建筑物理与建筑设备辅导：建筑热工与节能19
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第六节 建筑日照
一、日照的作用与建筑对日照的要求
(一)日照
1.日照：物体表面被太阳照射的现象。
2.日照时数：太阳照射的时数。
3.日照百分率
日照百分率=实际日照时数/同一时间内最大可照时数×100% (16-49)
(二)日照的作用
1，有利的作用
(1)有益于人体健康
日照可促进生物的新陈代谢，阳光中的紫外线能够预防和治疗一些疾病。建筑物内争 取适当的日照有重大的卫生意义。
(2)太阳辐射能提高室内的温度，有良好的取暖和干燥作用。
(3)日照能增强建筑物的立体感。
2，不利的作用
(1)过量的日照造成夏季炎热地区室内过热;
(2)直射阳光容易产生眩光，损害视力;
(3)直射阳光对物品有褪色、变质作用。
(三)建筑对日照的要求
建筑对日照的要求需要根据建筑的使用性质确定。主要考虑日照的时间、日照的面积和变化范围。
二、日照的基本原理
(一)地球围绕太阳运行的规律
1地球围绕太阳进行公转，公转一周的时间为一年;
2.地球沿固定的轨道平面(黄道面)进行公转;
3.地球公转时，地轴与黄道面固定成66033'的夹角。
(二)太阳赤纬角
1.赤纬角：太阳光线与赤道面的夹角，用δ表示，单位度。
2.对太阳赤纬角规定
太阳光线直射地球赤道时 δ=0;
从赤道面起，指向北极 δ>0;
从赤道面起，指向南极 δ<0。
3.太阳赤纬角的变化
地球围绕太阳运行的过程中，不同的季节有不同的太阳赤纬角。太阳赤纬角的变化范 围是：-23027’-23027’。从春分、夏至到秋分，太阳赤纬角δ>0，从秋分、冬至到春分，太阳赤纬角δ<0。
一般季节的太阳赤纬角可查主要季节太阳赤纬角δ值表确定。特殊季节赤纬角δ的 值如下：
春、秋分：δ=00
冬至日：δ=-23027’，
夏至日: δ=23027’
(三)时角
1.时角
太阳所在时圈与通过当地正南方向的时圈(子午圈)构成的夹角称为时角，用符号Ω表示，单位度。
2.对时角的规定
对时角的规定是：
正午：Ω=0;
下午：Ω>0;
上午：Ω
3.时角Ω的计算
地球自转一周为一天(24小时)，时角每小时变化15‘。
Ω=15?(Tm-12) (14-50)
式中 Tm――地方平均太阳时，h。
(四)地方平均太阳时与标准时
日照计算使用的时间均为地方平均太阳时，而日常钟表所指示的时间为标准时，两者之间需要换算。
标准时是各个国家根据所处的地理位置和范围，划定所有地区的时间以某一中心子午线的时间为标准的时间。格林尼治天文台所在经度为零经度线(本初子午线)，由此分别向东、西各分为1800，称为东经和西经;每150划分为一个时区，每个时区中心子午线的时间即为该时区的标准时。我国是以东8区的中心子午线(东经1200)为依据作为北京时间的标准。
地方平均太阳时和标准时的近似换算关系为：
To=Tm+4(L0―Lm) (14-51)
式中 Tm --地方时间子午圈所处的经度，单位为度;
To――标准时间子午圈所处的经度，单位为度;
4(L0―Lm)――时差，单位为分。
(五)太阳位置的确定
1，太阳高度角hs
1)太阳高度角：太阳光线和地平面的夹角，单位为度。
(1)太阳高度角的计算
Sinhs=sinφ?sinδ+cosφ?cosδ.cosΩ (14-52)
式中 φ-当地纬度，度;
δ―当天太阳赤纬角f，度;
Ω―时角，度。
(3)特殊时刻的太阳高度角
日出、日没时：太阳高度角hs为0;
正午时：太阳高度角最大。
2,太阳方位角As
太阳方位角：太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南方向所夹的角，单位为度。规定：
正南方向 As=0;
从正南方向顺时针(下午) As>0;
从正南方向逆时针(上午) As<0。
(2)太阳方位角的计算
cos As= (sinφ.sinhs-sinδ)/ cosφ?coshs (14-53)
三、棒影图的原理及应用
(一)棒影图的原理
影的长度i和影的方位角As为：
L=Hctghs (14-54)
A’s=As+1800 (14-55)
式中 H--棒高，m;
As--太阳的方位角，deg。
(二)棒影图的应用
1,确定建筑物的阴影区;
2，确定室内的日照区;
3.确定建筑物的日照时间;
4，确定适宜的建筑间距和朝向;
5，确定遮阳尺寸。
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