文档介绍：第二章建筑节能气候学与气候分区
建筑节能气候学基本知识
建筑节能气候学特征参数
建筑节能天气过程
建筑节能气象模型
建筑节能气候分区
建筑节能气候学基本知识
在一给定区域内的“气候”,取决于若干种要素的变化特性以及它们的组合情况。当研究人的舒适感及建筑设计时,涉及的主要气候要素有:太阳辐射,对天空的长波辐射,空气温度和湿度,风及雨、雪等。每一种因素直接与人的舒适感有关,对建筑热环境有显著影响,对暖通空调设备的能效有显著影响。
建筑节能气候学基本知识
气象学书籍在讨论某一区域的气候时,取各种因素长期的平均值作为依据。
但是,逐日、逐年的变化可能是很大的,要考虑到与此平均值产生的偏差。
在建筑节能中,极端条件及其可能出现的频率,持续的时间,常比平均值更为重要。

太阳辐射是来自太阳的电磁波辐射。在地球表面上,~。太阳光谱可大致划分为三个区段:紫外线,可见光,红外线。其中,~,起自然采光作用,,。虽然太阳辐射的最大强度(峰值)位于可见光的范围内,但半数以上的能量是以红外辐射放射出来的。

在大气层上界的太阳辐射能,随太阳与地球之间的距离以及太阳的活动情况而变化,~·分,/(厘米2·分),此值称为太阳常数。当太阳辐射透过地球的大气层时,其强度将减弱,而且光谱的分布也因大气层的吸收、反射与散射而改变。

太阳辐射按照其波长的不同而在大气层内被有选择地吸收。,还有相当一部分红外线则被水汽及二氧化碳所吸收。反射主要发生于小水滴,并且实际上是无选择性,因此反射辐射的光谱分布和原来的一样,故反射光仍为白色。当太阳辐射入射到其大小接近或小于波长的分子及微粒上时,便在空间发生折射及散射。于是光线即扩散开,即使无直射阳光也能有亮光。这是一种选择性现象,每一种波长的散射辐射量是与波长倒数的四次方成正比。因此,空气分子扩散了大部分短波的蓝、紫光,而使晴朗的天空呈现蓝色;但当大气中较大的尘粉含量增多时,空气的浊度增大,长波的黄、红光被扩散的比例增多,天空就变成乳白色。

云层将大量太阳辐射反射回外层空间,余者则散射到地面。
射至地球表面一定区域上的太阳能量的日变型及年变型,取决于太阳辐射的强度及持续时间。太阳辐射的可能强度取决于日光需穿透的大气层的厚度,后者又是由地球自转、公转以及地轴与公转轨道平面之夹角等这样一些可以精确计算的条件所决定的。但是,真正到达地面的太阳辐射量还取决于天空中云块的间隙及空气中微尘、二氧化碳和水汽的含量,即与大气的透明度有关。这些都是只能靠估算而无法精确计算的因素。

光线投射至地球上某一点所穿过的空气层的厚度,取决于太阳在地平面上之角度即太阳高度角,也取决于该点的拔海高度。太阳的高度角随该点所在的地理纬度而异,最大值在热带区,向南北两极逐渐减小。但是,随着纬度的增加,夏季的日照时间增多,冬季则减少。

由建筑表面向大气及外层空间放射的是长波辐射。放射辐射的强度是放射点和吸收点的绝对温度的四次方之差成正比。故此强度取决于建筑表面温度与大气或外层空间中吸收辐射的介质温差之差值。

大气中的气体在吸收和放射辐射能方面与黑体不同,不具有连续的放射光谱和吸收光谱,而是有选择性的,只有一小部分短波太阳辐射能通过,大部分外逸长波辐射则被空气所吸收。但不管怎样,只有某些波长的辐射受到影响,其余的均继续向空间传播。
在大气所含的各种气体中,水蒸汽是主要的长波吸收体,其次是二氧化碳。