建筑热工调研报告

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1、建筑物理调研报 告调研对象： 武汉气候特征及气候适应性建筑 调研时间： 2012 年 9 月 教学单位： 武汉理工大学土建学院 指导老师： 邹 源 专业班级： 建筑学 1001 学生姓名： 陈 凌 晨 学生学号： 0121006220120 摘要：本文通过对中国五大气候区的典型城市的气候特点进行调查，分析武汉市 气候特征，并比较武汉市与同气候区其它城市的气候差异以及造成这些差异的 原因； 对武汉当地气候适应性建筑的实地调查与研究以及各大气候区内主要气候适应 性建筑类型的资料查阅及整理，总结并归纳了我国不同地区气候条件对建筑影 响的差异性。同时阐述了各地建筑实例是如何适应当地气候，从而达到生态环

2、 保的目的。 关键词：气候分区，建筑气候分区，武汉气候特征，气候适应性建筑正文：一武汉市气候特征一武汉市气候特征1.11.1 武汉气候特征概述武汉气候特征概述武汉地处北纬 29 度 58 分-31 度 22 分，东经 113 度 42 分-115 度 4 分， 在海拔较低的长江流域河谷中。亚热带季风气候分布在北纬 2535亚热带大陆东岸,东亚地区最具代表性， 它是热带海洋气团和极地大陆气团交替控制和互相角逐交绥的地带。在我国， 主要分布在东部的秦岭淮河一线以南与热带季风气候型以北的地带。此外， 日本南部和朝鲜半岛南部等地也有分布。夏季高温多雨，冬季温和少雨。也称 为亚热带季风气候。由于地区冬季

3、也有一定数量的降水，冬夏两季的干湿差别 不如典型的亚热带季风气候显著，因而被称为亚热带季风性湿润气候。其成 因也是海陆热力性质差异，只是其分布地区的海陆热力性质差异没有亚热带季 风气候分布区显著。 根据中国建筑气候分区，武汉属于北亚热带季风性湿润气候，天气变化剧 烈，雨量充沛，降水年变率大，时空分布不均，自然灾害严重。日照充足、夏 季酷热、冬季寒冷的特点。一般年均气温 15.8-17.5，1 月平均气温最低， 为 0.4；7、8 月平均气温最高，为 28.7。夏季极长达 135 天，因武汉地处 北纬 30 度，夏季正午太阳高度可达 38，又地处内陆、距海洋远，地形如盆 地故集热容易散热难，河湖

4、多故夜晚水汽多，加上城市热岛效应和伏旱时副高 控制，十分闷热，是中国四大火炉之一，夏天普遍高于 37，极端最高气温44.5。初夏梅雨季节雨量集中，年降水量为 1100 毫米，年无霜期 240 天，年日照总时数 2000 小时。1.21.2 同气候分区的差异比较与原因同气候分区的差异比较与原因同武汉一样，在亚热带季风气候区 的城市有：上海、南京、合肥、成都、 杭州等等。武汉与所在的同气候分区的 其他城市相比，主要受海陆差异和地形 影响，存在较大的差异。合肥，南京，上海靠海，降水多；成都位于成都平原 ，属亚热带湿 润季风气候区,气候温和、四季分明、无 霜期长、雨量充沛、日照较少。多年年 平均气温为

5、 16.2 度,年极端最高气温为 37.3 度,年极端最低气温为-5.9 度,最热月 出现在 7-8 月,月平均气温为 25.4 和 25.0 度,最冷月出现在 1 月, 月平均气温为 5.6 度;降水主要集中在 7-8 月,降雨最少月份为 12 和 1 月； 重庆位于长江流域上游，属“夏热冬冷”地区。重庆地处四川盆地，两江交 汇之处，气候与其他城市明显不同。冬季日照严重不足，属国内日照最少的地 区（在世界上也属于日照最少的地区） 。并且日照时间都集中在夏季里，冬季几 乎无日照。夏季酷暑，冬季湿寒。 上海地处江海交汇的长江三角洲东部，位于东亚季风盛行的北亚热带地区，属于北亚热带季风气候。 上海

6、受冬夏季风进退的影响，常年 11 月至翌年 2 月 盛行冬季西北风，气候寒冷干燥，48 月盛行夏季东南风， 暖热湿润，但 7、8 月间在西北太平洋副热带高压直接控制下，有时出现西南风高温干燥天气； 3 月和 9 月至 10 月的前期是季风转换的过渡季节，一般以东北风和东风为主， 低温阴雨天气较多。太平洋暖流经过上海的海边区域,使得上海冬天不至于太冷, 上海下雪的几率非常小,就算有时间也是很短的。 每年盛夏受西太平洋副热带高压控制，晴空少云，太阳辐射强，容易出现 间断性高温或持续性高温酷热天气。引起城市高温原因诸多，如气候异常，温 室气体，城市建筑，城市热岛效应，植被状况以及人类活动等。 其实造

7、成武汉夏天热的主要原因是夏季高空被副热带高气压带控制着；其 次就是地形的影响。武汉在海拔较低的长江流域河谷中，河谷的地形特点尤如 锅底，四周山地环抱，地面散热困难，使气温不断升高；三是这些地方水田网 密布，水汽多，湿度大，人体出汗后不易蒸发，出汗的散热效率大大降低，高 温加高湿，更使人感到闷热。 夏热冬冷地区冬季建筑热环境差，是建筑不适应冬季的气候条件所致。虽 然室外气温比北方高，但日照不足，远不及北方。如冬季日照率，北京高达 67%，上海为 43%，武汉为 39%，成都为 21%， 。建筑热工性能差，特别是单层窗， 传热损失大。1.31.3 气候适应性建筑气候适应性建筑武汉火车站武汉火车站武

8、汉火车站位 于武汉市青山区杨 春湖东侧容家下咀 附近, 为一座新建的 大型现代化高速火 车站, 是正在建设的 京港高速铁路的重 要站点。 武汉站整体的 “千年鹤归”造型凸显湖北特色，寓意千年黄鹤，翩然而归，九片屋檐同心排列， 又象征着武汉九省通衢的地理位置。建筑中部突出的 60 米高大屋顶，有一定的斜度，我想这应该是武汉夏天 过于闷热，这样的斜屋顶，相对能够建立较为宽敞的空间，以便气流的流通， 减少气候带来的闷热感，特别是在像火车站这样的大型交通建筑中，更应该考 虑到这点。建筑嵌入大面积的玻璃幕墙，这主要是考虑到了光照以及降水的问 题。武汉站建筑面积 庞大，运营能源消耗 巨大。该站屋顶局部 采

9、用太阳能光电板作 为材料，白天可借助 充足的阳光发电，用 于车站照明。 另外武汉火车站 还采用了地源热泵系 统，冬天，从 100 米的地下取温度高于地面的地下水，形成交换，提高室内温 度。夏天，取地下凉水为室内降温。武汉站所采用的这种地源热泵系统节能、环保，可再生能源利用效率显著。从典型项目测试的情况来看，地源热泵系统的能效比高于常规电制冷机组供冷+ 锅炉供热系统约 20%-30%，高于风冷热泵系统约 30%-40%，减少一次能源（化 石能源）使用量 50%-60%。夏季减少了冷却塔的飘水损失，减缓了城市热岛 效应；冬季无燃烧过程，对终端用户来说无污染物的排放。地源热泵技术的推 广应用，能够提

10、高能源利用效率并有效改善湖北武汉地区的能源结构。融融侨华府小区侨华府小区除了在建筑本身上做文章，建筑的排列组合方式也起到了适应气候的作用。武汉夏季气温并非全国最高，但市民依然感觉很热，空气流通不畅是原因 之一。中高层建筑群杂乱无章，是散热通风的最大障碍。 武昌长江边的融侨华府项目总占地 14.36 万方，建筑面积 35 万方，是由 16 栋 21 至 34 层纯板式高层组层，是积玉桥片区规模最大，配套最完善的大型社 区。小区内配有会所、游泳池、幼儿园、商业等，小区内还配有户式直饮水、 24 生活热水集中供暖、户式新风系统等智能化设备。融侨华府小区的 16 栋房子不是均匀分 布，而是呈倒“V”型

11、分布， “缺口”对着 东南方向。小区房子的朝向、间距都经过 精确计算，确保夏天季候风以适当速度通 过，带走内部热量。到了冬天，北风袭来 时，位于倒“V”字底部的楼宇，正好挡住 呼呼而来的冷风，如同在小区北面罩起一 顶帽子，使小区、居民家的热量不被带走。随着城市规模越来越大，高楼和人 口越来越密集， “热岛效应”日趋明显。 密集的高楼大厦不仅阻碍空气流通，影 响热能的消散，玻璃幕墙又加剧了热岛 效应。 其实武汉这样的天气，建筑很难能 够满足人们的需求，所以，往往的，人们都会通过相应的设备来改善这种现状。但我个人还是希望，能够出现更多的 更好的满足人们对建筑舒适度的要求得建筑，特别是在武汉这样的地

12、方。二五大气候区特征及适应性建筑二五大气候区特征及适应性建筑2.12.1 五大气候区及代表性城市五大气候区及代表性城市我国一共有五大气候区：热带季风气候区、亚热带季风气候区、温带季风 气候区、温带大陆性气候区、以及高原气候和高山气候区从建筑热工设计角度分区，我国可分为 5 个气候 区，分别是：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、 夏热冬暖地区和温和地区。每个气候区都有 各自的气候特点，建 筑设计应当针对这些 气候特点提出相应的 设计策略。以下就对 五大气候区中挑选的 代表城市分别对其气 候进行分析，并阐述 当地气候适应性建筑 实例。2.1.12.1.1 夏热冬暖地区夏热冬暖地区海南海南热带季风气

13、候大致分布在南北纬 10至南北回归线之间的大陆东岸，以亚洲的中南半岛、印度半岛等地受西南季风影响地区为典型。中国云南大部、西 藏东南角等地也属于热带季风气候。全年气温较高，年平均气温超过 20。盛 行风向的季节转换显著。夏半年受赤道气团控制，降水充沛，形成雨季，气候 特征与热带雨林气候相似；冬半年，有些地方在热带大陆气团控制下，降水明 显减少，形成干季。年降水量 15002000 毫米，雨季降水量占年总量的 80 90以上，干湿两季分明。自然植被为热带季雨林。海南岛属热带季风海洋性气候。基本特征为四季不分明，夏无酷热，冬无 严寒，气温年较差小，年平均气温高。干季、雨季明显，冬春干旱，夏秋多雨，

14、 多热带气旋。光、热、水资源丰富，风、旱、寒等气候灾害频繁。黎族民居黎族民居海南岛四季如夏，可谓是三冬不 见霜和雪，四季鲜花长盛开，素有 “东方夏威夷”之称。海南黎族的传 统民居（简称船型屋）虽然用材简单， 但可是说是一种具有典型热带气候特 征的建筑。首先它的平面布局为长方 形，前端为生活公共区，后端为卧房， 主要靠窗方向对着主导方向，因为台风雨水较多，海南气候潮湿，建筑为底部 架空处理，一方面防潮，一方面也抵御蛇鼠等动物侵袭。草坡屋顶外挑且较低， 形似船篷，这也是船型屋的主要特征，其实作用有两个方面，一是遮阳避雨， 另一个是防御台风。台风在较低的位置，风力较小，造不成大的损失。船型屋 的用材

15、非常质朴却很自然，主要是当地盛产的竹木及草料，冬暖夏凉。2.1.22.1.2 夏热冬冷地区夏热冬冷地区广西广西亚热带季风气候十分适宜人类生长，主要位于太平洋边缘，夏季高温多雨， 冬季温和少雨。 广西气候特点有气候温暖，夏季湿热漫长；日照适中，冬少夏多，区域分 布不均；风频高，风向较集中；降水量丰富，季节分配不均。三江侗族民居三江侗族民居广西因为自己特有的地理和气 候环境，自古以来，山民就根据这 些特殊情况建立了自己特有的，适 应这儿地理和气候的建筑，其中， 又以三江侗族的建筑尤为具有代表 性。 建筑与地域的完美结合，巧妙而科学的木质框架结构。住宅采用二层干栏 式楼房， “干栏” ，房屋分上下两

16、层，底层架空，圈养猪、牛、羊等家禽；楼层 主人，设梯而上。这类干栏式住宅起源于远古时代的“巢居”或“依树积木而 居”的寮棚，是壮族先民为适应当地潮湿瘴气及虎豹横行的自然环境而创造的 一种具有显著地方风格的建筑形式，而后被侗族所接受和仿造，并对住宅结构 及空间布局不断加以改进，从而发展成为侗族自己本民族的建筑风格。 2.1.32.1.3 寒冷地区寒冷地区北京北京四季分明，冬冷夏热，雨热同期。春季干旱，夏季炎热多雨，秋季天高气 爽，冬季寒冷干燥，气温低于 0 度；风向有明显的季节变化，冬季盛行西北风， 盛行极地大陆气团，寒冷干燥。夏季盛行东南风，暖热多雨。四合院四合院四合院是北京人的传统民居，从 辽代起已初步形成规模，经历代 逐渐完