建筑與氣候課件

建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)——建筑節(jié)能的基礎(chǔ)知識(shí)

第1篇建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)——建筑與氣候——建筑中傳熱方式——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定傳熱——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定傳熱基本知識(shí)、保溫設(shè)計(jì)、防潮設(shè)計(jì)、隔熱設(shè)計(jì)、日照設(shè)計(jì)建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)第1篇建筑熱1第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候條件室外氣候

人?建筑?氣候——基于人的考慮

圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程設(shè)備人室內(nèi)熱環(huán)境平衡系統(tǒng)室外能源環(huán)境系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候室外氣候人?2

1.1建筑與氣候

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室內(nèi)熱環(huán)境P25

1.1建筑與氣候人與室內(nèi)熱環(huán)境室內(nèi)熱環(huán)境P253

一、人體熱舒適Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）。Δ熱舒適——將人從熱難受中解脫出來(lái)，建筑需要為人提供舒適?！吧妗迸c“熱舒適”人與室內(nèi)熱環(huán)境Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）?！吧妗?

一、人體熱舒適

1、人體熱平衡為保持恒溫狀態(tài)，人體須不斷與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換。熱平衡一、人體熱舒適1、人體熱平衡熱平衡5

一、人體熱舒適

（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）——正值

主要取決于人體的活動(dòng)量或生產(chǎn)勞動(dòng)的強(qiáng)度。

成年人平均產(chǎn)熱量一、人體熱舒適（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）6

一、人體熱舒適

（2）對(duì)流換熱量（qc）

——與人體皮膚溫度tsk、環(huán)境空氣溫度ti及氣流速度v有關(guān)。當(dāng)：tsk>ti時(shí)，人體散熱；tsk<ti時(shí)，人體得熱。

氣流速度v越大，換熱率越高。一、人體熱舒適（2）對(duì)流換熱量（qc）7

一、人體熱舒適

（3）輻射換熱量（qr）

——取決于人體表面平均溫度tsk和室內(nèi)各表面平均輻射溫度tr。當(dāng)：tsk>tr時(shí)，人體散熱；tsk<tr時(shí)，人體得熱。

一、人體熱舒適（3）輻射換熱量（qr）8

一、人體熱舒適

（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值主要取決于氣流速度v和空氣濕度φ。若v增加，則蒸發(fā)換熱量增加，反之則減少；若φ增加，則蒸發(fā)換熱量減少，反之則增加。一、人體熱舒適（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值9

一、人體熱舒適

當(dāng)?q=0時(shí)，人體達(dá)到熱平衡，即：思考：當(dāng)?q=0，即人體達(dá)到熱平衡時(shí)，就一定會(huì)感到熱舒適嗎？一、人體熱舒適10

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。公式中各項(xiàng)可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，可能有許多不同組合，都可使?q=0，但并不是所有熱平衡都舒適。如大汗淋漓下的熱平衡，蒸發(fā)換熱量太大，超出人體生理調(diào)節(jié)機(jī)能。——負(fù)荷熱平衡只有那種使人體按正常比例散熱的熱平衡才是舒適的?！崞胶?/p>

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。11

一、人體熱舒適熱舒適

2、人體熱舒適條件（1）?q=0時(shí)，即人體處于熱平衡狀態(tài)。（2）人體按正常比例散熱：對(duì)流換熱占總散熱量的25%~30%；輻射換熱占總散熱量的45%~50%；蒸發(fā)散熱量占25%~30%。

一、人體熱舒適熱舒適2、人體熱舒適條件12

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素

（一）環(huán)境因素：

室內(nèi)熱環(huán)境（室內(nèi)氣候）的四個(gè)參數(shù)：

室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)空氣濕度

室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)壁面平均輻射溫度

環(huán)境物理因素二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素（一）環(huán)境因素：環(huán)境物理因13

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

1、室內(nèi)空氣溫度——直接影響人體對(duì)流換熱。室內(nèi)最適宜溫度：20℃~24℃。規(guī)定：冬季一般在16~22℃，夏季為24~28℃。建筑設(shè)計(jì)者的任務(wù)——通過(guò)改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱特性，使室內(nèi)實(shí)際溫度達(dá)到室內(nèi)計(jì)算溫度。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素1、室14

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

2、室內(nèi)空氣濕度——直接影響人體的蒸發(fā)散熱。

最適宜的相對(duì)濕度應(yīng)為50~60%。當(dāng)濕度過(guò)低（低于20%）時(shí)，則人會(huì)感到干燥、呼吸器官不適；當(dāng)濕度過(guò)高（高于70%）時(shí)，則汗液不易蒸發(fā)，形成悶熱感，令人不舒適。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素2、室15

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

3、室內(nèi)風(fēng)速——影響對(duì)流換熱和蒸發(fā)換熱，也影響室內(nèi)空氣更新。一般舒適的氣流速度為0.1~0.3m/s。但在夏季利用自然通風(fēng)降溫的房間，風(fēng)速在0.3~1m/s之間令人感到愉快。當(dāng)氣流速度大于1.5m/s時(shí)，多數(shù)人認(rèn)為風(fēng)速太大，不舒適。

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素3、室16

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

4、室內(nèi)表面平均輻射溫度

——影響人的輻射換熱量。高溫物體會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生“熱”輻射，低溫物體則會(huì)對(duì)人產(chǎn)生“冷”輻射?！皇孢m二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素4、室17二、影響人體熱舒適的因素

（二）人體因素：主要有：

人體新陳代謝產(chǎn)熱率人體衣著狀況——衣服熱阻人體因素二、影響人體熱舒適的因素（二）人體因素：人體因素18二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周?chē)諝鉁囟鹊?，人體表面對(duì)流散熱量過(guò)多；（2）室內(nèi)各表面溫度低，對(duì)人體造成過(guò)多冷輻射；

（3）周?chē)諝鉂穸鹊停梭w表面水份蒸發(fā)量大；對(duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供暖,提高室溫。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，從而能夠提高室內(nèi)表面溫度。提高濕度，減少人體表面蒸發(fā)。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾19

二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周?chē)諝鉁囟雀?，人體表面對(duì)流得熱量過(guò)多；（2）室內(nèi)各表面溫度高，對(duì)人體造成過(guò)多熱輻射；

（3）周?chē)諝鉂穸雀?，人體表面水份蒸發(fā)量小；對(duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供冷，降低室溫。加強(qiáng)（夜間）自然通風(fēng)。加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能，可降低室內(nèi)表面溫度。降低濕度。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪20

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)境因素是互不相同，密切相關(guān)，一種綜合效果。

改變其中的一個(gè)因素可補(bǔ)償其他因素的不足。如室內(nèi)空氣溫度低而平均輻射溫度高，室內(nèi)空氣溫度高而平均輻射溫度低的房間就可以有同樣的熱感覺(jué)。任何單項(xiàng)因素都不足說(shuō)明人體對(duì)熱環(huán)境的反應(yīng)。——希望用單一參數(shù)描述，以綜合同時(shí)起作用的全部因素。為什么要對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)？三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)21

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：作用溫度

（OperativeTemperature）OT

有效溫度（EffectiveTemperature）ET熱應(yīng)力指標(biāo)（HeatStressIndex）HSI預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)（PredictedMeanVote）PMV熱感覺(jué)投票（ThermalSensationVotes）TSV

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方法

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方22

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)80年代初，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組（ISO）認(rèn)可的相對(duì)全面的熱舒適指標(biāo)，丹麥范格爾綜合近千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺(jué)試驗(yàn)結(jié)果，并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)所得出的函數(shù)。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)23PMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺(jué)，建立起七級(jí)PMV指標(biāo)系統(tǒng)，得出在每一特定值上感到不滿意人數(shù)的百分比，即預(yù)測(cè)不滿意百分比（PredictedpercentageDissatisfied，簡(jiǎn)寫(xiě)為PPD），并繪出了PMV-PPD曲線。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)PMVPMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺(jué)，建立24

ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.5~+0.5范圍內(nèi)為室內(nèi)熱舒適指標(biāo)，即PPD≦10%。我國(guó)一般認(rèn)為-1~+1間可視為熱舒適環(huán)境。

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.525第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室外熱環(huán)境P20

第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)人與室內(nèi)熱環(huán)境室外熱環(huán)境P26建筑與氣候綜述

“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就得從觀察建造地點(diǎn)的特點(diǎn)和氣候開(kāi)始，一種是房子看起來(lái)適合埃及，另一種適合于西班牙……再另外一種適合羅馬……很顯然不同房子的設(shè)計(jì)應(yīng)該適應(yīng)各種不同的氣候。”——維特魯維建筑師，公元前1世紀(jì)建筑與氣候綜述“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就27

一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件

（一）外部氣候條件與建筑關(guān)系密切的氣候參數(shù)：太陽(yáng)輻射、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向和風(fēng)速、凝結(jié)和降水。一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件（一）外部氣候條件28（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射來(lái)自太陽(yáng)的電磁波輻射，決定地表空氣的溫度變化，并主導(dǎo)地球上所有的氣候現(xiàn)象。太陽(yáng)輻射既造成夏季室溫過(guò)高，又是冬季提高室溫的天然能源。太陽(yáng)輻射與建筑的相互作用：透過(guò)和吸收。（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射來(lái)自太陽(yáng)的電磁波輻射，決定地表空29

（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射的方向性建筑各朝向表面的日輻射照度隨季節(jié)的變化規(guī)律各不相同。

北緯40℃地區(qū)太陽(yáng)輻射的方向性（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射的方向性北緯40℃地區(qū)30（一）外部氣候條件空氣溫度形成——取決于地球表面溫度，地表與空氣的熱交換是影響空氣溫度的基本途徑。觀測(cè)

室外氣溫通常指距地面1.5m高、背陰處的空氣溫度。因此，測(cè)量空氣溫度須避免太陽(yáng)輻射的因素。（一）外部氣候條件空氣溫度形成31

（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化32（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速風(fēng)向與風(fēng)速是描述風(fēng)特征的兩個(gè)要素。風(fēng)玫瑰圖是表示一定時(shí)間內(nèi)各個(gè)方向刮風(fēng)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)圖。某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全年，虛線為7月份某地一年的風(fēng)速頻率分布（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全33（二）城市氣候

城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)，而且還要考慮由于城市用地的自然條件改變而形成的城市氣候。由于城市市區(qū)與郊區(qū)的氣候存在差異，有必要將城市市區(qū)從一個(gè)大范圍中分離出來(lái)，單獨(dú)考慮其不同于周?chē)貐^(qū)的城市微氣候特征。

提出P138（二）城市氣候城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)34

（二）城市氣候

定義：

Δ城市氣候：區(qū)域氣候背景下，經(jīng)過(guò)城市化后，人口高度密集，在城市特殊下墊面和城市氣候活動(dòng)的影響下，改變?cè)摰貐^(qū)原有的區(qū)域氣候狀況，形成一種與城市周?chē)煌木值貧夂睢?/p>

Δ下墊面：直接與大氣下表面接觸的地表層。定義及形成原因（二）城市氣候定義：定義及形成原因35

（二）城市氣候

原因：

Δ特殊下墊面：城市建筑物、瀝青和水泥路面等代替以植被為主的自然下墊面，使城市下墊面性質(zhì)發(fā)生變化。

Δ人為熱：大量能源輸入城市以供生產(chǎn)生活消費(fèi)，城市擁有大量人為熱。

Δ空氣污染：城市工業(yè)與民用的大量煙塵、廢氣排入大氣，改變城市大氣成分。

定義及形成原因（二）城市氣候原因：定義及形成原因36（1）大氣透明度小，削弱了太陽(yáng)輻射；——大氣污染（2）氣溫較高，形成“熱島效應(yīng)”；建筑物與人口密集的大城市，由于地面覆蓋物吸收的輻射熱多，發(fā)熱體也多，市區(qū)中心的溫度高于郊區(qū)；（3）風(fēng)速小，風(fēng)向隨地而異；（4）蒸發(fā)減弱，濕度變??；（5）霧多，能見(jiàn)度差?！捎诔菂^(qū)大氣污染程度高于郊區(qū)，空氣中有豐富凝結(jié)核。特征（1）大氣透明度小，削弱了太陽(yáng)輻射；——大氣污染特征37●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：▲在城市中增加水面設(shè)置、擴(kuò)大綠化面積?！捎谒疅崛萘看螅铱赏ㄟ^(guò)蒸發(fā)吸收熱量?！G化則除蒸發(fā)吸熱外，對(duì)日輻射還有一定的反射作用，尤其在夏季日輻射照度很大時(shí)，可顯著降低周?chē)諝鉁囟取纳平ㄖ車(chē)夂颉苊夥叫?、圓形城市面積的設(shè)計(jì)，多采用帶形城市設(shè)計(jì)。措施●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：措施38（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與建筑有關(guān)氣候條件的設(shè)計(jì)依據(jù)，明確各氣候區(qū)建筑設(shè)計(jì)要求和相應(yīng)的技術(shù)措施?！?dú)夂騾^(qū)劃

建筑氣候分區(qū)根據(jù)空氣溫度、濕度和太陽(yáng)輻射將全球劃分為濕熱、干熱、溫和和寒冷四個(gè)氣候區(qū)。國(guó)際最常用，但較粗略、感性和主觀。（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與39建筑氣候分區(qū)及氣候策略

氣候類(lèi)型氣候特征及氣候因素建筑氣候策略濕熱氣候區(qū)溫度高（15℃~35℃），年平均氣溫在18℃左右或更高年較差小年降水量≥750mm潮濕悶熱、相對(duì)濕度≥80％太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈、眩光遮陽(yáng)自然通風(fēng)降溫低熱容的圍護(hù)結(jié)構(gòu)干熱氣候區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈、眩光溫度高（20℃~40℃）年較差、日較差大降水稀少、空氣干燥、濕度低多風(fēng)沙最大限度地遮陽(yáng)厚重的蓄熱墻體增強(qiáng)熱穩(wěn)定性利用水體調(diào)節(jié)微氣候內(nèi)向型院落式格局溫和氣候區(qū)有較明顯的季節(jié)性溫度變化（有較寒冷的冬季和較炎熱的夏季）月平均氣溫的波動(dòng)范圍大，最冷月低至－15℃，最熱月可高達(dá)25℃氣溫的年變化幅度可從－30℃到37℃夏季：遮陽(yáng)、通風(fēng)冬季：保溫寒冷氣候區(qū)大部分時(shí)間月平均溫度低于15℃日夜溫差變化較大風(fēng)、嚴(yán)寒、雪荷載最大限度地保溫（三）建筑氣候區(qū)劃建筑氣候分區(qū)及氣候策略氣候類(lèi)型氣候特征及氣候因素建筑氣候策40

（三）建筑氣候區(qū)劃為更好地適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，我國(guó)在《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178-93）中提出建筑氣候區(qū)劃。

建筑氣候區(qū)劃：以1月和7月的平均氣溫、7月平均相對(duì)濕度作為主要指標(biāo)，以年降水量、年平均氣溫≤5℃和≥25℃的天數(shù)作為輔助指標(biāo)，將我國(guó)氣候劃分為7個(gè)一級(jí)區(qū)，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ區(qū)。一級(jí)區(qū)內(nèi)又以1月、7月平均氣溫、凍土性質(zhì)、最大風(fēng)速、年降水量等指標(biāo)，劃分成20個(gè)二級(jí)區(qū)，提出相應(yīng)的建筑要求和技術(shù)措施。

國(guó)內(nèi)（三）建筑氣候區(qū)劃為更好地適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，我國(guó)在《建筑氣41（三）建筑氣候區(qū)劃中國(guó)建筑氣候區(qū)劃圖

（三）建筑氣候區(qū)劃中國(guó)建筑氣候區(qū)劃圖42（三）建筑氣候區(qū)劃中國(guó)建筑氣候一級(jí)區(qū)區(qū)劃指標(biāo)

分區(qū)名稱(chēng)分區(qū)指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)Ⅰ１月平均溫度≤-10℃；7月平均溫度≥25℃；7月平均相對(duì)濕度≥50%年降水量200～800mm；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)≥145天Ⅱ１月平均溫度-10～0℃；7月平均溫度18～28℃；年日平均溫度≥25℃的天數(shù)＜80天；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)90～145天Ⅲ1月平均溫度0～10℃，7月平均溫度25～29℃年日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～90天；年日平均溫度≥25℃的天數(shù)40～110天Ⅳ１月平均溫度＞10℃，7月平均溫度25～29℃年日平均溫度≥25℃的天數(shù)100～200天Ⅴ1月平均溫度0～13℃，7月平均溫度18～25℃年日平均溫度≤5℃的天數(shù)90～285天Ⅵ1月平均溫度-22～0℃，7月平均溫度＜18℃；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～90天Ⅶ１月平均溫度-20～-5℃；7月平均溫度≥18℃；7月平均相對(duì)濕度＜50%年降水量10～600mm；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)110～180天；年日平均溫度≥25℃的天數(shù)＜120天（三）建筑氣候區(qū)劃中國(guó)建筑氣候一級(jí)區(qū)區(qū)劃指標(biāo)分區(qū)名稱(chēng)分區(qū)43（四）我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)我國(guó)幅員遼闊，地形、地貌多樣，氣候類(lèi)型豐富。為滿足建筑與氣候相適應(yīng)的要求，從建筑熱工設(shè)計(jì)角度出發(fā)，把我國(guó)各地氣候劃分為五個(gè)熱工分區(qū)。嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)溫和地區(qū)

P31（四）我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)我國(guó)幅員遼闊，地形、地貌多樣，氣44

（四）我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)氣候區(qū)劃與熱工分區(qū)對(duì)比熱工設(shè)計(jì)分區(qū)：嚴(yán)寒地區(qū)包含建筑氣候區(qū)劃中的全部Ⅰ區(qū)和ⅥA、ⅥB、ⅦA、ⅦB、ⅦC區(qū)；寒冷地區(qū)包含建筑氣候區(qū)劃中的全部Ⅱ、ⅥC、ⅦD區(qū)；夏熱冬冷地區(qū)與Ⅲ區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)與Ⅳ區(qū)、溫和地區(qū)與Ⅴ區(qū)則完全一致。建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)——熱工設(shè)計(jì)。（四）我國(guó)建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)氣候區(qū)劃與熱工分區(qū)對(duì)比熱工設(shè)計(jì)分45建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及熱工設(shè)計(jì)要求分區(qū)名稱(chēng)分區(qū)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求對(duì)應(yīng)建筑氣候區(qū)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)嚴(yán)寒地區(qū)最冷月平均溫度≤－10℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)≥145天必須充分滿足冬季保溫要求，一般可以不考慮夏季防熱Ⅰ區(qū)、ⅥA、ⅥB區(qū)、ⅦA～ⅦC區(qū)寒冷地區(qū)最冷月平均溫度0～－10℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)90～145天應(yīng)滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱Ⅱ、ⅥC、ⅦD區(qū)夏熱冬冷地區(qū)最冷月平均溫度0～10℃，最熱月平均溫度25～30℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～99天，日平均溫度≥25℃的天數(shù)40～110天必須滿足夏季防熱要求，適當(dāng)兼顧冬季保溫Ⅲ區(qū)夏熱冬暖地區(qū)最冷月平均溫度＞10℃，最熱月平均溫度25～29℃日平均溫度≥25℃的天數(shù)100～200天必須充分滿足夏季防熱要求，一般可不考慮冬季保溫Ⅳ區(qū)溫和地區(qū)最冷月平均溫度0～13℃，最熱月平均溫度18～25℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～90天部分地區(qū)應(yīng)考慮冬季保溫，一般可不考慮夏季防熱Ⅴ區(qū)氣候分區(qū)與熱工分區(qū)對(duì)比建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及熱工設(shè)計(jì)要求分區(qū)名稱(chēng)分區(qū)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求對(duì)應(yīng)建46建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)——建筑節(jié)能的基礎(chǔ)知識(shí)

第1篇建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)——建筑與氣候——建筑中傳熱方式——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定傳熱——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定傳熱基本知識(shí)、保溫設(shè)計(jì)、防潮設(shè)計(jì)、隔熱設(shè)計(jì)、日照設(shè)計(jì)建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)第1篇建筑熱47第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候條件室外氣候

人?建筑?氣候——基于人的考慮

圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程設(shè)備人室內(nèi)熱環(huán)境平衡系統(tǒng)室外能源環(huán)境系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候室外氣候人?48

1.1建筑與氣候

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室內(nèi)熱環(huán)境P25

1.1建筑與氣候人與室內(nèi)熱環(huán)境室內(nèi)熱環(huán)境P2549

一、人體熱舒適Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）。Δ熱舒適——將人從熱難受中解脫出來(lái)，建筑需要為人提供舒適?！吧妗迸c“熱舒適”人與室內(nèi)熱環(huán)境Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）?！吧妗?0

一、人體熱舒適

1、人體熱平衡為保持恒溫狀態(tài)，人體須不斷與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換。熱平衡一、人體熱舒適1、人體熱平衡熱平衡51

一、人體熱舒適

（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）——正值

主要取決于人體的活動(dòng)量或生產(chǎn)勞動(dòng)的強(qiáng)度。

成年人平均產(chǎn)熱量一、人體熱舒適（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）52

一、人體熱舒適

（2）對(duì)流換熱量（qc）

——與人體皮膚溫度tsk、環(huán)境空氣溫度ti及氣流速度v有關(guān)。當(dāng)：tsk>ti時(shí)，人體散熱；tsk<ti時(shí)，人體得熱。

氣流速度v越大，換熱率越高。一、人體熱舒適（2）對(duì)流換熱量（qc）53

一、人體熱舒適

（3）輻射換熱量（qr）

——取決于人體表面平均溫度tsk和室內(nèi)各表面平均輻射溫度tr。當(dāng)：tsk>tr時(shí)，人體散熱；tsk<tr時(shí)，人體得熱。

一、人體熱舒適（3）輻射換熱量（qr）54

一、人體熱舒適

（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值主要取決于氣流速度v和空氣濕度φ。若v增加，則蒸發(fā)換熱量增加，反之則減少；若φ增加，則蒸發(fā)換熱量減少，反之則增加。一、人體熱舒適（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值55

一、人體熱舒適

當(dāng)?q=0時(shí)，人體達(dá)到熱平衡，即：思考：當(dāng)?q=0，即人體達(dá)到熱平衡時(shí)，就一定會(huì)感到熱舒適嗎？一、人體熱舒適56

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。公式中各項(xiàng)可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，可能有許多不同組合，都可使?q=0，但并不是所有熱平衡都舒適。如大汗淋漓下的熱平衡，蒸發(fā)換熱量太大，超出人體生理調(diào)節(jié)機(jī)能?！?fù)荷熱平衡只有那種使人體按正常比例散熱的熱平衡才是舒適的?！崞胶?/p>

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。57

一、人體熱舒適熱舒適

2、人體熱舒適條件（1）?q=0時(shí)，即人體處于熱平衡狀態(tài)。（2）人體按正常比例散熱：對(duì)流換熱占總散熱量的25%~30%；輻射換熱占總散熱量的45%~50%；蒸發(fā)散熱量占25%~30%。

一、人體熱舒適熱舒適2、人體熱舒適條件58

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素

（一）環(huán)境因素：

室內(nèi)熱環(huán)境（室內(nèi)氣候）的四個(gè)參數(shù)：

室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)空氣濕度

室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)壁面平均輻射溫度

環(huán)境物理因素二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素（一）環(huán)境因素：環(huán)境物理因59

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

1、室內(nèi)空氣溫度——直接影響人體對(duì)流換熱。室內(nèi)最適宜溫度：20℃~24℃。規(guī)定：冬季一般在16~22℃，夏季為24~28℃。建筑設(shè)計(jì)者的任務(wù)——通過(guò)改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱特性，使室內(nèi)實(shí)際溫度達(dá)到室內(nèi)計(jì)算溫度。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素1、室60

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

2、室內(nèi)空氣濕度——直接影響人體的蒸發(fā)散熱。

最適宜的相對(duì)濕度應(yīng)為50~60%。當(dāng)濕度過(guò)低（低于20%）時(shí)，則人會(huì)感到干燥、呼吸器官不適；當(dāng)濕度過(guò)高（高于70%）時(shí)，則汗液不易蒸發(fā)，形成悶熱感，令人不舒適。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素2、室61

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

3、室內(nèi)風(fēng)速——影響對(duì)流換熱和蒸發(fā)換熱，也影響室內(nèi)空氣更新。一般舒適的氣流速度為0.1~0.3m/s。但在夏季利用自然通風(fēng)降溫的房間，風(fēng)速在0.3~1m/s之間令人感到愉快。當(dāng)氣流速度大于1.5m/s時(shí)，多數(shù)人認(rèn)為風(fēng)速太大，不舒適。

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素3、室62

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

4、室內(nèi)表面平均輻射溫度

——影響人的輻射換熱量。高溫物體會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生“熱”輻射，低溫物體則會(huì)對(duì)人產(chǎn)生“冷”輻射。——不舒適二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素4、室63二、影響人體熱舒適的因素

（二）人體因素：主要有：

人體新陳代謝產(chǎn)熱率人體衣著狀況——衣服熱阻人體因素二、影響人體熱舒適的因素（二）人體因素：人體因素64二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周?chē)諝鉁囟鹊停梭w表面對(duì)流散熱量過(guò)多；（2）室內(nèi)各表面溫度低，對(duì)人體造成過(guò)多冷輻射；

（3）周?chē)諝鉂穸鹊?，人體表面水份蒸發(fā)量大；對(duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供暖,提高室溫。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，從而能夠提高室內(nèi)表面溫度。提高濕度，減少人體表面蒸發(fā)。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾65

二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周?chē)諝鉁囟雀?，人體表面對(duì)流得熱量過(guò)多；（2）室內(nèi)各表面溫度高，對(duì)人體造成過(guò)多熱輻射；

（3）周?chē)諝鉂穸雀撸梭w表面水份蒸發(fā)量?。粚?duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供冷，降低室溫。加強(qiáng)（夜間）自然通風(fēng)。加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能，可降低室內(nèi)表面溫度。降低濕度。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪66

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)境因素是互不相同，密切相關(guān)，一種綜合效果。

改變其中的一個(gè)因素可補(bǔ)償其他因素的不足。如室內(nèi)空氣溫度低而平均輻射溫度高，室內(nèi)空氣溫度高而平均輻射溫度低的房間就可以有同樣的熱感覺(jué)。任何單項(xiàng)因素都不足說(shuō)明人體對(duì)熱環(huán)境的反應(yīng)?！Ｍ脝我粎?shù)描述，以綜合同時(shí)起作用的全部因素。為什么要對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)？三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)67

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：作用溫度

（OperativeTemperature）OT

有效溫度（EffectiveTemperature）ET熱應(yīng)力指標(biāo)（HeatStressIndex）HSI預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)（PredictedMeanVote）PMV熱感覺(jué)投票（ThermalSensationVotes）TSV

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方法

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方68

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)80年代初，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組（ISO）認(rèn)可的相對(duì)全面的熱舒適指標(biāo)，丹麥范格爾綜合近千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺(jué)試驗(yàn)結(jié)果，并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)所得出的函數(shù)。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)69PMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺(jué)，建立起七級(jí)PMV指標(biāo)系統(tǒng)，得出在每一特定值上感到不滿意人數(shù)的百分比，即預(yù)測(cè)不滿意百分比（PredictedpercentageDissatisfied，簡(jiǎn)寫(xiě)為PPD），并繪出了PMV-PPD曲線。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)PMVPMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺(jué)，建立70

ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.5~+0.5范圍內(nèi)為室內(nèi)熱舒適指標(biāo)，即PPD≦10%。我國(guó)一般認(rèn)為-1~+1間可視為熱舒適環(huán)境。

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.571第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室外熱環(huán)境P20

第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)人與室內(nèi)熱環(huán)境室外熱環(huán)境P72建筑與氣候綜述

“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就得從觀察建造地點(diǎn)的特點(diǎn)和氣候開(kāi)始，一種是房子看起來(lái)適合埃及，另一種適合于西班牙……再另外一種適合羅馬……很顯然不同房子的設(shè)計(jì)應(yīng)該適應(yīng)各種不同的氣候?！薄S特魯維建筑師，公元前1世紀(jì)建筑與氣候綜述“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就73

一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件

（一）外部氣候條件與建筑關(guān)系密切的氣候參數(shù)：太陽(yáng)輻射、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向和風(fēng)速、凝結(jié)和降水。一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件（一）外部氣候條件74（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射來(lái)自太陽(yáng)的電磁波輻射，決定地表空氣的溫度變化，并主導(dǎo)地球上所有的氣候現(xiàn)象。太陽(yáng)輻射既造成夏季室溫過(guò)高，又是冬季提高室溫的天然能源。太陽(yáng)輻射與建筑的相互作用：透過(guò)和吸收。（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射來(lái)自太陽(yáng)的電磁波輻射，決定地表空75

（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射的方向性建筑各朝向表面的日輻射照度隨季節(jié)的變化規(guī)律各不相同。

北緯40℃地區(qū)太陽(yáng)輻射的方向性（一）外部氣候條件太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射的方向性北緯40℃地區(qū)76（一）外部氣候條件空氣溫度形成——取決于地球表面溫度，地表與空氣的熱交換是影響空氣溫度的基本途徑。觀測(cè)

室外氣溫通常指距地面1.5m高、背陰處的空氣溫度。因此，測(cè)量空氣溫度須避免太陽(yáng)輻射的因素。（一）外部氣候條件空氣溫度形成77

（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化78（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速風(fēng)向與風(fēng)速是描述風(fēng)特征的兩個(gè)要素。風(fēng)玫瑰圖是表示一定時(shí)間內(nèi)各個(gè)方向刮風(fēng)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)圖。某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全年，虛線為7月份某地一年的風(fēng)速頻率分布（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全79（二）城市氣候

城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)，而且還要考慮由于城市用地的自然條件改變而形成的城市氣候。由于城市市區(qū)與郊區(qū)的氣候存在差異，有必要將城市市區(qū)從一個(gè)大范圍中分離出來(lái)，單獨(dú)考慮其不同于周?chē)貐^(qū)的城市微氣候特征。

提出P138（二）城市氣候城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)80

（二）城市氣候

定義：

Δ城市氣候：區(qū)域氣候背景下，經(jīng)過(guò)城市化后，人口高度密集，在城市特殊下墊面和城市氣候活動(dòng)的影響下，改變?cè)摰貐^(qū)原有的區(qū)域氣候狀況，形成一種與城市周?chē)煌木值貧夂睢?/p>

Δ下墊面：直接與大氣下表面接觸的地表層。定義及形成原因（二）城市氣候定義：定義及形成原因81

（二）城市氣候

原因：

Δ特殊下墊面：城市建筑物、瀝青和水泥路面等代替以植被為主的自然下墊面，使城市下墊面性質(zhì)發(fā)生變化。

Δ人為熱：大量能源輸入城市以供生產(chǎn)生活消費(fèi)，城市擁有大量人為熱。

Δ空氣污染：城市工業(yè)與民用的大量煙塵、廢氣排入大氣，改變城市大氣成分。

定義及形成原因（二）城市氣候原因：定義及形成原因82（1）大氣透明度小，削弱了太陽(yáng)輻射；——大氣污染（2）氣溫較高，形成“熱島效應(yīng)”；建筑物與人口密集的大城市，由于地面覆蓋物吸收的輻射熱多，發(fā)熱體也多，市區(qū)中心的溫度高于郊區(qū)；（3）風(fēng)速小，風(fēng)向隨地而異；（4）蒸發(fā)減弱，濕度變小；（5）霧多，能見(jiàn)度差。——由于城區(qū)大氣污染程度高于郊區(qū)，空氣中有豐富凝結(jié)核。特征（1）大氣透明度小，削弱了太陽(yáng)輻射；——大氣污染特征83●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：▲在城市中增加水面設(shè)置、擴(kuò)大綠化面積。——由于水熱容量大，且可通過(guò)蒸發(fā)吸收熱量?！G化則除蒸發(fā)吸熱外，對(duì)日輻射還有一定的反射作用，尤其在夏季日輻射照度很大時(shí)，可顯著降低周?chē)諝鉁囟取纳平ㄖ車(chē)夂颉苊夥叫?、圓形城市面積的設(shè)計(jì)，多采用帶形城市設(shè)計(jì)。措施●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：措施84（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與建筑有關(guān)氣候條件的設(shè)計(jì)依據(jù)，明確各氣候區(qū)建筑設(shè)計(jì)要求和相應(yīng)的技術(shù)措施。——?dú)夂騾^(qū)劃

建筑氣候分區(qū)根據(jù)空氣溫度、濕度和太陽(yáng)輻射將全球劃分為濕熱、干熱、溫和和寒冷四個(gè)氣候區(qū)。國(guó)際最常用，但較粗略、感性和主觀。（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與85建筑氣候分區(qū)及氣候策略

氣候類(lèi)型氣候特征及氣候因素建筑氣候策略濕熱氣候區(qū)溫度高（15℃~35℃），年平均氣溫在18℃左右或更高年較差小年降水量≥750mm潮濕悶熱、相對(duì)濕度≥80％太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈、眩光遮陽(yáng)自然通風(fēng)降溫低熱容的圍護(hù)結(jié)構(gòu)干熱氣候區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈、眩光溫度高（20℃~40℃）年較差、日較差大降水稀少、空氣干燥、濕度低多風(fēng)沙最大限度地遮陽(yáng)厚重的蓄熱墻體增強(qiáng)熱穩(wěn)定性利用水體調(diào)節(jié)微氣候內(nèi)向型院落式格局溫和氣候區(qū)有較明顯的季節(jié)性溫度變化（有較寒冷的冬季和較炎熱的夏季）月平均氣溫的波動(dòng)范圍大，最冷月低至－15℃，最熱月可高達(dá)25℃氣溫的年變化幅度可從－30℃到37℃夏季：遮陽(yáng)、通風(fēng)冬季：保溫寒冷氣候區(qū)大部分時(shí)間月平均溫度低于15℃日夜溫差變化較大風(fēng)、嚴(yán)寒、雪荷載最大限度地保溫（三）建筑氣候區(qū)劃建筑氣候分區(qū)及氣候策略氣候類(lèi)型氣候特征及氣候因素建筑氣候策86

（三）建筑