上一页 下一页 返回
第二节 室外气候要素
建筑不宜布置在山谷、洼地、沟底等凹地里，因冬季冷气 流在凹地里形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层 或半地下层建筑若保持所需的室内温度所耗能量会相应增加， 如图1-10所示。
四、湿度 空气湿度是指空气中水蒸气的含量。一般以绝对湿度和相
对湿度来表示。 绝对湿度的日变化受地面性质、水陆分布、季节寒暑、天气
第一章 建筑外环境
第一节 第二节 第三节
室外环境概述 室外气候要素 城市微气候
第一节 室外环境概述
一、地球绕日运行的规律
地球是太阳系八大行星之一，按距离太阳由近及远的次
序为第三颗。它有一个天然卫星——月球，二者组成一个天
体系统——地月系统。
地球上的任何一点位置都可以用地理经度和纬度来表示。
太阳高度角h与纬度φ 之间的关系。O点表示地心，QQ′表示 赤道，NS表示地球轴线。
上一页 下一页 返回
第一节 室外环境概述
（二）太阳辐射能量与辐射强度
１． 地球上太阳辐射年总量
太阳辐射为地球接收到的一种自然能源。太阳光线的正交 面上的辐射强度约为1.44W／m２。地球地表受到的短波与长 波年辐射量如图1-4所示。
阳辐射； 大气中尘埃对太阳辐射的吸收也是不可忽视的。 太阳辐射到达地面后，一部分被地面吸收，另一部分则由
地面向天空反射。 图1-7所示为夏季中午太阳辐射热交换的情况。
上一页 下一页 返回
第一节 室外环境概述
太阳辐射是以太阳直射辐射照度、散射辐射照度及用两者 之和的太阳总辐射照度表示。
到达地球表面的太阳辐射由两部分组成，一部分是太阳直 接照射到地球表面的部分，称为直射辐射；另一部分是经过 大气散射作用后而到达地面的，称为散射辐射。
式中 h——太阳高度角；
φ—测点纬度；
δ——太阳赤纬；
H——时角。
上一页 下一页 返回
第一节 室外环境概述
（２）方位角：测点与太阳在水平面上投影点之间连线和正
南方向的夹角（图１-２中的角α）。方位角的计算式为：
当计算得到｜α｜＞90°时用下式：
图1-3所示为夏至到冬至这一段时间太阳在中午照射时的
上一页 下一页 返回
第二节 室外气候要素
三、室外气温 室外气温一般是指距地面1.5ｍ高、处于背阴处的空气温度。 一日内气温的最高值和最低值之差称为气温的日较差，通常用
来表示气温的日变化。一年中各月平均气温也有最大值与最低值。 由于引起空气温度变化的太阳辐射是周期的，所以空气温度的
变化也是周期性的。气温可以根据气象台站的观测资料，按变化 周期进行谐量分析，即将气温表示成傅立叶级数形式：
２． 太阳常数与太阳辐射电磁波
太阳是一个直径相当于地球110倍的灼热气团，在地球大
气层外，太阳与地球的平均距离处，与太阳光线垂直的表面
上的辐射强度约为1353W／m２ ，被称为太阳常数。
在太阳辐射未进入大气层之前，其波谱如图1-5所示，在 不同波长的辐射中，能转化为热能的主要是可见光和红外线。
上一页 下一页 返回
经度是地球上一个地点离本初子午线的南北方向走线以
东或以西的度数。本初子午线的经度是0°，地球上其他地点
的经度是向东到180°或向西到180°。经度没有自然的起点，
作为本初子午线的那条线是人为订出来的（图1-1）。
一切垂直于地轴的平面同地球表面相割而成的圆，都是纬 线，它们彼此平行。其中通过地心的纬线叫赤道，赤道是一 根人为划分的线。
第一节 室外环境概述
（三）大气层对太阳辐射的吸收 太阳辐射通过大气层时各部分的大致比例见图1-6。 由于反射、折射和吸收的共同作用，使得太阳辐射到达地
面时被极大地削弱了。这其中包括： 太阳辐射遇到云层时要反射出一部分； 大气层中各种气体分子的折射也减弱了太阳辐射； 大气层中的氧、臭氧、二氧化碳和水蒸气又吸收了一部分太
下一页 返回
第一节 室外环境概述
二、太阳在空间的位置及其辐射效应
（一）太阳在空间的位置
太阳位置常用两个角度来表示，即太阳高度角犺和太阳方
位角α。
（１）高度角：太阳直射光线与地球表面之间的夹角（图１-
２中的角h）。高度角的计算式为：
Sin h＝sin φsin δ＋cos φcos δcos H
阴晴等的影响，一般是大陆低于海面，夏季低于冬季，晴天 低于阴天。 相对湿度日变化趋势与气温日变化趋势相反。
上一页 下一页 返回
第二节 室外气候要素
五、降水 从海洋和大地蒸发出来的水进入大气层，经过凝结又降回
地面的液态或固态水分称为降水。降水特性包括降水量、降 水时间和降水强度。 降水量是指降落到地面的雨、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。 降水时间是指一次降水过程从开始到结束的持续时间，以ｈ、 min表示。 降水强度是单位时间内的降水量。 降水量的多少是用雨量筒和雨量计测定的。降水强度的等 级，以24h的总量(mm)来划分。
直接辐射与散射辐射之和就是到达地面的太阳辐射总和， 称为总辐射。
三、日照的作用与效果 日照是指物体表面被太阳光直接照射的现象。 从太阳光谱可以知道，到达大气层表面的太阳光波长范围
大约在200～300nm之间。
上一页 返回
第二节 室外气候要素
一、大气压力
空气分子不断地做无规则的热运动，不断地与物体表面
下一页 返回
第二节 室外气候要素
二、风 风是自然界由大气压力差所引起的大气水平方向的运动。
地表增温不同是引起大气压力差的主要原因，也是风的主要 成因。可分为大气环流与地方风两大类。 由于照射在地球上的太阳辐射不匀，造成赤道和两极间的温 差，由此引发的大气在赤道和两极之间运动，叫做大气环流。 地方风是由于地表水陆分布，地势起伏、地表覆盖等地方条 件不同引起的，如水陆风、山谷风和林原风等(图1-8)。 风向和风速是描述风特性的两个要素。人们把风吹来的地平 方向确定为风的方向，为了直观地反映一个地方的风向和风 速，通常用风玫瑰图来表示(图1-9)。
相碰撞，宏观上，物体表面就受到一个持续的、恒定的压力，
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。
空气可看成是混合理想气体，压强p可写成：
式中 ——气体的分子数密度，单位体积内的分子数；
——分子的平均动能，
，K为波尔兹曼常量
（K＝1.3806×10－23J/K）；T为热力学温度（Ｋ）。