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建筑物理(建筑日照)

需要争取日照的建筑:病房、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。
地方位置在中心经度线以西,每差 减 在以东时,每差 加 。
12-2 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
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:
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 :
太阳光线与地球赤道面 所夹的圆心角。
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
4.太阳位置和太阳高度角、方位角 : 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;
三、太阳高度角和方位角的确定:
确定 和 的目的: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)
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(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。
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。
第十二章 建筑日照
12-1 日照的基本原理 12-2 棒影图的应用及其原理
12-1 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
二、棒影日照图的绘制步骤:
以广州地区(北纬
)冬至 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:
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:
标准时 地方太阳时
地方时所处的经度 标准时所处的经度
4的确定:自转24小时,地球经度 ,每转 为
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。
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 ,

, 为时数。
3. 位置和地理纬度:
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。
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:
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