建筑物理-日照.ppt

第六章 建筑日照,§1 日照的基本原理,§2 棒影图的原理及其应用,§1 日照的基本原理,一、日照的作用与建筑对日照的要求,1.概念 日照：物体表面被太阳光直接照射的现象 日照时数：表示太阳照射的时数 日照率：实际日照时数与同时间内的最大可照时数的百分比 同一纬度的最大可照时数是相同的 实际的日照时数有差异（因各地云量及其遮挡太阳时间不同）,§1 日照的基本原理,有利,不利,2.日照的作用,§1 日照的基本原理,3.建筑对日照的要求,需争取日照的建筑,需避免日照的建筑,根据建筑的不同使用性质和当地气候情况而定,为什么呢?,§1 日照的基本原理,4.建筑日照设计的目的,确定楼间距和朝向 确定建筑体形、位置和形式 房间平面布置 确定进深、窗户构造尺寸 确定道路宽度 确定遮阳构件的形式、尺寸、构造,§1 日照的基本原理,住宅室内的日照标准,决定住宅日照标准的主要因素：,所处的地理纬度及气候特征 所处城市的规模大小,日照质量,《城市居住区规划设计规范》日照标准,§1 日照的基本原理,§1 日照的基本原理,§1 日照的基本原理,二、地球绕太阳运行的规律,1.公转：地球按一定轨道绕太阳的运动，公转一周的时间为一年 2.黄道面：地球公转的轨道平面，地球自转轴与黄道面成66.5°夹角,（一）概念,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,§1 日照的基本原理,主要季节的太阳赤纬角δ值,,§1 日照的基本原理,4.纬度：地球表面某地的纬度是该点对赤道平面偏北或偏南的角位移赤道纬度为零，由赤道向两极各分90°，北半球称北纬，南半球称南纬（无正负） 5.时角Ω：通过地心O点与观察点P的连线OP在地球赤道平面上的投影与当地时间12点时日地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角 地球自转一周为一天，不同的时间有不同的时角Ω=15t（度） t—太阳经正午后至观测时所经时间（午后正，午前负）,§1 日照的基本原理,§1 日照的基本原理,6.太阳高度角hs：太阳光线与地平面之间的夹角日出、日落时太阳高度角为零，一天中正午时分即当地太阳时12时太阳高度角最大 7.太阳方位角As ：太阳光线在地平面上的投射线偏离南向的角度以正南点为零，顺时针方向的角度为正值，表示太阳位于下午的范围；反时针方向的角度为负值，表示太阳位于上午的范围,§1 日照的基本原理,三、太阳高度角和方位角的确定,2.影响太阳高度角和方位角的因素 ①赤纬δ ：表明季节（即日期）的变化 ②时角h：表明时间的变化 ③纬度：表明观察点所在的位置,1.目的：用于进行日照时数、日照面积、房屋朝向和间距以及房屋周围阴影区范围等问题的设计。

3.计算式：,求太阳高度角,§1 日照的基本原理,求太阳方位角,求日出、日落的时角和方位角,中午的太阳高度角,,§1 日照的基本原理,【例6-1】求北纬35°地区在立夏日午后3点的太阳高度角和方位角解】,,,,§1 日照的基本原理,【例6-2】求北纬35°地区在夏至日的日出、日落时刻和方位角解】,,,,日出时刻,日落时刻,日出时刻,日落时刻,§1 日照的基本原理,【例6-3】求 北纬23°8′和北纬40°夏至日中午的太阳高度角解】,,,,,北纬40°地区,北纬23°8′地区,§1 日照的基本原理,四、地方时与标准时,日照设计所用时间均为地方时，日常钟表指示的时间为标准时,1.概念：,①地方时：即当地平均太阳时，是日照时间所用时间,②平均太阳时：以太阳通过该地的子午线时为正午12点来计算一天的时间,③世界时：本初子午线处的平均太阳时,④标准时：各国家按所处地理位置的某一范围划定所有地区的时间以某一中心子午线的时间为标准时间 我国从东5时区到东9时区横跨5个时区，标准时间为东经120°（东8时区）的平均太阳时，称北京时间§1 日照的基本原理,2.关系式：,⑤本初子午线：穿过伦敦的格林威治天文台的子午线（经线），是经度的零度线，自零度线向东和向西各分180°，称为东经和西经。

§1 日照的基本原理,【例6-4】求广州地区地方平均太阳时12点钟相当于北京标准时几点几分解】,,,,即相当于北京标准时间12时27分§1 日照的基本原理,容易混淆的问题： 1.赤纬δ值有正负之分，从赤道平面算起，向北为正，向南为负 2.纬度无正负之分，赤道为零，由赤道向两极各分90°，北半球称北纬，南半球称南纬 3.时角h有正负之分，一天中正午即当地平均太阳时12时（地方时）为零，午前为负，午后为正每小时的时角为15° 4.太阳高度角无正负之分，日出、日落时太阳高度角为零，一天中正午即当地平均太阳时12时（地方时）高度角最大 5.太阳方位角A有正负之分，观察点所在地平面的正南点为零，顺时针方向的角度为正值（下午时分），反时针方向的角度为负值（上午时分） 6.正午或中午指当地平均太阳时12点（地方时），下午2时指标准时间§2 棒影图的原理及其应用,一、棒影日照图基本原理及制作,§2 棒影图的原理及其应用,,,某时刻太阳高度角和方位角的计算：,§2 棒影图的原理及其应用,棒影日照图的制作步骤：,计算某日各时刻的方位角和高度角 假定棒高H=1cm，求影长和影方位角,§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,§2 棒影图的原理及其应用,2.室内日照区确定,【例】广州地区，正南朝向，窗台高1m，窗高1.5m，墙厚16cm，冬至日14点钟,§2 棒影图的原理及其应用,(二)确定建筑物日照时间和遮阳尺寸,§2 棒影图的原理及其应用,正南低层P点窗台高1m，B1高9m，B2高3m，B3高6m。

§2 棒影图的原理及其应用,北纬40°地区 冬至日 需日照时数正午前后3h 前楼高15m，正南朝向,2.建筑朝向与间距的选择,§2 棒影图的原理及其应用,3.遮阳尺寸的确定,朝南偏东10度 窗宽1.5m，窗高2m，墙厚0.18m 秋分日 上午9点到下午1点遮阳 窗比例1：50 棒影图比例1：100,,基地选择：向阳的平地或山坡 建筑前方避免固定遮挡 选择最佳朝向范围、日照间距 群体布局：错列排列、点状与条状结合、围合,§2 棒影图的原理及其应用,Think，在满足日照要求的基础上如何增加建筑密度？,屋顶设计,考虑有效日照时间段（10时至14时）,§2 棒影图的原理及其应用,建筑外形设计,根据太阳高度角最低的时间（12月21日）确定建筑北向围合体的坡度 根据太阳高度角最高的时间（6月21日）确定建筑南向围合体的坡度,§2 棒影图的原理及其应用,楼间距计算：,—后栋建筑墙面法线与太阳方位的夹角，=A-a； H1—计算点（后栋建筑底层窗台）高度，m； H0—前栋建筑高度，m； D0—日照间距，m； β—太阳高度角；A—太阳方位角；a—墙面方位角， 南偏西为正，偏东 为负§2 棒影图的原理及其应用,【例】设上海平坦场地上有前后两栋高均为18m的正南建筑，要求大寒日底层在正午前后得到2小时满窗日照，窗台高度1.2m，求楼间距。

解】,已知：,,,§2 棒影图的原理及其应用,本章小结,了解赤纬、时角、高度角和方位角 理解棒影图的原理 掌握高度角和方位角的计算、日照要求,热学计算综合练习,北京某办公建筑的外墙由外至内的做法是：20mm厚水泥砂浆；泡沫混凝土保温层；240mm厚砖墙；20mm厚白灰内粉刷层已知Ri=0.11m2·k/W，Re=0.04 m2·k/W，ti=16℃，te= -14℃，n=1，[△t]=6℃求外墙的最小传热阻、泡沫混凝土保温层的厚度、传热系数、热流强度、内部温度、内外表面温度和外墙的总蒸汽渗透阻分析讨论,轻型结构和重型结构在维持房间稳定性和保温隔热性能方面各有何优点和缺点？如何协调两者之间的矛盾？请提出改善措施，可绘图说明热学综合练习,。