西安建筑科技大学：《建筑热工学》课程PPT教学课件（建筑热环境与建筑节能）建筑日照设计 design of daylight in building

建筑热环境 第七章建筑日照设计 design of daylight in building

1 第七章建筑日照设计 design of daylight in building

建筑热环境 第一节日照的基本原狸 日照的作用与建筑对目照的要求 ●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肘间内(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

2 第一节 日照的基本原理 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

建筑热环境 第一节日照的基本原狸 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,宅 与黄道面约成66。33'的交角 ●太阳赤纬角6:太阳光线与地球赤道面所夹的圆 心角来表示

3 第一节 日照的基本原理 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

建筑热环境 第一节日照的基本原狸 ●时角Ω:地球自转一周为360,因而每小时的时 角为150.即射角Q=15t,t表示肘数 春分(3月21日) 冬至(12月22日 夏至(6月22日 黄道面 S秋分(9月23日) 图6-1地球绕太阳运行图

4 第一节 日照的基本原理 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

建筑热环境 第一节日照的基本原狸 囗太阳高度角和方位角的确定 ●太阳光线与地平面间的 方位圈 高度 夹角h称为太阳高度角 ●太阳光线在地平面上的 180N 投射线与地平面正南线 所夹的角AS称为太阳方 图6-2一天中太阳高度角和方位角的变化 位角

5 第一节 日照的基本原理 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

建筑热环境 第一节日照的基本原狸 囚太阳高度角的计算 sinh。=sing·sin+ cosp:coso·cos (6-1) 式中h2太阳高度角,度; 地理纬度,度; δ——赤纬,度; ——时角,度。 2.求太阳方位角A snh,·slnq-sl cos cosh。·cosg (6-2) 式中A—太阳方位角,度。 3.求日出、日没的时刻和方位角 因日出日没时h=0,代人式(6-1)和式(6-2)得

6 第一节 日照的基本原理 太阳高度角的计算

建筑热环境 第一节日照的基本原狸 cos=-tgp·tgo sino A (6 coSp 4.中午的太阳高度角 以D=0代人式(61)得 h2=90-(9-8)当9>6时 (6-5) h,=90-(6-9)当g<δ时 (6-6)

7 第一节 日照的基本原理

建筑热环境 第一节日照的基本原狸 地方附与标准射 根据天文学公式,精确的地方太阳时与标准时之间的转换关系为 T。=Tm+4(10-Im)+E (6-7) 式中Tm地方平均太阳时(时:分) 标准时间子午圈所处的经度(度); Lm—地方时间子午圈所处的经度(度); E 均时差(分) 4(L。一L 时差(分) Ep是基于下述原因的一个修正系数。地球绕太阳公转的轨道不是一个圆,而是一个椭 圆,而且地轴是倾斜于黄道面运行,致使一年中太阳时的量值不断变化,故需加以修正。Ep 值变化的范囤是从-16分到+14分之间。考虑到日照设计中所用的时间不需要那样精确, 为简化起见,修正值E一般可忽略不计,而近似地按下列关系式换算地方时与标准时 (6-8) 经度差前面的系数4是这样确定的:地球绕其轴自转一周为24小时,地球的经度分为 360°,所以,每转过经度1为4分钟。地方位置在中心经度线以西时,经度每差1要减4分 钟;位置在中心经度线以东时,经度每差1要加上4分钟

8 第一节 日照的基本原理 地方时与标准时

建筑热环境 第二节棒影图的原理及其应用 囗榫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 A 棒影0a'的长度H= H ctg 这是棒与影的基本关糸 [见图6-3(a)] (a)

9 第二节 棒影图的原理及其应用 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)]

建筑热环境 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糸 式,当ctgh,不变肘,H 与H成正比例变化。 若把H作为一个单位高 (b) 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 图6-3棒与影的关系 等等[见图6-3()] 10

10 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)]