城市规划中的日照分析

《城市规划中的日照分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市规划中的日照分析（216页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、城市规划中的日照分析,杭州市城市规划信息中心 陈晓勇 2013年12月,建筑工程日照分析 一、日照的基本原理 1、太阳辐射原理 2、日照的作用 3、地球运用的规律 4、棒影日照的原理与制作 二、中国建筑日照标准的演变 1、国外建筑的日照标准 2、国内建筑日照标准的演变 3、日照间距的计算方法 4、国内涉及日照的法律法规 三、建筑日照计算的研究 1、浙江省城市建筑工程日照分析技术规程 2、建筑日照计算参数标准（送审稿） 四、日照分析案例 1、日照分析理解误区 2、规划管理与设计注意事项,建筑日照分析,一、日照的基本原理 1、太阳辐射原理 2、日照的作用 3、地球运用的规律 4、棒影日照的原理与制

2、作,一、日照的基本原理 1、太阳辐射,太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球,半径：6.96x105km （地球半径的109倍） 质量：约为1.99x1027t （地球质量的33万倍） 表面有效温度：约6000K 中心区域温度：1500万K,建筑日照分析,一、日照的基本原理 1、太阳辐射,太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应，每秒有6.57x1011kg的氢聚合生成6.53x1011kg的氦，连续产生3.90x1023kW的能量。,以电磁波的形式以3x105km/s的速度穿越太空射向四面八方，地球只接收到总辐射的22亿分之一。,建筑日照分析,一、日照的基本原理 1、太阳辐射：世界气象组

3、织 (WMO)1981年公布的太阳常数值是1368瓦/米2。地球大气上界的太阳辐射光谱的99以上在波长 0.154.0微米之间。其中可见光区占太阳辐射总能量的约50%，红外区约43%，紫外区约7%。,实线是大气上界的太阳辐射光谱； 虚线是温度在6000K时的黑体辐射光谱。,建筑日照分析,一、日照的基本原理 1、太阳辐射 太阳光谱：主要来自太阳表面绝对温度约六千度的黑体辐射 ，770622nm，视觉为红色；622597nm，橙色；597577nm，黄色；577492nm，绿色；492455nm，蓝靛色；455390nm，紫色。,建筑日照分析,一、日照的基本原理 大气条件对太阳辐射的影响：被大气的

4、分子、微尘、水汽等吸收、散射和反射。到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。,建筑日照分析,一、日照的基本原理 影响太阳辐射的因素：高度角、大气质量、大气透明度、纬度、海拔、云量等。 太阳高度角 ：太阳在地平线以上的高度以地平面与太阳光入射线之间的夹角。太阳高度角正午大于早晚；夏季大于冬季；低纬度地区大于高纬度地区 . 海拔越高，大气透明度越好，从太阳投射来的直接辐射量也就越高 .,建筑日照分析,一、日照的基本原理 大气质量：是太阳光线穿过地球大气的路径与太阳光线在天顶角方向时穿过大气路径之比，并假定在标准大气压（1atm）和气温（0oC）时，海平面上太阳光线垂直入射的路径为1。地

5、球大气上界的大气质量为零。 当太阳高度角为30o时，m=2。,在各太阳高度时的大气质量,大气质量m随太阳高度的增高而减小，当太阳高度低时，m值的增大特别迅速。,建筑日照分析,大气质量示意图,一、日照的基本原理 A为地球海平面上一点，O，O为大气上界的点。太阳在天顶位置时，太阳光线路程OA为大气质量。,太阳位于S点时，大气质量为：,h30o时，计算值与大气质量的观测值非常接近，其精度达0.01；当h30o时，由于折射和地面曲率的影响增大，计算结果不准确。 太阳电池应用系统工程计算中:,世界太阳能分布,最高地区：印度+巴基斯坦、中东、北非、澳大利亚和新西兰； 中高地区：美国、中美和南美南部； 中等

6、地区：西南欧洲、巴西、东南亚、大洋洲、中国、朝鲜和中非； 中低地区：东欧和日本； 最低地区：加拿大和西北欧洲。,世界太阳能分布,建筑日照分析,建筑日照分析,中国太阳能资源分布,建筑日照分析,一、日照的基本原理 2、日照的作用与建筑对日照的要求 日照：物体表面被太阳光直接照射的现象（与采光有区别） 日照时数：表示太阳照射的时数 日照率：实际日照时数与同时间内的最大可照时数的百分比 同一纬度的最大可照时数是相同的 实际的日照时数有差异（因各地海拔、云量等不同）,建筑日照分析,一、日照的基本原理 太阳主要波段的作用,建筑日照分析,一、日照的基本原理 日光能促进维生素D3的生成，维生素D3能增强人体免

7、疫功能； 日光能影响人的身高，因为太阳放射出来的紫外线，能使人体皮肤内的脱氧胆固醇转变为维生素D，而维生素D正是骨骼吸取和富集钙的重要条件； 北京地区年日照量约为2778.7小时，青年男子的平均身高为174.17厘米； 广州地区年日照量约为1945小时，青年男子的平均身高为168.83 厘米； 成都地区处于盆地，雾日又多，年日照量仅为1239.2小时，青年男子的平均身高为166.68 厘米。 日光能促进荷尔蒙的分泌，人的大脑也变得清醒感情变得丰富，工作起来兴致盎然内心一片光明。,建筑日照分析,有利,不利,一、日照的基本原理 2.日照的作用,一、日照的基本原理,需争取日照的建筑,需避免日照的建筑

8、,建筑日照要求：根据建筑的不同使用性质和当地气候情况而定,建筑日照分析,建筑日照分析,一、日照的基本原理 日照分析的作用与意义 提高科学的管理水平 保障居民基本的居住条件与生活环境。 合理有效地利用土地资源和日照资源。 建筑日照计算应用领域 规划、建筑设计人员 规划管理行政主管部门 法院、大众,建筑工程日照分析,一、日照的基本原理 3、地球的运行规律 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。,建筑工程日照分析,太阳在地球上的周日视运动,一、日照的基本原理 3、地球的运行规律,建筑工程日照分析,一、日照的基本原理 3、地球的

9、运行规律,建筑工程日照分析,地球轨道资料,建筑工程日照分析,地球物理特征,建筑日照分析,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，因而每小时的时角为15 o .即时角=15t, t表示时数。正午时为0，下午为正，上午为负。,建筑日照分析,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。,建筑日照分析,太阳轨迹正投影图,建筑日照分析,建筑日照分析,太阳高度角的计算,建筑日照分析,日出、日落的时角和方位角,建筑日照分析,【例】求北纬35地区在立夏日午后3点

10、的太阳高度角和方位角。,【解】,建筑日照分析,24节气太阳赤纬及日变化值,西班牙摄影师以西班牙境内的国家公园为背景，由2003年03月开始至2004年03月结束，坚持每隔7天固定在早上9:15，相机以一固定角度拍摄天空中的太阳，最后将全年53周的图片完美整合在一起，成就了现在这张无与伦比的太阳全年相对运行轨迹图,一、日照的基本原理 3、地球的运行规律,建筑日照分析,建筑日照分析,建筑日照分析,选取几个典型城市模拟计算09:00太阳相对运行轨迹比较， A-E 由北往南依次为，俄罗斯莫斯科(A 北纬55.8)、西班牙Girona(B 北纬4154)、越南河内(C 北纬21)、新加坡（D 赤道附近）

11、、马达加斯加岛的Tananarive（E 南纬18.9）、新西兰Wellington（F 南纬4154）。 可以看到，南北地区的8字变形趋势是：越往两极走，8字越立，越接近赤道，8字几乎倒置。北半球8字是上小下大，南半球的8是上大下小。,一、日照的基本原理 3、地球的运行规律,建筑日照分析,太阳时与标准时 在计算太阳高度角和方位角的公式中，时角()所用的时间为观测点的当地太阳时，或称“真太阳时”，即太阳在当地正南时为12点、地球自转一周又回到正南时为一天。 平太阳时：由于太阳在黄道上作变速运动，而黄道又向赤道倾斜，所以一年四季的真太阳日长短不等，在日常生活中使用不便。天文学上引入一个假想点，它

12、每年和真太阳同时从春分点出发，也同时回到春分点来；不过它是从西向东在天球赤道上以均匀速度运行。这样的一个假想点叫平太阳。平太阳连续两次经过上中天的时间间隔，叫做平太阳日。1平太阳日有分为24平太阳时。 标准时（北京时间）：各地区所采用的标准时间是各国按所处地理经度位置以某一中心子午线的时间为标准时。 我国地域辽阔，从东五时区到东九时区横跨5个时区。为了方便，统一采用东八时区的时间，即以东经120的平均太阳时为全国标准时，称为“北京时间”。北京的地理经度为东经11621，因而北京时间与北京地方平太阳时相差约14.5分。北京时间比格林尼治时间（世界时）早8小时，即：北京时间=世界时+8小时,标准时

13、间与地方平太阳时的关系式：,建筑日照分析,建筑日照分析,【例】求广州地区地方平均太阳时12点钟相当于北京标准时几点几分。,【解】,即相当于北京标准时间12时27分。,建筑日照分析,真太阳时：太阳视圆面中心连续两次上中天的时间间隔叫做真太阳日。1真太阳日又分为24真太阳时。 即：真太阳时平太阳时+真平太阳时差。 时差：平太阳时与真太阳时之间的时间差。由于真太阳的周年视运动是不均匀的，因此，时差也随时都在变化着，有时为正，有时为负，但与地点无关，一年当中有4次为零，并有4次达到极大，变化范围约在-14分到+16分之间。,暦元2000的數值如下：,建筑日照分析,闰年：在公历（格里历）纪年中，有闰日的

14、年份叫闰年，一般年份365天，闰年为366天。由于地球绕太阳运行周期为365天5小时48分46秒（合365.24219天）即一回归年，公历把一年定为365天。所余下的时间约为四年累计一天，加在二月里。因此，每400年中有97个闰年(3.12 天差）。 闰年的计算方法：公元纪年的年数可以被四整除，即为闰年；被100整除而不能被400整除为平年；被100整除也可被400整除的为闰年。如2000年是闰年，而1900年不是。,建筑日照分析,古代计时器日晷,城市建筑工程日照分析技术规程,4、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

15、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。,城市建筑工程日照分析技术规程,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)。,2 棒影图的原理及其应用,建筑日照分析,建筑日照分析,正南低层P点窗台高1m，B1高9m，B2高3m，B3高6m。,以杭州为例，大寒日在9时与15时方位角为46.4，中午12时的方位角为0。 高层建筑以24米为界，故 H值最小取25，最大米值

16、取125米，以每隔5米，分别绘制出相应度数的射线，可得日照的棒影曲线图。,案例： 选取某小区14#楼为所要分析的建筑，遮挡建筑高度为65米。 在65米“棒影曲线”以上部分建筑将对O点有遮挡，以下部分对O点无遮挡，a,c,d,e点都为遮挡点，可以看出日照时间段为fa,bc,de，累计日照时间约2：50。,建筑日照分析,建筑日照分析,二、中国建筑日照标准的演变 1、国外建筑的日照标准 2、国内建筑日照标准的演变 3、日照间距的计算方法 4、国内涉及日照的法律法规,建筑日照分析,二、中国建筑日照标准的演变 1、国外建筑的日照标准 1875年英国的公共卫生法（Public Health Act,1875）规定地方当局有权制定规划实施细则，规范街道的最小宽度，以保证建筑物拥有基本充足的空气流通和日照。 1925年弗兰茨克劳泽在柏林建筑同行工会的图表中发表了他对太阳轨道及日照角度的研究。 1933年8月，国际现代建筑协会（C