建筑气候分区调研报告(2013版)

建筑物理 上建筑物理 上 课程课程 调研报告 一 调研报告 一 调研对象调研对象 中国五大气候区代表城市及气候适应性建筑实例分析 调研时间调研时间 2013 年 9 月 16 日 29 日 教学单位 教学单位 建筑系 指导老师 指导老师 XXX 专业班级 专业班级 建筑学 XXX 班 姓姓 名 名 XXXXXX 学学 号 号 XXXXXXXXXXXXXXXXX 摘要摘要 通过对中国五大气候区代表城市的气候特征进行资料调查 认真分析各气候区代表城市的气候 特征 并选取各气候区城市有代表性的气候适应性建筑进行探究 总结归纳出我国不同气候区气候 条件对建筑的影响 从而总结得出各地建筑应该如何做到和气候很好地结合 从而达到因地制宜 节能环保的目的 关键词关键词 气候分区 气候特点 气候适应性建筑 正文正文 一一 我国五大气候区及建筑设计要求我国五大气候区及建筑设计要求 1 1 中国五大气候区 中国五大气候区 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 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 2 2 五大建筑气候分区五大建筑气候分区 为了明确建筑和气候两者之间的科学联系 使建筑可以更充分地利用和适应气候条件 做到 因地制宜 从建筑热工设计角度分区 我国可分为五个气候区 分别是 严寒地区 寒冷地区 温 和地区 夏热冬冷地区和夏热冬暖地区 3 3 建筑设计基本要求建筑设计基本要求 各个气候提出了相应的适应各自区域内地域性气候的建筑设计基本要求 二 夏热冬冷气候区二 夏热冬冷气候区 1 1 武汉气候特征概述武汉气候特征概述 武汉位于湖北省中部 江汉平原东端 位于长江中游 长江与汉江交汇处 属亚热带湿润季 风气候 市区地貌为江汉平原和大别山延伸的丘陵 其中平原地区平均海拔为 50 米 而丘陵地区 则为 200 米 夏季酷热 冬季寒冷 根据中国建筑气候分区武汉属于夏热冬冷地区 B 武汉号称长江沿岸三大 火炉 之一 另外二者为南京 重庆 夏天闷热 冬天阴冷 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 夏天普遍高于 37 极端最高气温 44 5 武汉市年降水量平均为 1259 4 毫米 最少仅 680 5 毫米 最多达 2047 5 毫米 2 2 武汉气候形成原因武汉气候形成原因 众所周知 武汉与所在的同气候分区的其他城市相比 存在较大的差异 而造成这种地域性 差异的主要原因是武汉独特的地理位置与地形 水文状况 武汉地处海拔较低的长江流域河谷中 三面环山 一面敞口 呈 凹 字形地理布局 每年夏 季常受副热带高压控制 气流下沉增温 云量稀少 辐射强烈 会出现几段持续性的晴热天气 使 得蒸发的水气不易分散 使气温不断升高 又因地处在长江汉江两江交汇之处 并且市内江河湖泊 众多 水汽大量蒸发 团团热气会将整个城市罩住 使其像一个 蒸笼 更使人感到闷热 武汉是一个有 800 多万人口的大都市 工业发达 高楼林立 城市 热岛效应 明显 导致武 汉市闷热潮湿 素有 火炉 之称 武汉的冬天也异常的冷 虽然武汉地处秦岭淮河南北分割线的南方 但武汉的冬天并不比北方 城市温暖 由于武汉处于长江 汉江两江交汇地带 市内湖泊众多 造成武汉在冬季空气十分潮湿 加上较低的气温 造成武汉冬季气候阴冷 3 3 武汉与同气候区城市气候比较及形成差异的原因武汉与同气候区城市气候比较及形成差异的原因 3 1 海陆影响 上海 A 上海属亚热带海洋性季风气候 上海地处江海交汇的长江三角洲东部 受冬夏季风进退的影响 春天温暖 夏天炎热 秋天凉 爽 冬天阴冷 全年雨量适中 季节分配比较均匀 总的说来就是温和湿润 四季分明 上海气温 最高的是 7 8 两月 超过 35 的高温天数 10 天左右 冬季 1 月下旬到 2 月初 通常是春节期间 最冷 降雪的日子不多 有时终年无雪 3 月到 5 月是春暖花开的时候 是最好的旅游季节 这与 武汉的气候就有较大差异 海陆位置的影响造成了这种差异 3 2 地形原因 南京 B 属亚热带季风气候 雨量充沛 年降水 1200 毫米 四季分明 年平均温度 15 4 C 年极端气温最高 39 7 C 最低 13 1 C 年平均降水量 1106 毫米 春季风和日丽 梅 雨时节 又阴雨绵绵 夏季炎热 与武汉 重庆并称 三大火炉 秋天干燥凉爽 冬季寒冷 干 燥 南京春秋短 冬夏长 冬夏温差显著 四时各有特色 皆宜旅游 南京的气候虽然与武汉接近 但是由于不是很近海而且湖泊不多 所以冬季较为干燥 与武汉冬季潮湿寒冷入股的感觉又是另一 种差异 成都 C 属亚热带季风气候 具有春早 夏热 秋凉 冬暖的气候特点 年平均气温 16 摄氏度 年降雨量 1000 毫米左右 成都气候的一个显著特点是多云雾 日照时间短 成都气候的 另一个显著特点是空气潮湿 因此 夏天虽然气温不高 却显得闷热 冬天气温平均在 5 摄氏度以 上 但由于阴天多 空气潮 却显得很阴冷 成都的雨水集中在 7 8 两个月 冬春两季干旱少雨 极少冰雪 盆地地形造成了成都与武汉的气候差异 4 4 典型建筑举例典型建筑举例 4 1 武汉市美术馆 武汉美术馆建筑于 1928 年选址 1930 年动工 1931 年落成 在此先后立足的有汉口金城银 行 驻汉日军占领军总司令部 武汉图书馆 武汉少年儿童图书馆 现武汉美术馆从老武展搬来此 地 2005 年武汉市政府投资近 2 亿元进行改 扩建 新馆在保留原有建筑风貌的同时 还 根据美术馆的功能和设施的要求 对内部结 构进行了科学设计和改造 整体为中庭环廊 式格局 是武汉市重要的文化设施之一 武汉市美术馆平面功能组织采用水平及垂直 分区的办法把建筑分为四大功能分区 藏品 库区 陈列区 技术及办公区 观众服务区 地下一层为新增建筑部分 分两个部分 技 术设备用房和培训教室 培训教室临近北入 口 分区明确 建筑节能的重点在于中庭玻璃屋盖的处理上 武汉属夏热冬冷地区 玻璃顶盖形成大的温室效 应 由于中庭的大玻璃屋盖在温室效应提供热能 很好了利用了自然能 减少了能源的浪费 同样 玻璃屋顶也起到了很好的装饰作用 没有顾此失 彼 而建筑在玻璃顶内侧设置了电动遮阳百叶 阻止 大量阳光进入中庭 避免了夏天出现温室效应造 成过热从而增加空调能耗的现象 玻璃采用隔热 性能好的 low e 玻璃 另外 建筑在玻璃层面之间留有一定高度的间隙 利用热空气上长的原理 自然排出中庭热量 又起到一定的通风效果 不会让室内过于闷热 武汉市美术馆所有展厅均采用滑轨式的活动展板和展墙 使得陈列方式更加灵活 作品展示更富有 空间感 按照国际标准建造的武汉美术馆 具有恒温恒湿 中央监控 消防报警系统的配备 能满 足艺术大师作品展出的要求 顶级的进口灯具可由电脑控制调节光源 为观众营造出高雅的艺术氛 围 4 2 湖北省图书馆 湖北省图书馆座落于沙湖之畔的省图书馆新馆 地下 2 层 地上 8 层 总建筑面积达 10 万余 平方米 不仅是国内单体最大的图书馆 而且还是我市第一座节能 全覆盖 的低碳建筑 为了应对武汉市夏季酷热 冬季湿冷的气候特点 控制建筑室内温度维持在人体舒适的范围 同时又能够做到节能环保 湖北省图书馆地下埋近千孔取水管 冬天和夏日 抽取恒温的地下水 作为图书馆制冷的冷热源 通风采光均利用电脑模拟手段控制 节约能源 顺应地域性气候环境 建筑中部的大门 同时设计为穿堂风入口 图书馆巨大中庭顶部是可开启的隔热窗 有遮阳百叶 夏天 穿堂风进入 从中庭顶部流过 为这栋巨大的建筑带来大自然的凉爽 冬季 顶窗合上 阳光从天而入 地源热泵制暖 关内暖意融融 省图书馆采用了多项新的节能环保技术 而成为武 汉市绿色建筑中最高级的绿色设计三星建筑 三 严寒气候区三 严寒气候区 1 1 拉萨气候特征拉萨气候特征 拉萨市区地处海拔 3650 米的河谷冲积平原 是世界上海拔最高的城市之一 拉萨市地处喜马 拉雅山脉北侧 受下沉气流的影响 全年多晴朗天气 降雨稀少 冬无严寒 夏无酷暑 属高原季 风半干旱气候 年日照时数 3000 小时以上 故有 日光城 美称 年降水量为 200 510 毫米 集 中在 6 9 月份 多夜雨 历史最高气温 29 6 摄氏度 最低气温零下 16 5 摄氏度 年平均气温 7 4 摄氏度 空气稀薄 气温低 日温差大 冬春干燥 2 2 典型建筑举例典型建筑举例 2 1 碉房 碉房是中国西南部的青藏高原以及内蒙部分地区常见的藏族人民居住建筑形式 拉萨地区因其 平面方正称为 方室 碉房多沿山就势而建 高低错落 常分层出入 空间多变化 在利用高差 地形方面有独到之处 藏族民居的墙体下厚上薄 外形下大上小 建筑平面都较为简洁 一般多方 形平面 也有曲尺形的平面 碉房一般分两层 以柱计算房间数 底层为牧畜圈和贮藏室 层高较 低 二层为居住层 大间作堂屋 卧室 厨房 小间为储藏室或楼梯间 若有第三层 则多作经堂 和晒台之用 碉房具有坚实稳固 结构严密 楼角整齐的特点 既利于防风避寒 又便于御敌防盗 碉房多为石木结构 外形端庄稳固 风格古朴粗犷 外墙向上收缩 依山而建者 内坡仍为垂直 木质的出挑却以轻巧与灵活和大面积厚宽沉重的石墙形成对比 既给人以沉重的感觉又使外形变化 趋向于丰富 西藏民居在注意防寒 防风 防震的同时 也用开辟风门 设置天井 天窗等方法 较好地解决了 气候 地理等自然环境不利因素对生产 生活的影响 达到通风 采暖的效果 四 寒冷气候区四 寒冷气候区 1 1 延安气候特征延安气候特征 延安市位于陕北南半部 地处北纬 35 21 37 31 东经 107 41 110 31 之间 属高原大陆性季风气候 位于陕北黄土高原丘陵沟壑区 平均海拔 1000 米左右 气候干旱 四季 分明 日照充足 昼夜温差大 年均无霜期 170 天 年平均气温 9 9 年平均最高气温 17 2 年平均最低气温 4 3 最热月 7 月 月平均气温 23 1 最冷月 1 月 月平均气温 5 5 极端最高气温 38 3 2000 年 7 月 21 日 极端最低气温 23 0 1991 年 12 月 28 日 年均日 照数 2300 2700 小时 年均降水量 500 毫米左右 主要气象灾害有干旱 低温霜冻 冰雹 干热风 连阴雨 2 2 典型建筑举例典型建筑举例 2 1 延安民居 窑洞 位于黄河中游 属黄土高原丘陵的沟壑区的延安地区 无论是城镇或乡村 时至今日 窑洞仍 是人们最主要的居住形式 窑洞一般高 3 米多 宽 3 米左右 最深的可达 20 米 洞口都朝阳 这样便于阳光照射 最简 便的窑洞就是直接挖土形成的窑洞土窑洞 将土窑洞用石头加固 就成石窑洞了 黄土高原上阳光充足 干旱少雨 木材资源缺乏 地形上沟壑纵横交错 而且黄土高原土质好 地下水位低 窑洞利用土层保温蓄热 改善室内热环境 也就是说 窑洞建筑的主要优点来自土壤 的热工性质 厚重的土层所起的绝热作用使其温升很低 温度波动在土壤中仅有一定的深度 在此 深度以外就无波动影响 陕北的沿崖窑洞利用山地地形 效果更好 窑洞不仅有适合人 畜居住的 冬暖夏凉条件 还是一个良好的天然冷藏库 窑洞建筑最大的特点就是冬暖夏凉 传统的窑洞空间从外观上看是圆拱形 虽然很普通 但是 在单调的黄土为背景的情况下 圆弧形更显得轻巧而活泼 这种源自自然的形式 不仅体现了传统 思想里天圆地方的理念 同时更重要的是门洞处高高的圆拱加上高窗 在冬天的时候可以使阳光进 一步深入到窑洞的内侧 见图 从而可以充分的利用太阳辐射 而内部空间也因为是拱形的 加 大了内部的竖向空间 使人们感觉开敞舒适 五 温和气候区五 温和气候区 1 1 西双版纳气候特征西双版纳气候特征 西双版纳因地处北回归线以南的热带北部边缘气候类型为热带季风气候 山区为亚热带季风 性湿润气候 终年温暖 阳光充足 热量丰富 湿润多雨 具有 长夏无冬 一雨成秋 的特点 一年只分为雨季和旱季两季 雨季长达 5 个月 5 月下旬 10 月下旬 旱季则长达 7 个月之久 10 月下旬 次年 5 月下旬 雨季降水量占全年降水的 80 以上 西双版纳属于太阳直射地区 入射角度高 太阳辐射强 气温高 属副热带高气压带和东北信 风控制地区 故终年温暖 夏长无冬 4 月至 10 月下旬气温在 22 C 以上 11 月至次年三月为春 秋季 气温在 13 C 12 C 之间 年平均气温为 18 C 20 C 年温差小 日温差大 地区 间差异大 极端最高温达 41 C 极端在最低温达 4 5 C 年温差为 10 C 左右 但日温差竟达 18 C 左右 全年日照时数 1700 2300 小时 全州年辐射总量平均值达 130 7 千卡 CM2 全州 年降水量在 1200MM 以上 年平均相对温度在 82 85 之间 2 2 典型建筑举例典型建筑举例 2 1 干栏式建筑 干栏式建筑的优点是可以减少地面的处理工作 放火烧荒后就可以建房 而且满足了居宅防潮 抗洪的实际需要 也解决了南方气温较高而需降温 通风问题 干栏式建筑的建筑特点以适应气候为主 为防潮湿而建 长脊短檐式的屋顶以及高出地面的底 架 都是为适应多雨地区的需要 防潮湿的建筑形制 特别是仓廪建筑采用这种形制的用意更为明 显 以适应潮湿多雨的需要 干栏式建筑以竹木为材料 木材作房架 竹子作檩 掾 楼面 墙 梯 栏等 各部件的连接用榫卯和竹篾绑扎 为单幢建筑 各家自成院落 各宅院有小径相通 房 顶用草排或挂瓦 干栏式建筑建筑多以西北 东南走向 门的朝向向南偏东 10 度左右 这个朝向在冬季日照时 间最长而夏季最短 避开了夏季的炎热 增加了冬季的采光时间 所以对长坡檐 无窗户的干栏式 建筑 这个朝向选择是非常符合实际的 迄今当地的建筑仍继承了这个合理的朝向选择 门户向南 偏东 5 10 度是最好的朝向 六 夏热冬暖气候区六 夏热冬暖气候区 1 1 海南气候