建筑日照与遮阳ppt
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建筑物理热工学建筑日照与遮阳课件
新材料与新技术的应用
01
研究新型隔热、节能材料和智能化技术，提高建筑能效和舒适
度。
建筑环境模拟与优化
02
运用计算机模拟技术，对建筑环境进行精细化模拟和优化设计
。Leabharlann Baidu
建筑环境与人体舒适度的关系
03
研究建筑环境对人体舒适度的影响，为建筑设计提供科学依据
。
THANKS
感谢观看
建筑节能技术的挑战与机遇
技术瓶颈
当前建筑节能技术仍面临 一些技术瓶颈，如高效隔 热、低能耗设备等方面的 问题。
成本问题
新型节能技术的研发和应 用需要投入大量资金，导 致建筑成本增加，需要政 策支持和市场推广。
机遇
随着政府对节能减排的重 视和市场需求增加，建筑 节能技术将迎来广阔的发 展机遇。
未来建筑物理热工学的研究方向
降低室内温度。
热辐射
总结词
热辐射是指物体通过电磁波的方式向外发射能量，这 种能量传递方式称为热辐射。
详细描述
热辐射与光线传播相似，都是以波的形式传播能量。任 何温度在绝对零度以上的物体都会发射热辐射。热辐射 的强度取决于物体的温度和发射率，而与物体周围是否 存在其他物体无关。在建筑环境中，太阳辐射是主要的 热辐射源，它对建筑物的热环境和室内温度有重要影响 。建筑设计时可以通过合理选择建筑材料和构造设计来 调节对太阳辐射的吸收和反射，以实现节能和舒适性的 要求。
第11章 建筑日照
L-
H0
H
21
遮阳设施对室内环境的影响
窗口设臵遮阳构件之后，对室内物理环境因素将产生一定的影响。
A. 对太阳辐射热的阻挡
遮阳设臵尽管形式有所不同，但经合理设计的遮阳构件对遮挡太阳辐射热 的效果是很显著的。
遮阳设施对太阳辐射热的影响
22
B. 对室内气温的影响 遮阳设施对室内空气温度的影响如图1．5—26所示。由图可见，闭窗时， 遮阳对防止室沮上升的作用较明显。有无遮阳、室温最大差值达2℃，平均 差值为1．4℃。而且有遮阳时，房间温度波幅较小，出现高温的时间也较晚。 开窗时，室温最大差值为1．2℃，平均差值为1．0℃，这在炎热的夏季仍具 有一定的意义。
度角较小的直射阳光。因此，这种遮阳形式主要适用于东向、西向附近窗口。
18
值得注意的是：以上基本形式的适用朝向并不是绝对的，在设计中还必须根 据建筑要求、构造方式与经济条件进行比较后再选定。 永久性的就是在窗口设臵各种形式的遮阳板。 临时性的可在窗口设臵轻便的布帘、竹帘、软百叶、布篷等。 在永久性遮阳设施中，又可分为固定式与活动式两种。 活动式遮阳可视一年中季节的变换、一天中时间的变化和天气的阴晴情况 等因素进行调节；在寒冷季节为争取日照，还可以拆除。因此，灵活性大， 使用合理，近年来在建筑中应用日趋广泛。 有些建筑，特别是低层建筑，可以依建筑与环境的条件，利用绿化遮阳。 既有利于建筑与环境的绿化与美化，也是一种经济、有效的技术措施。此外，
建筑日照计算参数标准及湖北省建筑日照分析技术规范 ppt课件
4.2日照分析参数
• 地理位置：选取日照分析所在城市的经纬度。
• 分析标准日：大寒日/冬至日，标准日的选取应按分析对象选择相关标准执行。
➢ 大城市住宅建筑应满足大寒日不低于2小时的日照标准；中小城市住宅建筑应满足大寒日不低于3小时的日照标准。每套住宅应 至少有1个居住空间（卧室、起居室（厅），下同）能获得冬季日照。对于特定情况还应符合下列规定：（1）老年人居住建筑 不应低于冬至日日照2小时的标准；（2）在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低；旧区改建的项目内 新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1小时的标准。（《城市居住区规划设计规范》（GB50150-93）（2002 年版）第5.0.2.1条规定、《住宅设计规范》（GB50096-2011)第7.1.1条规定）
15
PPT课件
3 术语和定义
3.6遮挡建筑
在有效日照时间带内，对所分析建筑（场地）的日照产生影响的已建和拟建建（构）筑物。
3.7被遮挡建筑（场地）
在有效日照时间带内，日照受已建和拟建建（构）筑物影响的现状和拟建建筑物（场地）。
3.8日照基准面
在日照分析时，所要分析的日照竖向面。
3.9采样点
被选取作为日照分析样本的点。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期 的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 • GB50096-2011 住宅设计规范 • GB50099-2011 中小学校设计规范 • GB50180-93(2002年版) 城市居住区规划设计规范 • GB/T50352-2003 老年人居住建筑设计标准 • GB50352-2005 民用建筑设计通则 • GB50368-2005 住宅建筑规范 • JGJ36-2005 宿舍建筑设计规范 • JGJ/T229-2010 民用建筑绿色设计规范 • CJJ/T157-2010 城市三维建模技术规范
• 地理位置：选取日照分析所在城市的经纬度。
• 分析标准日：大寒日/冬至日，标准日的选取应按分析对象选择相关标准执行。
➢ 大城市住宅建筑应满足大寒日不低于2小时的日照标准；中小城市住宅建筑应满足大寒日不低于3小时的日照标准。每套住宅应 至少有1个居住空间（卧室、起居室（厅），下同）能获得冬季日照。对于特定情况还应符合下列规定：（1）老年人居住建筑 不应低于冬至日日照2小时的标准；（2）在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低；旧区改建的项目内 新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1小时的标准。（《城市居住区规划设计规范》（GB50150-93）（2002 年版）第5.0.2.1条规定、《住宅设计规范》（GB50096-2011)第7.1.1条规定）
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PPT课件
3 术语和定义
3.6遮挡建筑
在有效日照时间带内，对所分析建筑（场地）的日照产生影响的已建和拟建建（构）筑物。
3.7被遮挡建筑（场地）
在有效日照时间带内，日照受已建和拟建建（构）筑物影响的现状和拟建建筑物（场地）。
3.8日照基准面
在日照分析时，所要分析的日照竖向面。
3.9采样点
被选取作为日照分析样本的点。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期 的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 • GB50096-2011 住宅设计规范 • GB50099-2011 中小学校设计规范 • GB50180-93(2002年版) 城市居住区规划设计规范 • GB/T50352-2003 老年人居住建筑设计标准 • GB50352-2005 民用建筑设计通则 • GB50368-2005 住宅建筑规范 • JGJ36-2005 宿舍建筑设计规范 • JGJ/T229-2010 民用建筑绿色设计规范 • CJJ/T157-2010 城市三维建模技术规范
长沙市建设项目建筑日照分析规则讲解与案例演示ppt文档
（二）有效日照时间带 根据太阳方位角、高度角等条件确定的时间区段，一般用真太阳时表示。
（三）建筑日照标准 根据建筑物所处的气候区、城市规模和建筑物的使用性质确定的，在日照标准日的有 效日照时间带内阳光应直接照射到建筑物的最低日照时间。
（四）建筑间距 建筑主体外墙中轴线到相邻建筑主体外墙中轴线的垂直距离。
（十四）等照时线 在给定的建筑用地平面或建筑立面上绘制出日照时间满足和不满足给定时数的区域分 界线，计算方法可选用微区法或拟合法，并提供平面和立面两个面的等照时线计算。 本命令是用于划分少于和多于用户指定的日照时间区域的曲线，n小时的等照时线内 部为少于n小时日照的区域，外部为大于或等于n小时日照的区域。 （十五）满窗日照分析 当某一时刻窗户的窗台面两端点同时有阳光直射，即认定这一时刻整个窗户有有效日 照。 （十六）窗中点分析
三、术语介绍
（五）日照时间计算起点 为计算建筑物获得的日照时间所规定的直接获得日照的建筑位置。日照时间的计算起 点应为有日照要求建筑的首层窗台面，是指距室内地坪0.9m高的外墙位置（含保温层 和装修层）。 （六）计算基准面 指在日照分析时，所要分析的日照竖向面。
（七）居住空间 居住空间是指卧室、起居室（厅）。
建筑类型
分类
日照标准
有效时间 分析方
带
式
I类区（新建） 大寒日1小时
一般 居住
I类区（已建）
（三）建筑日照标准 根据建筑物所处的气候区、城市规模和建筑物的使用性质确定的，在日照标准日的有 效日照时间带内阳光应直接照射到建筑物的最低日照时间。
（四）建筑间距 建筑主体外墙中轴线到相邻建筑主体外墙中轴线的垂直距离。
（十四）等照时线 在给定的建筑用地平面或建筑立面上绘制出日照时间满足和不满足给定时数的区域分 界线，计算方法可选用微区法或拟合法，并提供平面和立面两个面的等照时线计算。 本命令是用于划分少于和多于用户指定的日照时间区域的曲线，n小时的等照时线内 部为少于n小时日照的区域，外部为大于或等于n小时日照的区域。 （十五）满窗日照分析 当某一时刻窗户的窗台面两端点同时有阳光直射，即认定这一时刻整个窗户有有效日 照。 （十六）窗中点分析
三、术语介绍
（五）日照时间计算起点 为计算建筑物获得的日照时间所规定的直接获得日照的建筑位置。日照时间的计算起 点应为有日照要求建筑的首层窗台面，是指距室内地坪0.9m高的外墙位置（含保温层 和装修层）。 （六）计算基准面 指在日照分析时，所要分析的日照竖向面。
（七）居住空间 居住空间是指卧室、起居室（厅）。
建筑类型
分类
日照标准
有效时间 分析方
带
式
I类区（新建） 大寒日1小时
一般 居住
I类区（已建）
天正建筑日照分析教程PPT
• •
•点击表内的建筑高度，再选 择自己的房子，左下角出现 提示，叫你输入高度，底标 高，根据自己的定，调好高 度后，用视图工具换个角度 看一下自己的楼是不是变高 了…………
接着，是重要的一步，选多点 分析，然后选中房子等遮挡物， 接着会有窗口弹出，将默认值 调至右边的值。 地点选择南宁 南宁的日照标准是大寒日日照 时间不得小于3小时，时间从早 上8点到下午16点，计算精度一 般取30分钟，计算高度取一层 窗台高度，一般取900，网格一 般为1000。 选择确定，然后定一个框，尽 量大一点，覆盖整个小区。
Hale Waihona Puke Baidu
然后大家就等===== 要点点时间，就出来了。 放大看是有数字的，1代表大寒日8： 00-16；00间有一小时日照，2就有2小 时日照。依次类推，每个户型都要有 起码一个窗是有三小时或以上的。 最后如果想去掉分析，就可以点击阴 影擦除就可以了。 这也是我们最后要的图
点击表内的建筑高度再选择自己的房子左下角出现提示叫你输入高度底标高根据自己的定调好高度后用视图工具换个角度看一下自己的楼是不是变高接着是重要的一步选多点分析然后选中房子等遮挡物接着会有窗口弹出将默认值调至右边的值
日照分析
首先打开天正，在其他那里找到日照分析的工具，然 后绘制房子的外墙轮廓线，使用‘建筑高度’命令， 确定你的建筑高度。
建筑物理日照与遮阳
时角的计算：
t=15(τ-12)
t——时角，度； τ——当地太阳时
间（小时）。
春分以后，赤纬逐渐增加，到夏至（约 在6月22日）赤纬δ＝＋23°27’达到最 大值，太阳光线垂直入射地球北纬 23°27’地表，即北回归线上。
到冬至（约在12月22日）赤纬δ＝ -23°27’达到最小值，太阳光线垂直入 射地球南纬-23°27’地表，即北回归线 上。
实际照时数：从日出到日没一天内实 际受阳光照射的时间。
日照百分率：实际日照时数占可日照 时数之百分数称为日照百分率。
2.2 气温与地面温度
A.概念
气温：指距地面1.5高处空气温度。
地表温度：指地表面与空气接触面的 温度。
B.气温的周期性变化
日周期性变化 日较差
年周期性变化、年较差
空气温度(℃ )
例如：我国广州市的经度为113°19’， 在我国的标准经度120°以西6°41’ （6．68°），则广州地方时12点相当于 标准时12点26.73分（12点26分44秒）。
3.太阳在天空位置的确定
天球图及赤道座标系 ；天球；时角t； 赤纬角δ
3.1赤道座标系
太阳赤纬角（δ）: 太阳与天球中心 的连线与天赤道 面的夹角。
影响湿度的因素：地面性质、太阳辐 射、空气温度、空气流速、降水等。
2.4风
A.大气环流
建筑日照分析与计算解析ppt课件
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
实施日期：2014年8月1日
主要内容： 总则、术语、数据要求、建模要求、计算参数与方法、计算结果与 误差控制。
背景： 《城市居住区规划设计规范》中规定了日照标准日、有效日照时间 带、日照时数等，满足日照规定成为了强制性条文，本规范作为与 之配套的日照计算参数标准，规定了诸如计算起点、计算范围、扫 掠角、屋顶附属物、计算原点（经纬度）、最小连续日照时间等参 数。
从使用情况来看，闭胸式的使用比较 广泛。 敞开式 盾构之 中有挤 压式盾 构、全 部敞开 式盾构 ，但在 近些年 的城市 地下工 程施工 中已很 少使用 ，在此 不再说 明。
建筑物理第8讲：第6章：建筑日照与遮阳
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8.1.5 太阳时与标准时
在以上计算太阳高度角和方位 角的公式中，时角(t)所用的时间 为观测点的当地太阳 时，或称“ 真太阳时”，即太阳在当地正南 时为12点、地球自转一周又回到 正南时为一天。 地球自转速度并不完全均匀，为计算方便，按一天为 24小时计算称“地方平均太阳时“。 经国际协议，以本初子午线处的 平均太阳时为世界时 间的标准，叫“世界时”。 各地区所采用的标准时间是各国按所处地理经度位置以 某一中心子午线的时间为标准时。
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对于一般建筑日照工程，所用的时间不需要十分精确， 为简化计算，修正之Ep可忽略不计。计算式可简化为：
T0 Tm 4L0 Lm
例如我国广州市的经度为113019'， 在我国的标准经度120 0 以西6 0 41' 6.680 ，
12点26.73分12点26分44秒。
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• 春分、 秋分正午太阳高度角：
A 90 L， L 地球纬度。
A 90 L
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冬至日，正午 太阳高度角：
A 90 L 23 27）， （ L 地球纬度。
18
夏至日，正午太阳的高度角：
A 90 L 23 27）， （ L 地球纬度。
29
按照构件遮挡阳光的特点来区分，主要分为几类： 一、人工遮阳方式 · 水平式遮阳 二、绿化遮阳
建筑物理-日照
§2 棒影图的原理及其应用
【例】设上海平坦场地上有前后两栋高均为18m的正南建 筑，要求大寒日底层在正午前后得到2小时满窗日照，窗 台高度1.2m，求楼间距。
【解】 已知：
11：00-13：00
高度角相同，方位 角和时角符号相反
3110 20 h 15t 15（13 12） 15
sin sin3110sin（ 20） cos3110cos15cos（ 20）
3.计算式：
求太阳高度角 sinh s sin sin cos cos cos
求太阳方位角
cos As
sinh s sin sin cosh s cos
求日出、日落的时角和方位角
cos tg tg
cos
As
sin cos
中午的太阳高度角
＞ hs 90
＞ hs 90
§1 日照的基本原理
3.建筑对日照的要求
为什么呢?
根据建筑的不同使用性质和当地气候情况而定
需争取日 照的建筑
病房、幼儿活动室——要求中午前后的阳光 农业用日光室——要求整天的阳光 居住建筑——要求一定时间的日照
需避免日 照的建筑
炎热地区的建筑
纺织冶炼车间等
展览室、绘图室、 阅览室、精密仪器 车间、化工厂、实 验室、药品仓库等
要防止室内过热
要避免眩光和防 止引起化学反应
第1.5章 建筑日照与遮阳讲解
建筑布局与日照 建筑的互遮挡：不同建筑物相互遮挡 建筑的自遮挡：建筑物一部分被另一部分遮挡
8:00
8:00
9:00
10:00
北
终日日影区
11:00
12:00
13:00
建筑的互遮挡 冬至日的情况
14:00
15:00
16:00
永久日影
红线区内为永久日影区，终 年没有日照
棒影图的基本原理及其应用（选讲）
1.5.1日照的基本原理 4)、城市居住区规划设计规范规定
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、VII气候区 建筑气候区划
大城市 中小城市
Ⅳ气候区
大城市
中小城市
Ⅴ、Ⅵ 气候区
日照标准日
大寒日
冬至日
日照时数(h)
≥2
有效日照时间 带(h)
日照时间计算 起点
≥3 8～16
底层窗台面
≥1 9～15
21
1.5.1日照的基本原理
4)、城市居住区规划设计规范规定
高
1.5.1日照的基本原理
2)、太阳位置的确定，太阳高 度角和太阳方位角的计算
一天中，太阳高度角和方位角的变化：
赤纬角和太阳高度角有什么区别？
sin = cos cos h cos + sin sin sin A = cos sin h /cos
太阳高度角
8:00
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北
终日日影区
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建筑的互遮挡 冬至日的情况
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永久日影
红线区内为永久日影区，终 年没有日照
棒影图的基本原理及其应用（选讲）
1.5.1日照的基本原理 4)、城市居住区规划设计规范规定
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、VII气候区 建筑气候区划
大城市 中小城市
Ⅳ气候区
大城市
中小城市
Ⅴ、Ⅵ 气候区
日照标准日
大寒日
冬至日
日照时数(h)
≥2
有效日照时间 带(h)
日照时间计算 起点
≥3 8～16
底层窗台面
≥1 9～15
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1.5.1日照的基本原理
4)、城市居住区规划设计规范规定
高
1.5.1日照的基本原理
2)、太阳位置的确定，太阳高 度角和太阳方位角的计算
一天中，太阳高度角和方位角的变化：
赤纬角和太阳高度角有什么区别？
sin = cos cos h cos + sin sin sin A = cos sin h /cos
太阳高度角
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遮阳形式及适用朝向 遮阳设施对室内环境的影响 遮阳设施构造设计要点
一: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：
几个概念: 什么是日照,日照时数,日照率?
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。
冬至日
北京 3957
城市居住区规划设计规范规定
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、VII气候区 建筑气候区划
大城市 中小城市
Ⅳ气候区
大城市
中小城市
Ⅴ、Ⅵ 气候区
日照标准日
大寒日
冬至日
日照时数(h)
≥2
有效日照时间 带(h)
日照时间计算 起点
≥3 8～16
底层窗台面
≥1 9～15
城市居住区规划设计规范规定
主要城市不同日照标准的间距系数
经国际协议，以本初子午线处的平均太阳时 为世界时间的标准，叫“世界时”。将整个 地球按地理经度划分为24个时区，每个时区 包含地理经度15º。以本初子午线东西各7.5º 为零时区，向东分12个时区，向西亦分12个 时区。每个时区都按它的中央子午线的平均 太阳时为计时标准，称为该时区的标准时， 相邻两个时区的时差为1h。
“永昼”，北极圈内背阳为“长夜”；南半球昼长夜短，北 半球则昼短夜长。
一: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
1。重要概念 2。一天中的变化规律 3。影响因素 四)地方时与标准时(自学)
时圈：在地球上通过南 北极的经度圈，在天球 上则称时圈
上 海 31°12ˊ 1.41 1.32 1.26 1.17 1.21 1.26 0.9～1.1
广 州 23°08ˊ 1.06 0.99 0.95 0.89 0.92 0.97 0.5～0.7
1.5.3 建筑遮阳
一、遮阳形式及适用朝向
(1)水平式遮阳 (2)垂直式遮阳 (3)综合式遮阳 (4)挡板式遮阳
太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南向所夹的角 叫太阳方位角，用 As表示；通常以南点S为0，向西为正，向
东为负。
太阳高度角 太阳方位角
2、太阳高度角和太阳方位角一天中
的变化规律
任何一个地区，在日出、日没时，太阳高度角为0；一天 中的正午，即当地太阳时12时，太阳高度角最大，此时 太阳位于正南（或正北），即太阳方位角为0（或180 度）。
(4)遮阳对房间通风的影响
遮阳设施对房间的通风有一定的阻挡作用， 使室内风速有所降低。实测资料表明，有遮 阳的房间，室内的风速约减弱22％~47％， 视遮阳的构造而异。因此在构造设计上应加 以注意。
四、遮阳设施构造设计要点
(1)遮阳的板面组合与构造
加吸热玻璃挡板
(2)遮阳板的安装位置
(3)材料与颜色
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。
建筑日照设计的任务
(1)按地理纬度、地形与环境条件，合理地确定 城乡规划的道路网方位、道路宽度、居住区位置、 居住区布置形式和建筑物的体形； (2)根据建筑物对日照的要求及相邻建筑的遮挡 情况，合理地选择和确定建筑物的朝向和间距； (3)根据阳光通过采光口进入室内的时间、面积 和太阳辐射照度等的变化情况，确定采光口及建筑 构件的位置、形状及大小； (4)正确设计遮阳构件的形式、尺寸与构造。
特殊时刻的太阳高度角和太阳方位角： （1）日出、日落时刻（hs=0)：
（2）正午时刻（As=0)：
四、地方时与标准时
一天时间的测定，是以地球自转为依据的。 日照设计所用的时间，均为当地平均太阳时， 它与日常钟表所指示的标准时之间往往有一 差值，故需加以换算。 所谓平均太阳时，是以太阳通过该地子午 线为正午12h来计算一天的时间。这样，经度 不同的地方，正午时间都不同，使用很不方 便。因此规定在一定经度范围内统一使用一 种标准时，在该范围内同一时刻的钟点均相 同。
3、影响太阳高度角和方位角的因素
确定 hs 和 As 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 hs 和 As 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）
由于地理纬度的不同，从地平面观察到的太 阳视轨迹亦不一样，因此，太阳的准确位置 应按太阳高度角与太阳方位角来确定。 太阳高度角和太阳方位角的计算：
建筑热工学 ----建筑日照与遮阳
上节内容回顾
1. 蒸汽渗透、蒸汽渗透系数、冷凝界面 2.如何进行表面冷凝和内部冷凝的检验? 3.地面泛潮的原因是什么?如何防止地面泛潮? 4.如何防止内部凝结?
本节教学内容：
一:日照的基本原理(了解) 二:棒影日照图的制作原理和主要应用 (自学) 三:建筑遮阳(掌握)
时角：是指太阳所在的 时圈与通过南点的时圈 构成的夹角，单位为度。
时角表示太阳的方位， 因为天球在一天24小时 内旋转360度，所以每 小时为15度。
1、重要概念
什么是太阳高度角？ 什么是太阳方位角？
重要概念:太阳高度角、太阳方位角
太阳直射光线与地平面间的夹角叫太阳高度角，用 hs表示；
分遮挡
8:00
8:00
9:00
10:00
11:00 14:00
北 12:00
终日日影区 13:00
建筑的互遮挡 冬至日的情况
15:00
16:00
永久日影
红线区内为永久日影 区，终年没有日照
有关日照的规范与标准
日照间距为了得到充分的日照，南北方向 相邻的楼间距不得低于一定限值 适用于 南北行列式排列的板式建筑
纬度 冬 至 日
大寒日
城市名称 (北纬) 正午 日照 正午 日照 日照 日照 现行采用标准
影长率 1h 影长率 1h 2h 3h
哈尔滨 45°45ˊ 2.63 2.46 2.25 2.10 2.15 2.24 1.5～1.8
北 京 39°57ˊ 1.99 1.86 1.75 1.63 1.67 1.74 1.6～1.7
日照过少导致人体产生的褪黑色素增加，引起精神忧郁
2. 建筑对日照有什么要求?
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。
Tm--—地方平均太阳时(h：min)； L0——标准时间子午线的经度(deg)； Lm——当地时间子午线的经度(deg)； Ep——均时差(min)。
建筑布局与日照
日影
终日日影：一天中都没有日照 永久日影：终年没有日照
建筑布局与日照
建筑的互遮挡：不同建筑物相互遮挡 建筑的自遮挡：建筑物一部分被另一部
系数越小，说明透过窗口的太阳辐射热量愈 小，防热效果愈好。
如广州地区四个主要朝向的遮阳系数分别是: 西向17%,西南向37%;南向45%;北向60%
几种遮阳设施的遮阳系数
(2)对室内气温的影响
(3)遮阳对房间采光的影响
从天然采光的观点来看，遮阳设施会阻挡直 射阳光，防止眩光，有助于视觉的正常工作。 但是，遮阳设施有挡光作用，从而会降低空 内照度，在阴天更为不利。据观察，一般室 内照度约降低53%~73％，但室内照度的分布 则比较均匀。
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。
请问:日照有哪些作用?
1.日照的作用
紫外线
杀菌，促进合成维生素D 导致皮肤癌
可见光
获得照明
红外线
带来辐射热能
太阳赤纬角
太阳光线与地球赤道面所 夹的圆心角。
南回归线 北源自文库归线
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。赤纬角 变化于±23º27'范围内。
北回归线 南回归线
赤纬d
0
+2327 0
-2327
南北回归线
北极圈 6633
北回归线 2327
2. 地球绕日运行的规律
二、遮阳板尺寸计算
(1)水平式遮阳 1)水平板的挑出长度L-的计算
2)水平板端翼挑出长度D的计算
(2)垂直式遮阳
As,w
B
L
(3)挡板式遮阳 L-
H0 H
三、遮阳设施对室内环境的影响
(1)对太阳辐射热的阻挡
17%
37%
45%
60%
遮阳系数
在照射时间内，透进有遮阳窗口的太阳辐射 量与透进无遮阳窗口的太阳辐射量的比值。
四季的形成
春分时，阳光直射地 球赤道，赤纬角为0º， 阳光正好切过两极， 因此，南北半球昼夜 等长；
夏至日，阳光直射北纬 23º27'，且切过北极圈， 即北纬66º33'线，这时的 赤纬角为23º27'。赤纬亦 可看作是阳光直射的地理
纬度。在北半球从夏至到
秋分为夏季，北极圈内都
在向阳的一侧，故为“永
一: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
二)地球绕太阳运行的规律
1.基本概念 2.地理绕日运行的规律
1.基本概念
经度和纬度
180°
伦敦格林威治天文台
90°
西经
东经 0°
经线或子午线
北纬 0°
南纬
纬线
我国地域辽阔，从东五时区到东九时区，横 跨5个时区。为了方便起见，统一采用东八时 区的时间，即以东经120º的平均太阳时为全 国标准时，称为“北京时间”。北京时间和 世界时相差8h，即北京时间等于世界时加上 8h。
根据天文学有关公式，地方平均太阳时与标 准时之间的转换关系为:
T0 = Tm + 4(L0 - Lm) + Ep 式中 T0——标准时间(h：min)；
对材料的要求: 坚固耐久\轻便灵活 外表面颜色宜浅; 内表面则应稍暗, 希望材料的辐射系数小
本节小结
日照的基本原理 地球绕太阳运行的规律 太阳高度度和方位角 建筑遮阳
遮阳形式及适用朝向 遮阳设施对室内环境的影响 遮阳设施构造设计要点 遮阳系数
(2)夏至日，太阳从东北方升起，绕过东南向，12 时到达子午线上，方位正南，然后经西南向到西北
向日没。在一年之中的昼间时段最长、夜间时段最 短；正午太阳高度角最大；
(3)冬至日，太阳从东南方升起，12时到达子午线， 方位正南，然后在西南向日没，且在一年之中昼间
时段最短、夜间时段最长；就正午而言，一年中该 日的太阳高度角最小。
昼”；南极圈内却在背阳
的一侧，故为“长夜”；
北半球昼长夜短，南半球 则昼短夜长。
夏至以后，太阳不再向北移动，而是逐日南移返
回赤道，所以北纬23º27'处称为北回归线。当阳光 又直射到地球赤道时，赤纬角为0º，称为秋分。这 时，南北半球昼夜又是等长。
阳光继续向南半球移动，达南纬23º27'时，即赤纬角为23º27'，称为冬至。此时，阳光切过南极圈，南极圈内为
任何一天内，按当地太阳时，上下午太阳的位置对称于正 午。
以我们学院办公楼为例，其中午12时的太阳高度角一年 中的变化规律是什么？其春分、夏至、秋分和冬至四个代 表日的太阳的运行规律是什么？
(从太阳升起和落下的方位,12时的太阳方位,昼夜的长短关系,不同 代表日正午的太阳高度角的关系)
假如以焦作市(北纬35º3)地区为例，选定春分、夏 至、秋分和冬至四个代表日来观察太阳运行的规律， 便能从图1．5-7中看到： (1)春分日和秋分日，太阳从正东方升起，12时到 达子午线，方位正南，然后从正西日没，且昼夜时 段平分；
一: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：
几个概念: 什么是日照,日照时数,日照率?
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。
冬至日
北京 3957
城市居住区规划设计规范规定
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、VII气候区 建筑气候区划
大城市 中小城市
Ⅳ气候区
大城市
中小城市
Ⅴ、Ⅵ 气候区
日照标准日
大寒日
冬至日
日照时数(h)
≥2
有效日照时间 带(h)
日照时间计算 起点
≥3 8～16
底层窗台面
≥1 9～15
城市居住区规划设计规范规定
主要城市不同日照标准的间距系数
经国际协议，以本初子午线处的平均太阳时 为世界时间的标准，叫“世界时”。将整个 地球按地理经度划分为24个时区，每个时区 包含地理经度15º。以本初子午线东西各7.5º 为零时区，向东分12个时区，向西亦分12个 时区。每个时区都按它的中央子午线的平均 太阳时为计时标准，称为该时区的标准时， 相邻两个时区的时差为1h。
“永昼”，北极圈内背阳为“长夜”；南半球昼长夜短，北 半球则昼短夜长。
一: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
1。重要概念 2。一天中的变化规律 3。影响因素 四)地方时与标准时(自学)
时圈：在地球上通过南 北极的经度圈，在天球 上则称时圈
上 海 31°12ˊ 1.41 1.32 1.26 1.17 1.21 1.26 0.9～1.1
广 州 23°08ˊ 1.06 0.99 0.95 0.89 0.92 0.97 0.5～0.7
1.5.3 建筑遮阳
一、遮阳形式及适用朝向
(1)水平式遮阳 (2)垂直式遮阳 (3)综合式遮阳 (4)挡板式遮阳
太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南向所夹的角 叫太阳方位角，用 As表示；通常以南点S为0，向西为正，向
东为负。
太阳高度角 太阳方位角
2、太阳高度角和太阳方位角一天中
的变化规律
任何一个地区，在日出、日没时，太阳高度角为0；一天 中的正午，即当地太阳时12时，太阳高度角最大，此时 太阳位于正南（或正北），即太阳方位角为0（或180 度）。
(4)遮阳对房间通风的影响
遮阳设施对房间的通风有一定的阻挡作用， 使室内风速有所降低。实测资料表明，有遮 阳的房间，室内的风速约减弱22％~47％， 视遮阳的构造而异。因此在构造设计上应加 以注意。
四、遮阳设施构造设计要点
(1)遮阳的板面组合与构造
加吸热玻璃挡板
(2)遮阳板的安装位置
(3)材料与颜色
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。
建筑日照设计的任务
(1)按地理纬度、地形与环境条件，合理地确定 城乡规划的道路网方位、道路宽度、居住区位置、 居住区布置形式和建筑物的体形； (2)根据建筑物对日照的要求及相邻建筑的遮挡 情况，合理地选择和确定建筑物的朝向和间距； (3)根据阳光通过采光口进入室内的时间、面积 和太阳辐射照度等的变化情况，确定采光口及建筑 构件的位置、形状及大小； (4)正确设计遮阳构件的形式、尺寸与构造。
特殊时刻的太阳高度角和太阳方位角： （1）日出、日落时刻（hs=0)：
（2）正午时刻（As=0)：
四、地方时与标准时
一天时间的测定，是以地球自转为依据的。 日照设计所用的时间，均为当地平均太阳时， 它与日常钟表所指示的标准时之间往往有一 差值，故需加以换算。 所谓平均太阳时，是以太阳通过该地子午 线为正午12h来计算一天的时间。这样，经度 不同的地方，正午时间都不同，使用很不方 便。因此规定在一定经度范围内统一使用一 种标准时，在该范围内同一时刻的钟点均相 同。
3、影响太阳高度角和方位角的因素
确定 hs 和 As 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 hs 和 As 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）
由于地理纬度的不同，从地平面观察到的太 阳视轨迹亦不一样，因此，太阳的准确位置 应按太阳高度角与太阳方位角来确定。 太阳高度角和太阳方位角的计算：
建筑热工学 ----建筑日照与遮阳
上节内容回顾
1. 蒸汽渗透、蒸汽渗透系数、冷凝界面 2.如何进行表面冷凝和内部冷凝的检验? 3.地面泛潮的原因是什么?如何防止地面泛潮? 4.如何防止内部凝结?
本节教学内容：
一:日照的基本原理(了解) 二:棒影日照图的制作原理和主要应用 (自学) 三:建筑遮阳(掌握)
时角：是指太阳所在的 时圈与通过南点的时圈 构成的夹角，单位为度。
时角表示太阳的方位， 因为天球在一天24小时 内旋转360度，所以每 小时为15度。
1、重要概念
什么是太阳高度角？ 什么是太阳方位角？
重要概念:太阳高度角、太阳方位角
太阳直射光线与地平面间的夹角叫太阳高度角，用 hs表示；
分遮挡
8:00
8:00
9:00
10:00
11:00 14:00
北 12:00
终日日影区 13:00
建筑的互遮挡 冬至日的情况
15:00
16:00
永久日影
红线区内为永久日影 区，终年没有日照
有关日照的规范与标准
日照间距为了得到充分的日照，南北方向 相邻的楼间距不得低于一定限值 适用于 南北行列式排列的板式建筑
纬度 冬 至 日
大寒日
城市名称 (北纬) 正午 日照 正午 日照 日照 日照 现行采用标准
影长率 1h 影长率 1h 2h 3h
哈尔滨 45°45ˊ 2.63 2.46 2.25 2.10 2.15 2.24 1.5～1.8
北 京 39°57ˊ 1.99 1.86 1.75 1.63 1.67 1.74 1.6～1.7
日照过少导致人体产生的褪黑色素增加，引起精神忧郁
2. 建筑对日照有什么要求?
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。
Tm--—地方平均太阳时(h：min)； L0——标准时间子午线的经度(deg)； Lm——当地时间子午线的经度(deg)； Ep——均时差(min)。
建筑布局与日照
日影
终日日影：一天中都没有日照 永久日影：终年没有日照
建筑布局与日照
建筑的互遮挡：不同建筑物相互遮挡 建筑的自遮挡：建筑物一部分被另一部
系数越小，说明透过窗口的太阳辐射热量愈 小，防热效果愈好。
如广州地区四个主要朝向的遮阳系数分别是: 西向17%,西南向37%;南向45%;北向60%
几种遮阳设施的遮阳系数
(2)对室内气温的影响
(3)遮阳对房间采光的影响
从天然采光的观点来看，遮阳设施会阻挡直 射阳光，防止眩光，有助于视觉的正常工作。 但是，遮阳设施有挡光作用，从而会降低空 内照度，在阴天更为不利。据观察，一般室 内照度约降低53%~73％，但室内照度的分布 则比较均匀。
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。
请问:日照有哪些作用?
1.日照的作用
紫外线
杀菌，促进合成维生素D 导致皮肤癌
可见光
获得照明
红外线
带来辐射热能
太阳赤纬角
太阳光线与地球赤道面所 夹的圆心角。
南回归线 北源自文库归线
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。赤纬角 变化于±23º27'范围内。
北回归线 南回归线
赤纬d
0
+2327 0
-2327
南北回归线
北极圈 6633
北回归线 2327
2. 地球绕日运行的规律
二、遮阳板尺寸计算
(1)水平式遮阳 1)水平板的挑出长度L-的计算
2)水平板端翼挑出长度D的计算
(2)垂直式遮阳
As,w
B
L
(3)挡板式遮阳 L-
H0 H
三、遮阳设施对室内环境的影响
(1)对太阳辐射热的阻挡
17%
37%
45%
60%
遮阳系数
在照射时间内，透进有遮阳窗口的太阳辐射 量与透进无遮阳窗口的太阳辐射量的比值。
四季的形成
春分时，阳光直射地 球赤道，赤纬角为0º， 阳光正好切过两极， 因此，南北半球昼夜 等长；
夏至日，阳光直射北纬 23º27'，且切过北极圈， 即北纬66º33'线，这时的 赤纬角为23º27'。赤纬亦 可看作是阳光直射的地理
纬度。在北半球从夏至到
秋分为夏季，北极圈内都
在向阳的一侧，故为“永
一: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
二)地球绕太阳运行的规律
1.基本概念 2.地理绕日运行的规律
1.基本概念
经度和纬度
180°
伦敦格林威治天文台
90°
西经
东经 0°
经线或子午线
北纬 0°
南纬
纬线
我国地域辽阔，从东五时区到东九时区，横 跨5个时区。为了方便起见，统一采用东八时 区的时间，即以东经120º的平均太阳时为全 国标准时，称为“北京时间”。北京时间和 世界时相差8h，即北京时间等于世界时加上 8h。
根据天文学有关公式，地方平均太阳时与标 准时之间的转换关系为:
T0 = Tm + 4(L0 - Lm) + Ep 式中 T0——标准时间(h：min)；
对材料的要求: 坚固耐久\轻便灵活 外表面颜色宜浅; 内表面则应稍暗, 希望材料的辐射系数小
本节小结
日照的基本原理 地球绕太阳运行的规律 太阳高度度和方位角 建筑遮阳
遮阳形式及适用朝向 遮阳设施对室内环境的影响 遮阳设施构造设计要点 遮阳系数
(2)夏至日，太阳从东北方升起，绕过东南向，12 时到达子午线上，方位正南，然后经西南向到西北
向日没。在一年之中的昼间时段最长、夜间时段最 短；正午太阳高度角最大；
(3)冬至日，太阳从东南方升起，12时到达子午线， 方位正南，然后在西南向日没，且在一年之中昼间
时段最短、夜间时段最长；就正午而言，一年中该 日的太阳高度角最小。
昼”；南极圈内却在背阳
的一侧，故为“长夜”；
北半球昼长夜短，南半球 则昼短夜长。
夏至以后，太阳不再向北移动，而是逐日南移返
回赤道，所以北纬23º27'处称为北回归线。当阳光 又直射到地球赤道时，赤纬角为0º，称为秋分。这 时，南北半球昼夜又是等长。
阳光继续向南半球移动，达南纬23º27'时，即赤纬角为23º27'，称为冬至。此时，阳光切过南极圈，南极圈内为
任何一天内，按当地太阳时，上下午太阳的位置对称于正 午。
以我们学院办公楼为例，其中午12时的太阳高度角一年 中的变化规律是什么？其春分、夏至、秋分和冬至四个代 表日的太阳的运行规律是什么？
(从太阳升起和落下的方位,12时的太阳方位,昼夜的长短关系,不同 代表日正午的太阳高度角的关系)
假如以焦作市(北纬35º3)地区为例，选定春分、夏 至、秋分和冬至四个代表日来观察太阳运行的规律， 便能从图1．5-7中看到： (1)春分日和秋分日，太阳从正东方升起，12时到 达子午线，方位正南，然后从正西日没，且昼夜时 段平分；