清华大学建筑环境学第2章_建筑外环境2

1小区风场建筑的布局对小区风环境有重要的影响。北京，在北风来流7.6m/s时，局部1.5m高处出现10m/s的高风速北2风场的3-D图：1.5m高处北3合理建筑布局对小区风场的改善北风冬季主导风向夏季主导风向南风4合理的小区风场建筑布局风场模拟北北5城市热岛热岛强度：热岛中心气温减去同时间同高度（距地1.5m高处）附近远郊的气温的差值。单位：℃6城市热岛强度△T的特征：城市规模越大，人口越多，热岛现象越强；因地理纬度不同热岛强度有所不同高、中纬度区：冬强、夏弱。北京：71年1月△T=1.8℃；7月△T=0.8℃上海：55年11月△T=2.4℃；5月△T=0.1℃白天弱，夜间强；晴天无风△T强，阴天风大△T弱风速大，△T弱；风速小，△T强热岛临界风速——城市风速大到一定数值，城郊气温差别消失，此时风速为热岛临界风速U=3.41gm-11.67伦敦的城市热岛伦敦地区冬季月均热岛强度达到6.7℃（12F）8北京的城市热岛北京80年代初城市热岛强度为夏季1.5℃，冬季5℃。家用空调的普及和车辆的剧增必然导致近年夏季热岛强度增加。1983年1月26～27日1982年7月9广州市的城市热岛10城市热岛的成因自然条件市内风速、对天空长波辐射：建筑布局影响对天空角系数和风场云量：市区内云量大于郊区太阳辐射：市内大气透明度低下垫面的吸收和反射特性、蓄热特性：地面材料、植被、水体的设置人为影响：“人为热”交通、家用电器、炊事产热空调采暖产热11城市热岛的成因12城市热岛的成因：下垫面的影响不同下垫面的反射和吸收比不同下垫面的地表面温度下垫面对气温的影响砖石地面草地裸露的土地蒸发漫反射反射反射漫反射蒸发漫反射反射13局部热岛效应来流风向某体育中心原设计方案，建筑外表面的大屏幕设置导致局部热岛强度达4℃。14城市热岛与逆温层由于自然对流的作用，在地面以上一定高度内形成了一个温度随高度上升的稳定的“逆温层”，使污染物处于低温区域，妨碍了污染物向上部的扩散，加剧了城市的污染程度。“逆温层”的影响范围与热岛强度有关，在大城市可达500m高，小城市约为50m。15城市热岛与CTTC模型建筑群热时间常数ClusterThermalTimeConstant以色列H.SwaidandM.E.Hoffman提出，对建筑采取了二维简化，将建筑群简化成为周期性起伏的“城市峡谷”改进CTTC模型：Elnahas和WilliamsontTtTTtTlwsolba基准(背景)温度太阳辐射造成的空气温升夜间对天空长波辐射造成的空气温降空气团的温度)()(metlwurblwmetsolurbsolmetaurbatTtTtTtTtTtT气象站市区16北京某新建小区的热岛模拟日平均热岛强度/白天热岛强度老区2/1.6℃1.4/0.5℃S2区2/1.7℃2.1/1.6℃S3区1.6/0.9℃1.8/1.1℃1.7/0.8℃17北京某新建小区的热岛模拟S2区临马路，S3区绿化好，老区建筑布局不通风25262728293031323334351:005:009:0013:0017:0021:00Time(h)T(℃)气象站S3S2老区18设置水景对热岛强度的影响19建筑布局与日照日照的作用冬季采暖：充分利用太阳能自然采光需要：适当的散射辐射心理需要：冬日室内光斑对人的心理有积极作用影响因素纬度：决定太阳高度角和日射强度建筑布局：决定遮挡情况目标冬天尽量多：但太阳高度角低易被遮挡夏天尽量少：但太阳高度角高不易被遮挡20建筑布局与日照日影终日日影：一天中都没有日照永久日影：终年没有日照建筑布局与日照建筑的互遮挡：不同建筑物相互遮挡建筑的自遮挡：建筑物一部分被另一部分遮挡218:00建筑的互遮挡冬至日的情况8:009:0016:0014:0013:0012:0011:0010:00终日日影区15:00北22永久日影红线区内为永久日影区，终年没有日照23日照的作用日照过少导致人体产生的褪黑色素增加，引起精神忧郁紫外线杀菌，促进合成维生素D导致皮肤癌可见光获得照明红外线带来辐射热能24有关日照的规范与标准日照间距为了得到充分的日照，南北方向相邻的楼间距不得低于一定限值适用于南北行列式排列的板式建筑北京3957冬至日25城市居住区规划设计规范规定建筑气候区划Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、VII气候区Ⅳ气候区Ⅴ、Ⅵ气候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(h)≥2≥3≥1有效日照时间带(h)8～169～15日照时间计算起点底层窗台面26城市居住区规划设计规范规定冬至日大寒日城市名称纬度(北纬)正午影长率日照1h正午影长率日照1h日照2h日照3h现行采用标准哈尔滨45°45ˊ2.632.462.252.102.152.241.5～1.8北京39°57ˊ1.991.861.751.631.671.741.6～1.7上海31°12ˊ1.411.321.261.171.211.260.9～1.1广州23°08ˊ1.060.990.950.890.920.970.5～0.7主要城市不同日照标准的间距系数27第五节我国气候分区特点两个分区标准“民用建筑设计规范”（GB50176－93）的五个建筑热工设计分区建筑热工区划标准（GB50176－93）的七个建筑气候区划分区28建筑热工设计分区严寒地区寒冷地区夏热冬冷区夏热冬暖区温和地区寒冷地区严寒地区寒冷地区严寒地区29建筑气候区划标准的分区法I区II区III区IV区V区VII区VI区30柯本(W.P.Koppen)的全球气候分区湿热寒冷高原干冷半干冷寒冷寒冷冬冷夏热冬干夏湿热31本章复习要点太阳辐射光谱特点与能量分布太阳辐射对地球气候是怎么起作用的气温、有效天空温度、地温、湿度的变化特点气温变化的原因长波辐射的概念与作用来流风的速度分布影响城市微气候的要素影响小区微气候的要素我国的气候分区特点32习题为什么我国北方住宅严格遵守座北朝南的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？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？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？33习题为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？为保证日照时间满足规范要求，南方地区和北方地区要求的最小住宅楼间距是否相同？为什么？采用高反射率的地面对住区微气候是改善了还是恶化了？为什么？水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是什么？