001同组实验者：林立春20100120107
央秋卓玛20100120119
殷婷20100120121
郑思倩20100120125
实验场地：徳智园区时钟广场实验日期：2013.3.8
实验名称：棒影日照图的实测与计算分析
一、实验目的：
1.太阳在天空中的位置因时、因地时刻都在变化，正确掌握太阳相对运动规律，是处理建筑环境问题的基础；
2.通过实验了解并学会绘制棒影图的方法；
3.了解棒影图的用途。
二、实验原理：
棒影日照图又称日晷图，是利用棒影设计原理，相当于对棒上一定在水平面上的对应影长的移动轨迹记录。日晷图可以用来评价现有场地条件的影响和各种建筑组团的效果，以及建筑日照的范围和计算遮挡等内容。日晷图可以是具体某一天的棒影日照图，也可是一年代表性节气的棒影日照图。日晷图中直线表示白天中各时间点；对于具体某一天的日晷图来说，弧线代表着棒高；对于一年代表性节气的日晷图来说，弧线表示日期。
（二）开始实验
1.经计算，长沙地区在3月8日的日出和日落时间分别为5点48分和6点12分。我们从日出开始测量撑衣杆（调至1米）的影长，并用量角器测出该时刻的太阳方位角。因为8点之前影长模糊不可测，故从8点开始记录有效数据。 2.以后每隔一小时按上述步骤重复测量，直至日落时刻。
3.记录实验数据，见下表。
4.绘制棒影日照图，见图三。
五、数据记录及处理：
时刻
8时
9时
10时
11时
12时
13时
14时
15时
16时
时角
计算高度角
计算方位角
测量方位角
理论影长
234.3cm
142.6cm
98.2cm
74.7cm
66.9cm
74.7cm
98.2cm
142.6cm
234.3cm
测量影长
187.4cm
123.3cm
80.7cm
三、实验设备：撑衣杆、指南针、量角器、三角板、卷尺、粉笔、电子表
四、实验步骤：
(一)前期准备工作
1.通过天气预报，选择一个晴朗的天气进行试验。
2.选择一块地势相对平整的试验场地，周围没有建筑物遮挡，确定棒的立点。
（图二 实验现场）
3．用指南针确定正南方向，用粉笔和三角板做好南北方向的标记。（便于太阳方位角的测量）
88.7cm
66.8cm
64.7cm
79.6cm
109.0cm
165.5cm
（图三） （图四）
六、误差分析和结论
1.以中午12点为界，太阳高度角在上午随着时间推移慢慢变大，在下午随着时间推移慢慢变小，中午12点是达到最大值。
2.太阳方位角越接近正午，其值越小，上午下午基本上是对称的。
在自然阳光的照射中，由于地球太阳转动和地球的自转，太阳的高度角和方位角也在随着持续变化，其变化值取决于测量时间、测量地点的纬度和赤纬度这三个重要的参数。实验原理图如下：
（图一日影分析）
在地面上O点立一高度为H的垂直棒，在已知某时刻的太阳方位角A和高度角h的情况下，太阳照射到棒的顶端。在地面上的投影为a’，则棒影oa’的长度L应为L＝H·tanh；即在太阳高度角相同时，棒高增加则影长也按比例增加。影的方向则反映了日照方向。日照方位角A与影的方位角A’间的关系为A＝A’－180°。