建筑日照设计原理

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第二节 棒影图的原理及其应用
• 棒影日照图上应注明纬度、季节日期、比列及指北方向等。按上 述制作方法，可制作不同纬度地区在不同季节的棒影日照图。北 纬40˚和北纬23˚地区的夏至。冬至、春分、秋分的棒影日照见附 录3.
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 用棒影日照图求解日照问题
• 建筑建筑物阴影区和 日照区的确定
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第一节 日照的基本原理
• 太阳高度角和方位角的确定
• 太阳光线与地平面间的 夹角hs称为太阳高度角. • 太阳光线在地平面上的 投射线与地平面正南线 所夹的角As称为太阳方 位角。
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第一节 日照的基本原理
• 太阳高度角的计算
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第一节 日照的基本原理
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第一节 日照的基本原理
• 地方时与标准时
• 将棒影图O与P点重合， 使图的SN旋转180˚，并 使与建筑朝向相重合。由 图内找出5个单位影长 的 轨迹线，则B3平面图上的 C‘D’与轨迹相交，这是有 无照射的分界点。而平面 上的ABC‘D’均在轨迹线范 围内，故这些点均对P点 有遮挡，由时间线查出10 点10分之前遮挡P点。
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第二节 棒影图的原理及其应用
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 棒影日照图的基本原理及制作
• 设在地面上0点立一任 意高度 H 的垂直棒，在 已知某时刻的太阳方位 角和高度角的情况下， 太阳照射棒的顶端a在 地面 上的投影为a’，则 棒影oa‘的长度H’=H· ctghs， 这是棒与影的基本关系 [见图6-3(a)]。
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第二节 棒影图的原理及其应用
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 确定建筑物日照时间和遮阳尺寸
• 为了求解这一类问题，不
能直接利用上述解阴影区 日照区所用的棒影图，需 要把它的指北向改为指南 向，然后应用。如图6-8 表示旋转180˚后的棒影图。
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 旋转180˚ 就意味着将某一高度的棒放在相应的棒影轨迹Oˊ上， 则其棒的端点A的影恰好落在0点上。如果将棒立于连线OOˊ之 上任一位置，则0点就受到遮挡，即0点无日照，如果将棒立于连 线ooˊ以外时，棒端点A的影就达不到0点，则0点受即OA有日 照。
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 日照时间的计算
• 例如：求广州冬至日正南向底层房间窗口P点的日照时间，窗 台高1m，房间外围房屋见图6-9。 图中B1幢房屋高9m，B2高3m，B3高6m。由于减去1m窗台高， 故B1相对高8m，B2相对高2m，B3相对高5m。
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第二节 棒影图的原理及其应用
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第一节 日照的基本原理
• 地球绕太阳运行的规律
• 公转:地球按一定的轨道绕太阳的运动 . • 黄道面:地球公转轨道.由于地轴是倾斜的，它与黄道面约成66。 33'的交角. • 太阳赤纬角δ :太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角来表示 .
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第一节 日照的基本原理
• 时角Ω :地球自转一周为360o，因而每小时的时角为15 o .即时 角Ω =15t, t表示时数 .
• 由于建筑物高度有不同， 根据上述棒与影的关系 式，当ctghs，不变时，H’ 与H成正比例变化。 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 [见图6-3(b)]。
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 已知春分、秋分目的太阳高度角和方位角，可给出其棒影轨 迹图(图6-4)。
• 建筑阴影区
试求北纬40˚地区 一幢20m高， 平面呈U形，开口部分朝北的 平屋顶建筑物(见图6-6)，在夏 至上午10点，在周围地面上的 阴影区。
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 室内日照区的确定
利用棒影日照图也可以求 出采光口在室内地面或墙 面上的投影 即室内日照区。 了解室内日照面积与变化 范围，对室内地面、墙面 等接收太阳辐射所得的热 量计算，窗口的形式与尺 寸及室内的日照深度等， 均有莫大的关系.
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 首先将绘于透明纸上的平屋顶房屋的平面图覆盖于棒影图上，使 平面上欲求之A点与棒图上的O点重合，并使两图的指北针方向 一致。 • 平面图的比例最好与棒影比例一致，较为简单。但亦可以随意， 当比例不同时，要注意在棒影图上影长的折算。例如选用1:100 时，棒高1cm代表1m;选用1:500时，棒高1cm代表5m，余类推。 如平面图上A为房屋右翼北向屋檐的一端，高度为20m。则它在 这一时刻之影就应该落在10点这根射线的4cm点A'处 (建筑图比 例为1:500，故棒高4cm代表2Om)，连接AA'线即为建筑物过A 处外墙角的影。
• 建筑朝向与间距的选择
• 图6-10中前幢房屋 (相对)高度为15m， 位于北纬40˚地区， 已知冬至日后幢房 屋所需日照时数为 正午前后3h，确定 前后房屋的间距和 朝向.
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 棒影日照图的制作步骤，以广州地区 (北纬23˚8‘)冬至日为例来说明，其步骤如 下: 1·由计算法或图解法求出广州冬至日各时刻的方位角和高度角，并据此求出影长 及方位角。假定棒高lcm，其计算结果见表6-2。
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第二节 棒影图的原理及其应用
• 如图6-5所示，在图上作水平线和 垂直线交于0，在水平线上按1:100 比例以lcm代表lm的高度。截取若干 段(也可以其他比例代表棒高的实 长)。由0点按各时刻方位角作射线 (用量角器量出)，并标明射线的钟 点数。再按Hctghs值在相应的方位 角线上截取若干段影长，即有lcm 棒高的日照图后，也可根据棒长加 倍，影长随之加倍的关系，将影长 沿方位射线截取而获得棒高为2cm、 3cm等的影长，依此类推，并在图 上标明1，2，3……等标记。然后 把各射线同一棒高的影长各点 连接，即成棒影日照图。
第一节 日照的基本原理
• 日照的作用与建筑对日照的要求
• 日照:就是物体表面被太阳光直接照射的现象 . • 日照时数:是表示太阳照射的时数 . • 日照率:是以实际日照时数与同时间内 (如年、月、日等)的最大可照 时数的百分比。 • 日照的作用:促进生物机体的新陈代谢;防病;杀菌;供热;立体. • 建筑对日照的要求：是根据建筑的不同使用性质而定 .2h;3h