建筑日照與遮陽

建筑日照與遮陽第1頁/共32頁第一節(jié)

日照的基本原理第2頁/共32頁3

地球按一定的軌道繞太陽運動——公轉(zhuǎn)，公轉(zhuǎn)一周的時間是一年。地球公轉(zhuǎn)軌道平面叫黃道面。地球的地軸與黃道面成66°33′的交角。在公轉(zhuǎn)的過程中，地軸的傾斜方向和黃道面的交角是固定不變的。一太陽的運行規(guī)律與特點1.1基本概念第3頁/共32頁4

太陽光線直射地球的范圍，在南北緯23°27′之間作周期性的變化，從而形成了春夏秋冬四季的更替。第4頁/共32頁51.2太陽赤緯角δ

太陽赤緯角δ:太陽光線與地球赤道面所夾的角度。赤緯角從赤道面算起，向北為正，向南為負。一年當(dāng)中，不同的季節(jié)，赤緯角不同。第5頁/共32頁6第6頁/共32頁7

延長地軸與天球相交的兩點成為天極，PN為北天極，PS

為南天極，PNPS為天軸。擴展地球赤道面與天球相交所成的圓QQ′成為天球赤道，黃赤角=23°27′。天球赤道與黃道相交的兩點即為春分與秋分。1.3天球圖

第7頁/共32頁8二赤道坐標(biāo)系和地平坐標(biāo)系

太陽在天球上的位置每日每時都有變化，為了確定其位置，常用赤道坐標(biāo)系和地平坐標(biāo)系共同表示。2.1赤道坐標(biāo)系

赤道坐標(biāo)系：是把地球上的經(jīng)、緯度坐標(biāo)系擴展到天球，在天球上與赤道面平行的緯度圈，在天球上叫赤緯圈；在地球上通過南北極的經(jīng)度圈，在天球上則稱為時圈。第8頁/共32頁9第9頁/共32頁10

以赤緯和時角表示太陽的位置。時角：是指太陽所在的時圈與通過南點的時圈構(gòu)成的夾角，單位為度。自天球北極看，順時針方向為正，逆時針方向為負。時角表示太陽的方位，因為太陽在天球上一天24小時內(nèi)旋轉(zhuǎn)360°，所以每小時為15°。第10頁/共32頁11

地平坐標(biāo)系：是以地平圈為基圈，用太陽高度角和方位角來確定太陽在天球中的位置。

太陽高度角(hs)：是指太陽直射光線與地平面間的夾角。太陽方位角(As)：是指太陽直射光線在地平面上的投影線與地平面正南向所夾的角。正南點As=0°，向西為正，向東為負。2.2地平坐標(biāo)系第11頁/共32頁12

在任何一天里，上、下午太陽的位置對稱于中午。第12頁/共32頁132.3太陽高度角與太陽方位角計算第13頁/共32頁14

日出、日沒時，hs=0°，所以其方位角和時角為下式：

cosΩ=-tanФtanδ

cosA=-sinδ/cosФ第14頁/共32頁15

春分、秋分正午太陽高度角：

hs=90°-L，L—地球緯度第15頁/共32頁16

冬至日，正午太陽高度角：

hs=90°-（L+23°27’），L—地球緯度夏至日，正午太陽高度角:hs=90°-（L-23°27’），L—地球緯度第16頁/共32頁17三地方時與標(biāo)準(zhǔn)時

一天時間的測定，是以地球自轉(zhuǎn)為依據(jù)的。日照設(shè)計所用的時間，均為當(dāng)?shù)仄骄枙r，它與日常鐘表所指的時間之間有一定差值，需加以換算。

平均太陽時是以太陽通過該地子午線為正午12h來計算一天的時間。經(jīng)國際協(xié)議，以本初子午線處的平均太陽時為世界時間的標(biāo)準(zhǔn)，叫“世界時”。3.1基本概念第17頁/共32頁18

將整個地球按地理經(jīng)度劃分為24個時區(qū)，每個時區(qū)含地理經(jīng)度15°。以本初子午線東西各7.5°為零時區(qū)，向東西各分12個時區(qū)。每個時區(qū)都按它的中央子午線的平均太陽時為計時標(biāo)準(zhǔn)，稱為該時區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時，相鄰兩個時區(qū)的時差為1小時。北京時間：我國統(tǒng)一采用東八區(qū)的時間，即以東經(jīng)120°的平均太陽時為全國標(biāo)準(zhǔn)時。第18頁/共32頁19

精確的當(dāng)?shù)靥枙r與標(biāo)準(zhǔn)時之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：T?！獦?biāo)準(zhǔn)時間，時；分；Tm——地方平均太陽時，時；分；L。——標(biāo)準(zhǔn)時間子午圈所處的經(jīng)度，度；Lm——當(dāng)?shù)刈游缛λ幍慕?jīng)度，度：Ep——均時差，分；

對于一般建筑日照工程，所用的時間不需要十分精確，為簡化計算，修正之Ep可忽略不計。計算式可簡化為：3.2地方平均太陽時與標(biāo)準(zhǔn)時換算第19頁/共32頁第二節(jié)

建筑遮陽第20頁/共32頁21一建筑遮陽的意義

在我國南方炎熱地區(qū)，日照時間長，太陽輻射強烈，建筑物的某些部位或構(gòu)件如窗口、外廊、櫥窗、中庭屋頂與玻璃幕墻等需要調(diào)節(jié)太陽直射輻射，以揚其利而避其害。最常見與最具代表性的是窗口遮陽。

目前一般建筑以氣溫29℃、日輻射強度280W／m2左右作為必需設(shè)遮陽的參考界限。第21頁/共32頁22

建筑遮陽的目的是阻斷陽光直射，這樣做的好處有三個：可以防止透過玻璃的直射陽光，使室內(nèi)過熱；可以防止建筑圍護結(jié)構(gòu)過熱并造成對室內(nèi)環(huán)境的熱輻射；可以防止直射陽光造成的強烈眩光。

這三點對于處于低緯地區(qū)尤為重要。第22頁/共32頁23二建筑遮陽方式

建筑遮陽類型很多，可以利用建筑的其他構(gòu)件，如挑檐、閣板或各種突出構(gòu)件，也可以專為遮陽目的設(shè)置。第23頁/共32頁24

按照構(gòu)件遮擋陽光的特點來區(qū)分，主要分為幾類：

人工遮陽方式水平式遮陽垂直式遮陽綜合式遮陽擋板式遮陽綠化遮陽建筑自遮陽和群體互遮陽2.1遮陽方式的分類第24頁/共32頁25

實例1：水平式遮陽印第安昔埃布洛人懸崖宮殿遮陽

2.2建筑遮陽實例第25頁/共32頁26長沙山水芙蓉別墅第26頁/共32頁27

實例2：垂直遮陽亞利桑那州鳳凰城中央圖書館第27頁/共32頁28

實例3：格柵式遮陽(綜合式遮陽)昌迪加爾議會大廈及高等法院第28頁/共32