建筑氣象學(xué)

建筑氣象學(xué)城市規(guī)劃與氣象

在全年只有一個盛行風(fēng)向的地區(qū)，工業(yè)區(qū)常設(shè)在盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，居住區(qū)在其上風(fēng)側(cè)，以避免工業(yè)區(qū)向大氣排放的有害物對居民區(qū)的影響；在季風(fēng)區(qū)，由于冬季和夏季的風(fēng)向基本上相反，故將工業(yè)區(qū)布置在最小風(fēng)頻的方位，而把居住區(qū)設(shè)在最小風(fēng)頻的下風(fēng)方位，使居住區(qū)的空氣受污染的程度最??；在建筑規(guī)劃或設(shè)計時，不但要考慮大氣候的影響，還要考慮與局地環(huán)境條件有關(guān)的氣候特征的影響，如“城市熱島”“城市風(fēng)”等；山區(qū)工廠排放的熱量，可使近地面層熱狀況改變，引起逆溫強(qiáng)度變?nèi)?、逆溫中心抬高，逆溫時，大氣穩(wěn)定，污染物質(zhì)很難擴(kuò)散，在工廠設(shè)計時，煙囪有效高度通常應(yīng)達(dá)逆溫層之上。

建筑氣象學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與氣象

風(fēng)壓是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中側(cè)向載荷的一種主要基本數(shù)據(jù)，建筑設(shè)計中必須考慮風(fēng)荷載。風(fēng)壓是垂直于氣流方向的平面上所受到的壓強(qiáng)。在設(shè)計中，若風(fēng)壓取值偏低，則建筑物的安全就無保障；若取值合理，則既安全，又可以節(jié)約資金。

雪壓是單位面積上的雪重，即積雪深度和積雪密度的乘積。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，雪壓是鉛直荷載的一種主要數(shù)據(jù)。計算雪壓時，還要考慮降雪時的風(fēng)速，風(fēng)可引起雪花飄移，使屋面積雪重新分布，沒有障礙物的屋面上的積雪比地面少，有障礙物的部位積雪比地面多。西歐冬季降雪大的地區(qū)，為了減少積雪，其屋面坡度一般為60°，以使屋面積雪下滑而減小雪壓。

建筑氣象學(xué)采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、采光與氣象

在工業(yè)和民用建筑設(shè)計中，為了滿足生產(chǎn)和人民生活的需要，設(shè)置必要的采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備，使室內(nèi)在不同的季節(jié)均能保持一定氣溫、相對濕度、空氣流速和清潔度。

采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)均需消耗能源，既不要浪費能源，又要滿足生產(chǎn)和生活的需要，就需根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，即當(dāng)?shù)囟嗄甑臍庀笥^測資料來設(shè)計。如冬季采暖期的長短根據(jù)日平均氣溫低于某一界限的天數(shù)來確定(中國取日平均氣溫等于和低于5°C的天數(shù));采暖的室外計算溫度是根據(jù)最冷月平均氣溫和最低日平均氣溫等項目綜合計算得出的，計算溫度越低，表示需設(shè)計的采暖負(fù)荷越大，消耗能源越多。由于各國的情況不同（能源消耗水平不同），所選用的標(biāo)準(zhǔn)差異很大。冬季空調(diào)室外計算溫度同采暖室外計算溫度類似，只不過要求更高些，即一般設(shè)計的負(fù)荷均大于采暖設(shè)計的負(fù)荷，換言之，空調(diào)室外計算溫度低于采暖室外計算溫度。夏季空調(diào)室外計算溫度，根據(jù)當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁睾蜆O端最高氣溫等項目綜合計算得出，計算溫度越高，表示需要設(shè)計的空調(diào)負(fù)荷越大,消耗能源越多。夏季通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計,除需考慮最高溫度外，尚需考慮相對溫度的大小。

在冬季建筑物的采暖、失熱計算中，還需考慮太陽輻射對各朝向不同表面引起的溫度差異。向陽面溫度高；對透明的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，太陽輻射還可直接射入室內(nèi)。所以在冬季采暖和通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷設(shè)計中，要作朝向修正。夏季太陽輻射熱通過外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)，使室內(nèi)加熱，這是空調(diào)室內(nèi)冷負(fù)荷時需考慮的因素。為盡量利用氣象條件，常在建筑布局上充分考慮自然調(diào)節(jié)的作用，如中國東北、西北和華北的建筑外墻厚，北窗小,街道走向多采用正南正北、正東正西向，以充分利用陽光。在天氣炎熱雨季較長的地區(qū)，房屋高敞開朗，出檐深，有陽臺凹廊，門窗多對著開，以利通風(fēng)降溫。東南沿海城市，街道走向多采用東南朝向，以利用夏季來自海洋的夏季風(fēng)，而求得涼爽。西南地區(qū)的干欄、竹樓，可防潮濕和強(qiáng)烈日光照射。新疆吐魯番地區(qū)按小天井院落布局的土拱住宅，既可減少日照，又有良好隔熱性能。印度沿海地區(qū),房屋窗戶很少，房頂上的出氣孔面對海風(fēng),以利于房屋的通風(fēng)。

室內(nèi)良好的光照是保證人們正常工作、學(xué)習(xí)和生活的必要條件之一，在建筑設(shè)計時必須考慮室外的照度及其日變化。在居住區(qū)的平面布置中，房屋的間距都必須根據(jù)全年不同季節(jié)的太陽光入射角來確定。

建筑氣象學(xué)地基、管道工程、建筑施工與氣象

①凍土深度是決定地基基礎(chǔ)埋置深度的因素之一。為確保各種工程的地基基礎(chǔ)和排水給水、煤氣管道不致凍脹而破壞，必須埋置在凍土層以下的深度。②建筑施工要避開最可能出現(xiàn)不利天氣的時段，雨季需考慮防雨施工措施，否則會使重型裝備擱淺而無法使用，阻礙工程進(jìn)度。冬季施工需按混凝土的水化作用和氣溫的關(guān)系采取適當(dāng)措施。高空作業(yè)的時候，更需要考慮短期天氣預(yù)報，特別是大風(fēng)預(yù)報。

建筑氣象學(xué)新課題

利用太陽能采暖和空調(diào)的試驗研究進(jìn)展很快，已建造了不少被動式太陽能房和主動式太陽能房。主動式太陽能采暖系統(tǒng)，一般同夏季空調(diào)和生活熱水供應(yīng)結(jié)合在一起。在建筑上如何充分利用太陽能，以達(dá)到節(jié)能的目的，是世界各國建筑氣象學(xué)研究的新課題之一。

大氣科學(xué)、氣候?qū)W、物候?qū)W、古氣候?qū)W、年輪氣候?qū)W、大氣化學(xué)、動力氣象學(xué)、大氣物理學(xué)、大氣邊界層物理、云和降水物理學(xué)、云和降水微物理學(xué)、云動力學(xué)、雷達(dá)氣象學(xué)、無線電氣象學(xué)、大氣輻射學(xué)、大氣光學(xué)、大氣電學(xué)、平流層大氣物理學(xué)、大氣聲學(xué)、天氣學(xué)、熱帶氣象學(xué)、極地氣象學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)、生物氣象學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)、森林氣象學(xué)、醫(yī)療氣象學(xué)、水文氣象學(xué)、建筑氣象學(xué)、航海氣象學(xué)、航空氣象學(xué)、軍事氣象學(xué)、空氣污染氣象學(xué)。2100433B

古人為抗御風(fēng)、雨、寒、暑創(chuàng)造了供自己休息的原始住所——巢、穴和窩等，這就是人類歷史上最早出現(xiàn)的建筑雛型。隨著社會的發(fā)展和生產(chǎn)、生活的需要，逐步發(fā)展了適應(yīng)不同氣象條件的建筑。如中國古書《墨子》中說到“為宮室之法曰：高，足以避潤濕；邊，足以圉(抵御)風(fēng)寒；上，足以待雪、霜、雨、露”，這就是在建筑中考慮氣象因素的記述之一。

北宋初年，著名的木結(jié)構(gòu)建筑匠師喻浩，在宋都東京(今開封)建造八角形、高36丈(120米)的開寶寺塔(靈感塔)時，根據(jù)當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)速的方向為西北風(fēng)的特點，將塔身略傾斜于西北方，以抵抗風(fēng)壓力的作用，這是建筑史上最早考慮風(fēng)壓的建筑物。

二十世紀(jì)40年代后，隨著大型工業(yè)企業(yè)、超高層辦公樓和超級旅館等大型建筑物的不斷出現(xiàn)，氣象因素對建筑的影響越來越受到重視。如1940年美國華盛頓州的塔康馬懸橋，在風(fēng)的動力作用下被摧毀；1965年英國費爾橋電廠的冷卻塔群中的三個，在大風(fēng)中倒塌。這些事故促使人們在建筑設(shè)計中，要進(jìn)一步考慮風(fēng)力與建筑物的共振作用。

隨著現(xiàn)代建筑科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為設(shè)計和建造在不同氣象條件下的良好的室內(nèi)小氣候環(huán)境，無論在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計，以至建筑的形式和材料、建筑工藝和施工等方面，都要掌握各地區(qū)天氣氣候的規(guī)律。

北京的四合院是單體封閉的院落，北房是正房高度高，窗戶大，北面一般不開窗或開小窗，利于避寒風(fēng)，南面門窗大，便于吸收太陽輻射熱。四合院的南房和東西廂房低矮，一方面不影響北京冬季室內(nèi)有足夠日照，另一方面，由于北房高大屏蔽了西北風(fēng)，使院子免受寒風(fēng)和風(fēng)沙直接襲擊。院外風(fēng)沙彌漫，院內(nèi)風(fēng)小沙少。

長江中下游民居建筑著重通風(fēng)、避雨、防潮，南北墻多對開窗戶，以利穿堂風(fēng)。房屋朝向考慮夏季東南風(fēng)為主導(dǎo)風(fēng)向，利于自然通風(fēng)并避免過多的太陽輻射熱，所以房屋朝向以南偏東為主，如上海、蘇州的房屋朝向以南偏東15°，南京南偏東8°等。為避雨遮陽，檐口伸出較遠(yuǎn)，這里年降水量在1000mm以上，年降水日數(shù)在125 d以上。挑檐不但使房屋防潮，而且檐下也是雨天人們活動或生產(chǎn)的場所。

云南西雙版納傣族多居竹樓。當(dāng)?shù)厥a(chǎn)竹林木材，當(dāng)?shù)厝死媒吷狡聵?gòu)筑架空樓房，也稱吊腳樓。這里年降水量在1000 mm以上，全年各月平均相對濕度在70%左右，竹樓有通風(fēng)防潮的特點。

新疆吐魯番是世界上著名的洼地，低于海平面154m，四周高山環(huán)繞，7月平均氣溫33.5℃，極端最高氣溫47.7℃，夏季極端酷熱，年降水量僅14.9 mm，相對濕度40%，所以不但熱且干燥，著稱。火洲"就是這樣而得名。這里的土坯、土拱建筑主要在于隔熱、降溫，而無需防潮。由于氣溫太高也就不利用自然通風(fēng)降溫，而是利用很厚的土坯墻、土拱屋頂以及門低窗小來隔絕室外熱空氣和太陽輻射的侵入。為了減少太陽輻射，房屋往往建在半地下室以避夏熱，同時，建筑物普遍設(shè)置外廊，利用葡萄攀藤綠化以遮避陽光，降低夏季高溫。

我國東北冬季寒冷且時間長，夏季短暫，房屋建筑以防寒保溫為主。民間建筑外墻較厚，北面不開窗或開小窗，以減弱冷空氣的襲擊，窗戶都是雙層玻璃，因冬季太陽高度角較小，房屋南面開大窗，以保證屋內(nèi)有充足日照，既能殺菌又能增溫。東北是我國最大雪壓區(qū)，所以屋頂結(jié)構(gòu)較堅實都能承受較大雪壓。

內(nèi)容簡介

無論在戶外的街道上、或是建築物裏頭， 空氣中的溫度、濕度以及氣壓都隨處不同、與時變化； 人們雖然看不見，卻能深刻感受到，並且人人感受不同。 如何打造一個讓人們以自己的身體感就能自然地棲居的空間？ 面對全球氣候變遷問題，該如何思考建築設(shè)計？ ──當(dāng)氣候成為設(shè)計思考的一個環(huán)節(jié)，空間就成了「氣象學(xué)空間」； 透過空間與材質(zhì)，我們試圖找到「氣候」與「建築」的嶄新聯(lián)繫。 人們的空間經(jīng)驗，比起理性地辨識空間性質(zhì)，往往更著眼於身體對環(huán)境的直接感受。比如，在炎熱的街道上，我們自然地就會朝陰涼的蔭影處聚集、或者在寒冷的冬日裡，會群聚在空間中較溫暖的角落。透過這些因身體感受自然而然做出的行動，就能清楚表現(xiàn)出人們與自然能量──如熱能量、氣壓、濕度等之間的關(guān)係。 無論是在建築物內(nèi)或是都市空間裡，人們在空間的行動往往就取決於如何利用空間中這些自然流動的能量、與之互動。 本書提出...(展開全部) 無論在戶外的街道上、或是建築物裏頭， 空氣中的溫度、濕度以及氣壓都隨處不同、與時變化； 人們雖然看不見，卻能深刻感受到，並且人人感受不同。 如何打造一個讓人們以自己的身體感就能自然地棲居的空間？ 面對全球氣候變遷問題，該如何思考建築設(shè)計？ ──當(dāng)氣候成為設(shè)計思考的一個環(huán)節(jié)，空間就成了「氣象學(xué)空間」； 透過空間與材質(zhì)，我們試圖找到「氣候」與「建築」的嶄新聯(lián)繫。 人們的空間經(jīng)驗，比起理性地辨識空間性質(zhì)，往往更著眼於身體對環(huán)境的直接感受。比如，在炎熱的街道上，我們自然地就會朝陰涼的蔭影處聚集、或者在寒冷的冬日裡，會群聚在空間中較溫暖的角落。透過這些因身體感受自然而然做出的行動，就能清楚表現(xiàn)出人們與自然能量──如熱能量、氣壓、濕度等之間的關(guān)係。 無論是在建築物內(nèi)或是都市空間裡，人們在空間的行動往往就取決於如何利用空間中這些自然流動的能量、與之互動。 本書提出的問題是： 什麼樣的形式與空間樣貌，最能夠讓這些自然能量適恰發(fā)揮？ 而我們是否能從這些自然力運作的邏輯中學(xué)習(xí)、並進(jìn)而將其運用於都市環(huán)境中？ 本書作者ROEWU建築工作室認(rèn)為，建築的最原始起點即是來自建造遮風(fēng)避雨的庇護(hù)所；開啟建築設(shè)計可能的，正是對人們所處大氣環(huán)境的探索?！笟庀髮W(xué)」作為一門連結(jié)個人與地球互動的學(xué)問，對研究建築性能與可能是再好不過的取徑；他們也認(rèn)為，「形成」（Formation）比起「形式」 （Form）要來得更關(guān)鍵而重要──因為，「形成」是物質(zhì)與大氣互動時形式或形狀的生成過程，就如同雲(yún)的形成即是來自應(yīng)對大氣微妙變化的敏感反應(yīng)。而建築設(shè)計的「形成」並不僅是透過技術(shù)來解決機(jī)能問題，而更需要善用、回應(yīng)這些可見／不可見的大氣效應(yīng)來探索空間、進(jìn)而創(chuàng)造空間。 全書以五種大氣效應(yīng)──熱、風(fēng)、光、氣壓、雪等做為引題，帶出九個設(shè)計個案及一個實驗教學(xué)案，希望透過對氣候形成潛能的整合研究以發(fā)展出一套「建築氣象學(xué)」。 ROEWU architecture ROEWU是一個國際化的建築工作坊。由愛爾蘭建築師Stephen Roe和臺灣建築師Chiafang Wu合作組成，工作室在2004年於美國紐約成立，目前設(shè)立於英國倫敦。ROEWU在2005年贏得美國青年建築師獎，並且陸續(xù)得到不同競圖獎項，也代表英國參與北京2006建築雙年展。工作室並重實驗與實務(wù)、理論與設(shè)計，目前在臺灣、愛爾蘭與英國進(jìn)行不同案子。兩位主持人都曾在美國紐約、俄亥俄州和英國建築聯(lián)盟教授建築設(shè)計。 Coming from two small islands located in the turbulent zones where continents and oceans meet, both of the partners in ROEWU grew up immersed in changing ...(展開全部) ROEWU architecture ROEWU是一個國際化的建築工作坊。由愛爾蘭建築師Stephen Roe和臺灣建築師Chiafang Wu合作組成，工作室在2004年於美國紐約成立，目前設(shè)立於英國倫敦。ROEWU在2005年贏得美國青年建築師獎，並且陸續(xù)得到不同競圖獎項，也代表英國參與北京2006建築雙年展。工作室並重實驗與實務(wù)、理論與設(shè)計，目前在臺灣、愛爾蘭與英國進(jìn)行不同案子。兩位主持人都曾在美國紐約、俄亥俄州和英國建築聯(lián)盟教授建築設(shè)計。 Coming from two small islands located in the turbulent zones where continents and oceans meet, both2100433B

總前言

前言

緒論

0.1 氣象學(xué)的定義與研究對象

0.2 氣象學(xué)的發(fā)展簡史

0.3 氣象學(xué)的內(nèi)容和分支

0.4 氣象學(xué)與水文學(xué)的關(guān)系

第1章 大氣的基本特征

1.1 大氣的成分

1.2 大氣的垂直結(jié)構(gòu)

1.3 大氣的狀態(tài)方程

1.4 大氣靜力學(xué)方程及其應(yīng)用

1.5 基本氣象要素

思考題與練習(xí)題

第2章 輻射與熱量平衡

2.1 輻射的基礎(chǔ)知識

2.2 太陽輻射

2.3 地面和大氣的輻射

2.4 地面及地氣系統(tǒng)的輻射差額

2.5 地面熱量平衡及地氣系統(tǒng)的熱量收支

2.6 地面溫度和氣溫的（周期性或日、年）變化

思考題與練習(xí)題

第3章 大氣熱力學(xué)

3.1 熱力學(xué)第一定律在大氣中的應(yīng)用

3.2 干絕熱過程和位溫

3.3 濕絕熱過程

3.4 假絕熱過程和假相當(dāng)位溫

3.5 熱力圖簡介和部分應(yīng)用

3.6 大氣層結(jié)穩(wěn)定度

3.7 局地溫度變化的影響因素分析與判斷

3.8 大氣中的逆溫

思考題與練習(xí)題

第4章 大氣的運動

4.1 作用在氣塊上的力

4.2 大氣運動方程及其簡化

4.3 P坐標(biāo)系中的運動方程

4.4 自由大氣中的風(fēng)

4.5 地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化——熱成風(fēng)

4.6 摩擦層中的風(fēng)

4.7 水平運動與垂直運動的關(guān)系

4.8 大氣的垂直運動

思考題與練習(xí)題

第5章 大氣中的水分

5.1 水循環(huán)

5.2 水相變化和飽和水汽壓

5.3 蒸發(fā)

5.4 水分方程和可降水量

5.5 凝結(jié)

5.6 降才

思考題與練習(xí)題

第6章 大氣環(huán)流

6.1 大氣環(huán)流形成的主要因子

6.2 大氣環(huán)流的平均狀況

思考題與練習(xí)題

第7章 天氣系統(tǒng)

7.1 氣團(tuán)與鋒

7.2 中高緯度天氣系統(tǒng)

7.3 低緯度天氣系統(tǒng)

7.4 我國主要天氣過程

思考題與練習(xí)題

第8章 全球氣候系統(tǒng)

8.1 氣候系統(tǒng)和物理過程

8.2 影響氣候的基本因素

8.3 氣候分類

8.4 中國氣候區(qū)劃

思考題與練習(xí)題

第9章 氣候變化及其對水資源的影響

9.1 氣候變化的歷史事實

9.2 氣候變化的原因

9.3 人類活動對氣候的影響

9.4 氣候變化對水循環(huán)和水資源的影響

9.5 氣候變化對策

思考題與練習(xí)題

附錄A 氣象觀測實習(xí)提要

A1 水文氣象站站址的選擇與儀器布置

A2 觀測時間和觀測項目

A3 空氣濕度、溫度的觀測和計算

A4 氣壓的觀測

A5 風(fēng)的觀測

A6 降水的觀測

A7 蒸發(fā)量的觀測

附錄B 天氣預(yù)報簡介

B1 天氣圖的一般知識

B2 天氣預(yù)報的基本知識

參考文獻(xiàn)

TD（熱帶低壓），全稱是TROPICAL DEPRESSION，屬于熱帶氣旋分級中最低的一級。

根據(jù)中國氣象局（CMA）“關(guān)于實施熱帶氣旋等級國家標(biāo)準(zhǔn)”GBT 19201-2006規(guī)定：

熱帶低壓(TD) 底層中心附近最大平均風(fēng)速10.8-17.1 米/秒，即39-61公里/小時，也即風(fēng)力為6-7 級，

風(fēng)壓7.29—18.28（10N/㎡），2100433B