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1、 城市气候与城市建设之论专业：资源环境与城乡规划管理 指导老师：张辉 学号：1130080141 姓名：任飞琴 完成时间：2013.12.19 城市气候与城市建设之论摘要：城市发展与城市气候有着密切的关系,是在区域大气候背景下形成的一种相对独立的小气候,它与城市的下垫面和人类活动密切相关。当一片植物和土壤被砖和混凝土所取代时,当地的气候就会随之发生变化。从某种程度上说城市造成了它们自身的气候。因此正确认识城市气候特征,对城市科学选址、合理布局、节能降耗、走可持续发展之路有着十分重要的意义。本文主要从城市建设入手，并以建筑为主作出研究。关键词： 城市气候 热岛效应 城市建设 1 城市的气候特征1
2、.1 日照总辐射及日照时数减少 城市中,大量燃料的燃烧、矿石冶炼、化工生产等活动生成的粉尘、有害气体等则排放到大气之中造成大气.污染。这些物质覆盖整个城市,则成为影响城市日照的主要因素。太阳辐射从大气顶部进人大气之后,因为吸收、散射及反射作用而受到削弱。城市大气中污染物的存在,使得大气变得浑浊,透明度减小,太阳辐射减弱的程度比郊区大,资料表明,到达地面的太阳辐射,同纬度城市比农林区要少10%一巧%,其中紫外线辐射在夏季城市比农村少5%,.冬季则少3%。1不仅如此,城市雾障、霆和各类建筑物的存在还减少了太阳照射的时数。1.2 城市热岛效应 气温高形成“热岛效应”在区域乃至全球气候变化、人类活动的
3、干扰及城市建筑群的高度密集的影响下,致使城市环境的大气成分、城市环流、光热环境、下垫面的性质与结构等发生显著变化2。致使几乎所有的城市气温都比周围的农林区高。形成了城市的“热岛效应”。“热岛”形成的主要原因是人类的活动引起的。主要表现为5点:l)城市下垫面对太阳辐射吸收率大。人类的建筑物多以深色砖块、水泥等吸热性能较强为材料,导致尽管城市日照少但仍然能吸收较多的热量;2)城市污染严重,工厂向大气排放含有大量的烟尘、502、CO2等吸收地面辐射,阻止地面热量向上散发的气体,它们向保温层似的覆盖整个城市,使城市夜晚的温度高出农林区;3)人类为生活而制造较多的热量,如夏天空调、冬天取暖排出的热量;4
4、)蒸发耗热少,降在城市中的雨水大都随排水道流人地下,地表水不多,蒸发量小,耗热就少;5)平均风速小,散热少。城市中到处林立的楼房、大厦使城市中的风速明显小于农林区,随风向外输送的热量就少。城市发展导致城市热岛化已为人们所公认,也为许多观测资料所证实,如1936一1965年日本东京气温递增率平均为0.03/年。美国马里兰州的巴尔的摩市气温递增率夏季为0.ol7oc/年、秋季为0.0一soe/年cl。我国北京五塔寺一975一97。年比19541960年年平均气温增高。.9。51.3 蒸发弱,湿度小 随着城市建设,当一片草地被砖瓦和混凝土所取代时,城市的气候就会发生变化,其中对蒸发及大气湿度的影响颇
5、大。下垫面的改变,植被覆盖率的减少是蒸发减弱、大气湿度减小的主要原因。砖瓦、混凝土较之草地蓄水力差,蒸发量小,蒸发到大气中的水汽就少;再者虽然城市降水较之农林区较多,但大部分雨水都随排水管道流人地下,地表水不多,蒸发量少,空气湿度小。1.4城市风场 据观测,当盛行风速大于某一个临界值时,城市因下垫面粗糙度大,使得风速比周围农林区小;当盛行风速小于这一临界值时,城市因气温高,大气稳定度小,湍流较强,风的动量下传明显,风力反而比周围农林区大。另外,城市对风速的影响还与街道走向有关,当盛行风与街道平行式,由于有狭管效应,风速会加大,当两者交叉时,由于气流受建筑物阻挡,风速则会减小。 因“热岛效应”的
6、影响,城市中的空气受热上升,郊区较冷空气流向城市,因此在城市与郊区间形成一个小型的局地环流一“热岛环流”。特别是在无风的夜晚更为明显。“热岛环流”能把污染物带到郊区,在那里降落,形成一个围绕城市的污染圈;或通过近地层的气流,把污染物再送回市区,形成重复污染。又由于高层建筑群的阻挡,风到城市容易产生湍流,使空气强烈混合,更加剧污染。2. 气候变化对人类社会的影响 1). 气候是人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分。 2). 气候的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。 3). 全球气候变化的影响是全方位的、多尺度的和多层次的，既包括正面影响，也包括负面效应。 4). 气候变化的
7、负面影响更受关注，因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。 5). 气候变化对自然生态系统已造成并将继续产生明显影响。 6). 气候变化将改变植被的组成、结构及生物量，使森林分布格局发生变化，生物多样性减少。 7). 冰川、冻土和积雪可能因此减少。 8). 气候变化可能是导致湖泊水位下降和面积萎缩的主要因素之一。 9). 海平面升高将影响海岸带和海洋生态系统。 10). 一些极端天气气候事件可能因此增加。 11). 目前，对气候变暖后极端天气、气候事件可能出现的变化了解甚少。 12). 已有研究指出，与全球变暖关系密切的一些极端事件，如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森
8、林火灾等，其发生频率和强度可能会增加，由这些极端事件引起的后果也会加剧。 13). 全球变暖对自然生态系统造成的影响是全方位的，多是不利的。 14). 气候变化对国民经济的影响可能以负面为主。 15). 农业可能是对气候变化反应最为敏感的部门之一。 16). 气候是农业生产的重要环境，更是不可缺少的主要物质资源之一。 17). 气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质等发生变化，特别是水资源供需矛盾将更为突出。 18). 对气候变化敏感的传染性疾病传播范围可能增加，危害人类健康。 19). 气候变化将影响人类居住环境。20).地基的承载力影响到建筑基础的埋深和沉降，建筑高度影响和所
9、在地区的风压影响到建筑的侧移刚度，等等很多3.建筑风格的影响因素（以自然因素为例） 对建筑物风格影响因素有经纬度、风向风速、湿度、温度、太阳照射时间长短、降雨量等众多因素影响，我将从以下几方面进行介绍：3.1.光照室内光照能杀死细菌或抑制细菌发育，满足人体生理需要，改善居室微小气候。北半球中纬地区，冬季室内只要有3个小时光照，就可以杀死大部分细菌。因此从采光方面考虑，房屋建筑需注重三个方面：采光面积，房间间距，朝向。气温高的地方，往往窗户较小或出檐深远以避免阳光直射。吐鲁番地区的房屋窗户很小，既可以避免灼热的阳光，又可以防止风沙侵袭。傣族民居出檐深远，一个目的是为了避雨，正所谓“吐水疾而溜远”
10、，另一个目的是遮阳。有些地方还在屋顶上做文章，如田夷广纪记载：我国西北一些地区“房屋覆以白垩”以反射烈日，降低室温。气温低的地方，窗户一般较大，以充分接收太阳辐射，但窗户往往是双层的，以避免寒气侵袭，如我国东北地区。宁夏的“房屋一面盖”也是为了充分利用太阳辐射。日本西海岸降雪量大，窗户被雪掩盖，因此经常还在屋顶上伸出一个个“脖子式”高窗，以弥补室内光照不足的状况。房屋之间的间距是有讲究的，尤其是城市中住宅楼建设更要注重。楼间距至少应从满足底楼的光照考虑。光照也是影响房屋朝向的因素之一。北半球中高纬地区房屋多坐北朝南，南半球中高纬地区则多坐南朝北，赤道地区房屋朝向比较杂乱，这与太阳直射点的南北移
11、动有关。3.2气温（热量）气温高的地方，往往墙壁较薄，房间也较大，反之则墙壁较厚，房间较小。曾有人通过调查西欧各地的墙壁厚度发现，英国南部、荷兰、比利时墙壁厚度平均为23厘米；德国西部、德国东部38厘米；波兰、立陶宛50厘米；俄罗斯则超过63厘米，也就是愈靠海，墙壁愈薄，反之墙壁愈厚。这是因为欧洲西部受强大的北大西洋暖流影响，冬季气温在0以上，而愈往东则气温愈低，莫斯科最低气温达-42。我国西北阿勒泰地区冬季漫长严寒，这里房子外观看上去很大，可房间却很紧凑，原来这种房屋的墙壁厚达83厘米，有的人家还在墙壁里填满干畜粪，长期慢燃，用以取暖。我国北方农村住宅一般都有火炕、地炉或火墙，北方城市冬季多
12、用燃煤供暖。近年来大多已改用暖气管道或热水管道采暖。有些地方为了抵御严寒，将房子建成半地穴式，我国东北古代肃慎人就住这种房子，赫哲族人一直到解放前还住着地窨子。一些气温高的地方，也选择了这种类型的地窨子，如我国高温冠军吐鲁番几乎家家户户都有一间半地下室，是用来酷暑季节纳凉的，据测量在土墙厚度80厘米的房屋内的温度假如为38，那么半地下室里的温度只有26左右。我国陕北窑洞兼有冬暖夏凉的功能，夏天由于窑洞深埋地下，泥土是热的不良导体，灼热阳光不能直接照射里面，洞外假如38，洞里则只有25，晚上还要盖棉被才能睡觉；冬天却又起到了保温御寒的作用，朝南的窗户又可以使阳光盈满室内。气温高的地方，往往将房屋
13、隐于林木之中，据估计夏天绿地比非绿地要低4左右，在阳光照射下建筑物只能吸收10%的热量，而树林却能吸收50%的热量。我国云南省元阳县境内有一种非凡的房顶水顶，平平的屋顶上又多了一汪水面，屋外阳光热辣，屋里却十分荫凉。3.3降水降雨多和降雪量大的地区，房顶坡度普遍很大，以加快泻水和减少屋顶积雪。中欧和北欧山区的中世纪尖顶民居就是因为这里冬季降雪量大，为了减轻积雪的重量和压力所致。我国云南傣族、拉祜族、佤族、景颇族的竹楼，颇具特色。这里属热带季风气候，炎热潮湿，竹楼多采用歇山式屋顶，坡度陡，达4550；下部架空以利通风隔潮，室内设有火塘以驱风湿。这种高架式建筑在柬埔寨的金边湖四周、越南湄公河三角洲
14、等地亦有分布。我国东南沿海厦门、汕头一带以及台湾的骑楼往往从二楼起向街心方向延伸到人行道上，既利于行人避雨，又能遮阳。湘、桂、黔交界地区侗族的风雨桥、廊桥亦是如此。降雨少的地区，屋面一般较平，建筑材料也不是很讲究，屋面极少用瓦，有些地方甚至无顶，如撒哈拉地区。我国西北有些地方气候干旱，降水很少，屋面平缓，一般只是在椽子上铺上织就的芦席、稻草或包谷秆，上抹泥浆一层，再铺干土一层，最后用麦秸拌泥抹平就行了。宁夏虽然也用瓦，但却只有仰瓦而无复瓦。这类房屋的防雨功能较差。如秘鲁首都利马气候炎热干燥，房屋多为土质，屋顶用草甚至用纸箱覆盖，城市亦没有完善的排水设施，1925年3月因厄尔尼诺现象影响突降暴雨
15、，结果洪水中土墙酥软，房屋倒塌，道路冲垮。降水多的地方，植被繁盛，建筑材料多为竹木；降水少的地方，植被稀疏，建筑多用土石；降雪量大的地方，雪甚至也是建筑材料，如爱斯基摩人的雪屋。我国东北鄂伦春人冬季外出狩猎时也常挖雪屋作为临时休息场所。3.4风风也是影响建筑物风格的重要因素之一。防风是房屋的一大功能，有些地方还将防风作为头等大事，尤其是在台风肆虐的地区。日本太平洋沿岸的一些渔村，房屋建好后一般用鱼网罩住或用大石块压住；我国台湾兰屿岛，距台风策源地近，台风强度大，破坏性极强，因此岛上居民雅美族人(高山族一支)创造性地营造了一种“地窖式”民居。房屋一般位于地面以下1.5米2米处，屋顶用茅草覆盖，条件好的用铁皮，仅高出地面0.5米左右，迎风坡缓，背风坡陡，室内配有火堂以弥补阴暗潮湿的缺点，还在地面上建凉亭备纳凉之用。我国冬季屡屡有寒潮侵袭(多西北风)，避风就是为了避寒，因此朝北的一面墙往往不开窗户，院落布局非常紧凑，门也开在东南角，如北京四合院。风还会影响房屋朝向和街道走向。在山区和海滨地区，房屋多面向海风和山谷风。我国云南大理有句歌谣：“大理有三宝，风吹不进屋是第一宝”，大理位于苍山洱海之间
