建筑日照与遮阳

建筑日照与遮阳

⏹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。

⏹日照还可使房间在冬季获得较多的太阳辐射效，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。

⏹在有些情况下，建筑需要避免日照。防止室内过热避免眩光或暴晒

⏹为满足建筑对日照的需求，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。

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

预知日照情况，便需掌握太阳相对运动的规律原理，在此基础上学会运用必要的图表或作简单计算。

第一节地球绕日运动的规律

⏹经度和纬度

第一节地球绕日运动的规律

⏹太阳的位置与日照的关系

❑赤纬：太阳光线与地球赤道平面之间的夹角

南北回归线

赤纬和太阳高度角有什么区别？

时角和太阳方位角有什么区别？

第二节

太阳辐射

太阳总辐射能量比例

⏹太阳常数1353W/m2：大气层外的辐射强度

⏹进入大气层后被反射和吸收，光谱成分有所改变，辐射强度有所改变。太阳高度角是重要影响因素。

大气层对太阳辐射的吸收

⏹超短波

❑ X射线和其它一些超短波射线在通过电离层时，被O2、 N2及其它大气成分强烈吸收

⏹短波

❑受到天空中的各种气体分子、尘埃、微小水珠等质点的散射，使得天空呈现蓝色

❑紫外线被大气中的臭氧所吸收

⏹长波

❑被CO2和水蒸气等温室气体所吸收

⏹剩下的

❑可见光＋近红外线

落到地球上的太阳辐射能量

⏹由三部分组成

❑直射辐射：为可见光和近红外线

❑散射辐射：被大气中的水蒸汽和云层散射，为可见光和近红外线

❑大气长波辐射：大气（水蒸汽和CO2）吸收后再向地面辐射，为长波辐射。在日间比例很小，可以忽略。

⏹所谓太阳总辐射照度一般仅包括前两部分

太阳辐射能的去向

太阳辐射能与太阳高度角

太阳日总辐射照度与朝向

⏹地点：北纬40°

关于太阳高度角

⏹太阳高度角与太阳通过的路径长度密切相关，从而影响日射强度。太阳高度角低则日射强度小

⏹冬季太阳高度角低，夏季太阳高度角高

⏹清晨和傍晚太阳高度角低，中午太阳高度角高

⏹高纬度地区太阳高度角低，低纬度地区太阳高度角高

太阳高度角冬夏不同

大气透明度

⏹定义：I1/I0 = P = exp (-kL)，P＝1 最透明

⏹变化范围：0.65~0.75，在一个月份的晴天中可近似认为是常数

⏹我国将大气透明度作了6个等级的分区，1级最透明

我国的大气透明度分区

高度角、方位角

⏹人在地平面观测太阳位置，需用地平坐标，即以高度角和方位角表示太阳位置。

⏹太阳光线与地平面夹角（h）称太阳高度角。

⏹太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南方向所夹的角（A）称为太阳方位角。

高度角、方位角

⏹任何一个地区，在日出、日落时，太阳高度角为零；

⏹一天中在正午，即当地太阳时为12点的时候，高度角最大，在北半球此时的太阳位于正南。

⏹太阳方位角以正南为0°，顺时针方向的角度为正值，表示太阳位于下午的范围；逆时针方向的角度为负值，表示太阳位于上午的范围。

高度角、方位角

⏹在任何一天里，上、下午太阳的位置对称于中午，例如下午1点对称于上午11点，二者太阳的太阳高度角和方位角的数值相同，只是方位角的符号相反。

⏹影响太阳高度角和方位角的因素有3，即：赤纬（表明日期的变化）、时角（表明时间的变化）和地理纬度（表明测点所在位置的差异）。

真太阳时

⏹在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。

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。

⏹时角的计算公式为： t=15(h-12)

❑ t——时角，度； h——时间（小时），按当地太阳时计算。

地方平均太阳时

⏹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－14分到＋16分之间。

经线

⏹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。我国标准时是以东经120°作为北京时间的标准。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，是经度的零度线，由此向东和向西各分为180°，称为东经和西经。

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

日照间距

⏹建筑物必需的日照间距，常以在冬至日（12月22日）或大寒日（l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，如果已知前后两栋建筑的朝向及其外形尺寸，以及建筑所在的地理纬度，则可用计算法按照当地所规定日期各小时的太阳高度角和方位角，计算出为保证规定的日照时间所需间距。繁杂的计算工作可用计算机代替。

城市居住区规划设计规范规定

城市居住区规划设计规范规定

⏹在住宅小区的布局中，满足日照间距的要求常与提高建筑密度、节约用地存在一定矛盾。在设计中如掌握日照规律，便可采取一些灵活的手法，既满足建筑的日照要求，又提高建筑的密度。

日照间距

⏹首先，可适当调整建筑朝向，从朝向正南北改为朝向南偏东或偏西30°的范围内，使日照时间偏于上午或偏于下午。

⏹据研究结果，朝向在南偏东西15°范围内对建筑冬季日照辐射得热影响很小。朝向在南偏东西15°～30°，建筑仍能获得较好的日辐射热。但如偏转角度超过30°，则不利于日照需要。

日照间距

⏹其次，调节建筑布局和外形，也可在满足日照要求的基础上增加建筑密度的效果。

⏹北侧错台式正南向行列式布置改为错排行列式或交叉错排行列式布置，利用上下午的斜向日照。

建筑遮阳及遮阳构件尺寸