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1、第1.5章 建筑日照,1.5-1 日照的基本原理 1.5-2 棒影图的应用及其原理,1.5-1 日照的基本原理,一、日照的作用与建筑对日照的要求 二、地球绕太阳运行的规律 三、太阳高度角和方位角的确定 四、地方时与标准时,一、日照的作用与建筑对日照的要求：,日照：物体表面被太阳光直接照射的现象。 日照时数：太阳照射的时数。 日照率：实际日照数与同时间内(如年、月、日)的最大可照射数的百分比。 同一纬度的最大可照时数相同，但因各地云量及其遮挡太阳时间的不同，实际日照时数有所差异。,1. 日照的作用:, 有利的一面：阳光照射，引起动植物各种光生物学反应，促进生物体新陈代谢；紫外线预防和治疗一些疾病
2、（如感冒、支气管炎、扁桃腺炎和佝偻病等），因此，建筑争取适宜的日照，具有重大卫生意义；阳光中含大量红外线，冬季照射入室，产生辐射热，提高室内温度，有良好的取暖和干燥作用；日照对建筑物的造型艺术也有一定的影响，能增强建筑物的立体感，不同角度的阴影给人的艺术感觉不同。, 不利的一面：过量的日照，特别是南方炎热地区的夏季，易造成室内过热，对人体不利；阳光直射工作面上会产生眩光，损害视力，尤其在工业厂房中，工人会因室内过热与眩光而易疲劳，降低工作效率；直射阳光对物品有褪色、变质等损坏作用；有些化学药品被晒，还会发生爆炸的危险。,2. 建筑对日照的要求据建筑的不同使用性质而定:, 需要争取日照的建筑：病
3、房、幼儿活动室和农用日光室等，它们对日照各有特殊要求。 需要避免日照的建筑有两类：一类是防止室内过热；另一类是避免眩光和防止化学作用的建筑，如展览室、阅览室、精密仪器车间，以及某些工厂，实验室，药品车间等。,3. 建筑日照设计的要求:,应考虑日照时间、面积及其变化范围，以保证必需的日照或避免阳光过量射入以防室内过热。 要相应地采取建筑措施，正确选择房屋的朝向、间距和布局形式，做好窗口的遮阳处理，且综合考虑地区气候特点，房间的自然通风及节约用地等因素而防止片面性。,二、地球绕太阳运行的规律：,1. 地球的四季变化与太阳赤纬角:,四季的形成：如图12-1地球绕太阳一周的行程。,太阳赤纬角 ： 太阳
4、光线与地球赤道面所夹的圆心角。 是表征不同季节的一个数值。从赤道面算起，向北为正，向南为负。 如图12-2 阳光直射地球的范围。,为说明地球面上任一观察点的位置，通常以该地铅垂线对赤道面的夹角 表示，即该地的地理纬度。,3. 位置和地理纬度:,2. 时间和时角:,地球自转一周为一天，24小时，不同的时间用不同的时角 表示。 地球自转一周为 ，每小时时角就是 ，即 ， 为时数。,如图 太阳光线与地平面间的夹角叫太阳高度角，用 表示； 太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南线所夹的角 叫太阳方位角，用 表示；,4.太阳位置和太阳高度角、方位角 :,三、太阳高度角和方位角的确定：,确定 和 的目的：
5、为了进行日照时数、日照面积、房屋朝向和间距以及房屋周围阴影区范围等问题设计。 影响 和 的三个因素： 赤纬 （表明季节或日期变化） 时角 （表明时间变化） 地理纬度 （表明观察点所在地方的差异）,太阳高度角和方位角计算公式,（1.5-1） (1.5-2) 太阳高度角（deg） 太阳方位角（deg） 观察地点的地理纬度（deg） 赤纬（deg） 时角（deg）,四、地方时与标准时：,地方时：当地平均太阳时，日照设计所用的时间。 标准时：各个国家按所处地理位置的某一范围，划定所有地区的时间以某一中心子午线的时间为标准时。我国以东经 为依据作为北京时间的标准。 当地太阳时与标准时之间的近似计算公式：
6、,4的确定：自转24小时，地球经度 ，每转 为 地方位置在中心经度线以西，每差 减 在以东时，每差 加 。,例题：,教材P115 例1.5-1, 教材P116 例1.5-2， 教材P116 例1.5-3,1.5-2 棒影图的原理及其应用,一、棒影日照图的基本原理 二、棒影日照图的绘制步骤 三、用棒影日照图求解日照问题,一、棒影日照图的基本原理,1. 棒与影的关系： 设在地面上立一任意高 的垂直棒。若已知某时刻太阳方位角和高度角，太阳照射棒的顶端 在地面上投影 ，则有棒影的长度 如图12-4。,2. 棒影日照图： 利用棒与影的关系原理，可求一天的棒影变化范围。例如：已知春、秋分日的 和 ，可绘出
7、其棒影轨迹图。如图12-5。,棒影日照图表示两个内容： 位于观察点的直棒在某一时刻的影的长度 及方位角 。 某一时刻太阳的高度角 及方位角 。据同一时刻影的长度和方位角的数据， 和 由下式确定：,二、棒影日照图的绘制步骤：,以广州地区（北纬 ）冬至日为例： 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，据此求出影长及方位角。设棒高 ，其计算结果见表12-2。, 如图12-6。, 棒影日照图上注明纬度、季节日期、比例及指北方向等。,三、用棒影日照图求解日照问题：,（一）建筑物阴影区和日照区的确定：,1。建筑物阴影区的确定：,例：求北纬 地区一幢 高平面呈凹形，开口部分朝北的平屋顶建筑物，夏至上午10点在周围地面上的阴影区。,2 室内日照区的确定：,例：求广州冬至日14点，正南朝向的室内日照面积，设窗台高 ，窗高 ，墙厚 。,（二）确定建筑物的日照时间和遮阳尺寸：,这类问题，不能直接利用原有的棒影图，而需改变指向，如图12-8。,1。日照时间的计算：,例：求广州冬至日正南朝向底层房间窗口 点的日照时间，窗台高 ，房间外围房屋见图。,2。建筑朝向与间距的选择：,例：设北纬 地区冬至日，在室内需要有3小时（正午前后）以上的日照时数，需依要求确定建筑物朝向与间距。,北纬40地区冬至日正午时，太阳高度角为,