3.城市熱島及其對城市氣候的影響
城市熱島是隨著城市化進程而同時出現的一種特殊的局部氣溫分布現象。城市市區氣溫高於郊區，愈接近市中心，氣溫愈高。市區任平麵的等溫線圖是如同海島等高線一樣的一簇曲線，將氣溫分布的這種特殊現象稱作城市熱島效應。熱島效應對城市氣候的影響表現在以下幾方麵：
①形成熱島環流。城市熱島在城市水平溫度中像一個溫暖的“島嶼”，即一個氣溫高於郊區的暖區。因此，地麵氣壓要比郊區氣壓稍低一些。如果沒有大的天氣係統影響，在背景風速很弱時，就會出現由周圍郊區吹向市區的微風，稱熱島環流，或者“鄉村風”。
熱島環流是由市區與郊區氣溫差形成熱壓而產生的局地風，風速一般都較小，當背景風速較弱時，熱島環流會將郊區工廠排放的汙染帶進市區，擴大了城市區域的大氣汙染。
②影響市區降水量和空氣濕度。熱島效應的出現，加強了城市區域大氣的熱力對流，再加上城市大氣中的許多汙染物就是凝結核，使得城市區域的雲量和降水量比郊區明顯增多。1973年菲茨傑拉德等在做低空飛行，對雲的細微結構進行觀測時發現，從美國聖路易斯城區的上風方向到下風方向雲的凝結核數目增加54%，下風方向雲的凝結核數目較多，吸收性強，容易成雲。
城市區域的降水量雖然比郊區多，但市區空氣的相對濕度卻比郊區低。其原因除了市區大部分降水被排除，下墊麵蒸發到空氣中的水分較少外，城市熱島效應也是主要原因之一。③酷暑天氣日數增多，寒冷天氣日數減少。熱島效應引起一係列的氣候反常現象，三是城市無霜期長於郊區，四是降低了降雪頻率和積雪時間。這種氣候變化，使得城市區域采暖能耗下降，但卻使夏季空調負荷增加。
4.城市熱島的控製
城市熱島效應對城市生態環境害多利少，從城市建設和綠色建築的角度來看，應控製和減小日趨嚴重的熱島現象，改善城市熱濕環境。
①嚴格控製城市規模。市區入口密度和建築物密度過高，會使熱島現象更加明顯，故在城市規劃設計中，應盡量避免入口密度與建築物密度較高的功能區連片布置。
②保持城市區域有充足的蒸發麵積。在城市建設中，應有足夠的水麵和綠地，並且合理分布，利用這些蒸發麵積減弱熱島效應。另外在城市建築設計中，應當推行屋頂種植，牆麵立體綠化等設計措施。
③加強市區的自然通風。狹窄的街道，不利於熱空氣散發到郊外，也不利於汙染物向城外擴散。因此，在新建、改建城市時，要在總體規劃中設計有一定數量和寬度的、與夏季盛行風方向相近的街道，使得城市的多餘熱量較快地轉移到郊外。
5.街穀內的大氣環境
穀大氣環境主要特征
交通汙染是城市街穀的主要汙染源，城市規模與現代化程度愈高，因機動車輛的廢氣排放和車流產生的顆粒物汙染愈大。70年代的紐約、洛杉磯和東京等城市的空氣汙染物中有90%來自汽車廢氣，目前我國的情況與此類似。交通廢氣汙染通常被視作近地線源，擴散難度大於點源。羅塔克曾對市區街穀內不同高度處的平均風速做過實測，所示的風速廊線。容易看出，即在進入街穀內部時，風速急劇衰減，而這一衰減看來並不受風向的控製。
方向上的平均風速和湍流強度由於兩側高聳的建築物所產生的渠道效應相差較大。是給出的街穀內不同高度處分別在橫向、縱向和鉛直方向的湍流強度。中心處較同高度邊緣處的湍流強度低；鉛直方向湍流強度低於同高度處橫向和縱向湍流強度。
街穀內綠色植物的吸聲作用
綠色植物產生吸聲效果的機製有兩個。除了樹木的枝葉通過與聲波發生共振吸收一部分聲能外，樹葉和樹枝間的空隙還可以像多孔吸聲材料一樣再次吸收一部分聲能。街道綠化的一個重要功能便是增加街穀空間的總吸聲量，以降低街區噪聲級。
樹木減噪作用與葉片密度、林帶結構和綠化帶分布方式有關。如重疊排列的大麵積高大闊葉林比針葉樹林具有更好的降噪作用，但在道路擁擠的城市道路兩側很難保證大麵積種植樹木。因此，僅依靠麵積不大的草坪和行道樹獲得吸聲減噪效果時，從多孔材料吸聲機理出發，葉片小而密、空隙率較高的植物可以較好地達到這一目的。就單株樹木的吸聲效果而言，因交通噪聲源為貼地線源，並在街穀中處於較低的位置，故灌木較喬木好，常綠樹優於落葉樹，針葉樹則又比闊葉樹有效。這就意味著行道樹的選擇還不必要考慮到降低街穀噪聲的要求，常青針葉林配以灌木和草坪便不失為一種可行的方案。
良好的建築外部環境是創造綠色建築健康安全的室內物理環境的基礎，因此作為綠色建築的一部分，城市區域和住宅區環境的改善不容忽視，它直接關係人類生存環境的持續發展。
二、太陽能在建築中的利用
（一）太陽能的利用
1.太陽能
地球就像太陽係中一艘浮動著的“宇宙船”，太陽能是它的惟一能源。太陽能以輻射的方式不斷地向地球以及其他星球輸送能量，太陽輻射波穿過地球外圍的大氣層，把太陽能輸送到地球表麵。
通常太陽能可分為直接太陽能和廣義太陽能。所謂直接太陽能，就是太陽直接輻射能。廣義太陽能即由太陽能所產生的其他自然能，如風能、水能、生物質能、波浪能、海洋溫差等。本章僅限於討論直接太陽能。
太陽輻射能到達地球表麵之前，必須通過包圍地球的一圈大氣層。太陽輻射能受大氣層中的各種成分的作用，一部分能量被反射回宇宙空間，一部分能量被大氣吸收，還有一部分被散射，使到達地球表麵的太陽輻射能在數量上衰減了，同時光譜組成也發生變化。因此，到達地麵上的實際太陽輻射能量的確定，是一個涉及很多因素的複雜問題，如天文因素、地理因素、幾何因素、物理因素等等，它隨時間、地點和條件的變化而變化。太陽輻射強度在一天內的分布和日總量示例。
太陽能的特點
太陽能是一種潔淨的能源。應用太陽能不會引起大氣汙染，不會擾亂地球的熱平衡，產生異常氣象；不會影響生態平衡，破壞生態係統。與常規能源相比，它具有以下特點：
①太陽能是地球上最主要的能源，利用領域廣闊，在世界上任何地區都可以獲得。隻要具有一定的技術水平和必要的容量，都可自由利用。這對於常規能源缺乏地區或邊遠地區，有更實際的意義。
②太陽能是人類可以利用的最豐富的能源。太陽是一個熾熱的氣體球，它不斷地發生核聚變反應，向外發射能量，同時其質量不斷虧損。據估算，這種過程可維持600億年，而地球的壽命約為50億年，因此，可以說太陽能是用之不竭的。人類能使用礦物燃料的時間，相對於具有數千年的人類文明史，就像漫漫長夜中點一根火柴那樣，瞬間就燃燒殆盡。
③雖然到達地球的太陽能量非常巨大，但這種能量分散，是一種低密度的間斷性能源。要采集到足夠功率的能量，收集裝置麵積必須大，需要較大量的設備投資。因此，仍需進一步開展太陽能應用技術研究，提高收集效率，降低材料成本。
④太陽能的采集受氣候、晝夜的影響很大，采集量極不穩定。因此，必須有貯能裝置。目前，國內外已研製了多種貯能係統，但都不夠理想，具體應用也有一定困難。
總之，利用太陽能在技術上、經濟上還有許多課題需要研究探索。隨著人類的進步和科學技術的發展，太陽能將來會成為一種巨大而廉價的能源，為人類可持續發展做出巨大貢獻。
2.太陽能利用領域
利用太陽能的現代科學研究始於1845年，奧地利人歌特發明了由許多反射鏡片組成的太陽爐。長期以來，由於具有大量廉價的礦物燃料，太陽能利太陽能的熱利用太陽能熱利用分為低溫、中溫、高溫太陽能利用係統。
這個領域的應用，主要包括熱水器、被動式太陽能建築、太陽能幹燥器等。太陽能熱水器是太陽能熱利用中最基本的也是目前經濟效益比較明顯的一種裝置，業已成為一種新工業產業，產品實現了商業化。太陽能熱水器是利用太陽輻射通過溫室效應把水加熱的裝置，可為居民生活及工農業生產提供熱水。被動式自然采暖太陽能建築（簡稱被動式太陽能建築）是依靠太陽能自然采暖的建築物。白天直接依靠太陽輻射采暖，多餘的熱量為熱容量大的建築構件（如牆壁、屋頂、地麵）、蓄熱槽的卵石、水等吸收，夜間通過自然對流放熱，使建築物室內保持一定的溫度，達到采暖的目的。同傳統的露天的自然幹燥相比，太陽能幹燥器可以充分利用太陽能，有效提高幹燥溫度，縮短幹燥時間。並且幹燥物料不被灰土汙染。太陽能幹燥器一般以空氣為工作介質。空氣在太陽能集熱器中被加熱，在幹燥器內與被幹燥的濕物料接觸，熱空氣把熱量傳給濕物料，使其水分汽化，從而使物料幹燥。