建筑物理5

（太阳位置在观测点北部）
已知北京地区：
40
2327
90 40 2327 7333
（太阳位置在观测点南部）
第二节 棒影日照图的原理和应用
原理
以棒在直射阳光 下产生的棒影端点 移动的轨迹,来代表 太阳运行的轨迹.
L=H· ctg hs As’= 180 + As
sinh s sin sin cos cos cos
sinh s sin sin cos As coshs cos
解：已知
35
15
15 3 45
sinh s sin 35 sin 15 cos35 cos15 cos45 0.708
sinhs.sinφ -sinδ cosAs= coshs.cosφ
正午高度角的计算公式
φ ＞δ φ ＜δ
hs= 90-(φ -δ ) hs= 90-(δ -φ )
日出、日没时方位角
cos tan tan
sin cos A cos
例1.5-1：求北纬35°地区在立夏午后3时的太阳高度 角和方位角
例1.5-3：求广州地区（φ= 23°8′ ）和北京地区 （φ= 40° ）夏至日正午的太阳高度角。
φ ＞δ φ ＜δ
由于φ＞δ
hs= 90-(φ -δ ) hs= 90-(δ -φ )
2327
解：已知广州地区： 2308
90 2327 238 8941
例1.5-10 长沙地区( 北纬28°15′) 西向窗口宽1.20m, 高 1.50m,要求在春分日16:00有满窗遮阳,求挡板式遮阳 构件的尺寸.
解: (1) 求长沙地区春分日16:00时太阳位置
sinhs=sinφ .sinδ +cosφ .cosδ .cosΩ
.sinφ -sinδ sinh s cosAs= coshs.cosφ
7414 7414 7 h3 min 即日出时间为： 12 15 日没时间为： 12 74 14 16 h57 min
sin 2327 cos As 0.471 cos3204
15
As 6154
即日出日没方位角为
61 54
hs 456
0.708 0.574 0.259 cos As 0.255 0.706 0.819
As 7515
例1.5-2：求南京地区（φ= 32°04′ ）冬至日的日出、 日没时间及方位角。
解：已知
2327 3204
cos tan3204 tan 2327 0.272
求出 hs = 26°8′
As = 74°43′
(2) 合理选择水平板挑出长度,根据当地地形,日照等 因素,取 L =0.8m
(3) 求墙的方位角 γs,w = As - Aw = 90°- 74°43′ = 15°17′ (4) 求H0 L
H0 =
ctg hs·cosγs,w
= 0.4m
(5) 求D
(3) 求墙的方位角 γs,w = As - Aw = 90°-75.5° = 15°17′ (4) 求H0 L
H0 =
ctg hs·cosγs,w
= 0.41m
(5) 求D
D = H0 · ctg hs·sinγs,w = 0.205m 取D=0.21 (6) 挡板尺寸 挡板高: H’ = H - H0 + d=1. 54m 挡板宽: D’ = B+2D = 1.92m
解: (1) 求该地区秋分日16:00时太阳位置
sinhs=sinφ .sinδ +cosφ .cosδ .cosΩ
.sinφ -sinδ sinh s cosAs= coshs.cosφ
求出 hs = 26.7°
As = 75.5°
(2) 合理选择水平板挑出长度,根据当地地形,日照等 因素,取 L =0.8m
Fra Baidu bibliotekD = H0 · ctg hs·sinγs,w = 0.215m 取D=0.22 (6) 挡板尺寸 挡板高: H’ = H - H0 + d=1.25m 挡板宽: D’ = B+2D = 1.64m
遮阳设施对室内热环境的影响
对太阳辐射的影响
对室内气温的影响
对室内采光的影响
对室内通风的影响
(2) 水平板端翼挑出长度的计算 D = H· ctg hs·sinγs,w
例1.5-9 广州地( 23°8′)南向窗口宽1.80m,高1.50m,要求在 秋分日14:00有满窗遮阳,求水平遮阳板的尺寸.
解: (1)求太阳位置
sinhs=sinφ .sinδ +cosφ .cosδ .cosΩ
.sinφ -sinδ sinh s cosAs= coshs.cosφ
求出 hs = 52°52′
As = 55°55′
(2) 求墙的方位角 γs,w = As - Aw = 55°55′ (3) 计算水平板挑出长度 L = H· ctg hs·cosγs,w = 0.64m (4) 计算水平板端翼挑出长度 D = H· ctg hs·sinγs,w = 0.94m
求建筑物室内日照面积
例1.5-6 求广州地区一正南朝向房 间冬至日14h的室内日照面 积．设窗台高1m,窗高为1.5m, 墙厚16cm.
求建筑物的日照时间
基本原理
例1.5-7 求广州地区 某一正南向底层 房间窗口P点冬至 日的日照时间.该 窗台高1m,房间前 幢建筑情况如图
建筑朝向与间距的选择
遮阳设施构造设计要点
遮阳的板面组合与构造
遮阳板的安装位置
材料与颜色
材料
轻质材料
外表面 颜色 内表面
浅色 稍暗
特种窗玻璃
室外遮阳篷
例1.5-10 设北纬26°地区某建筑物西向窗口宽1.50m, 高 1.80m,要求在秋分日16:00有满窗遮阳,求挡板尺寸.
东南或西南朝向的窗口
(4) 挡板式遮阳
太阳高度角较小，从窗 正前方射入的直射阳光 适用范围 东向,西向的窗口
尺寸计算: (1) 窗台离挡板的距离 L H0 = ctg hs·cosγs,w (2) 挡板的长度: H - H0
(3) 窗台挡板端翼挑出的长度
D = H0 · ctg hs·sinγs,w
第五章 建筑日照与遮阳
第一节 日照的基本原理
日照的作用与建筑物对日照的要求
作用
有利影响
1. 促进生物机体的新陈代谢 2. 消毒作用 3. 保温作用 4. 干燥作用 5. 照明作用 6. 艺术性
不利影响
1. 恶化室内热环境
2. 产生眩光
3. 使物品褪色变质
4. 产生爆炸的危险
基本要求
按地理纬度、地形与环境条件,合理地确定城乡规划的
道路网方位、道路宽度、居住区位置、居住区布置形 式和建筑物的体形；
根据建筑物对日照的要求及相邻建筑物的遮挡情况,合
理的选择和确定建筑物的朝向和间距；
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；
例1.5-8 在北纬40°地 区,若冬至日正午 前后有3h以上日 照,试确定建筑物 的朝向与间距.
第三节 建筑遮阳
遮阳的几种形式
(1) 水平式遮阳
遮挡太阳高度角较大的 直射阳光 北回归线以北地区南向 窗口 北回归线以南地区南北 向窗口
适用范围
尺寸计算: (1) 水平板挑出长度的计算 L =H· ctg hs·cosγs,w

绘制方法
广州地区( 23°8′)冬至日( δ= -23°27′) (1) 求出广州地区冬至日各时刻的太阳方位角,高度角, 影长,影的方位角.
(2) 作图
(3) 直观的太阳运行轨迹
应用举例
求建筑物的阴影区
例1.5-5 试求北纬40°地区一幢 高20m,平面呈“ ”形,开口 部分朝北的平屋顶建筑物.在 夏至日10点的阴影区.
正确设计遮阳构件的形式、尺寸与构造.
地理内容
地球饶太阳运行的规律
太阳位置的确定，太阳高度角和方位角的计算
地方时和标准时
地球饶太阳运行的规律
太阳位置的确定，太阳高度角和太阳方位角
的计算
太阳高度角的计算公式 sinhs=sinφ .sinδ +cosφ .cosδ .cosΩ
(5) 水平板的总长度
B+2D=1.8+2*0.94=3.68m
(2) 垂直式遮阳
太阳高度角较小，从窗 侧向斜射过来的直射阳 光 适用范围 北向,东北向,西北向窗口
尺寸计算: L =B·ctgγs,w
(3) 综合式遮阳
太阳高度角较大,从窗口 前上方投射下来的直射 阳光
适用范围
太阳高度角较小,从窗侧 向斜射过来的直射阳光