KHÍ HẬU KIẾN TRÚC CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU KIẾN TRÚC


GIỚI THIỆU MÔN HỌC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

NỘI DUNG MÔN HỌC
06/06/15
1
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ

GIỚI THIỆU MÔN HỌC

06/06/15
2
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
V gió
J
t
ϕ

TÀI LIỆU THAM KHẢO :
•
KHÍ HẬU KIẾN TRÚC
Nguyễn Ngọc Giả
•
NHIỆT & KHÍ HẬU KiẾN TRÚC
Phạm Ngọc Đăng & Phạm Hải Hà
•
KiẾN TRÚC SINH KHÍ HẬU
Phạm Đức Nguyên

06/06/15
3
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ

NỘI DUNG MÔN HỌC
•
CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU NGOÀI NHÀ
•
VI TIỂU KHÍ HẬU
•
THIẾT KẾ CHE, CHIẾU NẮNG
•
KHÔNG KHÍ ẨM
•
TRUYỀN NHIỆT ỔN ĐỊNH
•
TRUYỀN NHIỆT DAO ĐỘNG

06/06/15
4
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ

Chương I :
CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU NGỒI NHÀ
I. Tính chất & quy luật biến thiên các yếu tố khí hậu, khí tượng.
1. 
Để nghiên cứu thiết kế một công trình kiến trúc thì đặc điểm của các yếu tố khí hậu là :
nhiệt độ, độ ẩm không khí, gió mưa, bức xạ mặt trời, dông bão … có một vai trò rất quan
trọng trong việc lựa chọn đòa điểm xây dựng, lựa chọn giải pháp kiến trúc, kết cấu, sử
dụng vật liệu.

Số liệu khí hậu, khí tượng được thành lập theo từng đòa phương. Công trình ở đòa phương
nào sử dụng số liệu ở đòa phương đó. Những số liệu này thường cho dưới dạng: cực trò,
trung bình theo giờ trong ngày đêm theo ngày trong tháng theo tháng trong năm.

06/06/15
5
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
2. 


06/06/15
6
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
P
P
N
N
N
B
B
B
B
Mặt hoành đạo
N
Mặt trời

06/06/15
7
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
C

/
C
T
/
N
B
P
/
P
T
Q
XUÂN PHÂN
T
/
T
P
/
P
N
B
δ = 23
0
27
/
Q
HẠ CHÍ
ĐÔNG CHÍ
T
/
T

P
/
P
N
B
δ = - 23
0
27
/
Q
C
/
C
T
/
N
B
P
/
P
T
Q
THU PHÂN
 !"#$%&'%()$%(*+,## +/0#1/.()2.+/0#(3+45/+%.#* # 6"##*&!/7 8
 !"##9:$%&'%()$%(*#%:5;<5=+5%>(/+/0#1/.()2.+/0#().&!6?+8%:5
$%&5%># !"#2%/?() 9@+/0#)/5A*/?()!/7 BC()DD
E
FFG1- +,#H*I()$%&@!:/
J+,#*/.(*!:/K$%(*+,## 4L/!/# (<()+,## /: '%/"()+/M ! 67+#6?(+,#
!"#2%/?(#*&!/7 #/()(3+4#:/(6?(+%.NO%?(4:4*%4P/?()().&!6?+L. ()<(

A*5(*%8

).&O%?(H*?(JQRSFK# (<()/: '%/"()+,#!"#T/()T/()1- +,#H*I()'U5*!:/4
)/5'U5*1VJ)/5*-:HB-> # (<()+,## 1.+,#H*I()'U5*!:/KδWE().&!6?+
L. ()<(BC()(*%8,## +/:51.2,(1./2%5D)1.RX)!%()5*U(*P/?()1.5*U(*
?&8%&(* 6?($%&@!:/10(*.(*5%>+,## #/()().&2%/?(->H*U+5%>'U5*
!:/8

06/06/15
8
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
V!/0!Y2&5%> 60#(+J#9.X
E
FEG!6"(QF
E
QQGK(C+#/()1/.()! (* 60#!- ;<5
B(5Z%→+%.O%?((<()1./(*.$%+,#*9-()+→B/()5/?()#[(*!/716Z
*9-();<545.()26?(H*U;<5(<()1./(*.5.()T?%4B/()!/716ZH*U;<55.()L. 8

).&:5*UJQRSDK4+,## 5*%&67(LZ(26?(H*U;<54+,## +/:51.2,( P/?()
=P/?();<54?&=?&(+4# (<()/: '%/"()*-:H1- +,#H*I()'U5*!:/+/0#)/5
δW\E
E
=DD
E
FFGWQF
E
Q]GV#%&6"(! $%# 6"H! 67+(.&)/: 2.5*U#%&6"(;<5
).&L. 4!6?+()<(8%&@>!:/5*%&67(!/0()5%>+,## 2%/?(->H*9-();<545/?()
#[(*#6?(2@(*#*/7(<()1./(*.#*6/*9-();<54B/()5/?()#[(*!/716Z*9-()

+8/()().&(.&2%55*U(*()/:+/: (- #6?(;<5B(5Z%1Y#U+,## 5/
(*"#4().&L. (*"#8+B(5Z%2.+%.P/?()4)/55/*(*/>(*"#8

06/06/15
9
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ

).&*%H*?(JQRS\K4T%().&:5*U,## L 5*%&67(16ZH*U+8%.*%#- ) /"()
O%?(H*?(8%().&*%H*?(+,## L 5*%&67(LZ(16ZH*U+4+%.P/?()#- LZ(8

).&P/?()5*UJQRSRQK4+,## +/:51.2,(->P/?()=P/?()+1.?&=?&+8 
(<()+,## /: '%/"()*-:H1- 'U5*!:/+/0#)/5δW=QF
E
Q]G8V#%&6"($%# 6"H! 67+(.&)/: 
2.5*U#%&6"(+8%&@!:/10(*.(*5%>+,## 2%/?(->*9-()+8/?()#[(*#6?(2@(*#*/7
(<()1./(*.*9-()+4B/()!/7*9-();<55.()26?(H*U;<5B/()!/75.()L. 8/()
2%5(.& (+B(5Z%2%55*U(*()/:,## 5/(*"#4)/55/*#*"H(*"#42.+%.P/?()4
!6?+L. (*"#8
*910&4+/0#(3++%.#* # 6"##*6/$%&2%0#B 67%A 6"(4+,## L 5*%&67(A*6HAU(#/()
H*:+1 ±QF
E
Q]G16ZQH*U5%>'U5*!:/8: 'U5*!:/().&!6?+L. ()<(BC()(*%BC()
RQ) 859:5;<51.+#/()+/0#(3+5/D#*()().&4D#*()!6?+8

06/06/15
10
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ

06/06/15
11

BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
Phân định các mùa
Bắc bán cầu
Dương lịch
Nam bán cầu
Truyền thống Khí tượng học Thiên văn Khí tượng học Thiên văn
Mùa đông
Mùa đông
Mùa đông
Tháng 1
Mùa hè
Mùa hè
Mùa xuân
Tháng 2
Mùa xuân
Tháng 3
Mùa thu
Mùa xuân
Tháng 4
Mùa thu
Mùa hè
Tháng 5
Mùa hè
Tháng 6
Mùa đông
Mùa hè
Tháng 7
Mùa đông
Mùa thu
Tháng 8

Mùa thu
Tháng 9
Mùa xuân
Mùa thu Tháng 10 Mùa xuân

H
06/06/15
12
BIấN SON : NGUYN TNG V
=
23
0
27
/
=
23
0
27
/
H CH
ễNG CH
XUN PHN
THU PHN

CH TUYEN NAM
CH TUYEN BAẫC
MAậT PHANG
XCH ẹAẽO

06/06/15

13
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
3. GÓC CAO * GÓC PHƯƠNG VỊ 
Để xác đònh tọa độ của mặt trời tại một thời điểm bất kỳ trong ngày
được xác đònh bằng 2 tọa độ * và 8
O
XÍCH OĐẠ
NAM
B

THIÊN ĐỈNH
ϕ
THIÊN ĐỈNH
NAM
VỊNG TRỊN
CAO ĐỘ
M T PH NG Ặ Ẳ
CHÂN TRỜI

O
h
A
NGÀY
ĐÊM
M T PH NG Ặ Ẳ
CHÂN TRỜI


06/06/15
14

BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
3. GÓC CAO * GÓC PHƯƠNG VỊ 

Góc cao * : là góc hợp bởi mặt phẳng chân trời với độ cao mặt trời
tại điểm quan sát.

Góc phương vò  là góc hợp bởi phương chính Nam với hình chiếu
của mặt trời trên mặt phẳng chân trời.
Tai mọi phương A và * thay đổi từng giờ trong ngày, từng ngày
trong năm
Trong một ngày bất kỳ, quỹ đạo vận hành của mặt trời đối xứng qua
chính ngọ → về giá trò góc A và h đối xứng nhau qua 12g trưa, góc A buổi
sáng lấy dấu âm (–) buổi chiều dấu dương (+). Giữa các tháng trong năm
giá trò h và A đối xứng qua ngày Hạ chí (21/ 6)và Đông chí (21/ 12).
ϕ : Vó độ đòa lý của đòa phương
δ: Góc xích vó

06/06/15
15
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
4 – BIỂU ĐỒ QUỸ ĐẠO BIỂU KIẾN CỦA MẶT TRỜI
Quy luật chuyển động tương đối của mặt trời đối với trái đất gọi là
chuyển động biểu kiến của mặt trời.
; 67%!/Z$%&@!:/B 67%A 6"(5%>+,## +,## !@!9-:5#*.(*20HT^(
5*/#9.()1%.()5%>+/M $%/"5) 8/(* 6Z%55*#*.(*20HB 67%!/Z4T%
!?&#()* 6?(59%55*#*.(*20HB 67%!/ZL:()#*/?()L%:()(*"#N

Tính giá trò góc A và h của mặt trời tại từng thời điểm khác nhau trong
ngày đặc trưng từ lúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn


Vẽ trên mặt phẳng chân trrời lưới đường tròn đồng tâm cách đầu. Tâm
là hình chiếu của thiên đỉnh, ứng với góc cao h = 90
0
các vòng tròn cách
đều tiếp theo biểu thò các vòng tròn cao độ 80
0
, 70
0
,… 0
0



06/06/15
16
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ

Từ tâm vẽ các đường rẻ quạt biểu thò góc phương vò A theo từng giờ
trong ngày.

Giao điểm giữa vòng tròn cao độ với đường rẻ quạt là hình chiếu tọa
độ mặt trời trên mặt phẳng chân trời tại thời điểm của đường rẻ quạt biểu
thò góc phương vò A.

Nối tất cả các giao điểm vừa xác đònh chính là hình chiếu quỹ đạo
mặt trời trong ngày trên mặt phẳng chân trời.


06/06/15
17

BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
17h
18h 6h
NAM
TÂY
ĐÔNG
BẮC
7h
8h
9h
10h
11h
13h
14h
15h
16
h
5h

06/06/15
18
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
5. CÁC YẾU TỐ KHÍ HẬU
8 9 ()!/0B95':+,##
Năng lượng của mặt trời truyền xuống mặt đất là nguồn gốc dẫn tới
mọi thay đổi khí hậu trên mặt đất.
Quang phổ BXMT truyền xuống đất có bước sóng λ = 0,17 ÷ 4µm.
Trong đó bao gồm 52% bức xạ nhìn thấy (λ = 0,38 ÷ 0,76µ.) 43% bức
xạ hồng ngoại (λ > 0,76µm.) và 5% bức xạ tử ngoại (λ < 0,38µm.).


Hai đặc điểm cơ bản của bức xạ mặt trời truyền xuống đất là :
•
Bức xạ nhiệt thường xuyên xuống mặt đất , đặc trưng bằng “ hằng
số mặt trời S
0
“ là lượng BXMT tới thẳng góc trên 1cm
2
bề mặt ngoài
giới hạn của khí quyển trong thời gian 1 phút, khi khoảng cách từ mặt
đất đến mặt trời bằng một đơn vò thiên văn (là khoảng cách trung
bình từ mặt trời xuống mặt đất, bằng bán trục lớn của quỹ đạo trái
đất)S
0
= 1,938 cal/cm
2
. Phút.

06/06/15
19
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
•

Bức xạ ánh sáng thường xuyên xuống trái đất, đặc trưng bằng
hằng số độ rọi , theo đo lường châu Âu giá trò của E
0
ở ngoài giới hạn
của khí quyển E
0
=135000 lux tương ứng với độ chói của mặt trời lúc
chính ngọ B = 2.10

9
nit.

Tổng năng lượng BXMT truyền xuống đất
J = H + S (Kcal/cm
2
.phút)
9:5':: là những bức xạ mặt trời xuyên suốt qua khí quyển truyền
thẳng xuống mặt đất. Trực xạ phụ thuộc vào độ trong suốt của khí quyển.
*9@()!,5! 67+5%>#9:5'ï :
- Cường độ mạnh, tải nhiều năng lượng, gây cảm giác nóng.
- Tính đònh hướng lớn, tạo bóng đổ đậm trên bình diện và trên mặt đứng.
-
Diệt được một số vi khuẩn, làm sạch môi trường, nhanh liền da các vết
thương.

06/06/15
20
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
•
>(':J(*T()A*%6"5*#(): có thể coi ánh sáng tản xạ là ánh sáng
do vòm trời bức xạ xuống mặt đất → số lượng và chất lượng ánh sáng
khuếch tán phụ thuộc rất lớn vào tình trạng bầu trời, mức độ ô nhiễm khí
quyển, sương mù ….
Tổng xạ J biến thiên theo vò trí mặt trời chu kỳ 24h trong mỗi mùa thời tiết,
có thể thừa nhận tổng xạ J là đại lượng dao động điều hòa.
J
max
J
tb

J
min
T = 24h
A
J
A
J

06/06/15
21
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
 6"(#%5$%(#?+#- #YT/"#/()+/0#5*%A&.:
•
Trò số trung bình (J
tb
), Trò số cực trò (J
max
, J
min
).
•
Biên độ dao động A
J
ngày đêm (và mùa, năm)
A
J
= J
max
– J
tb

= J
tb
– J
min
•
Thời điểm xuất hiện J
max
, J
min
trong ngày :
-
Trên mặt phẳng nằm ngang và hướng Nam, J
max
xuất hiện vào chính ngọ.
-
Trên các hướng Đông, Tây, Đông – Bắc,Tây – Bắc và Bắc , J
max
xuất hiện
khoảng 8h đến 16h.
- Đông – Nam, Tây – Nam, J
max
xuất hiện khoảng 9 đến 15h.
- J
min
trên các bề mặt xuất hiện khoảng nửa đêm (giờ tý) .
Giá trò A
J
càng lớn, khí hậu ở đó càng khắc nghiệt.

06/06/15

22
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
B8 * 60#!/0A*/?()A*U
Bề mặt trái đất nóng lên do hấp thu nhiệt của BXMT và quay lại bức xạ
nhiệt đốt nóng không khí ở phía trên nó. Yếu tố này đóng vai trò chính
tạo nên nhiệt độ không khí. Mặt đất đốt nóng không khí bằng phương
thức đối lưu, loạn lưu và bức xạ.
Nhiệt độ không khí ở mỗi vùng phụ thuộc vào 3 nhóm yếu tố chính là
tính chất và trạng thái đòa hình, chế độ BXMT, hoàn lưu khí quyển.
Nhiệt độ không khí phân bố theo chiều cao so với trái đất. Với tầng khí
quyển trên mặt đất trong khoảng 11km, nhiệt độ không khí giảm dần
theo chiều cao cách mặt đất với gradien 0,5 đến 0,6
0
C / 100m cao.
Bề mặt trái đất luôn hấp thu nhiệt của BXMT, nóng lên rất nhanh, đồng
thời khi đêm xuống tản nhiệt, nguội lạnh rất mau → ban ngày bức xạ
nhiệt đốt nóng không khí, ban đêm bức xạ lạnh làm mát không khí.

06/06/15
23
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
Nhiệt độ không khí thay đổi từng giờ theo sự biến thiên của tổng xạ.
Trong mỗi mùa thời tiết nhiệt độ không khí là đại lượng dao động điều
hòa với chu kỳ là 24h.
t
max
t
tb
t
min

T = 24h
A
t
A
t

06/06/15
24
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
 6"(#%5$%(#?+:
•
Trò số cực đại (t
max
, t
min
), trò số trung bình (t
tb
).
•
Biên độ dao động nhiệt độ ngày đêm A
t
(mùa và năm).
•
Thời điểm xuất hiện t
max
, t
min.
Ở nước ta t
max
xuất hiện khoảng 14 – 15h,

t
min
xuất hiện gần sáng 4 – 5 h.
Giá trò A
t
càng lớn khí hậu càng khắc nghiệt, cơ thể con người chóng
mệt mỏi, vật liệu, kết cấu càng mau hư hỏng.

06/06/15
25
BIÊN SOẠN : NGUYỄN TĂNG VŨ
58 P/07+A*/?()A*U8
Không khí mà chúng ta tiếp xúc hàng ngày là không khí ẩm, một hỗn
hợp không khí khô (0
2
, N
2
) cộng với một số khí khác và hơi nước (hơi
ẩm). Độ ẩm không khí ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng môi trường, tới
cảm giác nhiệt của con người.

Hai đại lượng đặc trưng
- Độ ẩm tuyệt đối _ (g/m
3
, kg/m
3
) là lượng hơi nước tính bằng gam hay
kg chứa trong 1m
3
không khí ẩm.

- Độ ẩm tương đối ϕ (%) : ở nhiệt độ xác đònh không khí có thể chứa
lượng hơi nước tối đa ` (g/m
3
), _ là lượng hơi ẩm thực có trong không khí
ở nhiệt độ đó.
%.
P
P
%.
F
f
h
k
100100 ==ϕ