建筑与气候(清华大学权威教授教案)
建筑与气候的关系研究
建筑与气候的关系研究
自古以来，建筑和气候一直有着紧密的联系。
人类在设计和建造建筑物时，常常会受
制于当地的气候条件。
建筑与气候的关系研究，旨在探讨如何通过建筑设计和技术手段来
适应不同气候条件，并提高建筑物的舒适性、能源效率和环境可持续性。
1. 地理气候分析：通过研究地理气候数据，了解当地的气候特点，包括温度、湿度、日照、降水等各项指标。
这些数据对于建筑设计师来说是十分重要的，可以用来确定建筑
物的取暖、通风、照明等系统的设计参数。
2. 气候适应性设计：在建筑设计中，考虑当地气候的特点，采取相应的设计策略，
使建筑物能够更好地适应气候条件。
在炎热地区，建筑师可以设计遮阳设施和通风系统，
以降低建筑物内部的温度；在寒冷地区，可以采用保温材料和双层窗户等措施，以防止热
量流失。
3. 能源效率：建筑与气候的关系研究也包括如何通过建筑设计和技术手段来提高建
筑物的能源效率。
通过合理的立面设计和保温措施，可以减少建筑物的能耗；利用太阳能
和风能等可再生能源，可以降低建筑物的能源消耗；采用智能控制系统，可以优化建筑物
的能源利用。
建筑与气候的关系研究对于提高建筑物的舒适性、能源效率和环境可持续性至关重要。
通过充分了解当地气候的特点，并采取相应的设计策略和技术手段，可以使建筑物更好地
适应气候条件，并减少对环境的负面影响。
未来，随着气候变化和能源问题的日益突出，
建筑与气候的关系研究将会越来越重要，对于推动可持续建筑的发展具有重要意义。
建筑与气候的关系研究
建筑与气候的关系研究
建筑与气候的关系研究是一门探讨如何在建筑设计和建筑物运用过程中充分利用和适
应当地气候条件的学科。
考虑到气候对建筑物的影响，可以使建筑物在节能、环保和舒适
性等方面达到最佳效果。
本文将对建筑与气候的关系研究进行详细的阐述。
气候对建筑物的影响是显而易见的。
气候条件决定了建筑物需要具备的功能和适应性。
在炎热地区，建筑物需要有良好的隔热设计以防止过度的热量进入建筑内部。
建筑物还需
要考虑到通风和降温的需求，以提供一个舒适的室内环境。
而在寒冷地区，建筑物需要有
良好的保温设计，以防止室内热量的损失，并提供一个温暖舒适的室内环境。
建筑与气候的关系研究对于能源的节约和环保具有重要意义。
根据世界能源组织的数据，建筑物是全球能源消耗的主要来源之一。
如何通过建筑物的设计和运用来减少能源的
消耗成为研究的重点之一。
通过选择适当的建筑材料、改进建筑物的隔热设计和通风系统，可以减少能源的消耗。
通过使用可再生能源，如太阳能和风能等，也可以使建筑物更环
保。
建筑与气候的关系研究还对于建筑整体的可持续性发展具有重要意义。
考虑到气候变
化和资源匮乏等全球性问题，建筑物需要具备可持续性和环保性的特征。
这包括使用可再
生材料、减少能源消耗和建筑垃圾的产生等。
通过研究建筑与气候的关系，可以为建筑设
计和建筑物运作提供更加环保和可持续的解决方案。
建筑与气候适应性设计
建筑与气候适应性设计建筑与气候适应性设计是指根据当地气候条件和环境特点，采取相应的设计策略和措施，使建筑物能够更好地适应当地的气候条件，实现舒适度、可持续性和能源效益的平衡。
这种设计理念已经在全球范围内得到广泛应用，成为了建筑设计的重要方向之一。
一、气候和建筑的关系气候是指某一地区在一个相对长的时间范围内的典型天气状况，包括温度、湿度、风速、日照等各种气象要素。
而建筑则是人们居住、工作和生活的场所。
气候和建筑之间存在着密切的相互关系，气候条件直接影响着建筑物的使用效果和舒适度。
因此，在设计建筑物时，必须充分考虑当地的气候条件，采取相应的设计措施来提高建筑物的适应性。
二、建筑与气候适应性设计的原则1. 热量控制原则：根据不同气候条件，采用相应的保温和隔热措施，控制建筑物内外热量的传输。
比如，在寒冷地区，应该采用保温材料，减少热量的散失；而在炎热地区，可以采用遮阳措施，降低室内温度。
2. 通风原则：合理设置通风设施，保证室内空气的流通和更新。
在湿热地区，应该增加通风口和窗户，增强通风效果，减少湿度；而在干燥地区，可以采用遮风挡雨的措施，减少室内空气的流失。
3. 光照原则：充分利用自然光和日照，减少人工照明的使用。
根据建筑物的朝向和周围环境，合理设置窗户和采光设施，保证室内充足的自然光。
4. 绿色建筑原则：在建筑设计中考虑生态环境和可持续发展的因素，采用环保材料和技术，降低能耗和碳排放。
比如，可以在建筑物周围种植绿色植物，增加空气湿度和氧气含量，改善室内环境。
三、建筑与气候适应性设计的案例分析1. 阿联酋迪拜的风塔建筑：由于迪拜气候炎热干燥，风塔建筑采用了传统的阿拉伯建筑风格，利用塔楼顶部的风口和底部的风门，形成自然通风的效果，降低室内温度。
2. 瑞典斯德哥尔摩的经济低能耗住宅：该住宅采用了高度保温和隔热的墙体和窗户，有效地阻止了热量的传输，使室内保持温暖。
此外，该住宅还设置了太阳能电池板，利用太阳能供电，减少能源消耗。
初中地理教案：气候与建筑物的关系 (2)
初中地理教案：气候与建筑物的关系气候与建筑物的关系一、引言在初中地理课程中，气候与建筑物的关系是一个重要的内容。
气候是指一个地区在较长时期内的平均天气状况，包括降雨量、温度、湿度、风速等。
而建筑物是人类为了满足居住、工作和生活需求而建造的房屋和其他相关设施。
气候对建筑物的设计和建造有着重要的影响，因此深入了解气候与建筑物的关系对于我们理解地理知识和应用它们来改善人类居住环境具有重要意义。
二、气候对建筑物的影响1. 温度气候中的温度变化直接影响到建筑物的保温需求。
在气温较低的地区，建筑物需要具备保温性能，以减少室内冷空气的流失；而在气温较高的地区，则需要考虑建筑物的散热能力，以保持室内的凉爽。
2. 降雨量降雨量对建筑物的设计和建造也有着重要的影响。
在降雨量较大的地区，建筑物需要具备良好的排水系统，以防止水浸入建筑物内部。
此外，还需要考虑到建筑物的防水性能，以防止雨水渗透导致室内受潮。
3. 风速风速是气候中的另一个重要因素，对建筑物的抗风能力有着显著影响。
在风速较大的地区，建筑物需要设计成更加坚固，以抵抗风力的冲击。
此外，还需要考虑到建筑物的气动性能，减小风力对建筑物的影响。
4. 湿度湿度是指空气中水蒸汽含量的多少。
高湿度的气候对建筑物的材料和结构产生不良影响，容易导致腐蚀、霉菌滋生和材料损坏。
因此，在高湿度地区建造的建筑物需要采取相应的防潮措施，以保证建筑物的使用寿命。
三、建筑物对气候的适应1. 区域性建筑风格不同地区的气候条件各不相同，人们在长期的建筑实践中逐渐形成了适应当地气候的建筑风格。
例如，热带气候下的建筑物往往采用较为开放的结构，利于通风和散热；而寒冷地区的建筑物则常常采用厚重的墙体和保温材料，以减少能量的流失。
2. 能源节约建筑物对气候的适应还体现在能源的合理利用上。
在气候温和的地区，建筑物可以通过采用合理的通风和自然采光措施来减少空调和照明的使用，从而节约能源。
而在气候极端的地区，则需借助现代科技手段，如太阳能板和地源热泵等，来提供建筑物所需的能源。
建筑与气候的关系研究
建筑与气候的关系研究引言建筑是人类生活和工作的重要环境，而气候则是影响建筑物舒适性和能耗的重要因素。
建筑与气候之间的关系一直是建筑学和环境科学领域的重要研究课题。
通过深入研究建筑与气候之间的关系，可以为建筑设计和城市规划提供科学的依据，从而实现节能减排、提高建筑舒适性的目标。
一、建筑与气候的关系1.1 气候对建筑的影响气候是指某一地区在长期内的天气情况，包括气温、湿度、风速、日照等多个因素。
不同的气候对建筑物的设计和使用产生不同的影响。
在炎热干燥的气候下，建筑物需要考虑隔热和保湿的设计；在寒冷潮湿的气候中，建筑物需要考虑保温和防潮的设计。
而在风力大的气候中，建筑物需要考虑抗风的设计等等。
1.2 建筑对气候的影响建筑物的形态、结构和材料也会对周围的气候产生影响。
建筑物的高度和密度会影响局部的风速和风向；建筑物的表面材料会影响周围的空气温度和湿度。
建筑物的设计应该充分考虑周围的气候条件，以实现对气候的适应和改善。
二、建筑与气候的研究方法2.1 模拟与实测研究建筑与气候的关系，一般采用模拟与实测相结合的方法。
模拟可以通过计算机模拟软件对建筑物在不同气候条件下的能耗和舒适性进行预测；实测则可以通过在现有建筑物中设置传感器和监测仪器对建筑物的能耗和舒适性进行实际监测。
通过模拟与实测相结合的方法，可以充分理解建筑物在不同气候条件下的表现，为建筑设计和改善提供科学的依据。
2.2 数值模拟数值模拟是研究建筑与气候关系的常用方法之一。
通过数值模拟软件，可以对建筑物在不同气候条件下的热传递、空气流动、光照等物理过程进行数值模拟，从而预测建筑物的能耗和舒适性。
数值模拟可以快速高效地得到大量的数据，为建筑设计和改善提供科学的依据。
2.3 实际监测实际监测是研究建筑与气候关系的重要方法之一。
通过在现有建筑物中设置传感器和监测仪器，可以对建筑物的能耗和舒适性进行实际监测，得到真实的数据。
通过实际监测可以验证数值模拟的准确性，并为建筑改善提供实际的参考。
建筑与气候的关系
建筑与气候的关系建筑和气候啊，就像两个性格迥异却又必须相处的伙伴，它们之间的故事那可太有趣了。
气候就像一个喜怒无常的大导演，一会儿让阳光这个“超级大灯”炙烤大地，一会儿又指挥着风这个“调皮捣蛋鬼”到处乱窜，还时不时让雨这个“水幕制造机”来一场盛大的演出。
而建筑呢，就像一个努力适应的演员，得根据导演的脾气来改变自己的表演方式。
在炎热的气候地区，建筑就像是一个渴望清凉的沙漠行者。
那些白色的墙啊，就像一片片巨大的反光镜，把阳光这个热情过度的家伙尽可能地反射回去。
屋顶呢，高高的、斜斜的，好像在对太阳说：“你可别想轻易把热量传给我。
”窗户小小的，就像眯着的眼睛，不让太多热气钻进来。
要是到了寒冷的气候带，建筑立马变身成一个保暖小能手。
墙壁厚厚的，像穿了一层又一层的棉衣，把寒冷这个小怪兽挡在外面。
屋顶呢，低低的，像个紧紧抱着身体的人，尽可能减少热量的散失。
窗户就像是一个个忠诚的卫士，虽然得让光线进来，但也不让冷风这个小偷有机可乘。
狂风肆虐的地方，建筑就像是一个顽强的拳击手。
它的结构牢固得像一座小山，风这个无形的对手怎么吹打，它都稳稳地站在那里。
那些圆润的墙角啊，就像是拳击手的护肘，让风难以抓住着力点。
多雨的气候下，建筑又成了一把巨大的雨伞。
倾斜的屋顶像是滑滑梯，雨水顺着就溜走了，绝不会让一滴雨水在屋顶上逗留太久而造成积水这个“大麻烦”。
屋檐伸得长长的，像个大舌头，把雨水远远地吐出去，不让它靠近房子的根基。
而在潮湿的气候里，建筑像是一个除湿小达人。
它的通风设计巧妙得像一个迷宫，让空气这个带着水汽的小迷糊在里面转来转去，水汽就慢慢被甩掉了，就像调皮的水珠被甩下旋转木马一样。
有时候气候这个大导演也会来点混合天气，像一场魔法乱炖。
这时候建筑就得像个全能选手，既要能防晒，又要能保暖，还要能抗风防雨。
就像一个人要同时应付几个调皮捣蛋的孩子，可不容易呢。
建筑和气候的关系就是这样充满挑战又趣味横生，它们在不断的磨合中，创造出了各种各样独特又实用的建筑风格，就像不同性格的人在相处中碰撞出了多彩的生活火花。
气候与建筑
地
区
福州 —— 龙岩 —— 梅州 —— 韶关 —— 梧州 —— 南宁 —— 百 色——昆明以南部分地区划一分界线：南岭线
气候特征
长夏无冬：1月平均气温高于10 ℃ 年高于25度天数100-200天 温高湿重：极端高温40℃
年平均相对湿度80%
雨量丰沛：年降水量多为1500-2000mm 日照强烈: 年总辐射照度130-170W/m2 风力充沛：年平均风速1-4m/s 台湾海峡达7m/s
2.3 城市气候和微气候
一、城市气候的形成
城市气候是在不同区域气候背景下，受城市特
殊的人工下垫面和城市人类活动的影响而形成 的一种局地气候
下垫面
人为热 空气污染
二、城市气候的基本特征
大气透明度较小，太阳辐射减弱
城区气温偏高，形成热岛效应 城区的风速小，风向随地而异 城区蒸发弱，空气湿度小 城区的雾日增多、能见度差 城区降水增多
-10
寒冷地区 最冷月平均温度-10~0 C
0
夏热冬冷 地 区 最冷月平均温度0~10C， 最热月平均温度25~30 C 最冷月平均温度>10C，最 热月平均温度25~29C 最冷月平均温度0~13C， 最热月平均温度18~25C
+10
夏热冬暖 地 区
温和地区
严寒地区
严寒地区 寒冷地区 严寒地区 寒冷地区
日较差的影响因素
纬度影响 地势影响
下垫面性质影响
天气影响 季节影响
室外计算温度《民用建筑热工设计规范》
夏季：25年每年最热一天的最高温度的累年平均值 冬季：按照围护结构的热惰性指标分为四级
校园建筑与气候资源(教学设计)
教室窗户乡土素材在高中必修一第二章《地球上的大气》中的应用――气候资源与校园建筑调查实践设计珠海斗门第一中学邝彩霞一、教学素材教学素材1：教学素材2：教学素材3：教学素材4：风雨长廊高一教学楼高二教学楼校园桂园路西侧网格状护坡教学素材5： 教学素材6：二、教学设计气候不仅仅是自然环境的重要组成部分，而且是自然环境的重要组成部分。
随着科学技术的发展，气候资源的开发变得越来越重要。
气候是一种可再生资源，目前，人类利用的气候资源是太阳辐射，热量，降水和风等。
同学们在学习这一章节时，可以结合校园建筑进行调查实践，了解建筑与气候资源的密切联系。
因为任何一地在进行城市规划或建筑设计时，都必须充分合理地利用当地的气候资源（光照，风向，降水，温度等）有利的一面，避开或减少不利的一面。
（一）呈现6个教学素材（二）根据以上教学素材，学生回答下列问题（1）、观察教学素材1思考：教室窗户都设计成深入墙体，最下层的玻璃窗都是固定的，这样设计主要考虑了什么气候因素？（2）观察教学素材2思考：学校为什么要设计风雨长廊，主要考虑了什么因素？学校教学楼屋顶都是什么形状，为什么这样设计？（3）观察教学素材3、4思考：高一高二教学楼教室的坐向，思考那个年级的采光条件较好？那个年级的保温条件更佳较好？（4）观察教学素材5思考：为什么要建设网格状护坡？主要受什么气候因素的影响？（5）观察教学素材6思考：学校的排水沟与其它地方的排水沟相比有什么不 宿舍区的排水沟同，为什么这样设计，主要考虑了什么气候条件？（三）学生分小组讨论、陈述分析结果（四）师生总结、概括（可以布置学生课后对学校的其他建筑进行观察，探究其与气候资源的关系，对此课题开展研究性学习。
三、教学后记本节课是对必修一第二章《地球上的大气》的补充知识，主要是考虑到气候资源的内容在旧教材中有专门陈述，只不过新教材把有关气候资源的内容分散到了不同的章节中。
与气候资源相关的知识其实是很生活化的，可以说是一种常识，但是学生缺乏生活经验而未必清楚，所以专门拿出来讲十分有必要，更重要的是教学素材就从学校建筑中来，学生既不陌生，又会有较大的好奇心，学习起来兴趣十足，课后再把相关问题进行研究性学习，意义重大，因为在校园内开展研究性学习是十分切合住宿生的实际情况的。
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第一讲建筑与气候
1.1室外热环境
●室外热环境是指作用在建筑外围护结构上的一切热物理量的总称；是室外气候的组成部分，是建筑设计的依据；建筑外围护结构的主要功能即在于抵御或利用室外热环境的作用。
●因此，要做好建筑热环境设计，必须掌握室外气候学的基本知识，熟悉建筑与气候的关系。
1.1.1地区性气候及其特征对建筑的影响
●气候因素（日照、降水、温度、湿度等）直接影响建筑的功能、形式、围护结构。
决定了建筑的形式是紧凑的还是疏松的？是封闭的还是开敞的？是厚重的还是轻盈的？是平屋顶还是坡屋顶……所有这些构成了乡土建筑的最基本特征。
●气候与其它相关因素共同影响建筑。
例如气候条件决定了一个地区的水源、植被状况，对地质土壤也有一定程度的影响，从而大体上限定了该地区的建筑材料。
●气候还会影响人、社会审美等方面的差异性，最终间接而又鲜明的影响到建筑本身。
1.1.2气候与地方特征的技术策略：
①.建筑本身适应地域气候；
②.建筑所使用的材料尽可能的就地取材；
③.利用本地廉价劳动力，采取一种手工式、劳动密集型的作业方式；
④.建筑形式多采取低层高密度的模式；
⑤.采用一种可逐渐增长的模式，便于改建和扩建；
⑥.注重地方文化和民俗习惯，体现人文建筑。
1.2 建筑气候分区及对建筑热工设计的基本要求
●不同的气候条件对房屋建筑提出不同的要求。
炎热地区需要通风、遮阳、隔热，以防止室内过热。
寒冷地区需要采暖、防寒和保温。
为了明确建筑和气候两者的科学联系，使建筑可以充分地利用和适应气候条件，做到因地制宜，我国和世界分别进行了气候分区。
1.2.1我国的气候分为五大区：
▲严寒地区
▲寒冷地区
▲夏热冬冷地区
▲夏热冬暖地区
▲温和地区
我国《民用建筑热工设计规范》从建筑热工设计的角度，对我国各地气候作区域划分，具体分区及设计要求见下表
建筑热工设计分区及设计要求（表1-1）Array
1.2.2世界气候分区：
●英国人斯欧克莱（Szokoay)在《建筑环境科学手册》中根据空气温度、湿度、太阳辐射等项因素，将世界各地划分为4个气候区：▲湿热气候区
▲干热气候区
▲温和气候区
▲寒冷气候区
气候分区及建筑气候策略（表1-2）
●以气温和降水两个气候要素为基础，并参照自然植被的分布，把全
球气候分为五个气候区：
▲赤道潮热性气候区（A）
▲干热性气候区（B）
▲湿润性温和性气候区（C）
▲湿润性冷温型气候区（D）
▲极地气候（E）
▲山地气候（H）
其中A、C、D、E为湿润气候，B为干旱气候
1.3 多姿多彩的全球气候
全球气候分区图
圆顶雪屋——爱斯基摩小屋
安纳沙兹人的“悬崖宫殿”
中国传统民居形式——陕西窑洞
1.4 、影响建筑设计的气候因素
●我国幅员辽阔，地形复杂，各地区气候差异悬殊，北方的大陆性气候、沿海的海洋性气侯、南方的湿热气候、云南的高原气候、四川的盆地气候、吐鲁番的沙漠性气候等。
空气温度、空气湿度、太阳辐射、风、降水、积雪、日照以及冻土等都是气候的要素。
●结合气候设计的五大要素：
①.太阳辐射
②.空气温度
③.气压与风
④.大气湿度
⑤.凝结与降水
A）太阳辐射
●太阳辐射是来自太阳的电磁波辐射
▲在地球表面上，太阳光谱的波长范围约在0.28~3.0微米之间。
太
阳光谱可大致划分为三个区段：紫外线、可见光（可见光的波长：
0.38至 0.76微米）、红外线。
①太阳常数
▲在地球大气层外，太阳与地球的平均距离处，与太阳光线相垂直的表面上、单位面积、单位时间里所接收到的太阳辐射能称为太阳常数。
▲太阳常数值约为1367W/
②长波辐射与短波辐射
▲凡是起源于太阳的辐射，包括地球上水面、玻璃和混凝土对太阳辐射的反射以及天空和云层的散射均属短波辐射。
▲建筑物这一部分和另一部分之间通常传递的辐射能以及最后辐射输出的能都是长波辐射。
③直射辐射与散射辐射
▲太阳辐射在透过大气层到地面的过程中又受到大气层中臭氧、水蒸气、二氧化碳等的吸收和反射而减弱。
其中一部分穿过大气层直接辐射到地面的称为直射辐射；被大气层吸收后，再辐射到地面的称为散射辐射。
B）室外温度
●室外空气温度取决于地球表面温度
▲室外气温通常指距地面1.5m高、背阴处的空气温度。
▲影响室外气温的主要因素有太阳辐射照度、气流状况、地面覆盖情况以及地形等等。
▲空气温度取决于地球表面温度
▲温度的年变化和日变化
●室外气温与城市热岛现象
▲在建筑物与人口密集的大城市，由于地面覆盖物吸收的辐射热多，发热体也多，形成市中心的温度高于郊区，即“城市热岛”现象。
▲热岛现象的存在，使市中心温度较高的空气由于质量轻而向上升，郊区地面的较冷空气则从四面八方流向城市。
市区热空气携带的一部分烟尘滞留在城市上空，一部分较重的在郊区沉降，污染地面，因此在城市规划中应减弱或避免产生热岛现象。
▲热岛现象也有明显的日变化和年变化，一般冬季强夏季弱，夜晚强白天弱。
●避免或减弱热岛现象的措施：
▲在城市中增加水面设置、扩大绿化面积。
由于水的热容量大，并且可以通过蒸发吸收热量。
绿化则除蒸发吸热外，对日辐射还有一定的反射作用，尤其在夏季日辐射照度很大时，可以显著降低周围的空气温度-------绿化可以改善建筑周围小气候。
▲避免方形、圆形城市面积的设计，多采用带形城市设计。
C）气压与风
●三个全球性的风带：信风、西风和极风。
▲季风系，是由于海、陆加热量的年差所造成的。
▲海陆风，发生于山谷之处；沿海一带又有日风和夜风
▲城市高楼风和街道风
●海陆风
▲在白天，陆上的空气温度较同一纬度海上的空气温度为高，热气上升，海上的冷气流即吹向内陆。
在夜间，此过程相反。
●山谷风
▲在山区，局部的温差会造成局部地风型。
●风向和风速
▲风主要是由于地球表面接受的日辐射不均匀所引起的空气流动造
成的,同时受到地形、地势、地表覆盖、水陆分布等局部分布的影响，对一个地区来说风的变化有一定规律。
▲地区的风向频率图（又称风玫瑰图）表示当地的风向规律。
●空气湿度，是指大气中的水蒸气含量，湿度的表示可以用绝对湿度、相对湿度以及大气中水蒸气分压力来表示。
▲温度的日变化和年变化影响空气湿度如下图
▲水蒸气压力主要随季节而变，通常夏季高于冬季。
▲水蒸气压力在竖向高度上的递减量较气压的递减更快，因此，水蒸气的浓度随着海拔高度而降低。
水蒸气压力最大的年变化发生在季风影响的区域内；这些季风从海洋上带来了热的湿空气，又从内陆带来了干燥的空气。
E）凝结与降水
●当含有一定量水汽的空气冷却时，容湿能力就降低，相对湿度渐渐增值饱和。
对应于饱和状态时的空气温度称为露点。
当空气因受冷而温度低于露点时，水蒸气含量就超过了空气的湿容量，过剩的水蒸气即发生凝结。