建筑气候因素在生态建筑中

（1）太阳辐射。

太阳辐射是建筑气候中最主要的气候要素。它是造成其他气候要素的主要原因，直接关系到太阳能在建筑中的被动式和主动式应用，对建筑的朝向、间距、采暖、降温、日照、遮阳有决定性作用。到达地球表面的太阳辐射大致为大气层外太阳辐射强度的一半左右。太阳辐射由直接辐射和散射辐射两部分组成（见图5-1）。由于大气层中各种气体对太阳辐射的吸收，使其波谱分布在大气层外和在地表面是不同的（见图5-2）。

图5-1　太阳辐射在大气中的变化

图5-2　太阳辐射光谱组成

对于建筑的气候适应性设计而言，掌握太阳在天空中的运行规律是十分必要的。太阳在天空中相对于某地的位置是用太阳的高度角h和方位角A来确定的。关于某地某天某时太阳的高度角和方位角的确定，请参阅附录A“棒影图与太阳轨迹图”。

（2）风速和风向。

风又分为全球性的大气环流和地方风，前者由地球自转以及地球表面受太阳辐射加热不均造成，后者由于局部地形或海陆分布造成。如果风随季节有明显规律变化称为季风，如果风主要从某一方向吹来，则称该方向的风为主导风。风速不仅决定风负荷大小，而且与通风的效果和人体热舒适有关。风向则影响建筑的位置、朝向、间距的确定。风速风向是用风玫瑰图来描述的。风玫瑰图有多种表示方法，一般以频率图表示，即以某一时段内各方位风向或风速累计次数占该时段总累计次数百分率表示。

图5-3示出了北京累年各向风向频率及其平均风速和最大风速玫瑰图。风玫瑰图也可以用某一时段内各方位风向或风速所占时间多少来表示，如图5-8（b）所示。从某地风玫瑰图，我们可以知道该地在某一时段的风向风速情况。

（3）空气的温度和湿度。(www.xing528.com)

空气的温度表征空气的冷暖程度，其值与空气受地表的加热或冷却有关。地表通常在白天吸收太阳辐射温度升高加热空气，而夜间则受天空辐射冷却温度下降冷却空气。气温的变化是有日周期、年周期的，与地球自转和公转有关。对于建筑的气候适应性设计而言，气温的年变化更为重要。图5-4是北京地区年标准温度曲线图，包括月平均温度曲线、最高与最低温度月平均曲线。其中最高温度与最低温度之间的差值代表了气温在该月份的温度波动状况，可以大致反映出日温度的变化幅度。

空气湿度有绝对湿度和相对湿度之分。绝对湿度是指每立方米空气中含有水分的质量，单位是kg/m3。当空气在某一温度下不能再容纳水分时，其绝对湿度称为饱和绝对湿度。相对湿度是指在同温同压下，空气本身的绝对湿度与其饱和绝对湿度之比值。一般情况下，一年之中，室外空气在夏季含水分多，冬季含水分少（见图5-5）。一天之中，日出前绝对湿度最小，相对湿度最高；午后2—3时，绝对湿度最高，而相对湿度最低。

图5-3　北京年风速风向玫瑰图

图5-4　北京标准年空气温度曲线图

图5-5　北京标准年空气相对湿度曲线图

（4）降水和地表温度。

降水包括下雨、下雪、冰雹等现象，描述降水的参数有降水强度和降水时间。对于建筑的气候适应性设计而言，需要注意的是降水时节和降水分布，并要考虑降水的收集、利用、排除，避免降水危害。地表温度与太阳的照射直接相关，被遮挡的阴处，例如北坡地，地表温度较低且变化不大；被日照的南坡地表温度较高且变化较大。地表温度的变化还与地表蓄热性能和含水程度有关，干燥、蓄热性低的地表，其温度变化较大。地表温度直接影响覆土建筑的设计建造，也直接影响冻土的深度等。