建筑物理-日照41页PPT

建筑物理热工学建筑日 照与遮阳课件
目 录
• 建筑物理热学基础 • 建筑日照原理 • 遮阳设计原理 • 建筑物理热工学实践案例 • 建筑物理热工学的发展趋势与挑战
contents
01
建筑物理热学基础
热传导
总结词
热传导是热量在物质内部由高温区域向低温区域传递的过程。
详细描述
热传导是建筑物理热学中的重要概念，它涉及到热量通过物质内部的原子或分子的振动传递。这种传递方式主要 取决于物质的导热系数，不同材料的导热系数不同，因此热传导的速度和效率也不同。在建筑设计中，了解材料 的导热性能对于控制室内温度和节能具有重要意义。
遮阳设施的选择与设计
01
选择合适的遮阳设施
02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计遮阳设施的尺寸和角度
03
考虑材料和颜色
遮阳设施的安装与维护
安装遮阳设施 定期检查和维护
04
建筑物理热工学实践案例
案例一：某住宅楼的日照与遮阳设计
总结词
详细描述
案例二：某商业大厦的节能设计
总结词
创新技术应用，实现绿色节能
VS
详细描述
某商业大厦采用了先进的节能技术，如太 阳能光伏发电、地源热泵等，充分利用可 再生能源。同时，通过建筑外墙和窗户的 优化设计，提高建筑的保温和隔热性能， 降低能耗。此外，还采用了智能照明系统 和能源管理系统，实现节能减排和绿色环 保。
03
THANKS
感谢观看
案例三：某历史建筑的物理保护与再利用
总结词
详细描述
05
建筑物理热工学的发展趋势与挑战
绿色建筑的发展趋势
01
02
可持续发展
生态设计
03 高性能建筑材料

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。
● 我国现阶段采用的日照标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
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。
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：
一、日照的基本原理
cosΩ=-tanφ·tanδ
cosAs=-sinδ/cosφ
中午的太阳高度角
以Ω=0代入式（1）得出： hs=90。-（φ-δ） 当φ＞δ时 hs=90。-（δ-φ） 当φ＜δ时

我国从东5时区到东9时区横跨5个时区，标准时间为东经120°（ 东8时区）的平均太阳时，称北京时间。
⑤本初子午线：穿过伦敦的格林威治天文台的子午 线（经线），是经度的零度线，自零度线向东和向 西各分180°，称为东经和西经。
2.关系式：
T0=Tm＋4（L0－Lm）
式中
T0—标准时间，min；
Tm—地方平均太阳时，min；
建筑物理-日照
2020年5月25日星期一
一、日照的作用与建筑对日照的要求
1.概念 日照：物体表面被太阳光直接照射的现象 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（因各地云量及其遮挡太阳 时间不同）
2.日照的作用
2.纬度无正负之分，赤道为零，由赤道向两极各分90°，北半球 称北纬，南半球称南纬。
3.时角h有正负之分，一天中正午即当地平均太阳时12时（地方时 ）为零，午前为负，午后为正。每小时的时角为15°。
4.太阳高度角无正负之分，日出、日落时太阳高度角为零，一天 中正午即当地平均太阳时12时（地方时）高度角最大。
1.7H′
3h
§2 棒影图的原理及其应用
3.遮阳尺寸的确定
朝南偏东10度 窗宽1.5m，窗高2m，墙厚 0.18m 秋分日 上午9点到下午1点遮阳 窗比例1：50 棒影图比例1：100
§2 棒影图的原理及其应用
基地选择：向阳的平地或山坡 建筑前方避免固定遮挡 选择最佳朝向范围、日照间距
Think，在满足日照 要求的基础上如何 增加建筑密度？
为什么呢
根据建筑的不同使用性质和当地气候情况而定 ?
需争取日 照的建筑

人工照明：
• 标准：《建筑照明设计标准》GB 500372004内规定普通办公室的照明功率密度的 现行值是11W/㎡，照明照度值为300Lux。
照明模型设置：
• （1）在材质库中设置灯具的材质属性 • 影响人工照明模拟分析的主要灯具材质属
性为输出光强（Candella Output）与 Profile面板中的配光曲线。 • （2）在模型中添加灯具，尽量是灯具分布 均匀
照明模型设置：
人工照明模拟分析计算过程
• 计算结果如图所示：
谢谢观赏！
网格编辑
• 在网格大小设置完成后需要将网格放置在 模型中，并进行合理完善，最终结果如下：
全自然采光百分比计算：
• 建筑中某一点的全自然采光百分比（ Daylight Autonomy，DA）被定义为全年工 作时间中单独依靠自然采光就能达到最小 照度要求的时间百分比。
• 通过计算全自然采光百分比可以用于分析 建筑开窗大小与位置设计是否适当。
• 《建筑照明设计标准》GB 50037-2004规定 了普通办公室的照明功率密度（是指单位 面积上的照明安装功率）为300Lux。
• 因此，要评价建筑设计方案是否达到了《 绿色建筑评价标准》的相关规定，最简单 高效的方法就是利用软件进行模拟分析。
Ecotect Analysis简介
Eco是一款辅助设计分析软件：适合建筑师在方案阶段使 用，可以对建筑物热、光、声进行性能分析。设计师在方 案最初阶段，利用简单体块对建筑物的多种性能进行大致 的预测，对不同样式的结果进行充分比较，以确立最终方 案的一种设计过程。
Eco分析结果的图示化显示的同时能够出到处数据表格， 提高了分析结果的可读性
Eco的主要分析功能:热工分析、日照分析、光环境分析、 声环境分析等；

● （5）晨昏线与昼夜长短
晨昏线将纬线圈分成两部分，即昼弧和夜弧，昼弧与夜弧的
长短就决定了位于该纬线圈上的点的昼夜长度。
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● 3. 太阳直射点地理坐标的确定
纬度=90o - 刚出现极昼(夜)的纬度值， 春秋分直射赤道，夏至日直射北回归线 冬至日直射南回归线。 经度=昼半球中央经线度数，地方时 12点的经线
注意
计算昼夜长短要注意四点：①同一纬线上各点昼长相等，夜长也相等， 日5出.判日方落向的地方时相同。②春秋分日，全球各地昼夜平分，均为12小时。 ③赤道上终年昼夜平分，均为12小时。④极昼地区的昼长为24小时， 夜长为0小时，极夜地区正好相反。
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● 5.太阳高度的确定
太阳直射点上太阳高度为90°，太阳高度由直射点向四周降低。 纬度相差1°，正午太阳高度相差1°。至晨昏线上，太阳高度降为0° 正午太阳高度的计算公式：H=90°-(所求点与直射点)两地的纬度差。
晨昏线的形状随着光照图的不同， 可被画成多种形状，
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1.判断南、北半球
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● （1）晨昏线（圈）特点
①晨昏线与太阳光线：由于晨昏线是太阳光线与地球的 切线，所以晨昏线所在的平面永远与太阳光线垂直；同一晨 昏线上的点太阳高度是相同的，都等于0°；太阳高度在昼半 球大于零，在夜半球小于零。 ②晨昏线与赤道：晨昏圈和赤道是大圆，两者永远相交平分。 ③晨昏线的运动方向与地球自转方向相反，每小时15o。
● （2）晨昏线与经纬线的关系
晨昏线与经线，只有在春秋分两天是重合的，其余时间都不重合，
二者的夹角随着季节的变化而变化在0 —— 23 26’之间，且与太阳直

=8°
其实利用图中H夜=∠α 这一数学关系，也可以 直接得出： H夜=75°— 67°=8°
对称现象举例
④南北半球季节相反。北半球为冬季，南球就是夏季；北半球为 春季，南半球为秋季。反之亦然。
⑤太阳直射北半球时，全球（除极昼、极夜区域外）日出方位均 为东北，日落方位就一定是西北；太阳直射南半球时，全球（ 除极昼、极夜区域外）日出方位均为东南，日落方位就一定是 西南。 太阳直射赤道时，全球都是正东日出，正西日落。
④ 太阳周日视运动轨迹相互平行。 ⑤ 太阳直射北半球时，除极昼、极夜区域外，全球太阳 东北升西北落；太阳直射南半球时，除极昼、极夜区域外， 全球太阳东南升西南落；直射赤道时，除南北极点外，全球 太阳正东升正西落。
三、把握六条重要的经线
①晨线与赤道交点所在经线（地方时为6：00）
②昏线与赤道交点所在经线（地方时为18：00）
6月22日 (前后)
8月23日
6月22日 (前后)
4月21日
3月21日 (前后)
9月23日 (前后)
3月21日 (前后)
12月22日 (前后)
9月23日 (前后)
3、数学思维： 不少同学在解地理题目的时候，不善于灵活地进行
思维方式的转换，其实，日照图的有些题目，如果用数 学方法解决，会使问题简单化。 （1）用纯数学方法解地理题
四地纬度依次是 A．66.5°N、66°N、40°N、40°S B．66.5°S、66°S、40°S、40°N C．66.5°N、66°N、0°、40°S D．66.5°S、66°S、0°、40°N
对称
（2019全国Ⅱ 卷）图1四条曲线分别示意四地3月21日到6月30 日的日出时间。读图1，回答3～5题。
对称现象举例

L H cot hs
As ' As 180 o
一天中，太阳高度角和方位角不断变化，棒影的端点也随 之变化。若绘制不同高度的棒影的端点。连成轨迹线，就 构成该地这一天不同棒高的棒影日照图。
棒影日照图连续地反映了某地不同高度的棒端影的变化。 1）它说明了某地某日某各时刻棒高H的影长及其方位； 2）通过棒高与影长的关系及棒影的方位，可以得到相应时 刻的太阳高度角及方位角。
时角——太阳所在的时圈与通过南
点的时圈所构成的夹角。
自天球北极看，顺时针方向为正， 逆时针方向为负。（上午为负，下 午为正） 时角表示太阳的方位。因为一天旋 转360度，因此一小时旋转15度。
15t, deg
t 为经过正南点至观察位置所经过的时间
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——太阳直射光线与地平面
当地方经度在中心经度以西时，每经过1度减去4分钟， 当地方经度在中心经度以东时，每经过1度增加4分钟。
例：求广州地区当地平均太阳时为12h时，相当于北京标准 时间几点几分？
解：北京标准时间的子午圈经度为东经120度，广州经度为 113度19分。
To Tm 4(Lo Lm ) E p 12 4(120o 113o19') 12h27min
建筑物理（I）
— 建筑热工、建筑光学
浙江大学 建筑工程学院 建筑学系 建筑技术科学研究所
授课教师：葛 坚
第5章 建筑日照与遮阳
第1节 日照的基本原理
1. 日照的作用与建筑物对日照的要求
日照——阳光直射到物体表面的现象 建筑日照——阳光直射到建筑地段、建筑外围护结构表面、 房间内部的现象。
建筑日照主要研究太阳直射辐射对建筑物的作用和建筑物对 日照的要求。

日照设计的未来发展方向
智能化技术应用
随着科技的发展，未来日照设计将更多地运用智能化技术 ，如通过大数据和AI算法预测太阳轨迹，实现更精准的日 照控制。
人性化设计
注重用户体验和个性化需求，针对不同地区、不同建筑类 型和不同人群的需求，制定更加人性化的日照设计方案。
绿色建筑整合
将日照设计与绿色建筑理念相结合，推动可持续建筑的发 展，实现建筑与环境的和谐共生。
详细描述
商业区的日照设计旨在通过合理利用阳光来提升商业氛围。例如，在店铺的日照 设计中，可以利用光线变化营造出不同的购物氛围，吸引顾客。同时，商业建筑 外观的日照设计也可以突出建筑特色，提升商业区的整体形象。
案例三：文化建筑的日照设计
总结词
保护历史建筑特色
详细描述
对于历史建筑或具有特殊文化意义的建筑，日照设计需特别注重保护其原有特色。通过合理的日照控制，可以突 出建筑的历史感和文化价值，同时避免阳光对建筑造成损害。在设计时，需充分了解建筑的历史背景和文化意义 ，以制定针对性的日照设计方案。
季节和时间
不同季节和时间太阳的位置不 同，影响日照时间和角度。
建筑物朝向和布局
建筑物的朝向和周围建筑物的 布局影响日照时间和角度。
建筑物遮挡物
树木、建筑物或其他遮挡物会 影响日照时间和角度。
03
日照设计原理
日照设计的计算方法
太阳高度角计算
日照量计算
根据地理位置和时间，计算太阳在天 空中的高度角，以确定太阳光照射的 角度。
考虑遮阳设施
在建筑物的向阳面设置遮阳设施 ，以减少太阳辐射对室内温度的
影响。
日照设计与建筑节能
节能建筑设计
通过合理的日照设计，降低建筑物的能耗，提高 建筑的能源效率。