《建筑工程与气象》课件

建筑工程与气象了解建筑工程如何受到天气和气候变化的影响,并探讨如何利用天气数据和预报来规划和优化建筑施工。课程概述课程简介本课程旨在探讨建筑工程与气象之间的关系,了解气象对各阶段建筑工程的影响,并学习如何运用气象信息进行建筑设计与施工管理。课程目标通过本课程的学习,学生将掌握建筑气象学的基本理论与应用,提高运用气象信息指导建筑工程实践的能力。课程内容包括建筑气象学概述、气象要素与建筑、影响建筑气象的因素、气象信息在建筑工程中的应用等内容。建筑气象学概述建筑气象学是研究建筑物与其所处的大气环境之间相互关系的一门应用学科。它涉及气温、湿度、风速、风向、日照、降水等各类气象要素对建筑物的影响,同时也研究建筑物对气象环境的反作用。建筑气象学为建筑设计和工程施工提供了气象学依据,使建筑物能够更好地适应当地的气象条件,从而提高建筑的舒适性和节能性。气象要素与建筑1温度对建筑的影响气温是影响建筑设计和建筑物内部环境的关键因素。高温会加剧建筑物的热量负荷并增加空调需求，而低温则可能导致建筑物内部的供暖问题。2湿度对建筑的影响相对湿度会影响建筑材料的性能、使用寿命以及建筑内部的热舒适度。过高的湿度可能导致建筑物出现霉菌和结露问题。3风力对建筑的影响强劲的风力会增加建筑物的风荷载并可能造成建筑物损坏。适当的通风设计可以利用风力以改善建筑内部的热环境。4降水对建筑的影响雨水和雪地会对建筑物的屋面、外墙以及地基等造成腐蚀和损坏。合理的排水系统和防水设计是必需的。气温与建筑气温是影响建筑设计的关键气象因素之一。图表显示了一年四季的平均气温变化趋势,建筑设计需要针对不同季节的气温采取相应的措施,如建筑朝向、门窗设置、保温隔热等。相对湿度与建筑100%最大湿度在密闭环境中,相对湿度可高达100%。这会对建筑结构和材料造成严重损害。30%-60%理想湿度范围人体舒适性和建筑材料保护都需要保持相对湿度在30%-60%之间。40%室内最低湿度过低的相对湿度会导致呼吸不适以及静电、木材干裂等问题。风速与建筑风速对建筑的影响影响建筑外墙和屋顶的结构承载能力可能导致建筑物的振动和损坏影响建筑物的通风和供暖/制冷效果建筑物设计应考虑的因素当地风速和风向的变化特点建筑物的外形和朝向建筑材料和结构的强度建筑物周围的环境条件风向与建筑风向对建筑的影响非常重要。根据上图,建筑朝向北风方向的时候,风对建筑的影响最大,达到38%。而朝向南风的建筑,风的影响则相对较小,只有25%。合理的建筑朝向可以有效减少风的负面影响。降水与建筑30mm日降雨量超过30毫米的降雨会给建筑施工带来严重影响。5%渗漏发生率不当的排水设计会导致5%的建筑物出现渗漏问题。40年设计使用寿命建筑物需要经受40年的风雨洗礼,要充分考虑降雨的影响。"了解当地的降水特点,合理设计排水系统和材料选择,是保证建筑物长期防水性能的关键。"日照与建筑日照是建筑设计和功能中不可或缺的因素之一。合理利用自然日照可以减少建筑物对电力和采暖的需求,提高建筑能源效率。日照时长影响建筑采光和供暖需求,决定建筑物外窗的大小及朝向日照强度影响建筑室内温度和照明,决定建筑物遮阳系统的设计太阳角度影响建筑物的遮阳效果,决定建筑物外墙、屋顶的倾斜角度大气中的污染物与建筑粉尘污染建筑物外表易受到粉尘的沉积,影响建筑美观。室内粉尘可能引发呼吸疾病。光化学烟雾光化学烟雾会降低日照,影响建筑采光和热量收集。同时也会加速建筑物的老化。酸雨腐蚀酸雨会加速建筑材料的腐蚀和损坏,严重影响建筑物的使用寿命。温室气体温室气体加剧了全球气候变化,给建筑物的供暖制冷带来更大挑战。影响建筑气象的因素地形因素地形对气象要素的变化有显著影响。高山、丘陵、河谷等地形特征会改变当地的风向、风速、温度和降水模式。建筑师应充分考虑地形对建筑物的影响。城市因素城市由于建筑物密集、人类活动频繁,会形成独特的城市气候。城市热岛效应、城市污染等现象都会对建筑物的设计带来挑战。建筑物因素单个建筑物本身也会影响局部气象。建筑物的朝向、体量、材料等特征会改变周围的温度、湿度、风场等。这些因素应该纳入建筑设计考虑。地形因素地形高度地形高度会影响当地的气候条件,如温度、风速和降水等。高地通常温度较低,风速较强。地形坡度地形的坡度会影响当地的风况和阳光照射情况,从而影响建筑的通风和采光效果。地形朝向不同朝向的地形会使建筑物受到不同程度的阳光照射,从而影响建筑的采暖和制冷需求。地形障碍物山峦、丘陵等地形障碍物会影响风向和风速,从而影响建筑的通风效果。城市因素城市规模城市规模大小会影响当地的气候特点,如温度、湿度、风速等。大城市通常会形成"热岛效应"。城市规划合理的城市规划,如道路布局、绿化比例等,能够营造较优良的城市微气候环境。空气污染城市的工业活动、汽车尾气等,会导致空气污染,进而影响建筑物的选址和设计。建筑物因素体量大小建筑物的体量大小会影响其与周围环境的互动。较大的建筑物会产生更强烈的微气候效应。形状与朝向建筑物的几何形状和朝向会影响其对风、光照等气象要素的遮挡和利用程度。材料特性建筑材料的热工、光学和辐射特性会影响建筑物对温湿度、日照的吸收和反射。内部结构建筑物内部的房间分布、通风系统等会影响其内部的温湿度和空气流通。建筑物与微气候1建筑排布格局建筑物的朝向和布局会影响周围的微气候,如阳光、风向和温度分布。2建筑物的热量交换建筑物会吸收和散发热量,从而改变周围的温湿度状况。3建筑物的遮挡效应高大的建筑物会阻挡风流,形成风速减小和湍流增强的微气候环境。气象信息在建筑工程中的应用实时气象数据监测利用气象传感器和仪器实时监测气温、湿度、风速等关键建筑气象参数,为建筑施工提供精准的气象信息。施工气象管理应用将实时气象信息融入建筑工程施工计划,合理调配人力物力,制定应急预案,提高工程抗风防雨能力。建筑气象数据支持利用当地气候特点,通过建筑朝向、材料选择等来优化建筑节能设计,提高建筑的能源利用效率。建筑节能设计1优化建筑朝向合理规划建筑物的朝向,利用自然光照和通风,减少能源消耗。2选用节能材料选用具有良好隔热保温性能的建材,提高整体能源利用效率。3采用智能控制系统运用智能化技术,实时监测并调节温湿度、照明等参数,优化能源使用。4利用可再生能源在适当条件下,整合太阳能、风能等可再生能源,减少化石燃料消耗。建筑通风设计自然通风利用建筑物的设计,如窗户的位置、大小和形状,利用温度差和风力实现自然通风。机械通风安装通风系统,如风机、排气扇等,辅助实现室内空气流通,特别适用于密闭环境。混合通风结合自然通风和机械通风,针对不同需求灵活选用,提高通风效果和能源利用率。建筑外围护结构设计温度调节外围护结构的设计需要考虑温度的保温和隔热,以调节室内温度,提高建筑能源效率。防风防雨设计应防止风雨侵入,确保建筑物内部干燥舒适,提高居住品质。隔音性能外围护结构的隔音设计可以降低室内噪音,为居民营造安静的居住环境。采光效果合理的窗户设计可以增强自然采光,减少人工照明的需求,提高建筑能源利用效率。建筑材料选择绿色环保建筑材料的选择应注重环保性能,减少对环境的不利影响,推动可持续发展。结构安全材料的强度和抗震性能是选择的重要指标,确保建筑结构的安全稳定。能源节约选择良好的隔热保温材料,可大幅提高建筑的能源利用效率,减少能源消耗。室内环境材料的视觉、声学和热舒适性能直接影响室内环境质量,体现人性化设计。室内环境调控温湿度平衡通过调节暖通空调系统,确保室内温湿度处于舒适的范围,为居民创造健康的居住环境。声环境优化采用隔音材料和合理的空间布局,减少噪音对室内环境的影响,提高声环境质量。照明舒适性利用自然采光和节能人工照明结合,营造柔和、舒适的室内光环境。室内空气质量通过合理的通风系统和空气净化装置,确保室内空气清新、无污染。建筑施工气象管理天气监测施工现场必须配备专业气象监测设备,实时收集温度、风速、降水等关键数据,以便及时了解当地气象变化情况。天气预报应用应充分利用气象部门提供的短期和中长期天气预报信息,合理安排施工进度和作业。在恶劣天气来临前做好各项防范准备。天气灾害预防针对可能发生的暴雨、大风、冰雹等天气灾害,制定详细的应急预案,采取必要的安全措施,确保施工人员和设备安全。天气风险评估定期评估施工现场的气象风险,并采取相应的应对措施,如调整施工进度、优化作业方案等,降低天气因素带来的影响。基坑开挖1场地勘查对施工场地进行地质勘察,了解基底情况。2基坑支护根据地质条件选择合适的支护方式,如钢板桩、锚索等。3开挖控制严格控制开挖深度和边坡倾斜,确保施工安全。4监测预警安装监测设备实时监测基坑变形,发现问题及时预警。基坑开挖是建筑工程的重要环节,需要科学的施工方案和严格的现场管理。我们需要先对施工场地进行全面的地质勘查,了解基底情况,选择合适的支护方式。在开挖过程中,还要严格控制开挖深度和边坡倾斜角度,确保施工安全。同时,我们还要安装监测设备,实时监测基坑变形情况,发现问题及时预警。混凝土浇筑1混凝土拌制按比例调配水泥、砂石骨料及其他材料2模板安装搭建坚固的木模或钢模3振捣成型使用振捣机械压实混凝土4养护保护采取洒水、覆膜等措施防止混凝土干燥收缩混凝土浇筑是建筑工程中重要的工序之一。从原材料的拌制到模板的搭建，再到振捣压实和后期养护保护，都需要工人精心操作和严格把控。只有通过这些关键步骤，才能确保混凝土具有良好的强度和耐久性。起重吊装吊钩选择根据吊装重量选择合适的吊钩型号，确保安全承载。缓慢稳定吊升慢慢提升物体,保持平稳,避免晃动和摇摆。合理布置绳索合理安排绳索张力,确保物体平衡悬挂,防止倾斜。坚持双人操作吊装过程中需要两名操作人员配合,一人操作吊车,一人指挥。外墙粉刷1材料准备选择优质粉刷材料,如乳胶漆、水泥砂浆等。2表面处理仔细清理墙面,去除灰尘和污垢。3保护措施采取遮蔽和防护措施,确保粉刷作业安全有序。4粉刷施工根据工艺要求分层施工,保证品质和效果。外墙粉刷是建筑工程中重要的装饰工艺,需要严格把控材料选择、表面处理、施工工艺等环节,确保施工安全和粉刷效果。合理的粉刷设计不仅能美化建筑外观,还能提高建筑的防水、保温等功能。外墙保温1选择保温材料根据建筑物的特点选择合适的保温材料,如EPS、XPS或岩棉等,并考虑其隔热、防火、耐候性等性能。2保温层施工将保温板固定到外墙上,并用专用胶浆粘贴。采取机械固定或粘贴两种方式,确保保温层牢固。3保护层施工在保温板表面刷涂保护层,如水泥砂浆、聚合物砂浆等,以增强保温层的耐候性和抗冲击性。屋面施工屋面结构安装根据设计图纸,安装钢筋、模板等屋面结构,为后续防水层铺设奠定基础。防水层铺设采用高分子材料或沥青材料等,在屋面上铺设防水卷材或喷涂防水涂料,确保屋面防水性能。保温层施工根据热工设计要求,在防水层上铺设保温材料,如岩棉、聚苯板等,提高屋面的热工性能。屋面排水系统设置雨水口、排水管等,确保屋面雨水能快速有效地排出,避免渗漏。建筑防雷系统避雷针作为建筑物最高点,避雷针能够吸引并引导雷电流至地下,保护建筑物免受雷击伤害。接地系统接地系统与避雷针配合,提供雷电流的快速安全通路,防止雷电流通过建筑物内部造成损坏。过电压保护在电力系统、通讯系统等线路上设置过电压保护器,防止雷电流引发的瞬时过电压损坏电气设备。建筑气象预报在工程中的应用现场天气监测利用气象传感器