气象与建筑

发表于2005-01-11     2438人浏览     4人跟帖     总热度:10  

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气象与建筑
  多少世纪以来,在不同环境中人们为了适应各种气候情况而设计出不同的建筑物。
我国住宅,根据不同地区的自然条件,建造了适应当地气候特点的房屋。如果不把气候对建筑的影响,专门应用到规划、设计和材料选择中去,建造的建筑物就不可能很好地满足要求。所以现在建筑上都要考虑气候的影响,如建筑气候区划,建筑气象参数标准,还有地基基础设计规范,结构荷载规范、采暖风空调设计规范、热工规范、采光规范等,都把气候影响作了计算。各种气象要素对房屋的作用或多或少都有一定的方向性。如风与城市规划、局地环流与城市规划、近地层的变化与城市规划、气温与城市总体布局、日照与城市总体布局,气象与建筑同样密不可分。


建筑施工一般在露天状况下作业,当然要受天气条件的制约。影响建筑施工的主要气象因素有降水、风、温度和湿度。降水对水泥、沙浆、石灰等建筑材料有破坏作用。高层建筑施工,还应避开雷雨天气,
以防雷击事故。降雪对施工也有影响,积雪易在混凝土表面形成水层,从而影响强度、降低质量。风对施工的影响主要表现在风力较大时,高空塔吊不能转动自如,甚至可能发生塔吊出轨、翻倒事故。如果地面风在4级以上,则高空风力会更大,既不利于施工进展,也影响作业安全。建筑施工最适宜的温度为5-25度。因为气象因素对建筑施工影响较大,所以有经验的建筑行家,总是在气象部门的密切配合下,趋利避害,既确保了施工的质量和安全,又加快了作业进度,从而获得更明显的经济效益。

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气象与建筑风格
  由于各地气候差异很大,建筑风格迥然不同。  建筑风格南半球与北半球不同,欧洲与亚洲有异,南方与北方差异显著,东部与西部格调不一,大陆性气候与海洋性气候的建筑物风格各有特色;热带与温带、寒带建筑风格也自成一家。  广州地处华南珠江口盆地,是典型的炎热多雨气候。因此为了避雨遮阳,在这个城市的街道上多建有“行人廊”(或骑楼)。有的骑楼是从街道两旁的商店二层楼向街心方向延伸到人行道上而成,也有把屋檐延伸以构成行人廊。这种风格的建筑,并不美观,但很实用。今日上海市人们都喜欢在雷雨季节到与之相仿的“第二条南京路”上海金陵东路去购物,即使下起雷雨,游客仍可泰然自若地从一个商店逛到另一家商店。  可是,到了西南边陲的西双版纳,人们常见到另一种风格的建筑――竹楼。它以竹木为主要材料建成的独立式楼房。竹楼的底层用二三十根柱子架空,四周敞开,可圈养牲畜和放置农具等,楼上住人,在廊上乘凉恰到好处,既能遮阳又能避雨。这种轻盈的外廊式建筑,主要是适应当地的常年空气湿度大、暑热难熬的气候,才采用竹楼式建筑。  吐鲁番的土拱,草原上的毡房也颇有特色。吐鲁番素有“火洲”之称,然而一到夜晚,气温骤降,一夜之间气温差可达二十至三十摄氏度。为了适应这种气候特点,当地建造的土拱住房具有墙厚、窗小和拱形屋顶的特色。墙厚既能减少夏日太阳的猛烈照射,又能抵御冬季寒风的侵袭;小窗可以减少白天的通风量,使夜间的凉气较久地保持在室内拱;形的屋顶可以减少风沙的堆积。西北草原的活动毡房,为了适应当地寒冷少雨、多风的气候,墙壁和屋顶都是用厚实的羊毛毡制成,可以挡御风寒。冬天虽然光照时间短,但雨水稀少,房顶做成圆天孔,如窗一样可以开闭。白天拉起,让阳光照射入室,增暖室内温度,同时排出室内的烟炭气;到夜间将天布盖上,烧奶茶、做饭的热量留在屋内,使室内十分暖和。  在多雪的北欧,屋顶坡度陡。下雪天,雪会沿陡坡下滑,雪就不易在屋顶积留。天长日久,这种尖顶陡坡式的建筑就变成了一种美的形式流传下来。  我国古代大屋顶建筑上陡下平,其优点是能抗暴雨,大雨落到瓦上能很快冲下来。古代《考工记》(战国时代)中就有古代屋顶上陡下平,能使大雨落下来后冲出很远的记载。由此可见,气象与建筑风格休戚相关。

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建屋讲“风水”亦含科学道理

民间所说的“风水”蕴含着一定的气象、水文和环境科学道理,只不过是“风水先生”人为地加进一些神秘的色彩而已。
我国位于北半球,太阳从东边升起,从西边落下,冬季太阳高度角较小,朝南的门、窗可接受更多的太阳光,提高室内温度。夏季,太阳高度角增大,朝南的房子阳光从门、窗射入屋内的机会较少,故有利于夏天室内保持凉爽。另外,我国位于东亚季风区,夏季盛行南到西南风,冬季盛行西北风,所以,房屋“坐北朝南”是最佳选择,炎夏时有凉爽的南风,冬季又避开寒冷的北风,确保了室内的冬暖夏凉。
古代的寺院和道观均建在深山密林之中是有一定道理的。背靠青山,冬季可挡住凛冽寒风,夏季可迎来清凉南风,潺潺溪流则提供生活必需的水源;深山密林有提供了清新的空气。而坚实的岩层地基又使建筑物历经数百年而不倒。

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气象与建筑工程
俗建筑行业是对气象的敏感度非常高的行业。首先,建筑物的设计、材料和经常性的运行,必须考虑当地天气、气候条件的影响;其次, 建筑项目,特别是重大工程项目,主要在野外作业,综合性强,受天气气候的影响非常大。如果缺乏足够的认识和未掌握充分精确的气象资料,一旦遭遇比较严重的天气、气候灾害,建筑部门只能被动地蒙受重大损失。据国外研究表明,在合理利用气象情报和天气预报对策条件下,这些损失至少有40%以上是可以预防和避免的。美国曾作过统计分析,结论认为若能适当利用有利天气,至少可节省10%--17%的消耗,或者说增加利润50%--100%,收益与付出之比高达40:1。德国统计因利用天气预报获利为建筑投资总额的2%--3%。因此,在发达国家,建筑公司对天气、气候信息和预报非常重视和依赖。
  陕西省专业气象台利用国内外最新的工程气象科研成果,结合本省的实际情况,通过一批优秀的天气预报员和气象专家,为建筑施工单位提供战略、战术及现场施工决策服务,以最大限度地减少损失和消耗,增加利润。具体的服务内容和服务方式如下:
 1.降雨预报及施工措施。室外施工的临界降水限约为每小时0.5毫米,雨强和雨量超过一定的值,将对工程造成如下影响和损失:影响进入场地和移运;防碍挖掘,形成积水;改变混凝土浇注时的水灰比,延迟混凝土凝固,降低其强度和耐久性;影响砌砖和所有室外涂刷、铺设工序,损坏新完成的表面,损毁未及时遮蔽的材料;增加人员体力消耗,引起身体不适,增大现场危险性。
 2.降雪预报及施工措施。降雪将对工程造成如下影响和损失:能见度低,影响测量,仪器受损,贮存材料受损,削弱水平遮盖的防护作用;影响混凝土浇注,影响强度降低质量,甚至使混凝土冻结损坏;对已建水平面产生附加负荷;防碍外场作业,增加现场危险性(冰凌,打滑)。
 3.风力预报及施工措施。高风速使钢架竖立、结顶、护墙板、脚手架及类似的作业危险性增加。风力大于三级,影响主体结构焊接,风力大于四级,影响砌墙,限制或防碍高架起重机和塔吊作业,风力在五级以上应停止作业,并实施加固。
 4.低温预报及施工措施。室外施工的最适宜温度是10--25℃,低于5℃或高于32℃,施工的效率迅速降低。当气温低于0℃时,将对工程造成如下影响和损失:影响挖掘;使未防护水管冻结,影响供水;使堆料冻结,增加运输困难,影响材料供应;损害灰浆,无法砌砖,影响混凝土浇注和固化;延迟刷油漆、抹灰泥、贴瓷砖。
 5.高温预报及施工措施。当气温高于30℃时,沙浆易失水,影响粘结度;当气温高于25℃时,混凝土养护需增加洒水次数和缩短时间间隔,且易断裂。高温还会增加人员体力消耗,引起身体不适,甚至中暑昏厥,增加现场危险性。
 6.湿度预报及施工措施。高湿度对混凝土养护有利,但贮存的水泥易受潮甚至蒙受降低使用价值的危险,构件、工具易结霜。
 7.最佳施工期选择。室外工程受天气和季节制约,必须选择最佳施工期,有时甚至要加班加点抢工期,以避开雨季和高温、低温、大风天气。在制定施工计划时应划分不同的工作时段,使天气敏感性工种与天气非敏感性工种协调,并把室内工程与室外工程适当配合。制定中长期施工计划主要应参考中长期天气预报,以延长工作时期,避开对天气敏感的困难时段。
 8.根据工程的具体要求作专项服务。

zhaohch

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