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1、1,第七章建筑日照设计,design of daylight in building,2,第一节 日照的基本原理,日照的作用与建筑对日照的要求 日照:就是物体表面被太阳光直接照射的现象 . 日照时数:是表示太阳照射的时数 . 日照率:是以实际日照时数与同时间内 (如年、月、日等)的最大可照时数的百分比。 日照的作用:促进生物机体的新陈代谢;防病;杀菌;供热;立体. 建筑对日照的要求:是根据建筑的不同使用性质而定 .2h;3h,3,第一节 日照的基本原理,地球绕太阳运行的规律 公转:地球按一定的轨道绕太阳的运动 . 黄道面:地球公转轨道.由于地轴是倾斜的,它与黄道面约成66。33的交角. 太阳赤
2、纬角:太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角来表示 .,4,第一节 日照的基本原理,时角:地球自转一周为360o,因而每小时的时角为15 o .即时角=15t, t表示时数 .,5,第一节 日照的基本原理,太阳高度角和方位角的确定 太阳光线与地平面间的 夹角hs称为太阳高度角. 太阳光线在地平面上的 投射线与地平面正南线 所夹的角As称为太阳方 位角。,6,第一节 日照的基本原理,太阳高度角的计算,7,第一节 日照的基本原理,8,第一节 日照的基本原理,地方时与标准时,9,第二节 棒影图的原理及其应用,棒影日照图的基本原理及制作 设在地面上0点立一任 意高度 H 的垂直棒,在 已知某时刻的太阳方位
3、角和高度角的情况下, 太阳照射棒的顶端a在 地面 上的投影为a,则 棒影oa的长度H=Hctghs, 这是棒与影的基本关系 见图6-3(a)。,10,第二节 棒影图的原理及其应用,由于建筑物高度有不同, 根据上述棒与影的关系 式,当ctghs,不变时,H 与H成正比例变化。 若把H作为一个单位高 度,则可求出其单位影 长H。若棒高由H增加到 2H,则影长亦增加到2H, 等等 见图6-3(b)。,11,第二节 棒影图的原理及其应用,已知春分、秋分目的太阳高度角和方位角,可给出其棒影轨迹图(图6-4)。,12,第二节 棒影图的原理及其应用,棒影日照图的制作步骤,以广州地区 (北纬238)冬至日为例
4、来说明,其步骤如下: 1由计算法或图解法求出广州冬至日各时刻的方位角和高度角,并据此求出影长及方位角。假定棒高lcm,其计算结果见表6-2。,13,第二节 棒影图的原理及其应用,如图6-5所示,在图上作水平线和 垂直线交于0,在水平线上按1:100 比例以lcm代表lm的高度。截取若干 段(也可以其他比例代表棒高的实 长)。由0点按各时刻方位角作射线 (用量角器量出),并标明射线的钟 点数。再按Hctghs值在相应的方位 角线上截取若干段影长,即有lcm 棒高的日照图后,也可根据棒长加 倍,影长随之加倍的关系,将影长 沿方位射线截取而获得棒高为2cm、 3cm等的影长,依此类推,并在图 上标明
5、1,2,3等标记。然后 把各射线同一棒高的影长各点 连接,即成棒影日照图。,14,第二节 棒影图的原理及其应用,棒影日照图上应注明纬度、季节日期、比列及指北方向等。按上述制作方法,可制作不同纬度地区在不同季节的棒影日照图。北纬40和北纬23地区的夏至。冬至、春分、秋分的棒影日照见附录3.,15,第二节 棒影图的原理及其应用,用棒影日照图求解日照问题 建筑建筑物阴影区和 日照区的确定 建筑阴影区 试求北纬40地区 一幢20m高, 平面呈U形,开口部分朝北的 平屋顶建筑物(见图6-6),在夏 至上午10点,在周围地面上的 阴影区。,16,第二节 棒影图的原理及其应用,室内日照区的确定 利用棒影日照
6、图也可以求 出采光口在室内地面或墙 面上的投影 即室内日照区。 了解室内日照面积与变化 范围,对室内地面、墙面 等接收太阳辐射所得的热 量计算,窗口的形式与尺 寸及室内的日照深度等, 均有莫大的关系.,17,第二节 棒影图的原理及其应用,首先将绘于透明纸上的平屋顶房屋的平面图覆盖于棒影图上,使平面上欲求之A点与棒图上的O点重合,并使两图的指北针方向一致。 平面图的比例最好与棒影比例一致,较为简单。但亦可以随意,当比例不同时,要注意在棒影图上影长的折算。例如选用1:100时,棒高1cm代表1m;选用1:500时,棒高1cm代表5m,余类推。如平面图上A为房屋右翼北向屋檐的一端,高度为20m。则它
7、在这一时刻之影就应该落在10点这根射线的4cm点A处 (建筑图比例为1:500,故棒高4cm代表2Om),连接AA线即为建筑物过A处外墙角的影。,18,第二节 棒影图的原理及其应用,确定建筑物日照时间和遮阳尺寸 为了求解这一类问题,不 能直接利用上述解阴影区 日照区所用的棒影图,需 要把它的指北向改为指南 向,然后应用。如图6-8 表示旋转180后的棒影图。,19,第二节 棒影图的原理及其应用,旋转180 就意味着将某一高度的棒放在相应的棒影轨迹O上,则其棒的端点A的影恰好落在0点上。如果将棒立于连线OO之上任一位置,则0点就受到遮挡,即0点无日照,如果将棒立于连线oo以外时,棒端点A的影就达
8、不到0点,则0点受即OA有日照。,20,第二节 棒影图的原理及其应用,日照时间的计算 例如:求广州冬至日正南向底层房间窗口P点的日照时间,窗台高1m,房间外围房屋见图6-9。 图中B1幢房屋高9m,B2高3m,B3高6m。由于减去1m窗台高,故B1相对高8m,B2相对高2m,B3相对高5m。,21,第二节 棒影图的原理及其应用,将棒影图O与P点重合, 使图的SN旋转180,并 使与建筑朝向相重合。由 图内找出5个单位影长 的 轨迹线,则B3平面图上的 CD与轨迹相交,这是有 无照射的分界点。而平面 上的ABCD均在轨迹线范 围内,故这些点均对P点 有遮挡,由时间线查出10 点10分之前遮挡P点
9、。,22,第二节 棒影图的原理及其应用,建筑朝向与间距的选择 图6-10中前幢房屋 (相对)高度为15m, 位于北纬40地区, 已知冬至日后幢房 屋所需日照时数为 正午前后3h,确定 前后房屋的间距和 朝向.,23,第二节 棒影图的原理及其应用,若两幢房屋朝向正南,如图中A(实践)布置。假设1个单位棒高代表10m,即H=10m,则前幢房屋相当于1.5个单位棒高,因而讨论这一问题时,必须利用棒影图中的1.5个单位影长曲线。根据图6-8原理。为保证后幢房屋正午前后有3h日照,即从10点30分到13点30分,前幢不得遮挡后幢,则前幢房屋北墙外皮,必须位于1.5个单位影长曲线与10点30分、13点30
10、分两条射线(虚线)之二交点的联结线上。确定了北墙皮的位置以后,即可从图中12点钟时间线上量出前后房屋之间距D为1.7H。由于北纬40地区冬至正午时,单位影长等于单位棒高的2倍,故间距 34m 。 故改用B(虚线)的布置方法,即将朝向转到南偏东15,则虽间距未变,而日照时间却可达4h以上。,24,第二节 棒影图的原理及其应用,25,第二节 棒影图的原理及其应用,26,第二节 棒影图的原理及其应用,日照分析说明: 办公距住宅南墙62m40m1.2=48m,商场距住宅南墙28m20m1.2=24m,所以办公与商场对住宅的日照可不作日照分析. 旅馆对住宅的日照影响: 住宅A 13:00-15:00不受遮挡,所以住宅,日照时间大于小时.,27,第二节 棒影图的原理及其应用,作业: 场地 设计 比例 1:500,单位 m 解题关键: 日照间距控制线 视线控制线 餐饮与旅馆用廊子相连 800的开放绿地 商场附近的非机动车停车场 25个车位的停车场以及4+4个车位的临时停车场 正确的标注,28,第二节 棒影图的原理及其应用,考点及评分标准,29,第二节 棒影图的原理及其应用,30,第二节 棒影图的原理及其应用,