关于建筑设计中棒影日照图的应用分析
基于棒影法的居室有效日照时数分析--以清远市区为例
摘 要：日照是建筑规划设计的重要因素。通过基于棒影法的计算原理，制定清远市区各方位各时刻棒影比率表，计算
并分析居室有效日照时数，发现该方法仅适用于无其他日照遮挡的平行布置条式住宅之间；地球绕太阳运动时存在的摄动
现象使日照棒影法分析居室日照存在误差；利用棒影法分析居室有效日照时数，需要确定日期和时刻、建筑地理位置、间
同时研究建筑日照的理论与方法渐趋成熟，因此 对当地建筑居室有效日照进行分析是有业务必要 的，也是有现实意义的。
本文通过棒影法原理计算居室有效日照时 数，判断其是否符合规范关于日照的有关规定。借 助棒影法来衡量居室日照效果，以期为本地建筑 日照评估提供有益依据，开展针对性、个性化气象 服务。
1 清远市居室日照标准的确定 我国《物权法》对于采光权进行了明文规定，
hs 为太阳高度角。通过棒影法计算棒影比率 A 作 为判断居室是否接受有效日照的指标。棒影法计
算原理如图 1，根据棒影长度与棒高的变化关系
可得公式淤：
L=H·coths = H·A
淤
图 1 棒影法计算原理
2.2 公式中的数值来源
hs 为太阳高度角，可根据日照原理计算：
sinhs=sin椎·sin啄+cos椎·cos啄cos赘
建筑方案日照分析图步骤
建筑方案日照分析图步骤建筑方案日照分析图是建筑设计中常用的一种分析工具，用于评估建筑物在不同时间段内的日照情况。
通过分析日照分布情况，可以确定建筑物在不同季节和不同时间段内的照明状况，以及可能存在的遮挡问题。
下面是建筑方案日照分析图的具体步骤。
1. 收集数据在进行日照分析之前，首先需要收集一些必要的数据，如建筑物的地理位置、高度和方位角等。
这些数据将用于进行日照计算和分析。
2. 确定分析时间段根据需要分析的问题，确定适当的时间段。
可以选择一天中的不同时间段进行分析，比如早晨、中午和傍晚等时间段，或者选择一年中的不同季节进行分析。
不同时间段的日照情况可能存在明显的差异，因此需要根据实际情况进行选择。
3. 进行日照计算利用专业的建筑日照模拟软件，根据建筑物的数据和时间段的选择，进行日照计算。
该软件可以根据地理位置和日期/时间信息，模拟太阳的运动轨迹，并计算出各个时间点的太阳高度角和方位角等参数。
4. 绘制日照分析图根据日照计算结果，使用绘图软件或CAD软件，绘制出日照分布图。
日照分析图通常以平面图的形式呈现，每个时间段对应一张图。
图中会标注出建筑物的轮廓和朝向，以及日照状况的分布情况。
5. 添加色阶和阴影效果为了更直观地显示日照情况，可以对日照分析图进行一些色彩处理。
可以根据日照强度的高低，为不同区域设置不同的色阶，以突出日照情况的差异。
同时，还可以添加阴影效果，以模拟建筑物投射出的影子，进一步表现出遮挡的情况。
6. 分析结果及优化通过对日照分析图的观察和分析，可以得出一些结论和建议。
比如，哪些区域存在严重的遮挡问题，需要进一步优化；哪些区域日照充足，可以用作绿化或采光区域等。
根据分析结果，可以对建筑方案进行相应的优化和调整。
总结：以上是建筑方案日照分析图的基本步骤。
通过进行日照分析，可以评估建筑物的照明情况，提供便于设计师和规划者做出科学和合理的决策的依据。
同时，还可以为建筑物的绿化和采光等方面提供参考，提高建筑物的可持续性和人居环境的舒适度。
棒影图实验
棒影图实验
一、实验目的
1、了解三参数日照仪的使用原理和使用方法
2、绘制棒影图的方法
3、棒影图的用途
二、实验设备
三参数日照仪、三角板、量角器、计算机
三、预习要求
《建筑物理》第六章。
四、实验原理与方法
1、三参数日照仪的原理
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。
三参数日照仪就是依据以上的原理设计而成的。
2三参数日照仪的使用方法
●模拟平行光源（建议≥500W的探照灯）
●将日照仪放于平稳的桌面上，使纬度盘刻度为0，时间表为12时，赤纬度位
于3月份（春分和秋分的日照位置）。
挪动日照仪或灯源位置，使棒影图位于
无影的状态。
●调节纬度盘、赤纬盘，调到要测的地理位置和要测的日期，转动支架，可测出
不同时间的日照状况。
或直接在地平面上铺纸绘制棒影图。
3棒影图的制作
方法一：三参数日照仪法
●调节日照仪上的纬度盘、赤纬角刻度盘使之与设计所在地的纬度、赤纬度一致；
●在地面上铺纸、立棒、转动时角刻度盘，画当地、当日棒影轨迹；
●把预先制作好的建筑模型放在地面，使其朝向与设计朝向一致。
转动时间刻度
盘，即可观察。
方法二：计算绘制法
依据给定的地点、日期和时间计算太阳高度角及方位角，按照比例画出棒影图。
4 棒影图的使用
建筑物朝向和间距
五、实验步骤指导
1、检查仪器以及校准仪器
2、绘制棒影图
3、确定朝向和间距
六目前获得建筑物阴影的方法
计算机模拟法。
确定住宅建筑日照间距的棒影图综合分析法
第24卷第2期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.24No.2 2001年4月JO URN AL O F HEFEI UN IV ERSITY O F TECHNO LOGY Apr.2001确定住宅建筑日照间距的棒影图综合分析法黄 农1, 姚金宝2, 瞿 伟3(1.合肥市规划局,安徽合肥 230001; 2.合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥 230009; 3.昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明 650051)摘 要:住宅建筑日照分析是城市居住区规划设计中的一项重要工作内容。
对于正南向布置的住宅按照各地正南向住宅的标准日照间距系数计算即可,但是对于不同朝向的住宅或老城区、周围建筑密集区的住宅,日照间距的确定较为困难。
文章提出利用棒影日照图综合分析确定住宅建筑日照间距,对于解决这类问题是一种可靠实用的方法。
关键词:城市规划;居住区规划设计;住宅建筑日照间距;棒影日照图中图分类号:T U984.12;TU113.3 文献标识码:A 文章编号:1003-5060(2001)02-0217-05General analytical method to get the residential buildingsinsolation interval by using stick sunlight shadow chartHU AN G No ng1, Y AO Jin-bao2, QU W ei3(1.Hefei City Planning Bureau,Hefei230001,China; 2.School of Civil Engineering,Hefei Univ ersity of Techn olog y,Hefei230009, China; 3.Sch ool of Civil Engineering,Kunming University of Science and Tech nology,Kunming650051,Ch ina)Abstract:The residential building s insola tion interval analysis is an impo rtant job in the field o f urban residential district planning and desig n.The insolation interv al of the buildings facing to the south can be g ot by the sta nda rd co efficient of such building s insola tion interv al.But to the buildings w hich will be built in the old city zone or to wa rds other sides than the south,the building s inso latio n interv al is difficult to determine.This paper pro poses a g eneral analy tical metho d to g et the residential building s inso la tio n interv al by using stick sunlight shado w chart.The m ethod is prov ed to be reliable a nd practical.Key words:city pla nning;urban residential district planning and desig n;residential building s inso la tio n interv al;stick sunlight shadow cha rt住宅建筑需要适宜的日照,主要目的是为了能使室内有良好的卫生条件,起消灭细菌和干燥潮湿房间的作用,以及在冬季能使房间获得太阳辐射热而提高室温。
日照实验报告
建筑物理实验报告（建筑日照实验）班级：建筑172班*名：***学号：*********指导教师：***建筑物理实验室2019年10月实验日期：10.23小组成员：朱昭江刘耀雄戴恩泽李佳齐袁少臣胡震宇学生成绩：实验题目：建筑日照实验实验目的：了解三参数日照仪工作原理，了解棒影日照图的作用，通过日照仪直接获得任意地点、任意日期、任意时刻的太阳高度角和方位角；在日照仪上直接绘制棒影图；观察该地、该日，阴影变化情况实验内容：1、测试地区春秋分、夏至、冬至日的日出时间、日没时间，以及每隔一小时太阳的高度角和方位角。
2、绘制地区夏至日、春秋分、冬至日的日照棒影图。
实验步骤：1.棒影调零：将纬度盘刻度置于零点，时间刻度盘置于12点，赤纬度刻度盘位于3月21日春分和9月22日秋分的日期位置上，同时锁紧两端旋钮以固定该位置。
挪动日照仪的位置，使棒处于无影的状态。
2.实验过程松开锁紧的旋钮，调节纬度盘、赤纬度盘，将其调到北纬23度和3月22日（汕头市）。
从12点开始测，松开时间刻度盘旋钮，转动支架，每隔一个小时测一次日照情况，测的是早上的时间，在每一个位置处记录影子尖端在图纸上的位置，并计算其影长、高度角、方位角等数据，分别记录三个季节的对应数据，记录完毕之后再图纸上绘制处棒影图（下午棒影图与上午对称）。
实验测试表格及简单说明：汕头北纬23°春分汕头 北纬23°夏至汕头 北纬23°冬至北纬23°春分 1.测量棒影图：时间 项目日出 日没 6 7 8 9 10 11 12 5：20 18：40 18 17 16 15 14 13 方位角A S112°-112° ±111° ±108° ±103°±99.5° ±96.0° ±93.5° 0° 影 长 L （cm ） ∞∞ ∞ 10.5 6.8 4.3 2.5 1.2 0 高度角h S 5.7°5.7°12° 19.6° 27.7° 38.3° 50.2° 62.0°90° 影的方位角A S ’ A S ’=A S +1800时间 项目日出 日没 6 7 8 9 10 11 12 6：50 17：10 18 17 16 15 14 13 方位角A S64° -64° ±68°±61° ±55° ±45° ±32° ±18°0° 影 长 L （cm ） ∞∞ ∞ 31.6 18.1 10 7.3 5.8 5.3 高度角h S 4.3°4.3° 04.6° 9.8° 14.2° 62.0° 16.7°影的方位角A S ’ A S ’=A S +18002.真实棒影图：北纬23°夏至1.测量棒影图：2.真实棒影图：北纬23°冬至：1.测量棒影图：2.真实棒影图：实验结果分析及结论：一：春分棒影日照分析春分方位角随时间变化图1009080706050403020106，187，178，169，1510，1411，1312方位角春分影长随时间变化图2520151056，187，178，169，1510，1411，1312影长1.数据结论：春分时期，在上午，太阳的方位角随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变小，下午则随着时间的变化，太阳的方位角逐渐变大。
建筑物理-日照
1.14
12
43°27′ 0° 1.06
§2 棒影图的原理及其应用
图上应注明纬度、季节日期、比例及指北方向等
§2 棒影图的原理及其应用
二、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.建筑阴影区的 确定
【例】北纬40°地 区，建筑高度20m， 开口朝北，平屋顶， 夏至日10点钟
§1 日照的基本原理
3.赤纬δ：太阳光线与地球赤道平面之间的夹角。从赤道 平面算起，向北为正，向南为负，是表证不同季节的数 值，全年在 ±23.5°之间变化。一年中不同季节有不同 的太阳赤纬。
§1 日照的基本原理
季节 夏至 小满 立夏 谷雨 春分 雨水 立春 大寒
主要季节的太阳赤纬角δ值
日期 6月21日或22日
时间不同）
§1 日照的基本原理
2.日照的作用
有利
促进生物机体新陈代谢(生物学反应) 杀菌,预防和治疗疾病(适度紫外线作用) 良好的取暖和干燥作用(红外辐射作用)
增强建筑物立体感(阴影作用)
不利
室内过热(导致能量消耗增加) 易疲劳、
产生眩光(损害视力)
降低效率
物品损坏(褪色、变质、爆炸)
危害人体健康、致病（过度紫外线作用）
5月21日左右 5月6日左右 4月21日左右 3月21日或22日 2月21日左右 2月4日左右 1月21日左右
赤纬d +23°27′ +20°00′ +15°00′ +11°00′
0° -11°00′ -15°00′ -20°00′ -23°27′
日期
7月21日左右 8月8日左右 8月21日左右 9月22日或23日 10月21日左右 11月7日左右 11月21日左右 12月22或23日
第十二建筑日照-精选
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:
③综合式遮阳：能有效遮挡高度角中等的、从窗前斜 射下来的阳光，遮阳效果比较均匀；主要适用于东南 或西南向附近的窗口。
④挡板式遮阳：能有效遮挡高度角较小、正射窗口的 阳光；主要适用于东、西向附近的窗口。
2020/5/13
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（二）遮阳的效果： ① 遮阳对太阳辐射热量的阻挡。
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遮阳设施遮挡太阳辐射热量的效果还与遮阳设施的构造处 理、安装位置、材料与颜色等因素有关。 遮阳系数：指在照射时间内，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。
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② 遮阳对室内气温的影响。
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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
h
和
s
，A可s 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l(方oa) 位角 。 A s
某一时刻太阳的高度角 及h s方位角 。A据s 同一 时刻影的长度和方位角的数据， 和 h s由下式A s 确定：
As As 180 0
ctgh
s
oa H
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二、遮阳的形式及其效果
（一）遮阳的形式：
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① 水平式遮阳：能有效遮挡高度角较大的、从窗口上 方投射下来的阳光，适用于接近南向的窗口，或北回 归线以南低纬地区的北向附近的窗口。
日照分析在建筑项目中的运用
日照分析在建筑项目中的运用摘要：采光权是建筑市场发展不可避免的问题，以南京市某项目为例，结合众智日照分析软件，分析软件的初步设置、日照建模的步奏、模型实时日照计算、模型方案优化方法并进行分析总结为今后的日照优化提供一定的参考。
关键词：日照；采光；户型调整；方案优化Use of sunshine analysis in construction projectsShen wei-longNanjing Yangtze River Urban Architectural Design Co，LtdAbstract Lighting right is the inevitable problems in the development of construction market，with a project in nanjing city as an example，combined withthe wisdom of sunshine analysis software，analysis software of preliminary Settings，real-time rizhao rizhao，models and modeling steps calculation model，optimization method and analysis summed up as the sunshine optimization to provide certain reference in the future.Keywords sunshine；Daylighting；Family adjustment；Scheme optimization前言《城市居住区规划设计规范》GB50180-93（2002版）、<<公共建筑节能设计标准>>（DGJ32/J96-2010）、<<住宅设计规范>>及城乡规划法、物权法等相关法律法规实施后关于阳光权益的问题不断受到人民群众的关注，随之而来的就是法庭中关于采光权的事件频繁发生。
建筑日照 建筑日照的基本知识 棒影日照图(高教知识)
全面分析
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全面分析
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四、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。但地 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”。真太阳时与平均太阳时之间的差 称为均时差(EP)。 EP的变化范围约在一14分到十16分之间。
全面分析
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全面分析
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二、天球坐标
为了进一步确定太阳对地球上某点的相对位置，可以根据相 对运动原理，假定地球不动而太阳绕地球旋转，以地球上的 一观测点为圆心O，以任意长度为半径，作一假想球面，设 天空中一切星体包括太阳均在此球面上作相对运动，这个球 称为天球。在天球图上有天轴与地轴平行，有天球赤道面与 地球赤道面平行，并以赤纬圈表示一天里太阳在天球上运行 的轨迹；此外，过地球上观测点O作与地球的切面与天球相 接成的大圆，即O点的地平面，从O点作一与地平面相垂直 的线与天球相交称为天顶。天顶线与天球赤道面的交角表示 了观测点的地理纬度(φ )。对观测者来说，任何一天、任何 时刻的太阳位置，在天球图上均可用赤纬(δ)和时角(t)表示， 称为天球坐标。
全面分析
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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 度的原理，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 间的角度表示，即l小时相当于时角15 度。并规定以太阳在观测点正南向， 即当地时间正午l 2时的时角为0度， 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。
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对一般建筑日照工程，所用的时间不需要十分精确，为简 化计算，修正值EP可忽略，则当地太阳时与标准太阳时的关 系为：
建筑日照的设计及应用ppt课件
的中部地区以春分、秋分日（3月21日、9月23日） 为
标准日；北纬48.以南的南部地区采用雨水日（2月29 日）为日照标准日。 ● 欧美、伦敦采用的标准日为3月1日（低于雨水日， 高 于春、秋分日）等。 ● 我国采用冬至日与大寒日两级标准日。
一、日照的基本原理
一、日照的基本原理
3、太阳高度角和 方位角的确定：
● 太阳高度角：太阳 光线与地平面间的夹角 hs。 ● 太阳方位角：太阳 光线在地平面上的投射 线与地平面正南向所夹 的角As。
3、太阳高度角和方位角的确定：Biblioteka 3、太阳高度角和方位角的确定：
一、日照的基本原理
4、太阳高度角的计算：
七、影响建筑日照的主要因素
3、建筑体形对日照的影响：
七、影响建筑日照的主要因素
3、建筑体形对日照的影响：
七、影响建筑日照的主要因素
3、建筑体形对日照的影响：
七、影响建筑日照的主要因素
4、建筑构件对日照的影响：
七、影响建筑日照的主要因素
4、建筑构件对日照的影响：
七、影响建筑日照的主要因素
4、建筑构件对日照的影响：
若 把H作为一个单位高度， 则可求出其单位影长H’; 若棒高由H增加到2H， 则影长亦增加到2H‘， 等等(如图所示)
三、建筑日照间距的确定
1、建筑物日照间距的计算：
● 建筑物必需的日照间距，常以在冬至日(12月22日) 或大寒日(1月22日)保证室内在正午前后有不少于1 小时或2小时的日照时间来确定的。在小区规划中。
七、影响建筑日照的主要因素
4、建筑构件对日照的影响：
八、建筑总体规划中的日照问题
1、日照与道路方位的关系：
关于建筑设计中棒影日照图的应用分析
关于建筑设计中棒影日照图的应用分析摘要：本文以棒影日照图的具体棒影数值为切入点，就其在住宅建筑设计中具体应用手段，做细致的探究分析，期望为有效改善住宅建筑冬季日照时间，提升住户居住环境与条件，提供有益的参考。
关键词：建筑设计；棒影日照图；日照时间《城市居住规划设计》对各气候区不同规模城市的住宅大寒日、冬至日日照时间均做出了最低限度规定，并要求老年人居住建筑冬至日日照时间不应低于2小时标准。
然而当前部分建筑因施工时建设单位对日照时间的疏忽，或是本身建筑地形、朝向、用地紧张等因素的影响，致使所建住宅建筑无法满足最低的城市住宅日照时间要求。
导致居民在冬季得不到足够的阳光照射，进而形成冰冷的住宅环境。
特别是建筑底部数层的住户，在冬季都得不到充分的日照时间，导致居住环境阴森寒冷，影响住户居住舒适度与卫生健康。
若能将棒影日照图应用到住宅建筑设计中，建设单位就能依据棒影日照图的数据，判别该建筑设计方案在冬季的日照时间，进而指导住宅建筑施工设计，确保建筑冬季日照时间的充分，以实现住户舒适、健康的居住环境要求。
一、棒影日照图的棒影数值概述棒影日照图中棒影具体数值的运算，是先假设垂直于地面的任一棒的棒高为H，此棒在某一时刻下的棒影长度则为H′，而棒影的方位角为A′s，三者间的具体关系式为：H′=H·coth （1）A′s =As+180°（2）再结合日照原理定义，则进一步得出：cosa=（sinhs ·sinФ-sinδ）/（coshs·cosФ）（3）Sinhs=sinФ·sinδ+cosФ·cosδ·cosΩ（4）四者关系式中，Ф是指地理纬度，即住宅建筑所处的具体地理纬度位置；δ是指太阳赤纬角，即太阳照射光线与地球赤道面之间所夹的圆心角数值；Ω则指时角，即是指在一天之中地球自转在某一时刻的时角；hs是指太阳高度角，即为太阳照射光线与地球地平面之间所形成的夹角；而A则是指太阳方位角，即为s太阳照射光线在地球地平面上的投影线，与地平面正南线之间所形成的夹角。
建 筑 日 照
建筑日照
（三） 建筑日照设计的任务
（1）按地理纬度、地形与环境 条件，合理的确定城乡规划的 道路网方位、道路宽度、居住 区位置、居住区布置形式和建 筑物的体型。
（2）根据建筑物对日照的要求 及相邻建筑的遮挡情况，合理 的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、尺寸及构造。
建筑日照
（四）地球绕太阳运行的规律
公转 黄道面
赤道 太阳赤纬角
时角Ω
地球按一定的轨道绕太阳运动，公转一周的时 间是一年。
地球公转轨道平面叫黄道面。
通过地球中心划一个与地轴成直角相交的平面， 在地球表面相应出现一个和地球的极距离相等的 假想圆圈。 太阳光线与地球赤道面所夹的角度。它是表征 不同季节的一个数值。赤纬角从赤道面算起，向 北为正，向南为负。 自转一周为一天，即24小时，一天中不同的时 刻有不同的时角。
二 棒影日照图的原理及应用
（一）棒影日照图的基本原理
棒 是以和棒影的基本关系来描述
影 日
太阳运行规律的，即棒在阳光下
照 产生棒影，以棒影端点移动的轨
图 迹来表示太阳运行的规律。
建筑日照
（二）棒影日照图的应用 1.确定建筑物的阴影区 2.确定室内的日照区 利用棒影日照图可以求出采光口在室内地面或墙面
的投影，即室内日照区。
建筑日照
3.确定建筑物的日照时间、朝向和间距 （1）确定日照时间
建筑气候区划
日照标准日 日照时数（h） 有效日照时间
带（h） 计算起点
住宅建筑日照标准
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ气候区
日照实验报告(带数据、日照棒影图、及心得 )
,.建筑物理实验报告班级：姓名：学号：指导教师：建筑物理实验室2013年10月实验日期：小组成员：学生成绩：实验题目：建筑日照实验实验目的：通过日照仪可直接获得任意地点、任意日期、任意时刻的太阳高度角和方位角；也可在日照仪上直接绘制棒影图；对造型较为复杂的建筑模型单体或群体进行直观的实验，观察该地、该日，建筑周围的阴影变化情况。
室内日照时间、日照面积以及遮阳板遮蔽情况。
也可用来观察建筑物朝向与间距的关系，用以研究日照设计问题。
实验内容：1.测试某地区某日的日出时间、日没时间，以及每隔一小时太阳的高度角和方位角。
2.绘制某地区夏至日、春秋分、冬至日的日照棒影图。
3.测试两栋建筑模型之间的相互遮挡情况及日照时间。
实验步骤：棒影调零:将纬度盘刻度置于零点，时间刻度盘置于12点，赤纬度刻度盘（即季节表）位于3月21春分/9月22秋分的日期位置上，同时锁紧两端旋钮以固定该位置。
挪动日照仪位置，使棒影处于无影状态。
2.松开锁紧的旋钮，调节纬度盘、赤纬度盘，调到要测的地理纬度和日期，再锁紧旋钮。
松开时间刻度盘旋钮，转动支架，可测出不同时间的日照情况，直接在地平面上铺纸绘制棒影图。
实验测试表格及简单说明：实验结果分析及结论：夏至日太阳高度最大，冬至日最小；冬至日白昼时间短，夏至日白昼时间长；通过实验，我们利用棒影图可以分析出所测地区的建筑物的阴影区和日照区，也可以确定建筑物受日照时间和所采用的遮阳尺寸，从而确定建筑物的准确朝向和建筑物间距的选择实验对你的启发：这次日照实验对于我来说收获良多具体如下1.动手能力对于需要精确数据的实验、作业、甚至工作生活都是极其重要的，只有不断锻炼，提高自己的动手能力，才能保质保量的完成任务2.团队的力量是不容忽视的。
有些事情与个人能力的高与低没有太大关系，只要团队中的每个人员能够了解自己的定位，各司其职，各自发挥自己的特长，才能为整个团队奉献出完美的一块拼图，最后完善整项工作。
3.前期的准备对于实验的完成非常重要。
2017建筑物理（校编）教案：8.2棒影日照图的原理及应用
2．确定建筑物室内的日照区
建筑物室内的日照区，也可直接利用棒影日照图来解决。日照深度
可在房间平面上直接量出。窗愈高，则日照深度愈大。如将各个时
间的日照面积连接起来，即为一天内在室内的日照面积范围。 3．确定建筑物的日照时间、朝向和间距
指导学生 进行阴影 的绘制
(1)确定日照时间：
例如求广州冬至日正南向底层房间窗口户点的日照时间，窗台高
和方位角的情况下，可求出太阳照射棒在地面上的投影。根据棒与影的关系： 将一天中每一时刻如10，12，14点棒端口的落影点连成线。此线即为该
日的棒影端点轨迹线。若截取不同高度的棒端落影的轨迹，
1
则可连成一条条的轨迹线。构成了棒影日照图。
二、棒影日照图的应用 ，
1．确定建筑物的阴影区
建筑物的阴影区可直接利用棒影日照图来解决。
24 课程名称 建筑物理 年级 中专 教师高松丽
授课日期 班级
周三 12 中装
课题：
第二节 棒影日照图的原理及应用
教学目的要求： 1、掌握棒影日照图的原理
2、学会利用棒影日照图解决建筑的朝阳
教学重点难点：确定建筑物的阴影区
教具：
教学方法：讲授、启发、归纳法
学情分析：学生对棒影知识是空白，本节将针对立杆的阴影分析引伸为建筑
物的阴影……
组织教学：贯穿课堂始终 ……
教学过程及授课内容：
复习提问 ： 1、简述自然通风的四大方面？
新课引入 某民宅居民联合状告住宅前面的单位，原因是单位的建筑遮挡了其阳
光的享有权。为合理的解决建筑物之间的遮挡，引入棒影日照图… 讲授新课
第二节 棒影日照图的原理及应用 一、棒影日照图的基本原理
设在地面上O点立一垂直的任意高度H 的棒，在已知某时刻的太阳高度角
浅谈日照分析在建筑设计中的应用
浅谈日照分析在建筑设计中的应用【摘要】随着经济、科学的飞速发展，建筑日照在当代引起了高度的重视。
阳光影响着人类的生活，关乎着人类的健康，适度的阳光不但能祛除房屋的潮湿、杀灭一定的有害细菌，起到防止疾病产生和传染的作用，而且能够使人心情愉快，带来安定祥和的感觉。
可以说，阳光在人类的生活当中起到了不可替代的作用。
如何合理规划建筑物的朝向、间距以及建筑结构构件的合理配置已经成为现代化城市规划、建筑物建设中面临的重要问题。
【关键词】日照分析建筑结构设计应用时代发展、社会进步，人们对现代城市的发展环境提出了新的要求。
一面是地少人多的城市建设，一面是急待改善的生活环境质量，两者引发的社会冲突必然会反映在城市生活的许多方面，而日照遮挡就是这些矛盾中最突出的表现之一。
1 日照的作用日照就是物体表面被阳光直接照射的现象，建筑日照就是阳光直接照射到建筑地段、建筑围护结构表面和房间内部的现象。
经过大量研究发现，日照在生活居住建筑中具有杀菌、提高室内温度、刺激大脑头皮三大作用，能够使人感到愉悦。
阳光照射能引起动植物的各种光生物学反应，能促进生物机体的新陈代谢。
阳光中的紫外线能预防和治疗感冒、佝偻病、支气管炎等疾病。
阳光中含有大量的红外线，冬季照射室内，所产生的辐射热能提高室温，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，适当的阴影能增强建筑物的立体感。
因此，必须争取适当的建筑日照。
2 建筑对日照的要求在建筑设计中，为了保证室内环境的卫生条件，必须确定一个衡量日照效果的最低限度指标，作为设计的依据，这个指标就是日照标准。
住宅日照标准是影响居住环境舒适性的重要因素之一，是我国工程建设标准强制性条文中的重要组成部分，但我国现阶段尚未制定单独的日照标准，只在其他相关规范中有不同程度的体现。
如现行的《城市居住区规划设计规范GB50180-93》（2002年版），规范中对日照时数没有明确，只是规定不低于大寒日2h标准，如表1所示。
棒影图实验报告
棒影图实验报告学院：专业班级：组长：组员：组员：组员：实施时间：一、实验目的根据太阳与地球的运动规律，分析太阳日照的特点。
日照环境对居民身心健康区生态化发展进程有十分重要的意义，住宅建筑日照分析是城市居住区规划设计一项重要工作内容。
对于正南向布置的住宅按照各地正南向住宅的标准日照间距计算即可 ,但是对于不同朝向的住宅或老城区、周围建筑密集区的住宅 ,日照间距的确定较为困难。
利用棒影日照图综合分析确定住宅建筑日照间距和朝向，对解决这类问题是一种可靠实用的方法。
二、实验原理根据天球上太阳的周日视运动绘制的棒和棒影关系的轨迹图。
棒影图表示地球表面某观测点上一个单位长度的垂直棒和在阳光下棒影端点的移动轨迹。
棒影图按不同的地理纬度绘制。
图中实线为各月份的棒影曲线，虚线为时间线，曲线与时间线的交点至O 点的距离表示该纬度某月某日某时立于O 点上单位长度的棒的阴影长度与方向。
棒影图常用于研究建筑物遮挡、朝向及室内日照时间等。
设在地面上某点O 立一任意高度 H 的垂直棒，在已知某时刻的太阳方位角和高度的情况下，太阳照射棒的顶端a 在地面上的投影为'a ，棒影'oa 的长度为'H ，且HH s 'coth =。
因此，测得影的长度'H 和影的方位角's A ,即可根据以上公式和︒-=180's s A A ，求出太阳方位角s A 和高度角s h 。
棒影图三、实验材料及时间地点实验材料：指南针，铅笔棒，尺子，计算器，铅笔，透明胶，橡皮擦，电脑桌，坐标纸，量角器，夹子，剪刀（铅笔棒，17.7cm ） 长沙纬度ϕ=28.2°时间：2014.5.2，5月2号为今年的第122天（赤纬δ=15.2°） 地点：湖南大学德智学生公寓5栋7楼楼顶四、实验步骤及数据（1） 选择一根直棒，棒长H=17.7cm ，测出湖南大学德智学生公寓5栋7楼楼顶从日出到日没之间各设定时刻的棒影长度'H 和影的方位角's A（2） 按照棒影原理图的公式：s H H coth '=和︒-=180's s A A ，计算出各时刻的实测太阳方位角s A 和太阳高度角s h 。
王卓棒影日照图
棒影日照图
棒影日照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。
按照项目要求创建建筑模型
统一模型法线朝向，保证法线朝向正确。
这样可以保证计算日照，遮挡，热环境以及光环境等内容结果的正确。
选择所有模型点击键盘｛Ctrl｝+｛F9｝或者Display(显示)菜单-Surface Normals(表面发现)命令来检查模型法线方向。
模拟计算：
1确认气象信息
2进入分析网格命令
点击按钮进入
显示分析网格
调整网格大小及范围
鼠标单机网格左下角端点，可以看到断电变为小黑点，调整位置及大小
调整完成。
执行计算：
计算入射辐射分析
选择投影遮挡和日照时间
选择当前日期的日平均值执行计算
计算结果
点击按键，点击显示阴影，显示建筑阴影。
点击全年太阳轨迹，可以观看一年中太阳的轨迹线路。
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关于建筑设计中棒影日照图的应用分析
摘要：本文以棒影日照图的具体棒影数值为切入点，就其在住宅建筑设计中具体应用手段，做细致的探究分析，期望为有效改善住宅建筑冬季日照时间，提升住户居住环境与条件，提供有益的参考。
关键词：建筑设计；棒影日照图；日照时间
《城市居住规划设计》对各气候区不同规模城市的住宅大寒日、冬至日日照时间均做出了最低限度规定，并要求老年人居住建筑冬至日日照时间不应低于2小时标准。
然而当前部分建筑因施工时建设单位对日照时间的疏忽，或是本身建筑地形、朝向、用地紧张等因素的影响，致使所建住宅建筑无法满足最低的城市住宅日照时间要求。
导致居民在冬季得不到足够的阳光照射，进而形成冰冷的住宅环境。
特别是建筑底部数层的住户，在冬季都得不到充分的日照时间，导致居住环境阴森寒冷，影响住户居住舒适度与卫生健康。
若能将棒影日照图应用到住宅建筑设计中，建设单位就能依据棒影日照图的数据，判别该建筑设计方案在冬季的日照时间，进而指导住宅建筑施工设计，确保建筑冬季日照时间的充分，以实现住户舒适、健康的居住环境要求。
一、棒影日照图的棒影数值概述
棒影日照图中棒影具体数值的运算，是先假设垂直于地面的任一棒的棒高为H，此棒在某一时刻下的棒影长度则为H′，而棒影的方位角为A′
s
，三者间的具体关系式为：
H′=H·coth （1）
A′
s =A
s
+180°（2）
再结合日照原理定义，则进一步得出：
cosa=（sinh
s ·sinФ-sinδ）/（cosh
s
·cosФ）（3）
Sinh
s
=sinФ·sinδ+cosФ·cosδ·cosΩ（4）
四者关系式中，Ф是指地理纬度，即住宅建筑所处的具体地理纬度位置；δ是指太阳赤纬角，即太阳照射光线与地球赤道面之间所夹的圆心角数值；Ω则指
时角，即是指在一天之中地球自转在某一时刻的时角；h
s
是指太阳高度角，即为
太阳照射光线与地球地平面之间所形成的夹角；而A
则是指太阳方位角，即为
s
太阳照射光线在地球地平面上的投影线，与地平面正南线之间所形成的夹角。
二、建筑设计中棒影日照图的具体应用分析
（一）棒影日照图具体参数的确立
地理纬度Ф：各城市的地理纬度一般有当地高斯坐标转化而成。
同一城市内的地理纬度所产生的纬度误差较小，其对棒影长度的影响也相对可忽略不计。
太阳赤纬角δ：赤纬角的具体数值在每年的同一时间段均所有差别，其中赤纬角在大寒日的日变化值有十几秒，而在冬至日的差值变化仅有几秒。
（二）建筑设计中棒影日照图的计算绘制
在棒影日照图具体棒影数值计算中，依据本建筑住宅所处地理纬度Ф（如31°51′），赤纬角δ（如-20°17′），与时角Ω（指代某一日中的各个不同
，再由公式（3）时刻）数据，就可套用公式（4）求出具体建筑的太阳高度角h
s
求出建筑的太阳方位角A
，之后依据棒影长L与棒高（如1m）、棒影方位角之
s
间的关系式：公式（1）求出各时间段的棒影长，以此为依据绘制住宅建筑某一日的棒影日照图。
表1为依据设立的地理纬度等数据求出的某一日各时刻棒影长度结果。
表1 某日建筑棒影长度运算结果表
而对建筑棒影日照图的绘制一般使用AutoCAD软件，在已有日照数据基础上绘制棒影日照图（如图1所示），并将其进行存储，比便在需要查阅时随时调出，并方便依据建设设计日照时间修改方案，对其棒影日照图数值、比例做相应的调
整。
图1 棒影日照图范例
（三）建筑设计中对棒影日照图的分析研究
（1）基础建筑资料
为了对绘制出的棒影日照图做有效分析，并研究建筑设计中的日照时间与改进方案，需要建设单位先对建筑项目的各类工程资料做准备，具体资料包含有：①建筑项目被批准建设的设计条件；②住宅建筑用地的规划范围；③建筑所处地区的地形地貌图；④工程建筑设计图纸，以及建筑的用途、功能与经济指标等；
⑤工程建筑现场附近建筑物的情况资料。
（2）建筑现场勘察
由于建筑工程所用资料图纸如城市地形图，往往若干年还会更新一次，其资料图纸就会存在时效性问题，导致建设单位所用地形图与实际现场地形情况不符，进而影响建筑设计与日照时间的判定。
因此需要建设单位在分析棒影日照图前对其施工现场与附近建筑物情况做细致、全面的勘察，掌握建筑现场的地形标高与地貌、气候水文条件、附近建筑物的层高朝向等实时数据，为其分析工作提供准确的施工现场信息。
（3）棒影日照图分析应用
①将各类基础建筑资料与现场勘测的数据信息输入计算机中。
②确立工程建筑日照计算高度（棒高）。
棒影日照图的棒高由建筑物之间的相对高度而定，对其数值确立主要分为三种情形：一是在地势平坦的建筑现场，
前后两栋建筑的可视高度差若趋近于零，则具体棒高H
棒=H-H
1
，这其中H
1
是指后
一栋建筑底层窗台距离户外地面的高度差。
二是建筑处于向阳坡，则具体棒高H
棒=H-H
1
-H
2
，这其中H
2
是指前后两栋建筑的可视地面高度差。
三是若建筑处于背
阳坡，则具体棒高H
棒=H+H
2
-H
1
，三类情形的棒高确定如图2所示。
图2 三种情形下建筑棒高的确立图
③把各栋建筑的棒影日照图互相叠加并整体旋转180°，进而形成综合棒影日照图块。
④将综合棒影日照图块叠加到建筑平面示意图上，进行逐栋建筑的分析，依据棒影日照原理与日照图数据，来判别各栋住宅建筑在大寒日、冬至日各时刻的具体日照时间。
即是说将建筑综合棒影日照图块与建筑平面图相重合，令棒影日照图块中棒长的原点与所测建筑房间的窗台中点对齐，依据之前测算出的棒高数值，找出与棒高值相等的影长线，即大寒日或冬至日在从日出到日落各时刻的棒高，均与影长线相等。
某一时刻内影长线范畴中若出现可遮挡房间的建筑或山坡情形时，就需要测量该房间在此时有无日照，相反，若遮挡建筑或山坡在影长线范畴之外，则说明房间在这一时刻有日照，以此推算出该建筑房间在大寒日或冬至日的具体日照时间。
并分析其日照时间是否符合《城市居住规划设计》，对该城市区域建筑日照时间的最低标准规定。
⑤若所判别出的住宅建筑大寒日、冬至日日照时间不符合规范对该城市建筑的最低要求，就需在建筑设计中修改各建筑间距，制定具体调整方案予以实施，以达到住宅建筑的日照时间需求。
结束语：
我国各气候地区、各规模城市应用棒影日照图法，均可测算出其区域范围建筑在不同季节、某一天中的日照时间。
由此为建设单位在建筑设计阶段判断具体建筑楼层在冬季的日照时间、是否符合住宅建筑日照要求；为修改建筑设计提供科学、准确的日照时数信息。
从而在建筑设计环节就预防不合理的建筑日照缺陷出现，有效维护建筑住户的居住健康与舒适。
参考文献：
[1]马咏真.福州市住宅建筑合理日照间距[J].莆田学院学报,2011,05:87-92.
[2]李勇增,刘景青,张绍雄.居室有效日照的评估与应用[J].广东气象,2012,03:50-52.
[3]杨青春.日照分析在居住区规划和建筑设计中的问题探讨[J].中华民居(下旬刊),2014,02:60+62.。