建筑物理日照与遮阳
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
建筑物理日照与遮阳
第三次作业
1.有一影剧院,冬、夏两季室内维持相同 的空气温度ta=23℃ ，相对湿度 RH=60%, 气流状况 v=0.3m/s。夏 季人们着短衫短裤看影剧感到热舒适 ，而冬季则要着厚衣裤看影剧才感到 热舒适。试详细说明其中原因。
2.查找自己出生地（或最靠近出生地 ）的城市站台气候资料，利用生物气 候图分析相应的气候适应性设计策略 ，并比较当地的传统民居，看看是否 与分析的设计策略具有一致性；如不 一致，进一步分析原因。
日照还可使房间在冬季获得较多的太 阳辐射热，提高室内温度。
据研究表明,冬季的日照会对多数人产 生良好的心理作用。
（2）避免防止过量日照-----遮阳设 计。
防止室内过热
避免眩光或暴晒
为满足建筑对日照和遮阳的需求 ，应在设计时按照使用要求，综合考 虑地区气候条件、日照特点、当地地 形及前后建筑的遮挡条件、房间的自 然通风要求，以及节约用地等因素， 从而采取相应的措施，正确地选择房 屋朝向、间距、建筑体型、窗口位置 、遮阳处理等。
2建筑在地表位置的确定及时间系统
2.1经纬度的确定
国际上在 1884年经过 各国协议， 以穿过英国 伦敦格林尼 治（ Greenwich ）天文台的 经线为本初 经线。
2.2太阳时
以太阳经过某地子午线(经线或正南) 时为正午12点来计算一天的时间。地 球自转一周又回到正南时为一天。
• 2.3世界时
•2.4风
•A.大气环流
•由于太阳辐射在地表分布不均，引起赤道与 两极温差，从而引起气流从赤道想两极，从两 极向赤道的流动。
•地球上的大气借 助对流会将太阳 能进行再分配。 图为在不旋转的 地球 。
大气环流风向
地球旋转，使图气流产生陀螺旋转的趋势。
•（1）由于地球的 旋转，吹向赤道风 因而偏转向西； •（2）吹向两极的 风因而偏转向东； •（3）上述两种作 用近赤道区最小， 近极区最大。
•第 4 章 日照与遮阳
•内容： •1.日照与遮阳概述 •2.建筑位置的确定及时间系统 •3.太阳在天空位置的确定 •4.日照间距计算 •5.日照图表及其应用
•1.日照与遮阳概述 1.1太阳与建筑 掌握太阳的运行规律与特点是很重要
的。 城市建筑物（日照间距）日照设计。. 建筑阴影及遮阳构件设计。 充分利用太阳能资源。 被动式太阳能建筑设计。
93）按地区气候条件及城市特点所作的规定
。 • 建筑气 候
•区划
•Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区
•大城市 •中小城市
•Ⅳ区
•大城市 •中小城市
• Ⅴ、 Ⅵ、Ⅶ区
•日照标准 日
•日照时数
•≥2小时
•大寒日 •≥3小时
Baidu Nhomakorabea
•冬至日 •≥1小时
•有效日照 时段
•计算点
•8－16时 •底层窗台面
•9－15时
C.学习目的
（1）争取和利用日照-----日照设计.
B.地方风
由于地方性质不同,如水陆分布、地 理起伏、地表状况不同，引起空气 的流动。海陆风、季风、山谷风、 庭院风、巷道风等。
•
山谷风
C.风的描述 风向：风吹来的地平方向。 风速：风的大小称为风速。 •风玫瑰图:
•先定十六个方 向，再统计出 各方向的频率 ，连接各点， 圆周线代表频 率值。
•泉州5-9月风向玫瑰图
•变化程度是大陆大于海面，夏季大于冬季，晴 天大于阴天。
•湿度随 高度的 变化。
•水蒸汽压力：在竖向高度上的递减量 较气压的递减更快，因此，水蒸汽的 浓度随着海拔高度而降低。水蒸汽压 力最大的年变化发生在季风影响的区 域内；这些季风从海洋上带来了热的 湿空气，又从内陆带来了干燥的空气 。
•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。
B.太阳常数
在地球与太阳平均距离处，垂直于入射 光线的大气界面上单位面积上的热辐射 流Io w/m2
•天文太阳常数(计算): Io=1395.6w/m2
•气象太阳常数(实测): •Io=1256w/m2
•C.太阳辐射在大气中变化
•太 阳光 谱
•D太阳辐射计算 •直接辐射：与太阳光线经过大气层距离
以太阳经过本初子午线(0经线)时为正午 12点来计算一天的时间。24个时区,东时 区12个和西时区12个,每时区跨15度经度 历1小时。
• 2.5地区标准时
为了统一时间的使用,各地区或国家按所处 地理经度范围，以某一位置太阳时来计算 或统一规定时间,称为地区标准时。我国标 准时是以东经120°北京时间作为标准时。
A.太阳的运行规律与特点
太阳在天空中的位置是因时、因地时刻都 在变化着，而建筑物的状况也是多种多样的 ，要在设计之初预知日照、阴影和遮阳情况 ，便需掌握太阳相对于建筑的年日运动规律 。
•关键在于如何从天文学上的太阳为中心 的观点转到建筑师以地球为中心的观点 上来。
B.日照概念
日照是指物体表面、地段、室内被太 阳光直接照射的现象。
Ly有关，与大气组成有关，对波长为λ的光 线有：
•ILλ=I0λexp(-αλL)
• αλ是L段中大气对光线辐射减弱系数
•L sinhs=h •L=h cschs
•水平面直射辐射: • IH=Im sinhs
•垂直面直射辐射: • I⊥=Im coshs cosr
•水平面散射辐射: •DH= ΦI0 sinhs •Φ----为全散射辐射系数，包括天空 、地面、云层等。
•2.6太阳时与地区标准时换算
T。——标准时间，时；分； Tm——地方太阳时，时：分； L。——标准时间子午圈所处的经度，度； Lm——当地子午圈所处的经度，度； 4——换算系数，分／度。由于地球自转一周按24小
时计，地球的经度分为360°，所以每转过经度1° 为4分钟。
地方经度在标准经度以西时，经度每差1° ，标准时比地方时提前4分钟；在标准经 度以东时，经度每差1°，标准时比地方时 推后4分钟。
•2.5 降水 •降水：从大地蒸发出来的水汽进入 大气层，经过凝结后又降到地面上 的液态或固态水分简称降水。
•描述降水性质的参数：降水量、降 水时间、降水强度。
•影响降水的因素：气温、大气环流 、地形、海陆分布。
•降水量：是指降落到地面的雨、雪 、雹等融化后，未经蒸发或渗透流失 而积累在水平面上的水层厚度，以mm 为单位。
• 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
我国7月平均地面温度分布
•E.地层温度变化 地表面：
(1)周期相同
(2)振幅有衰减
(3)时间有延迟 (4)衰减倍数:
Af > Ax
地表以下衰减倍数
•2.3 空气湿度周期性变化 •相对湿度日变化：
•在一日中 黎明前最 高，而午 后最低。
•年周期性变化 ： •在一年 中最冷 月最高 ，而最 热月最 低。
北京标准年空气温度曲线图
C.影响气温的因素
•地理纬度: •太阳辐射: •地表状况: •降水状况: •大气对流: •季节变化:
D.逆温现象及危害
上层空气较下层空气热的现象叫逆 温现象。
地面受到强烈冷却，造成空气不流 动，浓雾不散，空气污染物质长期沉 积。
霜冻效应：冷空气下沉到低洼处不 动。
我国1月平均地面温度分布
D.风速随高度的变化
A.与下垫面性质有关 B.随高度增加而增加 C.可用指数形式表示V=V0(Z/Z0)n
•E.我国风向分区
•Ⅰ.季节变化型：冬夏风向变化＞135 度,≤180度。
•Ⅱ.主导风向型：全年风向基本一致。
•Ⅲ.无主导风向型。
•Ⅳ.准静风型。
•F.建 筑物周 边的风
建 筑 物 所 受 风 压
•泉州全年风向玫瑰图
风速玫瑰图：
先统计出某一方向某一 范围如0～1.0m/s出 现的次数，再求出该 方向该范围内风速的 频率。
按照画风玫瑰图的方法 画出这一范围玫瑰图 ，再统计另一风速范 围如1~2m/s出现次 数的及计算出某出现 频率，按方向和比例 截取线段描点，连接 各点形成区域即可划 出风速图。
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。
•垂直面散射辐射: •D⊥= 0.5DH
•影响到达地面太阳辐射因素：太阳高度角、 大气透明度、地理纬度、云量、海拔高度。地 面上受到的太阳辐射照度随当地的地理纬度、 大气透明度和季节及时间的不同而变化。
•建筑各朝向表面的日辐射照度随季节 的变化规律各不相同。
• E.日照时数及日照百分率
• 可日照时数：在晴天无云时，从日出 到日没一天内阳光照射的时间。
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。
降水时间：指一次降水过程从开始到 结束的持续时间，单位h或min。
降水强度：指单位时间内的降水量， 等级以24小时的总量（mm）表示。 小雨:<10mm，中雨:10~25mm，大 雨:25~50mm，暴雨:50~100mm。
我国降水分布特点
•(1)从东 南沿海向 西北内陆 减少。 •(2)山地 多于平地, 迎风多于 背风。 •(3)与地 形与风型 有关。
太阳时角（t）:太 阳所在时圈与某 地子午圈的夹角, 向西为正,向东为 负。
赤纬角的计算：
• 一年中逐日的赤纬也可用Peter．J． Iumde等人建议的公式粗略计算,单位度 。N----- 从元旦开始计算的天数）
赤纬角与中国节气表
时角说明：
时角是按照地球自转一周（24小时）相当 于太阳在天球图上绕天轴一周即360°的原 理，不同的时角可表示在一天里不同时间 的太阳位置，以其所在时圈的角度表示， 即1小时相当于时角15°。并规定以太阳在 观测点正南向，即当地时间正午12时的时 角为0°，这时的时圈称为当地的子午圈； 对应于上午的时角（12时以前）为负值， 下午的时角为正值。
建筑对日照的要求主要根据它的使用 性质和当地气候情况而定。寒冷地区 的建筑一般都需要争取较好的日照；
温和地区的多数建筑，也需要至少在 冬季正午前后有一定的日照时间；这 时的阳光含有较多紫外线，有利于消 灭细菌和预防一些疾病，使室内保持 良好的卫生环境。
•《城市居住区规划设计规范》（GB50180—
第三次作业
1.有一影剧院,冬、夏两季室内维持相同 的空气温度ta=23℃ ，相对湿度 RH=60%, 气流状况 v=0.3m/s。夏 季人们着短衫短裤看影剧感到热舒适 ，而冬季则要着厚衣裤看影剧才感到 热舒适。试详细说明其中原因。
2.查找自己出生地（或最靠近出生地 ）的城市站台气候资料，利用生物气 候图分析相应的气候适应性设计策略 ，并比较当地的传统民居，看看是否 与分析的设计策略具有一致性；如不 一致，进一步分析原因。
日照还可使房间在冬季获得较多的太 阳辐射热，提高室内温度。
据研究表明,冬季的日照会对多数人产 生良好的心理作用。
（2）避免防止过量日照-----遮阳设 计。
防止室内过热
避免眩光或暴晒
为满足建筑对日照和遮阳的需求 ，应在设计时按照使用要求，综合考 虑地区气候条件、日照特点、当地地 形及前后建筑的遮挡条件、房间的自 然通风要求，以及节约用地等因素， 从而采取相应的措施，正确地选择房 屋朝向、间距、建筑体型、窗口位置 、遮阳处理等。
2建筑在地表位置的确定及时间系统
2.1经纬度的确定
国际上在 1884年经过 各国协议， 以穿过英国 伦敦格林尼 治（ Greenwich ）天文台的 经线为本初 经线。
2.2太阳时
以太阳经过某地子午线(经线或正南) 时为正午12点来计算一天的时间。地 球自转一周又回到正南时为一天。
• 2.3世界时
•2.4风
•A.大气环流
•由于太阳辐射在地表分布不均，引起赤道与 两极温差，从而引起气流从赤道想两极，从两 极向赤道的流动。
•地球上的大气借 助对流会将太阳 能进行再分配。 图为在不旋转的 地球 。
大气环流风向
地球旋转，使图气流产生陀螺旋转的趋势。
•（1）由于地球的 旋转，吹向赤道风 因而偏转向西； •（2）吹向两极的 风因而偏转向东； •（3）上述两种作 用近赤道区最小， 近极区最大。
•第 4 章 日照与遮阳
•内容： •1.日照与遮阳概述 •2.建筑位置的确定及时间系统 •3.太阳在天空位置的确定 •4.日照间距计算 •5.日照图表及其应用
•1.日照与遮阳概述 1.1太阳与建筑 掌握太阳的运行规律与特点是很重要
的。 城市建筑物（日照间距）日照设计。. 建筑阴影及遮阳构件设计。 充分利用太阳能资源。 被动式太阳能建筑设计。
93）按地区气候条件及城市特点所作的规定
。 • 建筑气 候
•区划
•Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区
•大城市 •中小城市
•Ⅳ区
•大城市 •中小城市
• Ⅴ、 Ⅵ、Ⅶ区
•日照标准 日
•日照时数
•≥2小时
•大寒日 •≥3小时
Baidu Nhomakorabea
•冬至日 •≥1小时
•有效日照 时段
•计算点
•8－16时 •底层窗台面
•9－15时
C.学习目的
（1）争取和利用日照-----日照设计.
B.地方风
由于地方性质不同,如水陆分布、地 理起伏、地表状况不同，引起空气 的流动。海陆风、季风、山谷风、 庭院风、巷道风等。
•
山谷风
C.风的描述 风向：风吹来的地平方向。 风速：风的大小称为风速。 •风玫瑰图:
•先定十六个方 向，再统计出 各方向的频率 ，连接各点， 圆周线代表频 率值。
•泉州5-9月风向玫瑰图
•变化程度是大陆大于海面，夏季大于冬季，晴 天大于阴天。
•湿度随 高度的 变化。
•水蒸汽压力：在竖向高度上的递减量 较气压的递减更快，因此，水蒸汽的 浓度随着海拔高度而降低。水蒸汽压 力最大的年变化发生在季风影响的区 域内；这些季风从海洋上带来了热的 湿空气，又从内陆带来了干燥的空气 。
•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。
B.太阳常数
在地球与太阳平均距离处，垂直于入射 光线的大气界面上单位面积上的热辐射 流Io w/m2
•天文太阳常数(计算): Io=1395.6w/m2
•气象太阳常数(实测): •Io=1256w/m2
•C.太阳辐射在大气中变化
•太 阳光 谱
•D太阳辐射计算 •直接辐射：与太阳光线经过大气层距离
以太阳经过本初子午线(0经线)时为正午 12点来计算一天的时间。24个时区,东时 区12个和西时区12个,每时区跨15度经度 历1小时。
• 2.5地区标准时
为了统一时间的使用,各地区或国家按所处 地理经度范围，以某一位置太阳时来计算 或统一规定时间,称为地区标准时。我国标 准时是以东经120°北京时间作为标准时。
A.太阳的运行规律与特点
太阳在天空中的位置是因时、因地时刻都 在变化着，而建筑物的状况也是多种多样的 ，要在设计之初预知日照、阴影和遮阳情况 ，便需掌握太阳相对于建筑的年日运动规律 。
•关键在于如何从天文学上的太阳为中心 的观点转到建筑师以地球为中心的观点 上来。
B.日照概念
日照是指物体表面、地段、室内被太 阳光直接照射的现象。
Ly有关，与大气组成有关，对波长为λ的光 线有：
•ILλ=I0λexp(-αλL)
• αλ是L段中大气对光线辐射减弱系数
•L sinhs=h •L=h cschs
•水平面直射辐射: • IH=Im sinhs
•垂直面直射辐射: • I⊥=Im coshs cosr
•水平面散射辐射: •DH= ΦI0 sinhs •Φ----为全散射辐射系数，包括天空 、地面、云层等。
•2.6太阳时与地区标准时换算
T。——标准时间，时；分； Tm——地方太阳时，时：分； L。——标准时间子午圈所处的经度，度； Lm——当地子午圈所处的经度，度； 4——换算系数，分／度。由于地球自转一周按24小
时计，地球的经度分为360°，所以每转过经度1° 为4分钟。
地方经度在标准经度以西时，经度每差1° ，标准时比地方时提前4分钟；在标准经 度以东时，经度每差1°，标准时比地方时 推后4分钟。
•2.5 降水 •降水：从大地蒸发出来的水汽进入 大气层，经过凝结后又降到地面上 的液态或固态水分简称降水。
•描述降水性质的参数：降水量、降 水时间、降水强度。
•影响降水的因素：气温、大气环流 、地形、海陆分布。
•降水量：是指降落到地面的雨、雪 、雹等融化后，未经蒸发或渗透流失 而积累在水平面上的水层厚度，以mm 为单位。
• 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
我国7月平均地面温度分布
•E.地层温度变化 地表面：
(1)周期相同
(2)振幅有衰减
(3)时间有延迟 (4)衰减倍数:
Af > Ax
地表以下衰减倍数
•2.3 空气湿度周期性变化 •相对湿度日变化：
•在一日中 黎明前最 高，而午 后最低。
•年周期性变化 ： •在一年 中最冷 月最高 ，而最 热月最 低。
北京标准年空气温度曲线图
C.影响气温的因素
•地理纬度: •太阳辐射: •地表状况: •降水状况: •大气对流: •季节变化:
D.逆温现象及危害
上层空气较下层空气热的现象叫逆 温现象。
地面受到强烈冷却，造成空气不流 动，浓雾不散，空气污染物质长期沉 积。
霜冻效应：冷空气下沉到低洼处不 动。
我国1月平均地面温度分布
D.风速随高度的变化
A.与下垫面性质有关 B.随高度增加而增加 C.可用指数形式表示V=V0(Z/Z0)n
•E.我国风向分区
•Ⅰ.季节变化型：冬夏风向变化＞135 度,≤180度。
•Ⅱ.主导风向型：全年风向基本一致。
•Ⅲ.无主导风向型。
•Ⅳ.准静风型。
•F.建 筑物周 边的风
建 筑 物 所 受 风 压
•泉州全年风向玫瑰图
风速玫瑰图：
先统计出某一方向某一 范围如0～1.0m/s出 现的次数，再求出该 方向该范围内风速的 频率。
按照画风玫瑰图的方法 画出这一范围玫瑰图 ，再统计另一风速范 围如1~2m/s出现次 数的及计算出某出现 频率，按方向和比例 截取线段描点，连接 各点形成区域即可划 出风速图。
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。
•垂直面散射辐射: •D⊥= 0.5DH
•影响到达地面太阳辐射因素：太阳高度角、 大气透明度、地理纬度、云量、海拔高度。地 面上受到的太阳辐射照度随当地的地理纬度、 大气透明度和季节及时间的不同而变化。
•建筑各朝向表面的日辐射照度随季节 的变化规律各不相同。
• E.日照时数及日照百分率
• 可日照时数：在晴天无云时，从日出 到日没一天内阳光照射的时间。
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。
降水时间：指一次降水过程从开始到 结束的持续时间，单位h或min。
降水强度：指单位时间内的降水量， 等级以24小时的总量（mm）表示。 小雨:<10mm，中雨:10~25mm，大 雨:25~50mm，暴雨:50~100mm。
我国降水分布特点
•(1)从东 南沿海向 西北内陆 减少。 •(2)山地 多于平地, 迎风多于 背风。 •(3)与地 形与风型 有关。
太阳时角（t）:太 阳所在时圈与某 地子午圈的夹角, 向西为正,向东为 负。
赤纬角的计算：
• 一年中逐日的赤纬也可用Peter．J． Iumde等人建议的公式粗略计算,单位度 。N----- 从元旦开始计算的天数）
赤纬角与中国节气表
时角说明：
时角是按照地球自转一周（24小时）相当 于太阳在天球图上绕天轴一周即360°的原 理，不同的时角可表示在一天里不同时间 的太阳位置，以其所在时圈的角度表示， 即1小时相当于时角15°。并规定以太阳在 观测点正南向，即当地时间正午12时的时 角为0°，这时的时圈称为当地的子午圈； 对应于上午的时角（12时以前）为负值， 下午的时角为正值。
建筑对日照的要求主要根据它的使用 性质和当地气候情况而定。寒冷地区 的建筑一般都需要争取较好的日照；
温和地区的多数建筑，也需要至少在 冬季正午前后有一定的日照时间；这 时的阳光含有较多紫外线，有利于消 灭细菌和预防一些疾病，使室内保持 良好的卫生环境。
•《城市居住区规划设计规范》（GB50180—