2018一級(jí)建筑師《物理與設(shè)備》復(fù)習(xí)資料:建筑日照

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　　建筑日照

　　一、建筑對日照的要求

　　日照是指物體表面被太陽光直接照射的現(xiàn)象。陽光直接照射到建筑地段和建筑物表面及其房間內(nèi)部的現(xiàn)象，稱為建筑日照。

　　建筑對日照的要求視建筑的不同使用性質(zhì)而定，可概括為爭取日照和避免日照。建筑日照設(shè)計(jì)的主要目的是，根據(jù)建筑的不同使用要求，采取措施使房間內(nèi)部獲得適當(dāng)?shù)娜照?，防止過量的太陽直射光。對某些有特殊要求的房間甚至終年限制陽光的直射。

　　(一)爭取日照

　　需要爭取日照的建筑物有病房、幼兒活動(dòng)室和農(nóng)用日光室等。

　　爭取日照是因?yàn)樵陉柟獾恼丈湎?，能夠引起?dòng)植物的光生物學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)生物機(jī)體的新陳代謝。陽光中的紫外線能夠預(yù)防和治療某些常見的疾病，如感冒、支氣管炎和佝僂病等。因此，爭取適宜的建筑日照具有重要的衛(wèi)生意義。其次，陽光中的紅外線照射到室內(nèi)所產(chǎn)生的輻射熱能夠提高室內(nèi)溫度，有良好的取暖和干燥作用。此外，日照對建筑物的造型藝術(shù)也有一定的影響，能夠增強(qiáng)建筑物的立體感，提高建筑環(huán)境的藝術(shù)水平。

　　(二)避免日照

　　需要避免日照的建筑有兩類：一類是室內(nèi)環(huán)境不宜過熱的房間，如炎熱季節(jié)里，民用建筑的主要居室、恒溫恒濕的紡織車間、高溫的冶煉車間等;另一類是易于引起視覺眩光和某些化學(xué)反應(yīng)的房間，如檔案庫、展覽室、閱覽室、繪圖室、精密儀器室，以及某些化學(xué)生產(chǎn)車間、實(shí)驗(yàn)室、藥品室等。

　　避免日照的原因在于，過量的日照，容易造成室內(nèi)過熱，對人的健康不利;也會(huì)造成某些生產(chǎn)工藝的廢品率上升。陽光直射在工作面上產(chǎn)生的眩光，會(huì)損害人的視力。此外，直射陽光會(huì)加快物品褪色、變質(zhì)、損壞的速度，甚至可能引起某些化學(xué)易燃晶燃燒和爆炸。

　　二、日照基本原理

　　(一)地球繞太陽運(yùn)行的規(guī)律

　　地球按一定的軌道繞太陽的運(yùn)動(dòng)，稱為公轉(zhuǎn)。公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為一年。地球公轉(zhuǎn)的軌道平面叫黃道面。由于地軸是傾斜的，它與黃道面約成66oC33′的交角。公轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)交角和地軸的傾斜方向都是固定不變的。太陽光線垂直照射在地球上的范圍，在南、北23o27′緯度線之間作周期性變動(dòng)。這兩條緯度線分別稱為南回歸線和北回歸線。

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　　(二)太陽赤緯角δ

　　通過地心并垂直地軸的平面與地球表面相交出來的圓，就是赤道。為了說明地球公轉(zhuǎn)時(shí)陽光直射地球的變動(dòng)范圍，引入太陽赤緯角占的概念。它表示太陽光線與地球赤道面所夾的圓心角。赤緯角是用來表征不同季節(jié)的一個(gè)數(shù)值。赤緯角從赤道面算起，向北為正，向南為負(fù)，顯然有—23o27′≤δ≤—23o27′地球氣候在一年中的變化過程，要經(jīng)歷春分、夏至、秋分和冬至四個(gè)重要節(jié)氣。

　　春分：陽光直射點(diǎn)在赤道上，赤緯角δ=0°，南北半球晝夜等長，均為12小時(shí)。

　　夏至：陽光直射在北緯23o27'線(北回歸線)，并切過北緯66o33'線(北極圈)。赤緯角δ=23o27‘，北半球白天最長夜間最短，南半球則相反。

　　秋分：陽光回到赤道，其赤緯角又為0o，南北半球的晝夜又是等長。在北半球，夏至一秋分的季節(jié)視為夏季，晝長夜短;南半球?yàn)槎荆归L晝短。北極圈內(nèi)都處于面向太陽的一側(cè)，是“永晝”;南極圈內(nèi)則處在背太陽的一側(cè)，是“長夜”。

　　冬至：陽光直射在南緯23o27'線(南回歸線)，且切過南緯66o33′線(南回歸線)，其赤緯角δ=一23o27′，此日，北半球白天最短夜間最長;而南半球則相反。

　　(三)時(shí)角

　　太陽所在的時(shí)圈與通過當(dāng)?shù)卣戏较虻臅r(shí)圈(子午圈)構(gòu)成的夾角稱為時(shí)角。地球自轉(zhuǎn)一周360o需一天時(shí)間，因而每小時(shí)對應(yīng)的時(shí)角為15′。

　　式中Ω——地方太陽時(shí)對應(yīng)的時(shí)角，度，正午為零，上、下午對稱，下午為正，上午為負(fù);Tm——地方太陽時(shí)，h.

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