《建筑日照》PPT课件.ppt

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1、第 六 章 建 筑 日 照 daylight in building第 一 节 日 照 的 基 本 原 理第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用 第 一 节 日 照 的 基 本 原 理n 一 、 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

2、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 第 一 节 日 照 的 基 本 原 理二 、 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 :太 阳 光 线 与 地 球 赤 道 面 所 夹 的 圆 心 角 来 表 示 . 时 角 :地 球 自 转 一 周 为 360o， 因 而

3、 每 小 时 的 时 角 为 15 o .即时 角 =15t, t表 示 时 数 . 第 一 节 日 照 的 基 本 原 理n 三 、 太 阳 高 度 角 和 方位 角 的 确 定n 太 阳 光 线 与 地 平 面 间 的 夹角 hs称 为 太 阳 高 度 角 .n 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 。 第 一 节 日 照 的 基 本 原 理n 四 、 地 方 时 与 标 准 时 第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用n 一 、 棒 影 日 照 图 的 基 本原 理 及 制 作n 设 在 地

4、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=Hctghs，这 是 棒 与 影 的 基 本 关 系 见 图 6-3(a)。 第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用n 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

5、 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)。 n 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)。 棒 影 日 照 图 的 制 作 步 骤 ， 以 广 州 地 区 (北 纬 238)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。

6、 2.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

7、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 。 3.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. 第 二 节 棒 影 图

8、的 原 理 及 其 应 用n 二 、 用 棒 影 日 照 图 求 解 日照 问 题n （ 一 ） 建 筑 物 阴 影 区 和 日照 区 的 确 定n 1.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 。 第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用n 2.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

9、 。 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 对室 内 的 日 照 深 度 等 ， 均有 莫 大 的 关 系 。 n 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

10、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 。 第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用n （

11、二 ） 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 。 n 旋 转 180 就 意 味 着 将 某 一 高 度 的 棒 放 在相 应 的 棒 影 轨 迹 O 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OO 之 上 任 一 位 置 ， 则 0点 就 受 到 遮 挡 ，即 0点 无

12、日 照 ， 如 果 将 棒 立 于 连 线 oo 以外 时 ， 棒 端 点 A的 影 就 达 不 到 0点 ， 则 0点受 即 OA有 日 照 。 第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用n 1.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， B 3相 对 高 5m。 第 二 节 棒 影 图 的 原

13、 理 及 其 应 用n 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 CD与 轨 迹 相 交 ， 这是 有 无 照 射 的 分 界 点 。而 平 面 上 的 ABCD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 。 第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用n 2.建 筑 朝 向 与 间 距 的选 择 图 6-10中 前 幢 房 屋(相 对 )高

14、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 。 第 二 节 棒 影 图 的 原 理 及 其 应 用n 若 两 幢 房 屋 朝 向 正 南 ， 如 图 中 A(实 践 )布 置 。 假 设 1个 单 位棒 高 代 表 10m， 即 H=10m， 则 前 幢 房 屋 相 当 于 1.5个 单 位 棒高 ， 因 而 讨 论 这 一 问 题 时 ， 必 须 利 用 棒 影 图 中 的 1.5个 单位 影 长 曲 线 。 根 据 图 6-8原 理 。 为 保 证 后 幢 房

15、 屋 正 午 前 后有 3h日 照 ， 即 从 10点 30分 到 13点 30分 ， 前 幢 不 得 遮 挡 后 幢 ，则 前 幢 房 屋 北 墙 外 皮 ， 必 须 位 于 1.5个 单 位 影 长 曲 线 与 10点 30分 、 13点 30分 两 条 射 线 (虚 线 )之 二 交 点 的 联 结 线 上 。确 定 了 北 墙 皮 的 位 置 以 后 ， 即 可 从 图 中 12点 钟 时 间 线 上 量出 前 后 房 屋 之 间 距 D为 1.7H 。 由 于 北 纬 40地 区 冬 至 正 午时 ， 单 位 影 长 等 于 单 位 棒 高 的 2倍 ， 故 间 距 34m 。 n 故 改 用 B(虚 线 )的 布 置 方 法 ， 即 将 朝 向 转 到 南 偏 东 15， 则虽 间 距 未 变 ， 而 日 照 时 间 却 可 达 4h以 上 。