建筑物的配置和外形与日照ppt课件.ppt

30 03 2020 第三节建筑物的配置和外形与日照的关系 研究的内容 建筑物的配置与日照的关系建筑物间距的确定建筑物的形状与日照的关系 30 03 2020 建筑对日照要求 与建筑的使用功能和当地的气候情况有关冬季寒冷的地区的建筑 病房等 要有良好的日照 在夏季炎热的地区的建筑要避免过量的阳光直射入内 以减少能耗 一些特殊的建筑 展览室 化工车间等 应避免阳光直射到展览物品上或工作面上建筑的配置 间距 形状因素的不同建筑物形成的阴影也会不同如果有些建筑处在其他建筑形成的阴影区内 则不会得到充分的日照 需要考虑这些因素对日照的影响 30 03 2020 一 建筑物的配置与日照的关系建筑物的配置不同 所形成的阴影区也会不同对于行列式或组团式排列的住宅小区 前一排建筑所形成的阴影必然会对后一排的建筑的日照有影响 使后一排的建筑得到充分的日照 就必须使前后两排的建筑之间的间距满足一定的要求 由于太阳高度角不同 所形成的阴影区也会不同 太阳高度角越小 形成的阴影区会越长 因此不同纬度的地区的太阳高度角不同 前后两排建筑物之间的间距也会不同 如果对建筑的日照要求不同 则要求的建筑物的间距也会不同 30 03 2020 对于同一日照要求的建筑 由于纬度不同 建筑间距也会不同 纬度越高 太阳高度角越小 形成的阴影区越长 则建筑间距越大 反之亦然 30 03 2020 二 建筑物日照间距的计算对于日照的标准是以冬至日 12月22日 的日照时间规定的 具体的日照时间是根据 城市居住区规划设计规范 GB50180 1993 按照各地区的气候条件和城市特点规定的 通常要求需要保证在正午前后有不少于1小时或2小时的日照时间 在小区规划中 如果前后两栋建筑的朝向和外形尺寸已知 并且建筑物所在的地点 则可以计算出为保证规定的日照时间所需要的间距 30 03 2020 30 03 2020 30 03 2020 H0为前栋建筑的计算高度 前栋建筑物的总高度减掉后栋建筑第一层的窗台高度 太阳高度角 为后栋建筑物的法线与太阳光线在地面上投影之间的夹角 A为太阳方位角 为墙面法线与正南方向之间的夹角 计算公式为 30 03 2020 当建筑朝向正南时 0 问题 在住宅小区的布局中 满足日照间距的要求常常与提高建筑物的密度 节约用地存在一定的矛盾 如何解决 30 03 2020 首先 可以调整建筑的朝向 从朝向正南改为朝向南偏东或偏西30度范围内 使日照时间偏于上午或偏于下午 据研究结果表明 朝向在南偏东15度范围内对建筑冬季的辐射的得热影响很小 朝向在南偏西15 30度 建筑仍能获得很好的太阳辐射热如果偏转角超过30度 则不利于日照朝向偏转角度应控制在30度之内 30 03 2020 其次 调整建筑的布局和外形 也可以在满足日照要求的基础上增加建筑密度的效果 30 03 2020 将正南向行列式布置改为错排行列式或交叉行列式布置 则利用上午或下午的斜向日照 图南北行列式布置 图错排行列式布置 图交叉错排行列式布置 30 03 2020 三 建筑物的形状与日照的关系一个建筑由于受到其他建筑的遮挡或自身一部分的遮挡 建筑物有的地方在一天当中都处于阴影区内 这时成为终日日影如果终日日影现象一年365天都出现 则称为永久日影 即永远受不到阳光的照射 这两种现象都应该避免 建筑物对周围形成的阴影区或者在自身上产生的阴影区 对周围建筑和自身的日照都是有影响的 因此需要对建筑物形成的阴影区进行分析 建筑物形成的阴影区是与建筑物的平面形状 建筑物的高度和建筑物的朝向等形状因素有关的 30 03 2020 第四节室外气候 研究的内容室外的温度室外空气湿度地温风降水城市气候 30 03 2020 一 室外空气温度室外的空气的温度在不同的时间和不同的空间点上 温度的数值是不相等的 即为了计算上的简化 规定 距离地面1 5m高 背阴处的空气温度为室外空气温度 30 03 2020 1 室外空气温度的产生空气对于太阳辐射具有选择性的吸收作用 但是吸收的只是一小部分 当然也吸收一小部分地面反射辐射 因此太阳的辐射并不是产生室外空气温度的主要因素 产生温度的主要因素是空气与地面之间的热量交换 也就是通过与地面的导热 对流 辐射的作用产生了空气温度 30 03 2020 2 室外空气温度的变化规律 空气的温度并不是一成不变的 而是随着时间 季节的变化而变化的 一昼夜中 室外空气温度的变化呈现周期性的变化 在一天中有一个最高值 也有一个最低值 温度的最高值一般出现在下午的2点左右 温度最低值一般出现在日出前后 这种温度变化的规律是由于室外空气与地面之间的换热量要经历一段时间造成的时间上的延迟 30 03 2020 3 影响室外空气温度变化规律的因素 1 入射到地面上的太阳辐射热量的大小 起决定性的作用 因为入射到地面辐射量的大小 直接影响到地面的温度 进而影响地面与空气之间的换热量 从而影响空气的温度 2 地面的地表情况 地表的温度 一方面 要看太阳辐射量的大小 另一方面还要看地表表面对太阳辐射的吸收情况 即使辐射量很大 但是反射率很大 吸收的热量也会很小 不同的地表情况 例如 土壤 水体 草原等地表 其吸收率是不同的 因而地表的温度也会不同 3 大气的对流作用 由于空气的水平或者垂直方向的运动 会使各地不同温度的空气进行混合 从而减小各地之间的温度的差异 30 03 2020 二 空气湿度1 产生的原因水进入到大气中去需要有两个条件 要有热源和湿源 2 空气湿度的变化规律相对湿度的变化受到湿源的影响和热源的影响 受到地面的性质 水陆分布 季节的变化 天气阴晴和温度的影响 相对湿度的日变化趋势与气温的日变化趋势相反 晴天时 相对湿度的最高值出现在黎明前后 此时虽然水蒸气的含量较小 但是空气的温度较低 饱和蒸汽压很低 30 03 2020 一个地区相对湿度 与大气的运动方向也有很大的关系 当空气从高温高湿的地区流向低温低湿的地区 气流会越来越潮湿 这是由于空气的温度降低使相对湿度增加 这种情况相当于我国广大地区吹南风 东南风和西南风时 气流从低温地区流向高温地区就会越干燥 这是由于空气的温度升高使相对湿度减少 这种情况相当于相当于我国在秋冬季吹北风或西北风 30 03 2020 地温地温对地上的建筑物的热过程有很大的影响 如计算建筑物的地板传热 地下室传热和地下空间传热等等 都需要知道地温的大小地球表面有一个发生日变化和年变化的层 温度日变化的层的厚度在1 5米左右 深度大于1 5米时 一日的温度变化很小 1 5米以下的地温在一年中会发生变化 年变化的层能够达到10 15米 有的地方能达到15 30米 30米以下的深度 地温不随着时间变化 30 03 2020 地温的计算 假定地层是一个半无限大的物体 不考虑的地热的影响 边界条件 控制方程 30 03 2020 上式既表示地温的年变化规律 也表示地温的日变化规律 对于年变化 8760小时 对于日变化 Z 24小时 30 03 2020 三 风1 风的起因在压力差的作用下 引起空气的运动 其中水平方向上的空气流动称为风 2 风的描述风是在水平面上的一个矢量 包括方向和大小风的方向称为风向 是以风吹来的方向定名的 例如 风由南方吹来 称为南风 30 03 2020 风向 可粗略地采用东 E 南 S 西 W 北 N 四个方位 在细分一下 采用八个方位 即在上述的的四个方位之间再加上东南 东北 西南和西北 如果更细 则在加上八个方位 即东南东 东北东 东南南 东北北 西北北 西北西 西南南 和西南西 风速的确定 从地表到上空的垂直距离上 每一点的速度是不同的 在气象学上通常以10m高处的风速作为当地的风速 30 03 2020 实际上在距离地面的不同高度上 风速是不同的 这是由于空气是粘性流体 因此在地面处风速为零 随着高度的增加 风速也在增加 但是增加到一定高度后 风速不变 我们把这个高度称为大气边界层高度 高度的大小 随着城市下垫面的不同而不同 在边界层内的风速的确定 hmet气象站风速测量点的高度 Vmet气象站风速测量点的风速 met气象站当地的边界层厚度 待求风速地点的边界层厚度 达芬堡提出 ASHRAE采用 30 03 2020 四 降水降水的形成 当水蒸气进入到大气中后 水蒸气由于热辐射而冷却 进入过饱和状态从空气析出 悬浮在空气中 形成云雾 冰晶 下降成为雨 露 霜 雪 雾 雹之类的降水现象 降水的描述 降水可以用降水量 降水时间和降水强度来进行描述 降水量指降落到地面的雨 雪 冰雹等融化后 未经蒸发或渗透而积累的水层的厚度 称为降水量 以毫米为单位 降水时间指从一次降水现象开始到江水现象结束所持续的时间称为降水时间 降水强度指单位时间内的降水量 通常以24小时为一个时间单位 来衡量降水强度的等级 30 03 2020 五 城市小气候城市小气候主要有以下特点 1 城市下垫面对局部气候的影响 2 城市地区的气温较高 形成热岛现象3 城市的大气透明度降低 太阳总辐射减弱 30 03 2020