建筑日照设计原理

1、1 建筑日照设计design of daylight in building2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. 太阳赤纬角:太阳光线与地球赤道面所

2、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 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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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。 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分两条射线