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时间:2019-07-04
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1、建筑日照建筑日照的基本知识棒影日照图§5-5-1建筑日照基本知识一、地球绕太阳运行规律地球绕地轴自转同时绕太阳公转,地球公转的轨道平面称为黄道面。由于地轴(即地球南北极联线)是倾斜的,与黄道面成66。33’的交角;而且在公转运行中,这个交角和地轴的倾斜方向都是不变的,这样就使太阳光线的照射范围在南北纬23。27’之间作周期性变动,从而形成一年中春、夏、秋、冬四季的更替。春分(δ=0),夏至(δ=十23。27’),秋分(δ=o),冬至(δ=-23。27’)地球在公转中,阳光照射地球的变动范围用赤纬δ表示。赤纬即太阳光与地球赤
2、道面的夹角。赤纬从赤道面算起,向北为正,向南为负。春分时(约在3月21日),太阳光线与地球赤道面平行,赤纬为0。阳光直射赤道,并且正好切过两极、南、北半球的昼夜均等长。春分以后,赤纬逐渐增加,到夏至(约在6月22日)赤纬δ=23。27’达到最大值,太阳光线直射地球北纬23。27,,即北回归线上。以后,赤纬一天天变小,秋分日(约9月22日)赤纬δ=0。。在北半球,从夏至到秋分为夏季,北极圈处在向太阳一侧;北半球昼长夜短,南半球夜长昼短。到秋分时又是日夜等长。当阳光继续向南半球移动,到冬至日(约l2月22日)阳光直射南纬23。
3、27’,即南回归线,赤纬δ=一23。27’。这情况恰好与夏至日相反。冬至以后,阳光又向北移动返回赤道,至春分太阳光线与赤道面平行,如此周而复始。为了进一步确定太阳对地球上某点的相对位置,可以根据相对运动原理,假定地球不动而太阳绕地球旋转,以地球上的一观测点为圆心O,以任意长度为半径,作一假想球面,设天空中一切星体包括太阳均在此球面上作相对运动,这个球称为天球。在天球图上有天轴与地轴平行,有天球赤道面与地球赤道面平行,并以赤纬圈表示一天里太阳在天球上运行的轨迹;此外,过地球上观测点O作与地球的切面与天球相接成的大圆,即O点的
4、地平面,从O点作一与地平面相垂直的线与天球相交称为天顶。天顶线与天球赤道面的交角表示了观测点的地理纬度(φ)。对观测者来说,任何一天、任何时刻的太阳位置,在天球图上均可用赤纬(δ)和时角(t)表示,称为天球坐标。二、天球坐标时角是按照地球自转一周(24小时)相当于太阳在天球图上绕天轴一周即360度的原理,不同的时角可表示在一天里不同时间的太阳位置,以其所在时间的角度表示,即l小时相当于时角15度。并规定以太阳在观测点正南向,即当地时间正午l2时的时角为0度,这时的时圈称为当地的子午圈,对应于上午的时角(12时以前)为负值,
5、下午的时角为正值。人在地平面观测太阳位置,需用地平坐标,即以高度角和方位角表示太阳位置,太阳光线与地平面夹角(h)称为太阳高度角,太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南方向所夹的角(A)称为太阳方位角。任何一个地区,在日出、日落时,太阳高度角为零;一天中在正午,即当地太阳时为12点的时候,高度角最大,在北半球此时的太阳位于正南。太阳方位角以正南为0度,顺时针方向的角度为正值,表示太阳位于下午的范围;逆时针方向的角度为负值,表示太阳位于上午的范围。在任何一天里,上、下午太阳的位置对称于中午,例如下午1点对称于上午11点,二者
6、太阳的太阳高度角和方位用的数值相同,只是方位角的符号相反。三、地平坐标在天球图上,根据观测点所在的纬度,也可用高度角和方位角表示太阳的位置,如图中L为太阳在天球图上位置。将赤纬(δ、时角(t)、纬度(φ)和高度角(h)、方位角(A),同时表示在天球图上,用球面三角原理即可得出用赤纬、时角和地理纬度表示的太阳高度角和方位角。在以上计算太阳高度角和方位角的公式中,时角(t)所用的时间为观测点的当地太阳时,或称“真太阳时”,即太阳在当地正南时为12点、地球自转一周又回到正南时为一天。但地球自转速度并不完全均匀,为计算方便,按一天
7、为24小时计算称“地方平均太阳时”。真太阳时与平均太阳时之间的差称为均时差(EP)。EP的变化范围约在一14分到十16分之间。四、太阳时与标准时各地区所采用的标准时间是各国按所处地理经度位置以某一中心子午线的时间为标准时。我国标准时是以东经度作为北京时间的标准。国际上以穿过英国伦敦格林威治天文台的经线为本初经线,是经度的零度线,由此向东和向西各分为180度,称为东经和西经。地方经度在中心经度以西时,经度每差1度地方时比标准时提前4分钟;在中心经度以东时,经度每差1度地方时比标准时推后4分钟。4---换算系数,分/度。对一般
8、建筑日照工程,所用的时间不需要十分精确,为简化计算,修正值EP可忽略,则当地太阳时与标准太阳时的关系为:例如我国广州市的经度为113度19分,在我国的标准经度120度以西6度41分,则广州地方时12点相当于标准时12点26分44秒。五、建筑日照间距的确定建筑物日照间距的计算:建筑物必需的日照间距,常以在
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