第十四讲 建筑日照与遮阳 第一节 日照的基本原理 一 太阳的运行规律与特点  地球按一定的轨道绕太阳运动——公转，公转一周的时间是一年。  地球公转轨道平面叫黄道面。地球的地轴与黄道面成66°33′的交角。  在公转的过程中，地轴的倾斜方向和黄道面的交角是固定不变的。   太阳光线直射地球的范围，在南北纬23°27′之间作周期性的变化，从而形成了春夏秋冬四季的更替。        太阳赤纬角δ:太阳光线与地球赤道面所夹的角度。  赤纬角从赤道面算起，向北为正，向南为负。一年当中，不同的季节，赤纬角不同。  延长地轴与天球相交的两点成为天极，PN为北天极，PS 为南天极， PNPS为天轴。  扩展地球赤道面与天球相交所成的圆QQ′成为天球赤道，黄赤角=23°27′。  天球赤道与黄道相交的两点即为春分与秋分。 二 赤道坐标系和地平坐标系  太阳在天球上的位置每日每时都有变化，为了确定其位置，常用赤道坐标系和地平坐标系共同表示。 三 地方时与标准时 第二节 建筑遮阳 一 建筑遮阳的意义 二 建筑遮阳方式 * * 1.1 基本概念 1.2 太阳赤纬角δ  1.3 天球图  2.1 赤道坐标系  赤道坐标系：是把地球上的经、纬度坐标系扩展到天球，在天球上与赤道面平行的纬度圈，在天球上叫赤纬圈；在地球上通过南北极的经度圈，在天球上则称为时圈。   以赤纬和时角表示太阳的位置。  时角：是指太阳所在的时圈与通过南点的时圈构成 的夹角，单位为度。自天球北极看，顺时针方向为正，逆时针方向为负。  时角表示太阳的方位，因为太阳在天球上一天24小时内旋转360°，所以每小时为15°。  地平坐标系：是以地平圈为基圈，用太阳高度角和方位角来确定太阳在天球中的位置。   太阳高度角(hs)：是指太阳直射光线与地平面间的夹角。  太阳方位角(As)：是指太阳直射光线在地平面上的投影线与地平面正南向所夹的角。正南点As=0°，向西为正，向东为负。 2.2 地平坐标系  在任何一天里，上、下午太阳的位置对称于中午。 2.3 太阳高度角与太阳方位角计算  日出、日没时，hs=0°，所以其方位角和时角为下式：               cosΩ=-tanФtanδ                cosA=-sinδ/cosФ  春分、秋分正午太阳高度角：       hs=90°-L，L—地球纬度  冬至日，正午太阳高度角：    hs=90°-（L+23°27’）， L—地球纬度  夏至日，正午太阳高度角:    hs=90°-（L-23°27’）， L—地球纬度  一天时间的测定，是以地球自转为依据的。日照设计所用的时间，均为当地平均太阳时，它与日常钟表所指的时间之间有一定差值，需加以换算。   平均太阳时是以太阳通过该地子午线为正午12h来计算一天的时间。  经国际协议，以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准，叫“世界时”。 3.1 基本概念  将整个地球按地理经度划分为24个时区，每个时区含地理经度15°。以本初子午线东西各7.5°为零时区，向东西各分12个时区。每个时区都按它的中央子午线的平均太阳时为计时标准，称为该时区的标准时，相邻两个时区的时差为1小时。   北京时间：我国统一采用东八区的时间，即以东经120°的平均太阳时为全国标准时。  精确的当地太阳时与标准时之间的转换关系为：   T。——标准时间，时；分； Tm——地方平均太阳时，时；分； L。——标准时间子午圈所处的经度，度； Lm——当地子午圈所处的经度，度： Ep——均时差，分；  对于一般建筑日照工程，所用的时间不需要十分精确，为简化计算，修正之Ep可忽略不计。计算式可简化为： 3.2 地方平均太阳时与标准时换算  在我国南方炎热地区，日照时间长，太阳辐射强烈，建筑物的某些部位或构件如窗口、外廊、橱窗、中庭屋顶与玻璃幕墙等需要调节太阳直射辐射，以扬其利而避其害。最常见与最具代表性的是窗口遮阳。   目前一般建筑以气温29 ℃、日辐射强度280W／m2左右作为必需设遮阳的参考界限。  建筑遮阳的目的是阻断阳光直射，这样做的好处有三个：  可以防止透过玻璃的直射阳光，使室内过热；  可以防止建筑围护结构过热并造成对室内环境的热辐射；  可以防止直射阳光造成的强烈眩光。       这三点对于处于低纬地区尤为重要。  建筑遮阳类型很多，可以利用建筑的其他构件，如挑檐、阁板或各种突出构件，也可以专为遮阳目的设置。  按照构件遮挡阳光的特点来区分，主要分为几类：  人工遮阳方式  水平式遮阳  垂直式遮阳  综合式遮阳  挡板式遮阳  绿化遮阳  建筑自遮阳和群体互遮阳 2.1 遮阳方式的分类  实例1：水平式遮阳 印第安昔埃布洛人悬崖宫殿遮阳  2.2 建筑遮阳实例 长沙山水芙蓉别墅  实例2：垂直遮阳  亚利桑那州凤凰城中央图书馆  实例3：格栅式遮阳(综合式遮阳) 昌迪加尔议会大厦及高等法院 * * * 

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