應(yīng)用氣象學(xué) 第三章 建筑工程氣象

建筑工程氣象第三章主要內(nèi)容

★城市規(guī)劃與氣候

★建筑地基與凍土層★建筑環(huán)境與氣候★氣象與施工★結(jié)構(gòu)風(fēng)壓

★采暖通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計所用的氣象參數(shù)

是指研究如何設(shè)計建筑物使其適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛴帜軇?chuàng)造舒適的室內(nèi)小氣候環(huán)境，以及為建筑設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)和研究建筑物對環(huán)境產(chǎn)生氣象效應(yīng)的一門邊緣科學(xué)。

就是研究建筑的設(shè)計，結(jié)構(gòu)和施工如何適應(yīng)天氣特征，創(chuàng)造舒適的室內(nèi)小氣候以及建筑物群體的氣象效應(yīng)學(xué)科。

建筑工程氣象學(xué)：建筑氣候?qū)W：建筑環(huán)境與氣候建筑熱工設(shè)計分區(qū)及設(shè)計要求

蒙古包北京的四合院吊腳樓或竹樓★

建筑物適應(yīng)氣候與調(diào)節(jié)小氣候

建筑適應(yīng)氣候的例子，在世界各地都能看見，在我國已經(jīng)存留數(shù)千年，我國南北、東西氣候差異顯著，因而民間建筑各有特色，以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)。圖1我國民間建筑外形的分布極地愛斯基摩人的雪屋

全球各地的氣候千差萬別。即使在某一給定的地點(diǎn)，氣候要素還具有日變化、季節(jié)變化和年季變化特征，建筑設(shè)計師應(yīng)當(dāng)按照人們生理衛(wèi)生的要求和考慮多種氣候要素變化的組合情況設(shè)計適宜人們居住的建筑物。影響人們舒適感覺的因素?舒適

室內(nèi)微氣象學(xué)和人體工程學(xué)的研究指出：在穩(wěn)定狀態(tài)下，大多數(shù)人的冷熱感覺，由4種環(huán)境氣象因素：空氣溫度、空氣濕度、空氣流速、輻射量以及單位個人的活動量和衣著有關(guān)。D.A.Mclutyre：“沒有不舒適就作為舒適”ASHRAE（美國采暖、制冷和空氣調(diào)節(jié)工程師學(xué)會）：“令人滿意的熱感覺是一種自我感覺狀態(tài)，它表現(xiàn)為對周圍環(huán)境溫度的滿意感”，即人在心理狀態(tài)上感到滿意的熱環(huán)境。

根據(jù)美國采暖、制冷和空調(diào)工程學(xué)會在堪薩斯州立大學(xué)所做的調(diào)查表明，當(dāng)室內(nèi)風(fēng)速設(shè)定為0.35m/s時，人們反應(yīng)舒適的空氣水汽壓和室溫的范圍大致分別為：水汽壓：5~14mmHg(1mmHg=1.3332hPa)氣溫：冬季：20~24℃

夏季：23~27℃

不同氣候區(qū)的人們和不同健康狀況的人群，甚至不同種族，對室內(nèi)舒適程度的反應(yīng)和要求是有差異的。尋找專門的建筑氣候指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（SET）：

普遍應(yīng)用于世界各地建筑工程界，可以對人體的生理反應(yīng)和感覺反應(yīng)進(jìn)行綜合評價。

該指標(biāo)定義在某一標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中的溫度。

標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境是指室內(nèi)均勻的環(huán)境條件，空氣溫度等于平均輻射溫度（一般為黑體輻射源的溫度，是輻射量的一種溫度當(dāng)量），相對濕度為50%，靜風(fēng)狀態(tài)（因人體溫度可產(chǎn)生的氣流速度約0.125m/s）。在此標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中穿著標(biāo)準(zhǔn)熱阻服裝（0.6Clo）的人員，其活動量對應(yīng)于新陳代謝率為58W/m2（相對于伏案工作），此時人體的皮膚溫度、皮膚濕潤度和熱損失均與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境相同，該標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度即為標(biāo)準(zhǔn)有效溫度。城市規(guī)劃與氣候

★風(fēng)與城市規(guī)劃★日照與城市總體布局★城市建設(shè)對局地氣候的影響★風(fēng)與城市規(guī)劃

大氣污染物的擴(kuò)散與風(fēng)向、風(fēng)速有密切關(guān)系，風(fēng)向決定了污染物輸送方向，風(fēng)速大小決定了對污染物的稀釋能力，根據(jù)一地的風(fēng)向及其風(fēng)速特點(diǎn)能進(jìn)行正確的功能分區(qū)。A.Schmauss（1941）在1941年提出，工業(yè)區(qū)應(yīng)布置在主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)方向，居住區(qū)在其上風(fēng)方向的原則，以被世界很多國家所采用，我國過去也采用了這一原則。？

根據(jù)我國600多臺站的1，7月和年的各地風(fēng)向頻率玫瑰圖，大致可以分為：★季節(jié)變化型（雙主導(dǎo)風(fēng)向型）★主導(dǎo)風(fēng)向型★無主導(dǎo)風(fēng)向型★準(zhǔn)靜止風(fēng)型南昌風(fēng)向頻率玫瑰圖圖中每格頻率為5%；圖中心為年靜止風(fēng)頻率；點(diǎn)線為1月頻率；斷線為7月頻率；實線為年。

這一區(qū)域盛行風(fēng)向隨季節(jié)的變化而變化，根據(jù)高由禧的季風(fēng)定義，季風(fēng)現(xiàn)象必須是風(fēng)向或氣壓系統(tǒng)有明顯的季節(jié)變化。我們將1，7月風(fēng)向變化大于135°，小于等于180°者稱為季節(jié)變化型。大致分布在我國東部，從大興安嶺，經(jīng)過內(nèi)蒙古穿河套，繞四川盆地到云貴高原。★

季節(jié)變化型“大飲喝八缸”大興安嶺——陰山——賀蘭山——巴顏喀拉山——岡底斯山

在季節(jié)變化型里，冬季風(fēng)和夏季風(fēng)一般是風(fēng)頻相當(dāng)風(fēng)向相反的，所以在城市規(guī)劃時，應(yīng)選擇最小風(fēng)向頻率，因為從該方向吹來的風(fēng)次數(shù)最少，污染機(jī)會最小。故我國工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：“向大氣排放有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)，應(yīng)按當(dāng)?shù)刈钚☆l率的風(fēng)向，位于居住區(qū)的上風(fēng)側(cè)”。最小風(fēng)頻原則★主導(dǎo)風(fēng)向型

即一年中基本吹一個方向的風(fēng)，這種類型在我國分布在三個地區(qū)：（1）黑龍江，內(nèi)蒙古和新疆北部，常年在西北帶控制下，風(fēng)向偏西；（2）云貴高原西部，常年吹西南風(fēng)，這一區(qū)受西南季風(fēng)的影響，冬季風(fēng)（11-4月），夏季風(fēng)（5-10月），風(fēng)向均偏南；（3）青藏高原，這里的風(fēng)向很復(fù)雜，最低層為山谷風(fēng)，山谷風(fēng)之上為一冬季盛行偏西，夏季盛行偏東風(fēng)的交替高原季風(fēng)，在高原季風(fēng)之上的為終年不變的西風(fēng)層。城市都在地面層，所以只考慮山谷風(fēng)。但這里的山谷風(fēng)不像其它地區(qū)的山谷風(fēng)那樣晝夜轉(zhuǎn)換，因為在高原的山風(fēng)和谷風(fēng)得不到充分的發(fā)展，所以是整天吹一個方向的風(fēng)（一年主要吹偏南風(fēng)）。

在城市規(guī)劃時，將向大氣排放有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)布置在常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)方向，居住區(qū)布置在常年主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)方向。

例：北方化工廠集中在西南方,那里最多風(fēng)向是西北風(fēng)，故對市區(qū)居民的影響最??；紡織廠放在城東，西郊是文化區(qū)。

主導(dǎo)風(fēng)原則★無主導(dǎo)風(fēng)向型

全年風(fēng)向不定，沒有一個較為突出的盛行方向的風(fēng)，各風(fēng)向頻率相當(dāng)，分布在寧夏、甘肅的河西走廊和隴東以及內(nèi)蒙古的阿拉善左旗。這是著重考慮風(fēng)速，一般風(fēng)速愈大，大氣污染濃度愈低。其污染濃度與風(fēng)速成反比。為了將風(fēng)向和風(fēng)速的影響同時考慮，常用污染系數(shù)（煙污系數(shù)，衛(wèi)生防護(hù)系數(shù)等）表示，即：修訂：f為定向風(fēng)頻，V為全年平均風(fēng)速，u平均為定向平均風(fēng)速

城市規(guī)劃時，應(yīng)將向大氣排放有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)布置在污染系數(shù)最小方位或最大風(fēng)速的下風(fēng)方向，居住區(qū)在污染系數(shù)最大方位或最大風(fēng)速的上風(fēng)方向。

將年靜止頻率全年在50%以上，年平均風(fēng)速在1.0m/s以下者稱為準(zhǔn)靜止風(fēng)。分布在兩個地區(qū)：（1）以四川為中心，包括隴南，陜西，鄂西，湘西和貴北等；（2）在西雙版納地區(qū)。必須將向大氣排放有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)布置在居住區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)距離之外?！餃?zhǔn)靜止風(fēng)型

可以參考十二類工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離規(guī)定

焦化廠、鋼冶煉廠、氮肥廠（1.5*104噸/年、1.5*104噸/年）、黃磷廠、硫酸鹽廠、聚氯乙烯樹脂廠中小型和大型、鉛蓄電池廠大中型和小型、氯丁橡膠廠、硫酸廠、普通過磷酸鈣廠、鈣鎂磷肥廠十二類工業(yè)企業(yè)

考慮年平均風(fēng)速小于2m/s，2~4m/s，大于4m/s三種情況。工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離

年平均風(fēng)速（m/s）標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)生防護(hù)距離（m）

<22200鋼冶煉廠2-41800

>41400

<21600

氮肥廠（2.5萬噸/年）2-41000

>4800

★日照與城市總體布局

太陽光是天然的光源，也是地球上最主要的能源。陽光里的紫外線有殺菌抗病的能力。例如那些威脅很大的白色葡萄球菌和甲型鏈球菌。它們都是引起人體上呼吸道感染的病毒菌。另外，陽光對結(jié)核桿菌，傷寒菌等都有殺菌的功能。陽光的照射還可以防止佝僂病的發(fā)生，給人類健康帶來很大的好處，所以有“誰家陽光多，沒有病人樂呵呵”的諺語。建筑物被遮擋的陽光不僅與建筑物高度有關(guān)，還與建筑物的長度、方位以及朝向有關(guān)，建筑日照環(huán)境中的日照時間不同于氣象上的日照時數(shù)，它是指建筑物相互遮擋而不考慮天氣狀況，也不是一年，一月或一日的累計時間，而是在某地點(diǎn)要求可能得到的日照時間，必須確定一哪一天作為日照時間的標(biāo)準(zhǔn)日，并且日照時間最少要求多少小時。

建筑日照時間的標(biāo)準(zhǔn)日，是考察最不利的情況，即冬至左右，這時太陽高度角在一年中最低，只要這一天能達(dá)到建筑日照時間的要求，其它所有時間都能滿足要求。但若以冬至為標(biāo)準(zhǔn)日，則要求建筑間距太大，而且使文化，衛(wèi)生，商業(yè)等的服務(wù)半徑增大，各國大都不以冬至日作為標(biāo)準(zhǔn)，如英國70年代初規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)日為每年的3月1日。

1986年北京城市規(guī)劃管理局進(jìn)行大量的工作，認(rèn)為北京居住建筑采用大寒日為日照時間的標(biāo)準(zhǔn)日，日照2小時的間距系數(shù)為設(shè)計依據(jù)是合理的（對佝僂病降低有明顯作用，起到促進(jìn)機(jī)體免疫力的作用）。

北京日照時間和間距系數(shù)

冬至大寒

雨水

春分2小時1.891.641.180.783小時1.961.711.200.78建筑間距系數(shù)：指遮擋陽光的建筑與被遮擋陽光的建筑的間距為遮擋陽光的建筑高度的倍數(shù)。

在建筑群體間安排缺口，不僅有利于內(nèi)外交通聯(lián)系，有利于小區(qū)內(nèi)部通風(fēng)，而且還可以大大的改善日照時間。有人研究得出，一南北平行布置的兩幢住宅，若其間距系數(shù)較小，且建筑物長度又很大，則后排住宅層有些冬至前后會全天都見不到太陽光。

如圖，若在中間打開一個缺口15米寬的缺口，則后排建筑物前正面90米面寬內(nèi)的日照可得到改善。

建筑物布局形式對日照的影響南北平行兩幢住宅日照示意兩幢樓間日照軌跡

高層塔式住宅不僅有加大建筑的南北進(jìn)深，增加電梯服務(wù)戶數(shù)，減少交通面等優(yōu)點(diǎn)，而且充分保證采光日照條件下，可以大大縮小建筑物間距系數(shù)，以達(dá)到節(jié)約用地的目的。如：北京20層60米高塔樓，南北樓間排列距離30米，其間距系數(shù)僅0.5，冬至日后排每日仍有5h的日照。街道走向?qū)θ照盏挠绊?/p>

偏東南或偏西南平行布置的居住建筑較正南北向布置的居住建筑有利于日照。

如北京正南北向的建筑，在冬至日后排見不到陽光，若將正南北朝向的建筑扭轉(zhuǎn)30°時，可得到日照時間約5h。這樣又造成夏季的東西日曬之弊，但在東半年卻能適當(dāng)改善日照條件。這適合高緯度地區(qū)，它可使冬季得到更多的日照。城市建設(shè)對局地氣候的影響

★城市的動力效應(yīng)★城市的熱島效應(yīng)建筑群對風(fēng)力削弱效應(yīng)高層建筑物的動力效應(yīng)

★建筑群對風(fēng)力削弱效應(yīng)

大自然的風(fēng)，由于受城市建筑的影響，使地面粗糙度增加，風(fēng)速減弱。如圖

例：北京市區(qū)6個點(diǎn)，郊區(qū)10個氣象站的資料對比分析得出，城區(qū)年平均風(fēng)速為1.3m/s，郊區(qū)為2.2m/s，城區(qū)風(fēng)速約比郊區(qū)小41%，冬季比夏季見效的更多。上海市區(qū)比郊區(qū)年平均風(fēng)速減少40%左右，廣州37%，西安30%等。

另外，從城區(qū)風(fēng)速與郊區(qū)風(fēng)速相比，郊區(qū)大得多，所以也說明城市的削風(fēng)作用。

一個城市的下墊面是不規(guī)則、不對稱的，所以從各個方向上吹來的風(fēng)受到削弱也不相同。如北京當(dāng)吹西風(fēng)或者東風(fēng)時，城區(qū)風(fēng)速比上風(fēng)向郊區(qū)減少29%-40%，當(dāng)吹南風(fēng)或者北風(fēng)時，城區(qū)風(fēng)速比上風(fēng)向郊區(qū)減少35%-50%。這主要是由于北京城區(qū)的街道是東西向，房屋主軸走向是南北，所有東西風(fēng)減弱少，南北風(fēng)減弱多。

城區(qū)風(fēng)速日變化比郊區(qū)要小，如北京1月城區(qū)日較差1.5m/s，而郊區(qū)1.9m/s；7月城區(qū)0.8m/s，郊區(qū)1.1m/s。這是因為自然風(fēng)白天大，城市對風(fēng)速產(chǎn)生的摩擦作用強(qiáng)，使城區(qū)白天風(fēng)速比郊區(qū)減弱的多，而夜間城、郊的風(fēng)速都較小，差別不大，結(jié)果使城區(qū)日較差比郊區(qū)為小?！锔邔咏ㄖ锏膭恿π?yīng)

高層建筑物風(fēng)效應(yīng)高層建筑物氣流特征

高層建筑物造成的高風(fēng)速

★高層建筑物風(fēng)效應(yīng)

氣流遇見高層建筑物會引起氣流方向的改變，形成了幾個性質(zhì)不同的氣流區(qū)域。有穩(wěn)定氣流區(qū)（Ⅰ）、正壓區(qū)（Ⅱ）、空氣動力風(fēng)影（Ⅲ）和尾流區(qū)（Ⅳ）。根據(jù)樓群的布局不同，高樓風(fēng)分為：分流風(fēng)、下沖風(fēng)、逆風(fēng)、峽谷風(fēng)、開口部風(fēng)、穿堂風(fēng)幾類。1-距建筑物高度5倍以外的地區(qū)3-以穩(wěn)定氣流速度95%的等速曲線，其為尾流區(qū)邊界尾流的長度約為建筑物高度的17倍★高層建筑物氣流特征

當(dāng)風(fēng)垂直吹向建筑物時，靠近建筑物的平均風(fēng)速隨著高度的增加而增大。迎風(fēng)面速度場及湍流強(qiáng)度將影響氣流流型和表面壓力，如圖★高層建筑物造成的高風(fēng)速

高層建筑物往往會使附近的氣流分流，這能造成近地層局部地區(qū)風(fēng)速的增大，特別是高聳的板塊形建筑物成為氣流的巨大障礙，在它周圍產(chǎn)生令人不安的強(qiáng)風(fēng)，對行人帶來困難，甚至危險。如英國克洛頓市的圣喬治宮是一座南北走向大樓，高75m、寬70m、深18m。在它西側(cè)的商業(yè)區(qū)與東側(cè)的街道聯(lián)接起來。1964年，當(dāng)這座大樓建成后，在商業(yè)區(qū)以及通道出現(xiàn)了強(qiáng)風(fēng)，似的行人走路困難，受到人們的抱怨。此外，曾發(fā)生在高層建筑物拐角處把人吹倒摔傷，還有在拐角處引起風(fēng)災(zāi)的報道。這樣的例子在國內(nèi)外屢見不鮮。這種高大建筑物造成的強(qiáng)風(fēng)，一般分布在建筑物的側(cè)面，特別是在拐角處。同時在其迎風(fēng)面的渦旋外圍附近，即距離建筑物不遠(yuǎn)也可能出現(xiàn)強(qiáng)風(fēng)，如圖：高度影響建筑物兩側(cè)風(fēng)；寬度影響建筑物頂部風(fēng)；深度影響建筑物背面風(fēng)；橫長形風(fēng)速最大區(qū)在建筑物上方；細(xì)高形風(fēng)速最大區(qū)在建筑物兩側(cè)；正方形或矩形風(fēng)速最大區(qū)在建筑物兩側(cè)前角；圓形風(fēng)速最大區(qū)在建筑物兩側(cè)中部。城市熱島效應(yīng)

城市化在氣候上最明顯的特征是溫度較四周郊區(qū)偏高，而且等溫線在市區(qū)出現(xiàn)閉合，形成“熱島”。例如：88年02年06年城市建設(shè)的氣候效應(yīng)

城市濕度降低降水量增加太陽輻射減弱其他要素的變化

“干島效應(yīng)”“暴雨增多”“混濁島效應(yīng)”

氣候與城市相互作用的研究是很有價值的。除了給搞城市規(guī)劃的專業(yè)人員提供氣象數(shù)據(jù)和規(guī)劃建議外，還要研究城市發(fā)展與氣候相互影響。城市也許會相當(dāng)大的影響臨近的氣候。為了估計氣候如何被城市發(fā)展所改變，需要?dú)夂蚬ぷ髡叩慕?jīng)驗、技術(shù)和判斷。同時，發(fā)展各種數(shù)值模式可以將氣候?qū)W與城市建筑規(guī)劃和設(shè)計結(jié)合起來，作出最優(yōu)化的建筑設(shè)計，使城市和建筑物適合當(dāng)?shù)貧夂虿?chuàng)造出適合人類居住的城市生態(tài)環(huán)境?！锊膳彝庥嬎銡庀髤?shù)★通風(fēng)室外計算氣象參數(shù)

★空氣調(diào)節(jié)室外計算氣象參數(shù)

采暖通風(fēng)和空調(diào)設(shè)計所用的氣象參數(shù)室外計算氣象參數(shù)

將根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄甑臍庀笥^測資料，根據(jù)不同設(shè)計對象確定出設(shè)計計算用的數(shù)值，稱為室外計算參數(shù)。室外計算參數(shù)：如冬季通風(fēng)室外計算溫度、夏季通風(fēng)室外計算溫度、冬季和夏季空調(diào)室外計算溫度等。每一個室外計算氣象參數(shù)都有確切的含義。

我國氣候復(fù)雜，寒冷地區(qū)冬季要保溫采暖，炎熱地區(qū)夏季隔熱降溫，還有一些地區(qū)冬要采暖，夏要降溫。在工業(yè)廠房和公共及民用建筑的設(shè)計中，為了滿足生產(chǎn)、操作和人民生活的需要，往往必須采用一系列措施，采暖通風(fēng)和空調(diào)就是其中主要之一。一個地區(qū)采暖期的長短不但和氣候條件有關(guān)，而且還涉及到經(jīng)濟(jì)狀況。因此我國應(yīng)根據(jù)自己的國情制定適合我國的采暖期的標(biāo)準(zhǔn)。在確定采暖標(biāo)準(zhǔn)時，在氣象方面，需要研究三個有關(guān)問題，即采暖劃區(qū)的氣象指標(biāo)，我國集中采暖地區(qū)區(qū)劃和采暖室外計算溫度。

★采暖室外計算氣象參數(shù)集中采暖的優(yōu)點(diǎn)：①提高能源利用率、節(jié)約能源。供熱機(jī)組的熱電聯(lián)產(chǎn)綜合熱效率可達(dá)85％，而大型汽輪機(jī)組的發(fā)電熱效率一般不超過40％；區(qū)域鍋爐房的大型供熱鍋爐的熱效率可達(dá)80％～90％，而分散的小型鍋爐的熱效率只有50％～60％。②有條件安裝高煙囪和煙氣凈化裝置，便于消除煙塵，減輕大氣污染，改善環(huán)境衛(wèi)生，還可以實現(xiàn)低質(zhì)燃料和垃圾的利用。③可以騰出大批分散的小鍋爐房及燃料、灰渣堆放的占地，用于綠化，改善市容。④減少司爐人員及燃料、灰渣的運(yùn)輸量和散落量，降低運(yùn)行費(fèi)用，改善環(huán)境衛(wèi)生。⑤易于實現(xiàn)科學(xué)管理，提高供熱質(zhì)量。實現(xiàn)集中供熱是城市能源建設(shè)的一項基礎(chǔ)設(shè)施，是城市現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志，是國家能源合理分配和利用的一項重要措施。

采暖區(qū)劃的氣象指標(biāo)

根據(jù)國內(nèi)外的觀測分析，對處于安靜狀態(tài)的人來說，環(huán)境溫度低于18℃，血流量較常溫（20-25℃）減少20%，當(dāng)環(huán)境溫度低于15℃時，出現(xiàn)明顯的冷感，血流量較常溫減少57%，故常將15℃定為冷感的臨界溫度。人體產(chǎn)生冷的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的室溫條件為9.6-11.4℃，據(jù)此室內(nèi)采暖溫度最好是12℃以上，由于

房屋的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，使室內(nèi)的溫度高于外界環(huán)境氣溫，一般高4-8℃，若室外溫度在5℃時，室內(nèi)不采暖，尚能維持人體最低要求，若室外溫度在8℃時，室內(nèi)不采暖，可保持人體冷感的界限溫度在12℃，所以我國把采暖室外界限溫度定為5℃和8℃。

由于經(jīng)濟(jì)原因現(xiàn)在采暖通風(fēng)規(guī)范仍按5℃作為標(biāo)準(zhǔn)計算采暖期，只有高級民用建筑和特殊需要的公共建筑，如賓館、醫(yī)院、療養(yǎng)院、托兒所、幼兒園等才采用以8℃作為計算采暖期的標(biāo)準(zhǔn)。采暖期僅以氣溫作為標(biāo)準(zhǔn)是不夠的，應(yīng)引進(jìn)其它因素，如空氣濕度、風(fēng)速以及太陽輻射等，由于這方面研究不夠，所以我國目前尚沒有利用綜合指標(biāo)。

全國集中采暖區(qū)劃

我國集中采暖規(guī)定：（1）累年日平均溫度穩(wěn)定低于或等于5℃日數(shù)為≥90天的為集中采暖地區(qū)；（2）累年日平均溫度≤5℃日數(shù)為60-90天和累年日平均溫度≤5℃的日數(shù)不足60天，但穩(wěn)定低于或等于8℃的日數(shù)≥75天為采暖過渡地區(qū)（累年日平均溫度≤5℃的日數(shù)在45~60天，1月平均相對濕度≥75%和冬季平均日照百分率≤25%的區(qū)域，朱瑞兆等）；（3）在上述兩個標(biāo)準(zhǔn)之外的地區(qū)為非集中采暖地區(qū)。

按這三個標(biāo)準(zhǔn)，計算了全國1000多個氣象臺站資料，將全國劃分為集中采暖區(qū)、采暖過渡區(qū)和非集中采暖區(qū)三個區(qū)：

★集中采暖區(qū)分布在淮河秦嶺一線以北及四川和云貴高原一線以西，約占全國陸地面積70%；

★過渡區(qū)分布在集中采暖界限以南與由浙江北部穿江西、湖南北部、貴州南部到云南北部一線以北的中間的地帶，其面積約占全國的15%；

★非集中采暖區(qū)主要位于浙江、江西、湖南、云南的南部以及福建、兩廣、臺灣和海南。

采暖室外計算溫度

根據(jù)我國實踐，采暖室外計算溫度是采用歷年平均不保證5天的日平均溫度作為標(biāo)準(zhǔn)，而有的國家是以小時平均溫度作為依據(jù)的。每年不保證5天，是考慮到一般工業(yè)廠房及輔助建筑物的室內(nèi)溫度，允許有一定的時間低于設(shè)計值，而且在設(shè)計不保證情況下，絕大部分時間里，室內(nèi)溫度仍可維持廠房規(guī)定的室內(nèi)溫度最低的水平，當(dāng)然有特殊的要求的建筑物如賓館、高級住宅等不保證時間可以縮短些，一般取不保證1天，保證時間愈多，意味著設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)愈高，設(shè)備費(fèi)用也增加。

北京地區(qū)采暖溫度按5℃計算，采暖起止日期為11.8—3.17共129天，若按8℃計算，采暖起止日期應(yīng)為11.1—3.29共149天，目前北京采暖期一般規(guī)定為11.15—3.15。例：通風(fēng)室外計算氣象參數(shù)

通風(fēng)：

為改善生產(chǎn)和生活環(huán)境以造成安全、衛(wèi)生等適宜條件，采用自然或機(jī)械方法，對某一空間進(jìn)行換氣的技術(shù)。

夏季通風(fēng)室外計算溫濕度是用來作為消除生產(chǎn)廠房內(nèi)余熱，余溫及特殊高溫工作地點(diǎn)降溫的室外氣象條件。

根據(jù)我國采暖通風(fēng)規(guī)范規(guī)定，以累年最熱月14時平均溫度及其對應(yīng)的平均相對濕度作為夏季通風(fēng)計算參數(shù)，為了簡化，一般以7月代表最熱月，但用14時的平均氣溫代表平均最高氣溫，尚有疑問。北京時與地方平均時存在一定時差

我國目前的4次（02、08、14、20時）觀測都是利用北京時，雖在1960年以前氣象站是有地方時觀測資料，但站少，資料年代短。我國東西地跨63個經(jīng)度，5個時區(qū)，最西邊比北京時差3個多小時，最東差1個多小時，通過50—60年代我國同時維持地方時和北京時的兩套觀測時次的資料對比分析表明，時差對我國西部的青藏高原和西北干旱地區(qū)的計算溫度影響較大，偏低在1-2℃之間。如烏魯木齊的北京時14時，實際上是地方時的12時，時差2個多小時，其差值在2℃左右。所以要進(jìn)行時差修正。其修正公式是按當(dāng)?shù)貧鉁厝兆兓囊?guī)律來確定。

空氣調(diào)節(jié)室外計算氣象參數(shù)

夏季空調(diào)室外計算氣象參數(shù)包括：（1）干球溫度--

采用歷年平均不保證50h作為標(biāo)準(zhǔn)；（2）

濕球溫度--

采用歷年平均不保證50h作為標(biāo)準(zhǔn)，上述兩項相配確定室外空氣狀態(tài)點(diǎn)，作為夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計算應(yīng)用的最高溫濕狀態(tài)；（3）夏季空調(diào)室外計算日平均溫度--采用歷年平均不保證5天的日平均溫度，可作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱計算數(shù)據(jù)，實際即對特別高溫日不會保證。

我國尚未利用綜合性指標(biāo)，從節(jié)能觀點(diǎn)對若干民用和公共建筑提出如下一些參數(shù)：

夏季：溫度24-28℃RH40-65%

風(fēng)速

0.2-0.5m/s冬季：溫度：18-22℃RH≥35%（高級建筑）風(fēng)速

0.15-0.3m/s

上述參數(shù)中對夏季高級建筑可取低值，一般建筑取高值，人員停留較長時間（＞3h）的建筑可取低值，停留時間短可取高值；冬季對一般建筑濕度不作規(guī)定。建筑地基與凍土層

基礎(chǔ)之下承受全部荷載的土層。地基

有足夠強(qiáng)度，無需人工加固叫天然地基，需人工加固的叫人工地基。

凍土是決定基礎(chǔ)的埋置深度因素之一凍土分為：是指凍土深度的簡稱。

季節(jié)性凍土--是指一年凍融交替一次的土層，且凍層下的土常年處于正溫狀態(tài)。多年凍土—是指超過3年。凍深短暫凍土永凍土地基的凍脹性

地基土凍結(jié)后，由于土壤中的水分在凍結(jié)過程中發(fā)生膨脹，使土壤局地抬升的現(xiàn)象（體積較前增大）。一般凍結(jié)溫度較低約0到-2.5℃。

凍脹的強(qiáng)弱用凍脹率表示，即凍結(jié)后的土體積減去凍結(jié)前的土體積與凍結(jié)前土體積之比。凍脹

我國工業(yè)與民用建筑地基設(shè)計規(guī)范（GBJ7-89）按地基凍脹率的大小及其對建筑物的危害程度，將地基凍脹性分為4類：（1）不凍脹:

凍脹率<1%，凍結(jié)時無水分轉(zhuǎn)移，在天然情況下，有時地面呈凍縮現(xiàn)象，即使對敏感的淺埋基礎(chǔ)也無任何危害；（2）弱凍脹:凍脹率1%--3.5%，凍結(jié)時水分轉(zhuǎn)移很少，凍土呈水晶狀，地表或散水無明顯的隆起，道路無翻漿現(xiàn)象，一般對淺埋基礎(chǔ)也無危害。（3）凍脹:

凍脹率3.5%--6.0%，凍結(jié)時有水分轉(zhuǎn)移，并形成冰夾層，地表或散水明顯隆起，道路翻漿，對埋得過淺的建筑物產(chǎn)生裂縫，在凍深大的地方非采暖房屋會因切向凍脹力而使建筑物破壞。（4）強(qiáng)凍脹:

凍脹率>6%，凍結(jié)時有大量的水分轉(zhuǎn)移，形成較厚的或較密的冰夾層，道路翻漿嚴(yán)重，淺埋基礎(chǔ)建筑物可產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，在凍深大的地區(qū)，即使基礎(chǔ)深埋超過凍深，也會因切向凍脹力而使建筑物破壞。

基礎(chǔ)最小埋深及其計算

為使各種工程的基礎(chǔ)、給水排水、煤氣管線等不致受凍脹損壞，一般要求將基礎(chǔ)及管線埋置在凍土層以下，才不致由凍脹而破壞，建筑上稱此為基礎(chǔ)埋深。

基礎(chǔ)埋深

在保證建筑物安全和正常使用前提下，基礎(chǔ)盡量淺埋，既經(jīng)濟(jì)又合理，我國規(guī)定基礎(chǔ)埋深值不小于0.5m，這是根據(jù)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，基礎(chǔ)大放腳的構(gòu)造要求，動植物影響，耕土層厚度以及習(xí)慣做法等因素確定的，當(dāng)然對巖石地基，基礎(chǔ)最小深埋不受此限。

凍土深度是決定基礎(chǔ)埋深的因素，從工程觀點(diǎn)考慮，凍脹只在凍深的部分范圍內(nèi)產(chǎn)生，相應(yīng)部分的凍土厚度稱為有效凍脹區(qū)，基礎(chǔ)埋深只要超過有效凍脹深度，就已安全可靠?；A(chǔ)最小埋深Dmin的經(jīng)驗計算公式為：

其中Z0最大凍土深度（m），mt為采暖情況下的影響系數(shù)，Zd為地基下允許殘留凍土厚度（m）。

根據(jù)中國建筑科學(xué)院實測結(jié)果，對采暖建筑物，當(dāng)室內(nèi)外地面高差>0.45m或室內(nèi)平均氣溫<10℃時，mt=1；室內(nèi)平均氣溫>10℃，外墻中段取mt=0.7，外墻角端取mt=0.85；冬季不經(jīng)常采暖建筑物mt=1.0；不采暖建筑物mt=1.1。在上述四類地基凍脹性中，不凍脹Zd=凍土深度；弱凍脹Zd=0.5～0.7m；凍脹Zd=0.25～0.4m；強(qiáng)凍脹Zd=0，注意在凍深大的地區(qū)，即使基礎(chǔ)埋深等于凍深，也會因切向凍脹力的作用而使建筑物受損。

從長江中下游南岸向西經(jīng)四川北部和西部穿越橫斷山脈到西藏，此線以南不出現(xiàn)凍土，此線以北的東部，屬季節(jié)性凍土，即土層一年凍融交替一次，該地區(qū)凍土深度隨緯度增高而增厚，最深的大興安嶺北側(cè)和青藏高原，凍土層超過3m，有些地區(qū)表現(xiàn)為島狀多年凍土帶。

我國凍土與非凍土帶的分界：負(fù)溫總和與凍深關(guān)系曲線積雪和屋面雪荷載

積雪深度和積雪密度

基本雪壓計算

基本雪壓分布

積雪深度

是指積雪表面至地表的垂直厚度，以cm為單位。

積雪密度是指單位體積積雪重量，單位為kg/m3。雪壓

表示單位水平面積上所承受的積雪重量，以kN/m2表示。雪壓的計算公式為：（1980年后開始直接觀測）S=h*ρs

h為積雪深度，ρs為積雪密度。

我國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定“基本雪壓是以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔?0年一遇最大積雪的自重確定”。

基本雪壓計算

由每年的最大積雪深度

，采用類似計算風(fēng)壓的極值分布函數(shù)方法，計算50年一遇最大積雪深度，乘以相應(yīng)的積雪密度，即得基本雪壓

。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織推薦雪壓或積雪深度采用極值I型分布。但對我國南方一些省份，因某些年無積雪，此時利用皮爾遜Ⅲ分布能較好地擬合。

/view/823dac05cc175527072208c7.html?from=rec&pos=2&weight=3基本雪壓分布

我國雪壓分布的基本特點(diǎn)是：

1、雪壓大于0.4kN/m2的大小興安嶺及長白山地區(qū)，新疆天山以北和長江中下游；

2、南嶺以南基本不積雪；

3、西北干旱區(qū)及草原沙漠區(qū)，因降雪稀少，雪壓極小；

4、青藏高原冰川和積雪分布范圍廣，由于實測資料少，有待進(jìn)一步積累資料和統(tǒng)計分析。

屋面積雪分布系數(shù)μ

在屋面的某些部位可因漂積、凍結(jié)而使雪壓遠(yuǎn)大于地面荷載，一般μ值隨屋面坡度β增加而減少

β<30°,μ=0.8；β≥60°，μ=0；在

30°--60°之間，μ=0.8（60-β）/30。屋面雪荷載還受屋面溫度的影響，采暖屋一般雪荷載偏小。

定義為屋面雪壓標(biāo)準(zhǔn)值Sk與當(dāng)?shù)鼗狙褐礢0之比。μ=Sk/S0屋面水平投影面積上的雪荷載氣象與施工

★外場施工的天氣影響

★氣象信息，天氣預(yù)報在建筑施工中的應(yīng)用

降水、極端溫度、高風(fēng)速天氣預(yù)報作用

最佳施工期選擇建筑天氣預(yù)報服務(wù)的基本要求

★外場施工的天氣影響遲緩進(jìn)入場地和移運(yùn)；妨礙挖掘；形成積水；改變混凝土澆注時的水灰比，延遲混凝土凝固；影響砌磚和所有室外涂刷，鋪設(shè)工序；損壞新完成的表面，損毀未及時遮蔽的材料；增加人員體力消耗，引起身體不適。

雨對高空作業(yè)和起重裝吊作業(yè)會造成危險，近年來起重機(jī)數(shù)量增多，高度增加，風(fēng)致振動現(xiàn)象愈來愈多，風(fēng)毀事故時有發(fā)生，風(fēng)力使鋼架，結(jié)頂，護(hù)墻板，腳手架及類似的作業(yè)危險性增加。

高風(fēng)速陜西省給出室外施工的臨界降水線為0.5mm/h。高空作業(yè)遇到超過6級的大風(fēng)停止作業(yè)。低于0℃影響挖掘，未防護(hù)水管凍結(jié)，影響供水，使堆料凍結(jié)，影響材料供應(yīng)；損害灰漿，無法砌磚，影響混凝土澆注和固化；-20℃以下結(jié)構(gòu)工程中的鋼筋，鋼板易脆斷，造成機(jī)械設(shè)備的延遲或失效，造成進(jìn)場人員不適和增加危險性。

低溫高于30℃，砂漿易失水，影響粘結(jié)度，增加人員體力消耗，引起身體不適，甚至中署昏厥。

高溫★氣象信息，天氣預(yù)報對建筑施工的應(yīng)用天氣預(yù)報作用

長期天氣預(yù)報中期天氣預(yù)報短期、短時天氣預(yù)報

在建筑投標(biāo)階段，為作出合適的估價和確定時辰，需獲知12個月的長期天氣趨勢展望，中期天氣預(yù)報在建筑施工生產(chǎn)調(diào)度中十分重要，只要其正確度超過氣候預(yù)報和持續(xù)性天氣預(yù)報，即可創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，短期和短時預(yù)報對有效的制定施工計劃，逐日分配實施任務(wù)以及采取應(yīng)急措施是非常有用的，塔吊高100-150m，在地面4級以上大風(fēng)時，它就會發(fā)抖，吊臂失控，容易出現(xiàn)斷繩，甚至可能發(fā)生塔吊出軌，翻倒，造成事故；在5級大風(fēng)以上時，塔吊就要停止作業(yè)，高空作業(yè)的指揮者，每天收聽天氣預(yù)報后，才能安排以后幾天的工作。

最佳施工期選擇

避開雨季----雨季給地基土方挖掘帶來困難，重型裝置將會擱淺無法使用，風(fēng)和日麗的季節(jié)最利于室外施工，但不可能把所有的室外施工都集中在這一時期，在制定施工計劃時應(yīng)劃分不同的工作時段，使天氣敏感性工種與天氣非敏感性工作協(xié)調(diào)，并把室內(nèi)工程與室外工程適當(dāng)配合。躲開高溫施工---

氣溫升高32℃以上時，不但混凝土易變形斷裂，而且對工人也不利，但這種高的溫濕度一年中都發(fā)生在7月中、下旬，而且每天僅在下午2-3時，所以可以從氣候上統(tǒng)計出易中暑時段。施工季節(jié)劃分常以日平均氣溫為基礎(chǔ)，冬季以日平均氣溫5℃，夏季以日平均氣溫23℃為標(biāo)準(zhǔn)，日平均氣溫5-23℃之間可選作最佳施工期。建筑天氣預(yù)報服務(wù)的基本要求

首先通過調(diào)查，咨詢，了解建筑施工所需的氣象信息種類和時間要求，一般下午2-3時和上午6-7時建筑施工對氣象信息需要量最為迫切，便于第二天作業(yè)計劃的安排，包括設(shè)備的使用和材料的準(zhǔn)備；其次，預(yù)報項目和要求應(yīng)適應(yīng)施工作業(yè)的需要，具體詳盡，針對性，著重強(qiáng)調(diào)重要天氣發(fā)生時間，對重要天氣進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，一旦有變化及時補(bǔ)充訂正，為室外工作布置，設(shè)備維修，易損材料使用和保護(hù)，提供準(zhǔn)確及時的預(yù)報。結(jié)構(gòu)風(fēng)壓

★風(fēng)速與風(fēng)壓

★基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓

★非規(guī)定條件下風(fēng)速和風(fēng)壓的換算

★海上風(fēng)壓的推算

★隨機(jī)風(fēng)振

風(fēng)荷載是建筑結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計荷載，特別對于高聳結(jié)構(gòu)（如煙囪、塔架等）高聳房屋和大跨度橋梁等，有時起決定性作用，近年來，樓房愈蓋愈高，樓頂?shù)膹V告板愈樹愈多，而且越做越大，其中許多未經(jīng)嚴(yán)格的風(fēng)壓計算，成為事故隱患。

例：1993年4月9日，一場罕見大風(fēng)襲擊北京，當(dāng)日中午城區(qū)一些地段，風(fēng)力達(dá)8-11級，全市城區(qū)發(fā)生170余起供電線路故障，造成市區(qū)近20年來少有的停電事故，北京火車站廣場一座巨幅廣告牌被強(qiáng)風(fēng)掀翻，砸死兩人，砸傷14人，全市至少有百余座建筑物上的廣告牌從高處墜落。2011年4月17日廣東冰雹大風(fēng)死17人，118人傷。

★風(fēng)速與風(fēng)壓

氣流對建筑結(jié)構(gòu)的影響，主要表現(xiàn)在風(fēng)壓和風(fēng)振上。（對結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，風(fēng)的作用直接以風(fēng)壓來表示。）

風(fēng)壓是在與氣流垂直的平面上所受到的風(fēng)的壓強(qiáng)，單位是KN/㎡。

一個建筑物上所受到的風(fēng)壓大小和建筑物體型、高度等有關(guān)。風(fēng)壓

建筑物上實際受到的風(fēng)壓稱為風(fēng)荷載P，即其中：P0為基本風(fēng)壓，是自然界中風(fēng)的壓力，K是風(fēng)載體型系數(shù)（表示穩(wěn)定風(fēng)壓在建筑物上的分布），指在風(fēng)場中建筑物所受到的壓力的實際效應(yīng)與原來風(fēng)速計算求得的理論風(fēng)壓（即風(fēng)洞試驗時計算風(fēng)壓）的比值，Kz為風(fēng)壓高度變化系數(shù)“建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范”（GBJ-9-87）中已規(guī)定：對于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，以及基本自振周期T1＞0.25s的塔架，煙囪等高聳結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來考慮風(fēng)壓脈動的影響。

基本風(fēng)速和基本風(fēng)壓

風(fēng)速隨高度、平均時段和環(huán)境地貌而變化，為了比較，必須規(guī)定條件：按規(guī)定條件測定的風(fēng)速稱為基本風(fēng)速。

我國規(guī)定條件：我國氣象臺站風(fēng)速儀安裝高度為10-12m，平均時段為10分鐘，測站周圍要求空曠平坦。

基本風(fēng)壓除了以上三個條件外，還要求：

最大風(fēng)速樣本、最大風(fēng)速重現(xiàn)期、最大風(fēng)速線型

最大風(fēng)速樣本

最大風(fēng)速樣本取法不同，直接影響平均風(fēng)速值，考慮風(fēng)的自然周期并突出最大風(fēng)速作用，取年最大風(fēng)速作為一個樣本比較合適，我國風(fēng)荷載規(guī)范采用年最大風(fēng)速作為統(tǒng)計樣本，以與世界大多數(shù)國家一致。

不能取歷年最大風(fēng)速的平均值作為設(shè)計依據(jù)，而應(yīng)取大于平均值很大范圍的某個值來進(jìn)行設(shè)計，此時大于該值的設(shè)計風(fēng)速并不經(jīng)常出現(xiàn)，而是間隔一段時期后再出現(xiàn)，該間隔時段稱為重現(xiàn)期。

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可理解為不超過該值的保證率，設(shè)重現(xiàn)期為T0，1/T0則是超過設(shè)計最大風(fēng)速的概率，不超過該設(shè)計最大風(fēng)速的概率或保證率P0為

P0=1-1/T0；重現(xiàn)期越大，保證率越高

。最大風(fēng)速重現(xiàn)期我國風(fēng)荷載規(guī)范規(guī)定，對一般結(jié)構(gòu)重現(xiàn)期為30年，對高層建筑或高聳結(jié)構(gòu)重現(xiàn)期取50年，對鐵路工程橋洞等特別重要的結(jié)構(gòu)，重現(xiàn)期為100年。

為了求設(shè)計最大風(fēng)速，必須確定重現(xiàn)期或保證率，為此必須知道最大風(fēng)速的概率密度函數(shù)或概率分布函數(shù)，常把函數(shù)表達(dá)的分布曲線型式稱為線型。風(fēng)荷載早期采用personⅢ型曲線，現(xiàn)已改用極值Ⅰ型分布曲線，

最大風(fēng)速線型式中

為待定系數(shù)，分別與標(biāo)準(zhǔn)位置和平均值有關(guān)，根據(jù)平均值定義

所以只要風(fēng)速原始分布屬指數(shù)型分布，則其最大風(fēng)速分布接近極值Ⅰ型。

基于上述6個條件，我國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范對基本風(fēng)壓的概括為：基本風(fēng)壓是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計所得的50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速V0（m/s）為標(biāo)準(zhǔn)，一般按確定的風(fēng)壓值，這是由伯努利方程的來的。

規(guī)定風(fēng)壓不得小于0.25KN/m2，對于高層建筑或高聳結(jié)構(gòu)，上述風(fēng)壓乘以1.1，對于特別重要和有特別意義的高層建筑或高聳結(jié)構(gòu)，上述風(fēng)壓乘以1.2。全國基本風(fēng)壓分布圖(單位:KPa)

風(fēng)壓分布特征（1）風(fēng)壓分布受大氣環(huán)流的影響

東南和華南沿海及其島嶼，因受臺風(fēng)的影響風(fēng)壓最大。我國瞬時極端風(fēng)速都出現(xiàn)在這一地帶;

三北地區(qū)的風(fēng)壓也較大，主要與強(qiáng)冷空氣活動有關(guān)；云貴高原和長江中下游風(fēng)壓較小，這一地區(qū)因受青藏高原的影響，在“死水區(qū)”風(fēng)速較小，且冬季冷空氣到此已變性，風(fēng)力減弱，夏秋臺風(fēng)很難到達(dá)，即使強(qiáng)臺風(fēng)到長江中下游，強(qiáng)度大減，風(fēng)力也只有登陸時的40%以下，所以這一地區(qū)是全國風(fēng)壓較小區(qū)。

（2）海陸的影響

氣流流經(jīng)海面由于摩擦力較小，風(fēng)速較大。由沿海向內(nèi)陸，動能很快消耗，風(fēng)速減小，故等風(fēng)壓線由沿海向內(nèi)陸減小，且平行于海岸。海島則風(fēng)速由海岸向中心減小，風(fēng)壓自成系統(tǒng)，如臺灣、海南島、西沙、澎湖列島等。

（3）地形的影響氣流在運(yùn)行中遇到山脈屏障，不但改變大形勢下的風(fēng)速，還會改變方向。在大尺度地形影響下，氣流有摩擦效應(yīng)，也會繞爬運(yùn)動，故等風(fēng)壓線在大小興安嶺、天山、祁連山、秦嶺、陰山、太行山和橫斷山脈等地都是平行于山體。在四周環(huán)山的盆地，氣流受到阻滯，風(fēng)速較小，如準(zhǔn)噶爾、塔里木和四川盆地等，等風(fēng)壓線基本上是沿盆地的走向;

河谷兩邊的高山使氣流受阻，以及地面的摩擦，動能損耗較大，所以風(fēng)速較小，如雅魯藏布江、瀾滄江等。非規(guī)定條件下風(fēng)速和風(fēng)壓的換算

★非規(guī)定高度換算

按Prandtl湍流半經(jīng)驗理論，在中性層結(jié)的近地面層中，可導(dǎo)出風(fēng)速隨高度變化的對數(shù)關(guān)系，即：

式中Z0為地面粗糙度，

為規(guī)定高度Zs處的平均風(fēng)速，在大風(fēng)情況下，對幾十米高度的風(fēng)速垂直廓線描述也是適合的。

目前，國內(nèi)外均傾向于統(tǒng)一使用指數(shù)律來描述風(fēng)速隨高度的變化關(guān)系，主要是適用高度范圍較大，便于計算，應(yīng)用更廣泛。

α為指數(shù)，反映近地層處風(fēng)速隨高度而遞增的快慢，當(dāng)風(fēng)速儀在Z高度時基本風(fēng)速應(yīng)為

其中指數(shù)α

可由上式兩端取對數(shù)，由實測資料按最小二乘法擬和獲得。

α

主要隨地面粗糙度不同而變化，α

值大表示風(fēng)速隨高度增加的慢或風(fēng)速梯度小，所以同一高度上市區(qū)風(fēng)速比開闊地區(qū)要小。根據(jù)我國幾個高塔上，近地層梯度觀測所得的資料來看，α的各月值與年平均值差異不大，廣州α=0.22，武漢α=0.19，上海α=0.33。不同粗糙度下墊面的風(fēng)廓線

自由大氣中，當(dāng)空氣作曲線運(yùn)動時，水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、慣性離心力三個力達(dá)到平衡時的空氣水平運(yùn)動，稱為梯度風(fēng)。

我國荷載規(guī)范把地表粗糙度分為三類，A類指近海海面，海島與海岸，湖岸與沙漠區(qū)；B類指田野，鄉(xiāng)村，叢林，丘陵及房屋比較稀疏的中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)；C類指由密集建筑群的大城市市區(qū)。它們的α

和梯度風(fēng)高度不同。

表我國荷載規(guī)范的地貌分類及相應(yīng)的α

，HT值地貌分類ABC

α0.120.160.20HT300350400★非規(guī)定地貌換算

同一大氣環(huán)境中，各類地貌梯度風(fēng)速應(yīng)相等，由指數(shù)分布關(guān)系

任意地貌的基本風(fēng)壓：

代入有：按我國的規(guī)范：基本風(fēng)速相當(dāng)于B類，所以?、匐x海岸距離因子，離岸越遠(yuǎn)，海風(fēng)越大Ut＞1②山中間盆地，谷地，氣流受地形屏障而減小Ut＜1

③與盛行風(fēng)一致的山口，峽谷口，由于峽管效應(yīng)

Ut＞1調(diào)整系數(shù)Ut：海面和山區(qū)的基本風(fēng)壓和調(diào)整系數(shù)

離海岸距離（km）地貌4040-6060-100山間盆地、谷地與盛行風(fēng)一致的山口、峽谷口調(diào)整系數(shù)1.01.0-1.11.1-1.20.75-0.851.2-1.5相應(yīng)基本風(fēng)壓1.38Ps（1.38-1.52）Ps（1.52-1.66）Ps（0.75-0.85）Ps（1.2-1.5）Ps★不同平均時段換算

我國很多臺站1969年以前，一日定時4次或3次觀測2分鐘平均風(fēng)速，無10分鐘自記風(fēng)速資料，這就要求把定時最大風(fēng)速換算成自記最大風(fēng)速，這可通過一次換算相關(guān)公式進(jìn)行，如廣西省

4次：y=0.793x+4.71相關(guān)系數(shù)：0.813次：y=0.821x+4.85相關(guān)系數(shù)：0.75

不同時段與10分鐘平均風(fēng)速的平均比值平均時段1h10min5min2min1min30s20s10s5s瞬時統(tǒng)計比值0.941.01.071.161.201.261.281.351.391.50