第十二章 建筑日照
12-1 日照的基本原理
12-2 棒影图的应用及其原理
12-1 日照的基本原理
一、日照的作用与建筑对日照的要求
二、地球绕太阳运行的规律
三、太阳高度角和方位角的确定
四、地方时与标准时
一,日照的作用与建筑对日照的要求,
? 日照,物体表面被太阳光直接照射的现象。
? 日照时数,太阳照射的时数。
? 日照率,实际日照数与同时间内 (如年、月、日 )的最
大可照射数的百分比。
同一纬度的最大可照时数相同，但因各地云量及其
遮挡太阳时间的不同，实际日照时数有所差异。
1,日照的作用,
?有利的一面：阳光照射，引起动植物各种光生物学
反应，促进生物体新陈代谢；紫外线预防和治疗一些
疾病（如感冒、支气管炎、扁桃腺炎和佝偻病等），
因此，建筑争取适宜的日照，具有重大卫生意义；阳
光中含大量红外线，冬季照射入室，产生辐射热，提
高室内温度，有良好的取暖和干燥作用；日照对建筑
物的造型艺术也有一定的影响，能增强建筑物的立体
感，不同角度的阴影给人的艺术感觉不同。
? 不利的一面：过量的日照，特别是南方炎热地
区的夏季，易造成室内过热，对人体不利；阳光
直射工作面上会产生眩光，损害视力，尤其在工
业厂房中，工人会因室内过热与眩光而易疲劳，
降低工作效率；直射阳光对物品有褪色、变质等
损坏作用；有些化学药品被晒，还会发生爆炸的
危险。
2,建筑对日照的要求据建筑的不同使用性质而定,
? 需要争取日照的建筑：病房、幼儿活动室和农用
日光室等，它们对日照各有特殊要求。
? 需要避免日照的建筑有两类：一类是防止室内过
热；另一类是避免眩光和防止化学作用的建筑，如展
览室、阅览室、精密仪器车间，以及某些工厂，实验
室，药品车间等。
3,建筑日照设计的要求,
应考虑日照时间、面积及其变化范围，以保证
必需的日照或避免阳光过量射入以防室内过热。
要相应地采取建筑措施，正确选择房屋的朝向、
间距和布局形式，做好窗口的遮阳处理，且综合考
虑地区气候特点，房间的自然通风及节约用地等因
素而防止片面性。
二、地球绕太阳运行的规律：
1,地球的四季变化与太阳赤纬角,
四季的形成,如图 12-1地球绕太阳一周的行程。
太阳赤纬角,
太阳光线与地球赤道
面所夹的圆心角。
是表征不同季节的
一个数值。从赤道面算
起，向北为正，向南为
负。
如图 12-2 阳光直射
地球的范围。
?
为说明地球面上任一观察点的位置，通常以该
地铅垂线对赤道面的夹角 表示，即该地的地理
纬度。
3,位置和地理纬度,
2,时间和时角,
地球自转一周为一天,24小时，不同的时间用不同
的时角 表示。
地球自转一周为,每小时时角就是,
即, 为时数。
?
0360 015
t15?? t
?
如图
太阳光线与地平面间的夹角叫太阳高度角，用 表示；
太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南线所夹的角
叫太阳方位角，用 表示；
4.太阳位置和太阳高度角、方位角,
sh
sA
三、太阳高度角和方位角的确定：
? 确定 和 的目的：为了进行日照时数、日照
面积、房屋朝向和间距以及房屋周围阴影区范围等
问题设计。
? 影响 和 的三个因素：
赤纬 （表明季节或日期变化）
时角 （表明时间变化）
地理纬度 （表明观察点所在地方的差异）
sh sA
sh sA
?
?
?
四、地方时与标准时：
? 地方时,当地平均太阳时，日照设计所用的时间。
? 标准时,各个国家按所处地理位置的某一范围，划定
所有地区的时间以某一中心子午线的时间为标准时。
我国以东经 为依据作为北京时间的标准。
? 当地太阳时与标准时之间的近似计算公式,
0120
)(4 00 mm LLTT ???
标准时
地方太阳时
标准时所处的经度
地方时所处的经度
4的确定, 自转 24小时，地球经度,每转 为
地方位置在中心经度线以西，每差 减
在以东时，每差 加 。
0360 01 min4
01 min4
01 min4
12-2 棒影图的原理及其应用
一、棒影日照图的基本原理
二、棒影日照图的绘制步骤
三、用棒影日照图求解日照问题
一、棒影日照图的基本原理
1,棒与影的关系：
设在地面上立一任意高 的垂直棒。若已知某时刻
太阳方位角和高度角，太阳照射棒的顶端 在地面上
投影,则有棒影的长度 。如图 12-4。
H
a
a? sHctghl ?
2,棒影日照图：
利用棒与影的关系原理，可求一天的棒影变化范围。
例如：已知春、秋分日的 和,可绘出其棒影轨
迹图。如图 12-5。
sh sA
棒影日照图表示两个内容：
? 位于观察点的直棒在某一时刻的影的长度
及方位角 。
? 某一时刻太阳的高度角 及方位角 。据
同一时刻影的长度和方位角的数据,和 由下
式确定：
sA?
)( aol ?
sh sA
sh sA
H
ao
c tg h
AA
s
ss
?
?
??? 01 8 0
二、棒影日照图的绘制步骤：
以广州地区（北纬 ）冬至日为例：
? 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，据此求出影长及方位角。设棒高
，其计算结果见表 12-2。
823 0 ????
cm1
? 如图 12-6。
? 棒影日照图上注明纬度、季节日期、比例及指北方向等。
三、用棒影日照图求解日照问题：
（一）建筑物阴影区和日照区的确定,
1。建筑物阴影区的确定：
例：求北纬 地区一幢 高平面呈凹形，
开口部分朝北的平屋顶建筑物，夏至上午 10点
在周围地面上的阴影区。
040 m20
2 室内日照区的确定：
例：求广州冬至日 14点，正南朝向的室内
日照面积，设窗台高,窗高,墙厚
。
m1 m5.1
cm16
（二）确定建筑物的日照时间和遮阳尺寸,
这类问题，不能直接利用原有的棒影图，而需
改变指向，如图 12-8。
1。日照时间的计算：
例：求广州冬至日正南朝向底层房间窗口
点的日照时间，窗台高,房间外围房屋
见图。
m1P
2。建筑朝向与间距的选择：
例：设北纬 地区冬至日，在室内需要有 3小
时（正午前后）以上的日照时数，需依要求确
定建筑物朝向与间距。
040
北纬 40°地区冬至日正午时，太阳高度角为
3326
)722340(90
)(90
0
00
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341027.1
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12-1 日照的基本原理
12-2 棒影图的应用及其原理
12-1 日照的基本原理
一、日照的作用与建筑对日照的要求
二、地球绕太阳运行的规律
三、太阳高度角和方位角的确定
四、地方时与标准时
一,日照的作用与建筑对日照的要求,
? 日照,物体表面被太阳光直接照射的现象。
? 日照时数,太阳照射的时数。
? 日照率,实际日照数与同时间内 (如年、月、日 )的最
大可照射数的百分比。
同一纬度的最大可照时数相同，但因各地云量及其
遮挡太阳时间的不同，实际日照时数有所差异。
1,日照的作用,
?有利的一面：阳光照射，引起动植物各种光生物学
反应，促进生物体新陈代谢；紫外线预防和治疗一些
疾病（如感冒、支气管炎、扁桃腺炎和佝偻病等），
因此，建筑争取适宜的日照，具有重大卫生意义；阳
光中含大量红外线，冬季照射入室，产生辐射热，提
高室内温度，有良好的取暖和干燥作用；日照对建筑
物的造型艺术也有一定的影响，能增强建筑物的立体
感，不同角度的阴影给人的艺术感觉不同。
? 不利的一面：过量的日照，特别是南方炎热地
区的夏季，易造成室内过热，对人体不利；阳光
直射工作面上会产生眩光，损害视力，尤其在工
业厂房中，工人会因室内过热与眩光而易疲劳，
降低工作效率；直射阳光对物品有褪色、变质等
损坏作用；有些化学药品被晒，还会发生爆炸的
危险。
2,建筑对日照的要求据建筑的不同使用性质而定,
? 需要争取日照的建筑：病房、幼儿活动室和农用
日光室等，它们对日照各有特殊要求。
? 需要避免日照的建筑有两类：一类是防止室内过
热；另一类是避免眩光和防止化学作用的建筑，如展
览室、阅览室、精密仪器车间，以及某些工厂，实验
室，药品车间等。
3,建筑日照设计的要求,
应考虑日照时间、面积及其变化范围，以保证
必需的日照或避免阳光过量射入以防室内过热。
要相应地采取建筑措施，正确选择房屋的朝向、
间距和布局形式，做好窗口的遮阳处理，且综合考
虑地区气候特点，房间的自然通风及节约用地等因
素而防止片面性。
二、地球绕太阳运行的规律：
1,地球的四季变化与太阳赤纬角,
四季的形成,如图 12-1地球绕太阳一周的行程。
太阳赤纬角,
太阳光线与地球赤道
面所夹的圆心角。
是表征不同季节的
一个数值。从赤道面算
起，向北为正，向南为
负。
如图 12-2 阳光直射
地球的范围。
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为说明地球面上任一观察点的位置，通常以该
地铅垂线对赤道面的夹角 表示，即该地的地理
纬度。
3,位置和地理纬度,
2,时间和时角,
地球自转一周为一天,24小时，不同的时间用不同
的时角 表示。
地球自转一周为,每小时时角就是,
即, 为时数。
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太阳光线与地平面间的夹角叫太阳高度角，用 表示；
太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南线所夹的角
叫太阳方位角，用 表示；
4.太阳位置和太阳高度角、方位角,
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三、太阳高度角和方位角的确定：
? 确定 和 的目的：为了进行日照时数、日照
面积、房屋朝向和间距以及房屋周围阴影区范围等
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? 地方时,当地平均太阳时，日照设计所用的时间。
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我国以东经 为依据作为北京时间的标准。
? 当地太阳时与标准时之间的近似计算公式,
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标准时所处的经度
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12-2 棒影图的原理及其应用
一、棒影日照图的基本原理
二、棒影日照图的绘制步骤
三、用棒影日照图求解日照问题
一、棒影日照图的基本原理
1,棒与影的关系：
设在地面上立一任意高 的垂直棒。若已知某时刻
太阳方位角和高度角，太阳照射棒的顶端 在地面上
投影,则有棒影的长度 。如图 12-4。
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2,棒影日照图：
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例如：已知春、秋分日的 和,可绘出其棒影轨
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棒影日照图表示两个内容：
? 位于观察点的直棒在某一时刻的影的长度
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二、棒影日照图的绘制步骤：
以广州地区（北纬 ）冬至日为例：
? 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，据此求出影长及方位角。设棒高
，其计算结果见表 12-2。
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? 棒影日照图上注明纬度、季节日期、比例及指北方向等。
三、用棒影日照图求解日照问题：
（一）建筑物阴影区和日照区的确定,
1。建筑物阴影区的确定：
例：求北纬 地区一幢 高平面呈凹形，
开口部分朝北的平屋顶建筑物，夏至上午 10点
在周围地面上的阴影区。
040 m20
2 室内日照区的确定：
例：求广州冬至日 14点，正南朝向的室内
日照面积，设窗台高,窗高,墙厚
。
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（二）确定建筑物的日照时间和遮阳尺寸,
这类问题，不能直接利用原有的棒影图，而需
改变指向，如图 12-8。
1。日照时间的计算：
例：求广州冬至日正南朝向底层房间窗口
点的日照时间，窗台高,房间外围房屋
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2。建筑朝向与间距的选择：
例：设北纬 地区冬至日，在室内需要有 3小
时（正午前后）以上的日照时数，需依要求确
定建筑物朝向与间距。
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