第二章 建筑外环境
本章学习要点：
1.掌握影响室内环境的几个外扰因素
2.室外大气环境的特点及其与室内环境的相对关系
3.了解微气候与室外气象参数的相互影响
第二章 建筑外环境
? § 2-1 地球绕日运动的规律
? § 2-2 太阳辐射
? § 2-3 建筑物的配置和外形与日照的关系
? § 2-4 室外气候
§ 2-1 地球绕日运动的规律
太阳位置常用两个角度来表示：
? 太阳高度角 β — 太阳方向与
水平的夹角
? 太阳方位角 A— 太阳方向的
水平投影偏向南的角度
? 确定太阳高度角及方位角,
是为了进行日照时数, 日照
面积, 房屋朝向和间距及房
屋周围阴影区范围等的设计 。
§ 2-2 太阳辐射
? 一, 基本概念
? 二, 大气层对太阳辐射的吸收
? 三, 日照的作用与效果
一,基本概念
? 1.太阳常数,指太阳与地球之间为年平均
距离时, 地球大气层上边界处, 垂直于阳
光射线的表面上, 单位面积单位时间内来
自太阳的辐射能量 。 I0=1353W/㎡ 。
? 2.太阳光谱,在各种波长的辐射中, 能转
化为热能的主要是可见光部分 （ 52%）
0.38～ 0.76mm； 0.76～ 3.0 mm的近红外线 。
二,大气层对太阳辐射的吸收
1,大气层对太阳辐射的散射、反射与吸收
① 反射：被云层反射到空间
② 散射：天空中的各种气体分子、尘
埃、微小水柱。
③ 吸收：氧、臭氧,CO2与水吸收
到达地面的太阳辐射由两部分组成：
直接辐射、散射辐射
2,大气层对太阳辐
射的影响程度及影
响参数
大气对太阳辐射的削
弱程度取决于 射线
在大气中射程的长
短与大气质量 。
最低日照标准, 冬至日底层住宅内满窗日照时间
≮ 1h；
1.紫外线,(0.2～ 0.4mm)
作用：杀菌；促进人体合成维生素；
危害：过度的照射会危害人体健康；由于氯氟碳
化合物对臭氧层的破坏, 导致紫外线辐射
增强；是黑瘤的致病因素；
2.可见光 (0.4～ 0.77mm)：在照明学上有重要意义；
3.红外线 (0.77～ 4.0 mm)：造成热效果的主要因素；
日照强度大小和时间长短对人类行为的影
响；
§ 2-3 建筑物的配置和外形与日照的关系
影响建筑外形配置的几个因素：
日照时间, 南北方向相邻楼间距
与纬度之间的关系
建筑物的外形与阴影的形成
? 不同使用性质的建筑物对日照的要求不同。
需要争取较多日照的建筑物 有：
病房、幼儿园、农业用的日光室等。
需要避免日照的建筑物 有两类：
? 一类是防止室内过热。
? 另一类是避免眩光和防止起化学反应的建筑。
影响建筑外形配置的几个因素
我们在进行日照设计时，常要满足 最低
日照标准 确定住宅建筑间距，
首先应满足日照要求为基础，综合考虑
其他方面，如：采光、通风、消防等。
决定住宅日照标准的主要因素,
所处的 地理纬度 及其气候特征。
所处城市的规模大小。
建筑物的高度
建筑物的朝向间距及布局
? 两种需要避免的情况：
? 终日阴影,由于其他建筑物的遮挡，有
的地方在一天当中都无日照的现象。
? 永久阴影,指一年当中都没有日照的现
象。
建筑物的外形与阴影的形成
日照时间、南北方向相邻楼间距与纬度之间
的关系
§ 2-4 室外气候
? 一,基本概念
? 二,影响地面附近气温的因素
? 三,微气候范围内空气层温度随时间与空间
的变化规律
? 四,“霜洞, 效应的概念：
? 五,风向在建筑设计中的应用
? 六,城市气候的特点
一,基本概念
? 1.微气候：是指离地 30~120cm高度范围内，
在建筑物周围地面上及屋面、墙角、窗台等
特定地点的风、阳光、辐射、气温与温度条
件。
? 2.室外气候：指距地面 1.5m高、背阴处的空
气温度 。
? 3.湿度：指空气中水蒸汽的含量, 以绝对湿
度和相对湿度来表示 。
? 4.风, 指由于大气压所引起的大气水平方向的
运动 。 地表增湿不同是引起大气压的主要原
因 。
二,影响地面附近气温的因素
a)入射到地面上的太阳辐射热量起决定作用 。
温度的日变化及四季变化, 随纬度的变化都是由太
阳辐射的热量变化引起的 。
b） 地面的覆盖面, 如草原森林等不同的地形及地面覆
盖面对太阳辐射的吸收和反射本身温度变化的性质
均不同, 所以地面的增温也不同 。
c） 大气的对流作用
无论水平方向还是垂直方向的空气流动都会使两地
的空气进行混合, 减少两地的气温差别 。
气温升降的主要原因
空气与地表的热交换量引起气温变化的主要原因
三,微气候范围内空气层温度随时间与空间的
变化规律
四,“霜洞, 效应的概念：
当空气流入山谷和凹地时, 在无风力扰动的
情况下, 空气就如池水一样积聚在一起 。 到了夜
晚, 天空的低温加速了地表的冷却, 凹地里的建
筑在冬季温度较周围平地面温度的的多 。 这种温
度的局地倒置现象 。
五,风向在建筑设计中的应用
六,城市气候
主要特点：
? 1.城市下垫面粗糙, 热容量和蓄热能
力比郊区大, 储存水分的能力比郊区大,
蒸发沸腾作用比郊区小, 城市的平均风
速小
? 2.气温较高, 形成热岛现象
? 3.城市中的云量
本章学习要点：
1.掌握影响室内环境的几个外扰因素
2.室外大气环境的特点及其与室内环境的相对关系
3.了解微气候与室外气象参数的相互影响
第二章 建筑外环境
? § 2-1 地球绕日运动的规律
? § 2-2 太阳辐射
? § 2-3 建筑物的配置和外形与日照的关系
? § 2-4 室外气候
§ 2-1 地球绕日运动的规律
太阳位置常用两个角度来表示：
? 太阳高度角 β — 太阳方向与
水平的夹角
? 太阳方位角 A— 太阳方向的
水平投影偏向南的角度
? 确定太阳高度角及方位角,
是为了进行日照时数, 日照
面积, 房屋朝向和间距及房
屋周围阴影区范围等的设计 。
§ 2-2 太阳辐射
? 一, 基本概念
? 二, 大气层对太阳辐射的吸收
? 三, 日照的作用与效果
一,基本概念
? 1.太阳常数,指太阳与地球之间为年平均
距离时, 地球大气层上边界处, 垂直于阳
光射线的表面上, 单位面积单位时间内来
自太阳的辐射能量 。 I0=1353W/㎡ 。
? 2.太阳光谱,在各种波长的辐射中, 能转
化为热能的主要是可见光部分 （ 52%）
0.38～ 0.76mm； 0.76～ 3.0 mm的近红外线 。
二,大气层对太阳辐射的吸收
1,大气层对太阳辐射的散射、反射与吸收
① 反射：被云层反射到空间
② 散射：天空中的各种气体分子、尘
埃、微小水柱。
③ 吸收：氧、臭氧,CO2与水吸收
到达地面的太阳辐射由两部分组成：
直接辐射、散射辐射
2,大气层对太阳辐
射的影响程度及影
响参数
大气对太阳辐射的削
弱程度取决于 射线
在大气中射程的长
短与大气质量 。
最低日照标准, 冬至日底层住宅内满窗日照时间
≮ 1h；
1.紫外线,(0.2～ 0.4mm)
作用：杀菌；促进人体合成维生素；
危害：过度的照射会危害人体健康；由于氯氟碳
化合物对臭氧层的破坏, 导致紫外线辐射
增强；是黑瘤的致病因素；
2.可见光 (0.4～ 0.77mm)：在照明学上有重要意义；
3.红外线 (0.77～ 4.0 mm)：造成热效果的主要因素；
日照强度大小和时间长短对人类行为的影
响；
§ 2-3 建筑物的配置和外形与日照的关系
影响建筑外形配置的几个因素：
日照时间, 南北方向相邻楼间距
与纬度之间的关系
建筑物的外形与阴影的形成
? 不同使用性质的建筑物对日照的要求不同。
需要争取较多日照的建筑物 有：
病房、幼儿园、农业用的日光室等。
需要避免日照的建筑物 有两类：
? 一类是防止室内过热。
? 另一类是避免眩光和防止起化学反应的建筑。
影响建筑外形配置的几个因素
我们在进行日照设计时，常要满足 最低
日照标准 确定住宅建筑间距，
首先应满足日照要求为基础，综合考虑
其他方面，如：采光、通风、消防等。
决定住宅日照标准的主要因素,
所处的 地理纬度 及其气候特征。
所处城市的规模大小。
建筑物的高度
建筑物的朝向间距及布局
? 两种需要避免的情况：
? 终日阴影,由于其他建筑物的遮挡，有
的地方在一天当中都无日照的现象。
? 永久阴影,指一年当中都没有日照的现
象。
建筑物的外形与阴影的形成
日照时间、南北方向相邻楼间距与纬度之间
的关系
§ 2-4 室外气候
? 一,基本概念
? 二,影响地面附近气温的因素
? 三,微气候范围内空气层温度随时间与空间
的变化规律
? 四,“霜洞, 效应的概念：
? 五,风向在建筑设计中的应用
? 六,城市气候的特点
一,基本概念
? 1.微气候：是指离地 30~120cm高度范围内，
在建筑物周围地面上及屋面、墙角、窗台等
特定地点的风、阳光、辐射、气温与温度条
件。
? 2.室外气候：指距地面 1.5m高、背阴处的空
气温度 。
? 3.湿度：指空气中水蒸汽的含量, 以绝对湿
度和相对湿度来表示 。
? 4.风, 指由于大气压所引起的大气水平方向的
运动 。 地表增湿不同是引起大气压的主要原
因 。
二,影响地面附近气温的因素
a)入射到地面上的太阳辐射热量起决定作用 。
温度的日变化及四季变化, 随纬度的变化都是由太
阳辐射的热量变化引起的 。
b） 地面的覆盖面, 如草原森林等不同的地形及地面覆
盖面对太阳辐射的吸收和反射本身温度变化的性质
均不同, 所以地面的增温也不同 。
c） 大气的对流作用
无论水平方向还是垂直方向的空气流动都会使两地
的空气进行混合, 减少两地的气温差别 。
气温升降的主要原因
空气与地表的热交换量引起气温变化的主要原因
三,微气候范围内空气层温度随时间与空间的
变化规律
四,“霜洞, 效应的概念：
当空气流入山谷和凹地时, 在无风力扰动的
情况下, 空气就如池水一样积聚在一起 。 到了夜
晚, 天空的低温加速了地表的冷却, 凹地里的建
筑在冬季温度较周围平地面温度的的多 。 这种温
度的局地倒置现象 。
五,风向在建筑设计中的应用
六,城市气候
主要特点：
? 1.城市下垫面粗糙, 热容量和蓄热能
力比郊区大, 储存水分的能力比郊区大,
蒸发沸腾作用比郊区小, 城市的平均风
速小
? 2.气温较高, 形成热岛现象
? 3.城市中的云量
