第七章建筑日照设计

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

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第一节 日照的基本原理第一节 日照的基本原理日照的作用与建筑对日照的要求日照的作用与建筑对日照的要求

日照日照 :: 就是物体表面被太阳光直接照射的现象 就是物体表面被太阳光直接照射的现象 ..日照时数日照时数 :: 是表示太阳照射的时数 是表示太阳照射的时数 ..日照率日照率 :: 是以实际日照时数与同时间内 是以实际日照时数与同时间内 (( 如年、月、日如年、月、日等等 )) 的最大可照时数的百分比。的最大可照时数的百分比。日照的作用日照的作用 :: 促进生物机体的新陈代谢促进生物机体的新陈代谢 ;; 防病防病 ;; 杀菌杀菌 ;; 供供热热 ;; 立体立体 ..建筑对日照的要求：是根据建筑的不同使用性质而定 建筑对日照的要求：是根据建筑的不同使用性质而定 .2.2h;3hh;3h

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第一节 日照的基本原理第一节 日照的基本原理地球绕太阳运行的规律地球绕太阳运行的规律

公转公转 :: 地球按一定的轨道绕太阳的运动 地球按一定的轨道绕太阳的运动 ..

黄道面黄道面 :: 地球公转轨道地球公转轨道 .. 由于地轴是倾斜的，它由于地轴是倾斜的，它与黄道面约成与黄道面约成 6666 。。 33'33' 的交角的交角 . .

太阳赤纬角太阳赤纬角 δδ:: 太阳光线与地球赤道面所夹的圆太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角来表示 心角来表示 ..

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第一节 日照的基本原理第一节 日照的基本原理时角时角 ΩΩ:: 地球自转一周为地球自转一周为 360360oo ，因而每小时的，因而每小时的时角为时角为 15 15 oo . . 即时角即时角 ΩΩ=15t, t=15t, t 表示时数表示时数 ..

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第一节 日照的基本原理第一节 日照的基本原理太阳高度角和方位角的确定太阳高度角和方位角的确定

太阳光线与地平面间的太阳光线与地平面间的 夹角夹角 hhss 称为太阳高度角称为太阳高度角 ..

太阳光线在地平面上的太阳光线在地平面上的 投射线与地平面正南线投射线与地平面正南线 所夹的角所夹的角 AsAs 称为太阳方称为太阳方

位角位角。。

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第一节 日照的基本原理第一节 日照的基本原理太阳高度角的计算太阳高度角的计算

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第一节 日照的基本原理第一节 日照的基本原理

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第一节 日照的基本原理第一节 日照的基本原理地方时与标准时地方时与标准时

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用棒影日照图的基本原理及制作棒影日照图的基本原理及制作

设在地面上设在地面上 00 点立一任点立一任 意高度 意高度 H H 的垂直棒，在的垂直棒，在 已知某时刻的太阳方位已知某时刻的太阳方位 角和高度角的情况下，角和高度角的情况下， 太阳照射棒的顶端太阳照射棒的顶端 aa 在在 地面 上的投影为地面 上的投影为 a’a’ ，则，则 棒影棒影 oa‘oa‘ 的长度的长度 H’=H·ctghH’=H·ctghss ，， 这是棒与影的基本关系 这是棒与影的基本关系 [[ 见图见图 6-3(a)]6-3(a)] 。。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用由于建筑物高度有不同，由于建筑物高度有不同，

根据上述棒与影的关系根据上述棒与影的关系 式，当式，当 ctghctghss ，不变时，，不变时， H’H’

与与 HH 成正比例变化。成正比例变化。 若把若把 HH 作为一个单位高作为一个单位高 度，则可求出其单位影度，则可求出其单位影 长长 H’H’ 。。若棒高由若棒高由 HH 增加到增加到 2H2H ，则影长亦增加到，则影长亦增加到 2H‘2H‘ ，， 等等 等等 [[ 见图见图 6-3(b)]6-3(b)] 。。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用已知春分、秋分目的太阳高度角和方位角，可已知春分、秋分目的太阳高度角和方位角，可给出其棒影轨迹图给出其棒影轨迹图 (( 图图 6-4)6-4) 。。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用棒影日照图的制作步骤，以广州地区 棒影日照图的制作步骤，以广州地区 (( 北纬北纬 23 8‘)˚23 8‘)˚ 冬至日为例来说冬至日为例来说明，其步骤如下明，其步骤如下 : : 1·1· 由计算法或图解法求出广州冬至日各时刻的方位角和高度角，并由计算法或图解法求出广州冬至日各时刻的方位角和高度角，并据此求出影长及方位角。假定棒高据此求出影长及方位角。假定棒高 lcmlcm ，其计算结果见表，其计算结果见表 6-26-2 。。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用如图如图 6-56-5 所示，在图上作水平线和所示，在图上作水平线和

垂直线交于垂直线交于 00 ，在水平线上按，在水平线上按 1:1001:100比例以比例以 lcmlcm 代表代表 lmlm 的高度。截取若干的高度。截取若干段段 (( 也可以其他比例代表棒高的实也可以其他比例代表棒高的实长长 )) 。由。由 00 点按各时刻方位角作射线 点按各时刻方位角作射线 (( 用量角器量出用量角器量出 )) ，并标明射线的钟，并标明射线的钟点数。再按点数。再按 HctghHctghss 值在相应的方位值在相应的方位角线上截取若干段影长，即有角线上截取若干段影长，即有 lcmlcm棒高的日照图后，也可根据棒长加棒高的日照图后，也可根据棒长加倍，影长随之加倍的关系，将影长倍，影长随之加倍的关系，将影长沿方位射线截取而获得棒高为沿方位射线截取而获得棒高为 2cm2cm 、、3cm3cm 等的影长，依此类推，并在图等的影长，依此类推，并在图上标明上标明 11 ，， 22 ，， 3……3…… 等标记。然后等标记。然后把各射线同一棒高的影长各点把各射线同一棒高的影长各点连接，即成棒影日照图。 连接，即成棒影日照图。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用棒影日照图上应注明纬度、季节日期、比列及指北棒影日照图上应注明纬度、季节日期、比列及指北方向等。按上述制作方法，可制作不同纬度地区在方向等。按上述制作方法，可制作不同纬度地区在不同季节的棒影日照图。北纬不同季节的棒影日照图。北纬 4040˚̊ 和北纬和北纬 2323˚̊ 地区地区的夏至。冬至、春分、秋分的棒影日照见附录的夏至。冬至、春分、秋分的棒影日照见附录 3. 3.

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用用棒影日照图求解日照问题用棒影日照图求解日照问题

建筑建筑物阴影区和建筑建筑物阴影区和 日照区的确定日照区的确定

建筑阴影区建筑阴影区 试求北纬试求北纬 40˚40˚ 地区 一幢地区 一幢 20m20m 高，高， 平面呈平面呈 UU形，开口部分朝北的形，开口部分朝北的 平屋顶建筑物平屋顶建筑物 (( 见图见图 6-6)6-6) ，在夏，在夏 至上午至上午 1010 点，在周围地面上的点，在周围地面上的 阴影区。 阴影区。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用室内日照区的确定室内日照区的确定

利用棒影日照图也可以求利用棒影日照图也可以求 出采光口在室内地面或墙出采光口在室内地面或墙 面上的投影 即室内日照区。面上的投影 即室内日照区。 了解室内日照面积与变化了解室内日照面积与变化 范围，对室内地面、墙面范围，对室内地面、墙面 等接收太阳辐射所得的热等接收太阳辐射所得的热 量计算，窗口的形式与尺量计算，窗口的形式与尺 寸及室内的日照深度等，寸及室内的日照深度等， 均有莫大的关系均有莫大的关系 ..

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用首先将绘于透明纸上的平屋顶房屋的平面图覆盖于棒首先将绘于透明纸上的平屋顶房屋的平面图覆盖于棒影图上，使平面上欲求之影图上，使平面上欲求之 AA 点与棒图上的点与棒图上的 OO 点重合，点重合，并使两图的指北针方向一致。并使两图的指北针方向一致。平面图的比例最好与棒影比例一致，较为简单。但亦平面图的比例最好与棒影比例一致，较为简单。但亦可以随意，当比例不同时，要注意在棒影图上影长的可以随意，当比例不同时，要注意在棒影图上影长的折算。例如选用折算。例如选用 1:1001:100 时，棒高时，棒高 1cm1cm 代表代表 1m;1m;选用选用 1:1:500500 时，棒高时，棒高 1cm1cm 代表代表 5m5m ，余类推。如平面图上，余类推。如平面图上 AA为房屋右翼北向屋檐的一端，高度为为房屋右翼北向屋檐的一端，高度为 20m20m 。则它在这。则它在这一时刻之影就应该落在一时刻之影就应该落在 1010 点这根射线的点这根射线的 4cm4cm 点点 A'A'处 处 (( 建筑图比例为建筑图比例为 1:5001:500 ，故棒高，故棒高 4cm4cm 代表代表 2Om)2Om) ，连，连接接 AA'AA' 线即为建筑物过线即为建筑物过 AA处外墙角的影。处外墙角的影。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用确定建筑物日照时间和遮阳尺寸确定建筑物日照时间和遮阳尺寸

为了求解这一类问题，不为了求解这一类问题，不 能直接利用上述解阴影区能直接利用上述解阴影区 日照区所用的棒影图，需日照区所用的棒影图，需 要把它的指北向改为指南要把它的指北向改为指南 向，然后应用。如图向，然后应用。如图 6-86-8 表示旋转表示旋转 180˚180˚ 后的棒影图。 后的棒影图。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用旋转旋转 180˚ 180˚ 就意味着将某一高度的棒放在相应的棒就意味着将某一高度的棒放在相应的棒影轨迹影轨迹 OOˊ́上，则其棒的端点上，则其棒的端点 AA 的影恰好落在的影恰好落在 00 点点上。如果将棒立于连线上。如果将棒立于连线 OOOOˊ́之上任一位置，则之上任一位置，则 00点就受到遮挡，即点就受到遮挡，即 00 点无日照，如果将棒立于连线点无日照，如果将棒立于连线ooooˊ́以外时，棒端点以外时，棒端点 AA 的影就达不到的影就达不到 00 点，则点，则 00 点点受即受即 OAOA 有日照。 有日照。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用日照时间的计算 日照时间的计算

例如：求广州冬至日正南向底层房间窗口例如：求广州冬至日正南向底层房间窗口 PP 点点的日照时间，窗台高的日照时间，窗台高 1m1m ，房间外围房屋见图，房间外围房屋见图6-96-9 。。

图中图中 BB11幢房屋高幢房屋高 9m9m ，， BB22 高高 3m3m ，， BB33 高高 6m6m 。。由于减去由于减去 1m1m窗台高，故窗台高，故 BB11 相对高相对高 8m8m ，， BB22 相相对高对高 2m2m ，， BB33 相对高相对高 5m5m 。。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用将棒影图将棒影图 OO 与与 PP 点重合，点重合，

使图的使图的 SNSN 旋转旋转 180˚180˚ ，并，并 使与建筑朝向相重合。由使与建筑朝向相重合。由 图内找出图内找出 55 个单位影长 的个单位影长 的 轨迹线，则轨迹线，则 BB33 平面图上的平面图上的 C‘D’C‘D’ 与轨迹相交，这是有与轨迹相交，这是有 无照射的分界点。而平面无照射的分界点。而平面 上的上的 ABC‘D’ABC‘D’均在轨迹线范均在轨迹线范 围内，故这些点均对围内，故这些点均对 PP 点点 有遮挡，由时间线查出有遮挡，由时间线查出 1010 点点 1010 分之前遮挡分之前遮挡 PP 点。 点。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用建筑朝向与间距的选择建筑朝向与间距的选择

图图 6-106-10中前幢房屋中前幢房屋 (( 相对相对 )) 高度为高度为 15m15m ，， 位于北纬位于北纬 40˚40˚ 地区，地区， 已知冬至日后幢房已知冬至日后幢房 屋所需日照时数为屋所需日照时数为 正午前后正午前后 3h3h ，确定，确定 前后房屋的间距和前后房屋的间距和 朝向朝向 ..

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用若两幢房屋朝向正南，如图中若两幢房屋朝向正南，如图中 A(A( 实践实践 ))布置。假设布置。假设 11 个单位棒高个单位棒高代表代表 10m10m ，即，即 H=10mH=10m ，则前幢房屋相当于，则前幢房屋相当于 1.51.5 个单位棒高，因个单位棒高，因而讨论这一问题时，必须利用棒影图中的而讨论这一问题时，必须利用棒影图中的 1.51.5 个单位影长曲线。个单位影长曲线。根据图根据图 6-86-8 原理。为保证后幢房屋正午前后有原理。为保证后幢房屋正午前后有 3h3h 日照，即从日照，即从 1010点点 3030 分到分到 1313 点点 3030 分，前幢不得遮挡后幢，则前幢房屋北墙外分，前幢不得遮挡后幢，则前幢房屋北墙外皮，必须位于皮，必须位于 1.51.5 个单位影长曲线与个单位影长曲线与 1010 点点 3030 分、分、 1313 点点 3030 分两分两条射线条射线 ((虚线虚线 )) 之二交点的联结线上。确定了北墙皮的位置以后，之二交点的联结线上。确定了北墙皮的位置以后，即可从图中即可从图中 1212 点钟时间线上量出前后房屋之间距点钟时间线上量出前后房屋之间距 DD 为为 1.7H′1.7H′。由。由于北纬于北纬 4040˚̊ 地区冬至正午时，单位影长等于单位棒高的地区冬至正午时，单位影长等于单位棒高的 22 倍，倍，故故间距 间距 34m 34m 。。故改用故改用 B(B(虚线虚线 )) 的布置方法，即将朝向转到南偏东的布置方法，即将朝向转到南偏东 1515˚̊ ，则虽间，则虽间距未变，而日照时间却可达距未变，而日照时间却可达 4h4h 以上以上。 。

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用日照分析说明日照分析说明 : : 办公距住宅南墙办公距住宅南墙 62m62m＞＞ 40m×1.2=48m,40m×1.2=48m, 商场距住宅商场距住宅南墙南墙 28m28m＞＞ 20m×1.2=24m,20m×1.2=24m, 所以办公与商场对住宅所以办公与商场对住宅的日照可不作日照分析的日照可不作日照分析 ..

旅馆对住宅的日照影响旅馆对住宅的日照影响 : : 住宅住宅 AA 13:00----15:00 13:00----15:00 不不受遮挡，所以住宅受遮挡，所以住宅Ａ，ＢＡ，Ｂ日照时间大于１小时日照时间大于１小时 ..

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用作业作业 : : 场地 设计 比例 场地 设计 比例 1:500,1:500, 单位 单位 mm

解题关键解题关键 ::日照间距控制线日照间距控制线视线控制线视线控制线餐饮与旅馆用廊子相连餐饮与旅馆用廊子相连800800㎡的开放绿地㎡的开放绿地商场附近的非机动车停车场商场附近的非机动车停车场2525 个车位的停车场以及个车位的停车场以及 4+44+4 个车位的临时停车场个车位的临时停车场正确的标注正确的标注

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用考点及评分标准考点及评分标准

考点及分数考点及分数 扣分点扣分点

总体布局

总体布局

布局合理布局合理 ,, 功能分区合理功能分区合理 ,, 空间景观空间景观较好较好

５５００

总体布局欠佳 总体布局欠佳 －５～２５－５～２５

商场长向面向城市主干道商场长向面向城市主干道 ,, 有利景有利景观及营业观及营业

商场布局不合理商场布局不合理 －８－８

旅馆居中，南北朝向　旅馆居中，南北朝向　 旅馆位置不好旅馆位置不好 －８－８

餐饮旅馆相连餐饮旅馆相连 餐饮旅馆不相连餐饮旅馆不相连 －４－４

旅馆，办公前有较大广场，入口朝旅馆，办公前有较大广场，入口朝东，南　东，南　

旅馆，办公前广场空间不旅馆，办公前广场空间不好好

－２－２

规划要求

规划要求

满足规划后退红线以及视觉控制的满足规划后退红线以及视觉控制的要求要求

４４ 东，西，南未退红线８东，西，南未退红线８ mm －２－２ ×n×n

北未退红线１２北未退红线１２ mm 　　 －２－２未满足视觉控制线要求未满足视觉控制线要求 －２　－２　

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用 考点及分数考点及分数 扣分点扣分点

道路道路

　道路贯通，便捷，合理，符合要求　道路贯通，便捷，合理，符合要求 ７７ 东侧入口多于一个或未设东侧入口多于一个或未设 －３－３

南侧入口多于２个或少于１个南侧入口多于２个或少于１个 －３－３

车辆出入口距干道交叉口少于７车辆出入口距干道交叉口少于７００ mm

－３－３

道路不合理，宽度不符合要求道路不合理，宽度不符合要求 －４－４

停车场　

停车场　

各种停车场设计位置合理，数量满足要求　各种停车场设计位置合理，数量满足要求　 １１００

集中停车位置不好集中停车位置不好 －４－４临时停车数量不够临时停车数量不够 －１－１ ×n×n

集中停车车道，尺寸有误集中停车车道，尺寸有误 －２－２

集中停车车辆数不够２５集中停车车辆数不够２５ －２ －２ ×n×n

非机动车面积不够，停车位置不非机动车面积不够，停车位置不佳佳

－３　－３　

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第二节 棒影图的原理及其应用第二节 棒影图的原理及其应用 考点及分数考点及分数 扣分点扣分点

绿地绿地

集中绿地位置正确，面积不少于８００㎡集中绿地位置正确，面积不少于８００㎡ １１００

开放绿地位置不好，面积不足开放绿地位置不好，面积不足 －４－４

日照日照

管理用房靠近出入口管理用房靠近出入口 １１８８

漏画或未画分析线漏画或未画分析线 －１８－１８

住宅日照不符和要求　住宅日照不符和要求　 －１８－１８未作日照分析说明未作日照分析说明 －９－９

消防间距　

消防间距　

　　 检举应符合消防规范要求检举应符合消防规范要求 ３３ 高层间距小于１３高层间距小于１３ mm －３－３

商场与高层的间距小于９商场与高层的间距小于９ mm 　　 －３－３

图面图面

尺寸标注　，建筑主入口，机动车出入口表尺寸标注　，建筑主入口，机动车出入口表示示

４４ 表示，标注不全表示，标注不全 －１－１ ×n×n