建筑环境学-建筑外环境.ppt

第2章建筑外环境
虽然我们的研究对象以室内环境为主,但由于室内环境,尤其是热湿环境受室外的影响非常大,所以有必要了解外环境。
外环境是怎样影响室内环境的?
为什么要了解外环境?
第2章建筑外环境
建筑外环境知识框架
地球运行基本知识
建筑外环境
太阳位置表示方法
太阳辐射能与日照
日照间距与日影计算
室外气象参数
城市气候
中国气候环境
设计中室外参数的选用
地质环境
水环境
植被
气温、湿度、风、降水等
太阳辐射
气候环境
特征
氡的形成过程
地热
建筑环境中的太阳辐射
地球运行的基本知识
经度
纬度
北纬
南纬
东经
西经
经线
纬线
★
伦敦格林威治天文台
180°
0°
0°
90°
北京时间
地球每转1°
需要4分钟
公转轴(年/转)
~×108 km
~×108 km
66º33’
冬至:12月22日
90º (d=0º)
春分:3月21日
66º33’
夏至:6月21日
d =-23º27’
d =+23º27’
90º (d =0º)
秋分:9月22日
N
N
N
N
S
S
S
S
自转轴(日/转)
黄道面
黄道面等分24段,每段15天,即为1个节气,全年有24个节气
赤纬d
北回归线
南回归线
建筑环境中的太阳辐射
地球运行的基本知识
地球的公转与自转
当地太阳时(真太阳时):太阳在当地正南的瞬时为12点,地球自转15°为1小时,用角度表示为时角h。
地区标准时间:规定在一定经度范围内使用一种标准时间。如世界时间(本初子午线/格林威治天文台),北京时间(东京120º/东8时区)
标准时所处经度 120º
当地经度 113º19’ 121º26’
当地太阳时 11:33 12:06
地区标准时 12:00
广州上海
两地时差
建筑环境中的太阳辐射
地球运行的基本知识
计算某时刻日照时应按标准时还是真太阳时?
建筑环境中的太阳辐射
地球运行的基本知识
赤纬的存在,使得地球白昼时间不同,
式2-2
表2-1
式2-1
二十四节气的由来
地球绕太阳为一偏心率很小的椭圆轨迹运行,这一偏心椭圆引起的实际太阳时与理论计算的差值,对每一节气则用平均时差,对于每日采用e,实际太阳时可采用:
地球上存在某一天终日见不到太阳的地方吗?
纬度
赤纬d
时角h
太阳高度角β
太阳方位角A
计算起点
赤道面
春秋分
正午
地平面
正南
方向性
北/南纬
≤|±2327’|
≤|±180|
≤90
≤|±180|
几个重要角度
建筑环境中的太阳辐射
太阳位置的表示方法
日出
S
日落
N
地平面
正午时太阳高度角

PN 北天极

A
W
E
2327’
太阳轨迹
2327’
冬至
春秋分
夏至
天顶
半天球
地轴
地平圈
太阳位置计算式:
太阳位置= f(地理位置、季节、时间、……)
太阳高度角:
太阳方位角:
建筑环境中的太阳辐射
太阳位置的表示方法
1) 电磁波
建筑环境工学FIG1-23
6000K黑体
大气层外
黑体373K
(100℃)
单色辐射力
波长( m)
可见光
红外线
紫外线
远红外
323K
(50℃)
273K
(0℃)
单色辐射力
地面
纬度:30°
可见光
紫外线
近红外线
长波红外线
~ m
%
%
%
%
太阳辐射能与日照
基本常识
此比例逐年上升
紫外线
1353W/m2
~1025W/m2
太阳总辐射的20亿分之一
地球:大头针的针头
篮球
太阳常数I0 :
.垂直平面;
.大气层外边界;
.单位辐射能
2)太阳常数
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。
距离:篮球场的长度
到达地面的太阳辐射
大气层外边界
到达地面:
基本常识
太阳辐射能与日照