建筑物理與建筑設備輔導:建筑熱工與節(jié)能19


第六節(jié) 建筑日照
一、日照的作用與建筑對日照的要求
(一)日照
1.日照:物體表面被太陽照射的現象。
2.日照時數:太陽照射的時數。
3.日照百分率
日照百分率=實際日照時數/同一時間內最大可照時數×100% (16-49)
(二)日照的作用
1,有利的作用
(1)有益于人體健康
日照可促進生物的新陳代謝,陽光中的紫外線能夠預防和治療一些疾病。建筑物內爭 取適當的日照有重大的衛(wèi)生意義。
(2)太陽輻射能提高室內的溫度,有良好的取暖和干燥作用。
(3)日照能增強建筑物的立體感。
2,不利的作用
(1)過量的日照造成夏季炎熱地區(qū)室內過熱;
(2)直射陽光容易產生眩光,損害視力;
(3)直射陽光對物品有褪色、變質作用。
(三)建筑對日照的要求
建筑對日照的要求需要根據建筑的使用性質確定。主要考慮日照的時間、日照的面積和變化范圍。
二、日照的基本原理
(一)地球圍繞太陽運行的規(guī)律
1地球圍繞太陽進行公轉,公轉一周的時間為一年;
2.地球沿固定的軌道平面(黃道面)進行公轉;
3.地球公轉時,地軸與黃道面固定成66033'的夾角。
(二)太陽赤緯角
1.赤緯角:太陽光線與赤道面的夾角,用δ表示,單位度。
2.對太陽赤緯角規(guī)定
太陽光線直射地球赤道時 δ=0;
從赤道面起,指向北極 δ>0;
從赤道面起,指向南極 δ<0。
3.太陽赤緯角的變化
地球圍繞太陽運行的過程中,不同的季節(jié)有不同的太陽赤緯角。太陽赤緯角的變化范 圍是:-23027’-23027’。從春分、夏至到秋分,太陽赤緯角δ>0,從秋分、冬至到春分,太陽赤緯角δ<0。
一般季節(jié)的太陽赤緯角可查主要季節(jié)太陽赤緯角δ值表確定。特殊季節(jié)赤緯角δ的 值如下:
春、秋分:δ=00
冬至日:δ=-23027’,
夏至日: δ=23027’
(三)時角
1.時角
太陽所在時圈與通過當地正南方向的時圈(子午圈)構成的夾角稱為時角,用符號Ω表示,單位度。
2.對時角的規(guī)定
對時角的規(guī)定是:
正午:Ω=0;
下午:Ω>0;
上午:Ω 3.時角Ω的計算 地球自轉一周為一天(24小時),時角每小時變化15‘。 Ω=15?(Tm-12) (14-50) 式中 Tm――地方平均太陽時,h。 (四)地方平均太陽時與標準時 日照計算使用的時間均為地方平均太陽時,而日常鐘表所指示的時間為標準時,兩者之間需要換算。 標準時是各個國家根據所處的地理位置和范圍,劃定所有地區(qū)的時間以某一中心子午線的時間為標準的時間。格林尼治天文臺所在經度為零經度線(本初子午線),由此分別向東、西各分為1800,稱為東經和西經;每150劃分為一個時區(qū),每個時區(qū)中心子午線的時間即為該時區(qū)的標準時。我國是以東8區(qū)的中心子午線(東經1200)為依據作為北京時間的標準。 地方平均太陽時和標準時的近似換算關系為: To=Tm+4(L0―Lm) (14-51) 式中 Tm --地方時間子午圈所處的經度,單位為度; To――標準時間子午圈所處的經度,單位為度; 4(L0―Lm)――時差,單位為分。 (五)太陽位置的確定 1,太陽高度角hs 1)太陽高度角:太陽光線和地平面的夾角,單位為度。 (1)太陽高度角的計算 Sinhs=sinφ?sinδ+cosφ?cosδ.cosΩ (14-52) 式中 φ-當地緯度,度; δ―當天太陽赤緯角f,度; Ω―時角,度。 (3)特殊時刻的太陽高度角 日出、日沒時:太陽高度角hs為0; 正午時:太陽高度角最大。 2,太陽方位角As 太陽方位角:太陽光線在地平面上的投影線與地平面正南方向所夾的角,單位為度。規(guī)定: 正南方向 As=0; 從正南方向順時針(下午) As>0; 從正南方向逆時針(上午) As<0。 (2)太陽方位角的計算 cos As= (sinφ.sinhs-sinδ)/ cosφ?coshs (14-53) 三、棒影圖的原理及應用 (一)棒影圖的原理 影的長度i和影的方位角As為: L=Hctghs (14-54) A’s=As+1800 (14-55) 式中 H--棒高,m; As--太陽的方位角,deg。 (二)棒影圖的應用 1,確定建筑物的陰影區(qū); 2,確定室內的日照區(qū); 3.確定建筑物的日照時間; 4,確定適宜的建筑間距和朝向; 5,確定遮陽尺寸。
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