建筑日照的设计及应用ppt课件

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1、建筑日照设计及应用,2012年3月,1、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间数。 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。 建筑对日照的要求：是根据建筑的不同性质而 定，即不同时候不同建筑的2H或3H日照。,一、日照的基本原理,2、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：即地球公转轨道，由于地轴是倾斜的，它与黄道面成66。33，的交角 太阳赤纬角：太阳光线与地球赤道面所夹的圆心来表示。 时角：地球自转

2、一周为360。，因而每小时的时角为15。，即时角=15T，T表示时数。,一、日照的基本原理,一、日照的基本原理,3、太阳高度角和方位角的确定： 太阳高度角：太阳 光线与地平面间的夹角 hs。 太阳方位角：太阳 光线在地平面上的投射 线与地平面正南向所夹 的角As。,一、日照的基本原理,3、太阳高度角和方位角的确定：,3、太阳高度角和方位角的确定：,4、太阳高度角的计算： sinhssinsin+coscoscos （1） hs太阳高度角，度； 地理纬度，度； 赤纬角，度。 时角，度。 求太阳方位角As cosAs= sinhssin-sin/(coshscos) （2） As太阳方位角，度。

3、求日出、日落的时刻和方位角 因为日出、日落时hs=0，代入式（1）和式（2） 得出：,一、日照的基本原理,cos=-tantan cosAs=-sin/cos 中午的太阳高度角 以=0代入式（1）得出： hs=90。-（-） 当时 hs=90。-（-） 当时 例如:大寒日张掖(东经100度27分;北纬38度56分)中午12 点的太阳高度角？ 已知：纬度=38。56，；赤纬角=-22。00，得： hs=90。-（-）=90。-（38。56，+22。00，） =29。4， 扩展：夏至日赤纬角=23。27，；所以hs=74。31，,一、日照的基本原理,5、地方时与标准时： 地方时:某地方根据太阳经过

4、该地子午线测定的时间, 也叫做真太阳时。 标准时:就是各国按所处的地理位置的某一范围， 规定所辖地区的时间统一以某一条子午线的时间 为标准时间。 如我国的标准时间是以东经120o子午线作为北京时 间的标准。,一、日照的基本原理, 假设在地面上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=Hcot hs，这是棒与影的基本关系。,二、棒影图的基本原理, 由于建筑物高度有不同， 根据上述棒与影的关系 式，当coths，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

5、H增加到2H， 则影长亦增加到2H， 等等(如图所示),二、棒影图的基本原理,1、建筑物日照间距的计算： 建筑物必需的日照间距，常以在冬至日(12月22日) 或大寒日(1月22日)保证室内在正午前后有不少于1 小时或2小时的日照时间来确定的。在小区规划中。如果巳知两栋建筑的朝向及其外形尺寸，以及 建筑所在的地理纬度，则可用计算法按照当地所规 定日期各小时的太阳高度角和方位角，计算出为保 证规定的日照时间所需间距，基本的计算公式为： D=Hcothscos H前栋建筑计算高度(前栋建筑总高减后栋建筑第一层窗台以下高度) hs太阳高度角，度； 后栋建筑墙面法线与太阳方位角的夹角，即太阳方位角与墙面

6、方位角之差。写成计算式为：=A-a,三、建筑日照间距的确定,a墙面法线与正南方向所夹的角，度；以南偏西为正，偏东为负。,三、建筑日照间距的确定,三、建筑日照间距的确定,建筑的日照计算高度确定,三、建筑日照间距的确定,建筑日照计算高度的确定,室外场地标高不同,教学楼,实 验 楼,2、日照间距与建筑布局： 住宅小区的布局中，满足日照间距的要求常与提高建 筑密度、节约用地存在一定矛盾。设计中若了解日照 的一些规律，便可采取一些灵活的手法，既满足建筑 的间距要求，又提高建筑的密度。 首先，可适当调整建筑朝向，从朝向正南北改为朝向 南偏东或偏西30。的范围内，使日照的时间偏于上午 或下午。,三、建筑日照

7、间距的确定, 调节建筑布局和外形，也可在满足日照要求的基础上增 加建筑密度的效果。如图对正南北向行列式布置的建筑， 如将前栋建筑的顶层北侧去掉一角，成为北侧错台式， 日照时间便可从在冬至日的1小时增为2小时。,三、建筑日照间距的确定, 将正南向行列式布置改为错排行列式或交叉错排行列式 布置，利用上下午的斜向日照，有可能增加建筑密度。 但为了保证日照时间，需进行验算，如图中两排建筑山 墙间的距离和影响斜向日照的角度a均应满足一定要求。,三、建筑日照间距的确定, 住宅建筑间距分为正面间距和侧面间距两个方面。凡 泛称的住宅间距均指的是正面间距。决定住宅建筑间距的因素很多，根据我国所处地理位置与气候状

8、况， 以及我国居住区规划实践，说明绝大多数地区只要满 足日照要求，其他要求基本都能达到。因此，国家有 关规范中确定住宅建筑间距，是以满足日照要求为基 础，综合考虑采光、通风、消防、管线埋设和视觉卫 生与空间环境等要求为原则。 在有关的规范中确定住宅建筑和公共服务设施中的托、 幼、学校、医院病房楼等建筑的正面间距均以日照标 准的要求为基本依据。,四、建筑间距与日照的关系, 日照标准即建筑物的最低日照要求，根据建筑所处的 气候分区、城市大小和建筑物的使用性质确定的，在 规定的日照标准（冬至日或大寒日）的有效日照时间 范围内，以底层窗台面为计算起点的建筑外窗获得的 日照时间。 我国现阶段采用的日照标

9、准日为冬至日或大寒日。 在日照标准日，要保证建筑物的日照质量。 日照质量是指每小时室内地面和墙面阳光投射面积 累计的大小及阳光中紫外线的作用。 日照时间即总日照时间。,五、日照标准,国际上许多国家也都按照其国情采用不同的日照标准： 原苏联北纬58.以北的北部地区以清明（4月5日）为 日照标准日（清明日3小时有效日照）；北纬48.58. 的中部地区以春分、秋分日（3月21日、9月23日）为 标准日；北纬48.以南的南部地区采用雨水日（2月29 日）为日照标准日。 欧美、伦敦采用的标准日为3月1日（低于雨水日，高 于春、秋分日）等。 我国采用冬至日与大寒日两级标准日。,五、日照标准,六、国家有关规

10、范、法律对日照的要求,六、国家有关规范、法律对日照的要求,建筑气候分区划分：,六、国家有关规范、法律对日照的要求,六、国家有关规范、法律对日照的要求,六、国家有关规范、法律对日照的要求,六、国家有关规范、法律对日照的要求,1、建筑的间距对日照的影响； 2、建筑的朝向对日照的影响； 3、建筑的体型对日照的影响； 4、建筑的构件对日照的影响。,七、影响建筑日照的主要因素,1、建筑的间距对日照的影响： 建筑物的日照间距是由建筑用地的地形、建筑朝向、 建筑物的高度及长度，当地的地理纬度及日照标准等 因素决定的。,七、影响建筑日照的主要因素,2、建筑的朝向对日照的影响： 建筑物南北朝向； 建筑物东西朝向

11、； 建筑物东南、西北朝向； 建筑物西南、东北朝向。,七、影响建筑日照的主要因素,（1）、建筑物南、北朝向： 建筑物南、北朝向是建筑物纵轴与当 地子午线垂直布置。南向方向在冬季 太阳高度角较低，阳光射入室内较 深，接受太阳辐射热及紫外线都较 多，可提高室内温度，改善室内卫生 条件；夏季由于太阳高度角较高，阳 光射入室内不深，室内接受太阳辐射 热较少。在低纬度地区，夏季阳光还 照射不到内，这个朝向易于做到冬暖 夏凉的要求。,七、影响建筑日照的主要因素,七、影响建筑日照的主要因素,（1）、建筑物南、北朝向：,七、影响建筑日照的主要因素,（1）、建筑物东、西朝向：,建筑物东、西朝向，即建筑物纵轴与当地

12、子午线一致。这种朝向的东、西两 侧墙面接受日照情况相同，冬至日室内 还能得到13小时的日照，但是在冬季 最主要的正午前后反而得不到阳光，且 室内照射到阳光时，由于太阳高度角较 低，室内获得的紫外线也相对地减少。,七、影响建筑日照的主要因素,（1）、建筑物东南、西北朝向：,建筑物南东、西北朝向，即建筑物纵轴 与当地子午线偏东形成45度夹角。这种 朝向的最大优点是建筑物所有外墙全年 都能得到直射阳光，场地没有终日及永 久阴影区，在一年中建筑物四周有效均 等的阴影分布。这种朝向没有北向及西 向房间，消除了北向阴湿及西向西晒的 影响，一年内均能获得良好日照条件。 只是在西北向布置的房间，仅在午后才 能

13、会的少量阳光，故在北纬40度附近地 区采用这种朝向。,七、影响建筑日照的主要因素,（1）、建筑物西南、东北朝向：,建筑物西南、东北朝向，即建筑物纵轴 与当地子午线偏西形成45度夹角。这种 朝向的最大优点与东向相同，缺点是西 南向墙面接受太阳辐射热量较其他朝向 为多，在南方炎热地区不宜采用这种朝 向，但是在北方各地区，夏季西晒不严 重，如果冬季居室不迎主导风向时，还 是较好的朝向。,3、建筑体形对日照的影响：,七、影响建筑日照的主要因素,七、影响建筑日照的主要因素,3、建筑体形对日照的影响：,七、影响建筑日照的主要因素,3、建筑体形对日照的影响：,七、影响建筑日照的主要因素,4、建筑构件对日照的

14、影响：,七、影响建筑日照的主要因素,4、建筑构件对日照的影响：,七、影响建筑日照的主要因素,4、建筑构件对日照的影响：,七、影响建筑日照的主要因素,4、建筑构件对日照的影响：,八、建筑总体规划中的日照问题,1、日照与道路方位的关系：,1、日照与道路方位的关系：,八、建筑总体规划中的日照问题,2、日照与道路宽度的关系：,八、建筑总体规划中的日照问题,3、日照与建筑布置方式的关系：,3、日照与建筑布置方式的关系：,3、日照与建筑布置方式的关系：,3、日照与建筑布置方式的关系：,八、计算机辅助建筑日照设计,1、计算流程：,八、计算机辅助建筑日照设计,2、建筑日照的计算：,八、计算机辅助建筑日照设计,2、建筑日照的计算：,日照仿真：,八、计算机辅助建筑日照设计,3、方案优化：,谢 谢 大 家！,