建筑物理日照与遮阳

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
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。
•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。
•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。
Ly有关，与大气组成有关，对波长为λ的光 线有：
•ILλ=I0λexp(-αλL)
• αλ是Байду номын сангаас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。
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
•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.
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。
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
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。
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
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。
•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.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
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。
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—
•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。
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。
• 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
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。
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