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5第六章 建筑日照.ppt

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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,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δ:太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角来表示 . 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 .,第一节 日照的基本原理,三、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。,第一节 日照的基本原理,四、地方时与标准时,,第二节 棒影图的原理及其应用,一、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)]。,第二节 棒影图的原理及其应用,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)]。,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。,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,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。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。,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。,第二节 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。,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。,第二节 棒影图的原理及其应用,1.日照时间的计算 例如:求广州冬至日正南向底层房间窗
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