气层的自然对流地面温差会引起地球表面大气层的自然对流，，，，即赤道附近即赤道附近即赤道附近即赤道附近的的的的高温地表高温地表高温地表高温地表面加热空气形成上升气流面加热空气形成上升气流面加热空气形成上升气流面加热空气形成上升气流，，，，而而而而极地的冷地表面极地的冷地表面极地的冷地表面极地的冷地表面会冷却空气形成下会冷却空气形成下会冷却空气形成下会冷却空气形成下沉气流沉气流沉气流沉气流，，，，从而形成大气环流从而形成大气环流从而形成大气环流从而形成大气环流。。。。大气环流会将赤道附近的热量带到两极大气环流会将赤道附近的热量带到两极大气环流会将赤道附近的热量带到两极大气环流会将赤道附近的热量带到两极，，，，减少赤道与两极获得的能量差异减少赤道与两极获得的能量差异减少赤道与两极获得的能量差异减少赤道与两极获得的能量差异。。。。本节涉及到的影响建筑环境的室外气候因素本节涉及到的影响建筑环境的室外气候因素本节涉及到的影响建筑环境的室外气候因素本节涉及到的影响建筑环境的室外气候因素，，，，包括包括包括包括大气压力大气压力大气压力大气压力、、、、风风风风、、、、空气温湿空气温湿空气温湿空气温湿度度度度、、、、地温地温地温地温、、、、有效天空温度有效天空温度有效天空温度有效天空温度、、、、降水降水降水降水等等等等，，，，都是由太阳辐射以及地球本身的物理性都是由太阳辐射以及地球本身的物理性都是由太阳辐射以及地球本身的物理性都是由太阳辐射以及地球本身的物理性质决定的质决定的质决定的质决定的。。。。2015/3/2472.1.1室外气候：大气压力空气分子不断地做无规则的热运动空气分子不断地做无规则的热运动空气分子不断地做无规则的热运动空气分子不断地做无规则的热运动，，，，不断地与物体表面相碰撞不断地与物体表面相碰撞不断地与物体表面相碰撞不断地与物体表面相碰撞，，，，宏观上宏观上宏观上宏观上，，，，物物物物体表面就受到一个持续的体表面就受到一个持续的体表面就受到一个持续的体表面就受到一个持续的、、、、恒定的压力恒定的压力恒定的压力恒定的压力。。。。物体表面单位面积所受的大气分子物体表面单位面积所受的大气分子物体表面单位面积所受的大气分子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的压力称为大气压强或气压的压力称为大气压强或气压的压力称为大气压强或气压。。。。在重力场中在重力场中在重力场中在重力场中，，，，空气的分子数随高度的增加而呈指数减少空气的分子数随高度的增加而呈指数减少空气的分子数随高度的增加而呈指数减少空气的分子数随高度的增加而呈指数减少，，，，所以气压大体上也所以气压大体上也所以气压大体上也所以气压大体上也是随高度按指数降低的是随高度按指数降低的是随高度按指数降低的是随高度按指数降低的。。。。地面气压恒在地面气压恒在地面气压恒在地面气压恒在98～～～～104kPa之间变动之间变动之间变动之间变动，，，，平均约为平均约为平均约为平均约为101.3kPa。。。。随着海拔高度增随着海拔高度增随着海拔高度增随着海拔高度增加加加加，，，，气压值按指数减少气压值按指数减少气压值按指数减少气压值按指数减少，，，，离地面离地面离地面离地面10km处的气压值只有地面海平面的处的气压值只有地面海平面的处的气压值只有地面海平面的处的气压值只有地面海平面的25%。。。。海平面大气压力称作标准大气压海平面大气压力称作标准大气压海平面大气压力称作标准大气压海平面大气压力称作标准大气压，，，，为为为为101.3kPa或或或或760mmHg。。。。2015/3/2482.1.1室外气候：大气压力右图为我国不同城市多年平均大气压右图为我国不同城市多年平均大气压右图为我国不同城市多年平均大气压右图为我国不同城市多年平均大气压力分布力分布力分布力分布，，，，北京海拔为北京海拔为北京海拔为北京海拔为31m，，，，大气压力大气压力大气压力大气压力为为为为101kPa；；；；珠穆朗玛峰海拔为珠穆朗玛峰海拔为珠穆朗玛峰海拔为珠穆朗玛峰海拔为8848m，，，，大气压力为大气压力为大气压力为大气压力为31kPa，，，，数值相差数值相差数值相差数值相差3倍以倍以倍以倍以上上上上。。。。由于空气密度与温度成反比由于空气密度与温度成反比由于空气密度与温度成反比由于空气密度与温度成反比，，，，因此在因此在因此在因此在陆地上同一位置陆地上同一位置陆地上同一位置陆地上同一位置，，，，冬季大气压力比夏冬季大气压力比夏冬季大气压力比夏冬季大气压力比夏季大气压力高季大气压力高季大气压力高季大气压力高，，，，但变化范围仅在但变化范围仅在但变化范围仅在但变化范围仅在5％％％％以内以内以内以内。。。。我国城市我国城市我国城市我国城市（（（（地区地区地区地区））））大气压力随海拔大气压力随海拔大气压力随海拔大气压力随海拔高度变化规律高度变化规律高度变化规律高度变化规律2015/3/2492.1.1室外气候：大气压力标准大气标准大气标准大气标准大气为了给气象制图提供基准为了给气象制图提供基准为了给气象制图提供基准为了给气象制图提供基准，，，，根据探测数据和理论计算制定出的一种比较接近根据探测数据和理论计算制定出的一种比较接近根据探测数据和理论计算制定出的一种比较接近根据探测数据和理论计算制定出的一种比较接近实际大气平均状况垂直分布特性的大气实际大气平均状况垂直分布特性的大气实际大气平均状况垂直分布特性的大气实际大气平均状况垂直分布特性的大气，，，，称为标准大气称为标准大气称为标准大气称为标准大气，，，，又称参照又称参照又称参照又称参照(考考考考)大气大气大气大气。。。