建筑日照與遮陽■寒冷地區(qū)的建筑一般都需要爭取較好的日照；■溫和地區(qū)的多數(shù)建筑，也需要至少在冬季正午前后有一定的日照時間；這時的陽光含有較多紫外線，有利于消滅細菌和預防一些疾病，使室內(nèi)保持良好的衛(wèi)生環(huán)境?！鋈照者€可使房間在冬季獲得較多的太陽輻射效，提高室內(nèi)溫度。?據(jù)研究表明，冬季的日照會對多數(shù)人產(chǎn)生良好的心理作用?！鲈谟行┣闆r下，建筑需要避免日照。 防止室內(nèi)過熱 避免眩光或暴曬■為滿足建筑對日照的需求，應在設計時按照使用要求，綜合考慮地區(qū)氣候條件、日照特點、當?shù)氐匦渭扒昂蠼ㄖ恼趽鯒l件、房間的自然通風要求，以及節(jié)約用地等因素，從而采取相應的措施，正確地選擇房屋朝向、間距、建筑體型、窗口位置、遮陽處理等。太陽的運行規(guī)律與特點■太陽在天空中的位置是因時、因地時刻都在變化著，而建筑物的狀況也是多種多樣的，要在設計之初預知日照情況，便需掌握太陽相對運動的規(guī)律原理，在此基礎上學會運用必要的圖表或作簡單計算。第一節(jié)地球繞日運動的規(guī)律■經(jīng)度和緯度第一節(jié)地球繞日運動的規(guī)律■太陽的位置與日照的關系口赤緯：太陽光線與地球赤道平面之間的夾角南北回歸線赤緯和太陽高度角有什么區(qū)別？時角和太陽方位角有什么區(qū)別？第二節(jié)太陽輻射太陽總輻射能量比例■太陽常數(shù)1353W/m2:大氣層外的輻射強度■進入大氣層后被反射和吸收，光譜成分有所改變，輻射強度有所改變。太陽高度角是重要影響因素。大氣層對太陽輻射的吸收■超短波□X射線和其它一些超短波射線在通過電離層時，被02、N2及其它大氣成分強烈吸收■短波□受到天空中的各種氣體分子、塵埃、微小水珠等質(zhì)點的散射，使得天空呈現(xiàn)藍色□紫外線被大氣中的臭氧所吸收■長波口被C02和水蒸氣等溫室氣體所吸收■剩下的□可見光+近紅外線落到地球上的太陽輻射能量■由三部分組成口直射輻射：為可見光和近紅外線口散射輻射：被大氣中的水蒸汽和云層散射，為可見光和近紅外線口大氣長波輻射：大氣（水蒸汽和CO2）吸收后再向地面輻射，為長波輻射。在日間比例很小，可以忽略?！鏊^太陽總輻射照度一般僅包括前兩部分太陽輻射能的去向太陽輻射能與太陽高度角太陽日總輻射照度與朝向■地點：北緯40°關于太陽高度角■太陽高度角與太陽通過的路徑長度密切相關，從而影響日射強度。太陽高度角低則日射強度小■冬季太陽高度角低，夏季太陽高度角高■清晨和傍晚太陽高度角低，中午太陽高度角高■高緯度地區(qū)太陽高度角低，低緯度地區(qū)太陽高度角高太陽高度角冬夏不同大氣透明度■定義：I1/I0=P=exp（-kL），P=1最透明■變化范圍：0.65~0.75，在一個月份的晴天中可近似認為是常數(shù)■我國將大氣透明度作了6個等級的分區(qū)，1級最透明我國的大氣透明度分區(qū)高度角、方位角■人在地平面觀測太陽位置，需用地平坐標，即以高度角和方位角表示太陽位置?！鎏柟饩€與地平面夾角（h）稱太陽高度角。■太陽光線在地平面上的投影線與地平面正南方向所夾的角（A）稱為太陽方位角。高度角、方位角■任何一個地區(qū)，在日出、日落時，太陽高度角為零；■一天中在正午，即當?shù)靥枙r為12點的時候，高度角最大，在北半球此時的太陽位于正南?！鎏柗轿唤且哉蠟?°，順時針方向的角度為正值，表示太陽位于下午的范圍；逆時針方向的角度為負值，表示太陽位于上午的范圍。高度角、方位角■在任何一天里，上、下午太陽的位置對稱于中午，例如下午1點對稱于上午11點，二者太陽的太陽高度角和方位角的數(shù)值相同，只是方位角的符號相反。■影響太陽高度角和方位角的因素有3,即：赤緯（表明日期的變化）、時角（表明時間的變化）和地理緯度（表明測點所在位置的差異）。真太陽時■在計算太陽高度角和方位角的公式中，時角（t）所用的時間為觀測點的當?shù)靥枙r，或稱“真太陽時”，即太陽在當?shù)卣蠒r為12點、地球自轉(zhuǎn)一周又回到正南時為一天。時角■是按照地球自轉(zhuǎn)一周（24小時）相當于太陽在天球圖上繞天軸一周即360°的原理，不同的時角可表示在一天里不同時間的太陽位置，以其所在時圈的角度表示，即1小時相當于時角15°。并規(guī)定以太陽在觀測點正南向，即當?shù)貢r間正午12時的時角為0°，這時的時圈稱為當?shù)氐淖游缛?；對應于上午的時角（12時以前）為負值，下午的時角為正值?！鰰r角的計算公式為： t=15（h-12）口t——時角，度；h——時間（小時），按當?shù)靥枙r計算。地方平均太陽時■但地球自轉(zhuǎn)速度并不完全均勻，為計算方便，按一天為24小時計算稱“地方平均太陽時”。真太陽時與平均太陽時之間的差稱為均時差（Ep）。Ep的變化范圍約在一14分到+16分之間。經(jīng)線■各地區(qū)所采用的標準時間是各國按所處地理經(jīng)度位置以某一中心子午線的時間為標準時。我國標準時是以東經(jīng)120°作為北京時間的標準。國際上在1884年經(jīng)過各國協(xié)議，以穿過英國倫敦格林尼治（Greenwich）天文臺的經(jīng)線為本初經(jīng)線，是經(jīng)度的零度線，由此向東和向西各分為180°，稱為東經(jīng)和西經(jīng)。有關日照的規(guī)范與標準■日照間距一為了得到充分的日照，南北方向相鄰的樓間距不得低于一定限值一適用于南北行列式排列的板式建筑日照間距■建筑物必需的日照間距，常以在冬至日（12月22日）或大寒日（l月22日）保證室內(nèi)在正午前后有不少于1小時或2小時的日照時間來確定的?！鲈谛^(qū)規(guī)劃中，如果已知前后兩棟建筑的朝向及其外形尺寸，以及建筑所在的地理緯度，則可用計算法按照當?shù)厮?guī)定日期各小時的太陽高度角和方位角，計算出為保證規(guī)定的日照時間所需間距。繁雜的計算工作可用計算機代替。城市居住區(qū)規(guī)劃設計規(guī)范規(guī)定城市居住區(qū)規(guī)劃設計規(guī)范規(guī)定■在住宅小區(qū)的布局中，滿足日照間距的要求常與提高建筑密度、節(jié)約用地存在一定矛盾。在設計中如掌握日照規(guī)律，便可采取一些靈活的手法，既滿足建筑的日照要求，又提高建筑的密度。日照間距■首先，可適當調(diào)整建筑朝向，從朝向正南北改為朝向南偏東或偏西30°的范圍內(nèi)，使日照時間偏于上午或偏于下午?！鰮?jù)研究結(jié)果，朝向在南偏東西15。范圍內(nèi)對建筑冬季日照輻射得熱影響很小。朝向在南偏東西15°?30°，建筑仍能獲得較好的日輻射熱。但如偏轉(zhuǎn)角度超過30°，則不利于日照需要。日照間距■其次，調(diào)節(jié)建筑布局和外形，也可在滿足日照要求的基礎上增加建筑密度的效果?！霰眰?cè)錯臺式正南向行列式布置改為錯排行列式或交叉錯排行列式布置，利用上下午的斜向日照。建筑遮陽及遮陽構(gòu)件尺寸設置條件■在炎熱地區(qū)的夏季，日輻射強度大，氣溫也高，人們在室內(nèi)會感到悶熱不舒適。■因此，目前一般建筑以氣溫29°C、日輻射強度280W/m2左右作為必需設遮陽的參考界限。外部環(huán)境對建筑的熱輻射包括：■太陽對建筑的短波輻射（直射）、天空短波漫反射輻射（散射）、周圍地表短波反射輻射（反射）以及地表及周圍受熱物體的長波輻射。外部環(huán)境對建筑的熱輻射主要從兩個方面影響建筑的熱環(huán)境：一是透過窗戶進入室內(nèi)，并被室內(nèi)表面所吸收，產(chǎn)生了加熱的效果；二是被建筑的外圍護結(jié)構(gòu)表面吸收，其中一部分熱量通過建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱傳導逐漸進入室內(nèi)。建筑遮陽的目的■阻斷陽光直射，這樣做的好處有三個：口 可以防止透過玻璃的直射陽光使室內(nèi)過熱；口 可以防止建筑圍護結(jié)構(gòu)過熱并造成對室內(nèi)環(huán)境的熱輻射；口 可以防止直射陽光造成的強烈眩光。這三點對于處于低緯地區(qū)尤為重要。建筑遮陽方式■由于日輻射強度隨地點、日期、時間和朝向而異，建筑中各向窗口要求遮陽的日期、時間以及遮陽的形式和尺寸，也需根據(jù)具體地區(qū)的氣候和窗口朝向而定?！鼋ㄖ陉栴愋秃芏啵梢岳媒ㄖ钠渌麡?gòu)件，如挑檐、閣板或各種突出構(gòu)件，也可以專為遮陽目的而設置。按照構(gòu)件遮擋陽光的特點來區(qū)分，主要分為幾類：■一、人工遮陽方式口水平式遮陽垂直式遮陽綜合式遮陽（格柵）擋板式遮陽■二、綠化遮陽■三、建筑自遮陽和群體互遮陽遮陽方式■常見遮陽方式口內(nèi)遮陽：普通窗簾、百頁窗簾口外遮陽：挑檐、可調(diào)控百頁、遮陽蓬口窗玻璃間遮陽：夾在雙層玻璃間的百頁窗簾，百頁可調(diào)控■我國目前常見遮陽方式口內(nèi)遮陽：窗簾口外遮陽：屋檐、遮雨檐、遮陽蓬■大自然給我們提供了一些天然的遮陽手段，樹木或攀緣植物可以用來遮擋陽光，形成陰影，其效果總體來說相當不錯。綠化遮陽不同于建筑構(gòu)件遮陽之處還在于它的能量流向。植被通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為生物能，植被葉片本身的溫度并未顯著升高。而遮陽構(gòu)件在吸收太陽能后溫度會顯著升高，其中一部分熱量還會通過各種方式向室內(nèi)傳遞。綠化遮陽■最為理想的遮陽植被是落葉喬木，茂盛的枝葉可以阻擋夏季灼熱的陽光，而冬季溫暖的陽光又會透過稀疏枝條射入室內(nèi)。建筑自遮陽■這類遮陽方式?jīng)]有明顯的遮陽構(gòu)件，而是通過建筑自身的凸凹來形成大面積陰影，最主要的采光窗都位于陰影之中，而暴露在墻體表面的窗洞口往往尺寸較小。■遮陽構(gòu)件的形式和尺寸一般可根據(jù)當?shù)匦枵陉柸掌?、時間及窗口朝向用圖表法求得，但針對某一時間的窗口遮陽也可按當時的太陽高度角和方位均得出準確尺寸。水平遮陽計算(1)任意朝向水平遮陽板挑出的長度按下式計算： L=Hctgh?cosy■式中：L——水平板挑出長度，m；H——水平板下沿至窗臺高度，m；h——太陽高度角，度；y——太陽方位角與墻方位角差，度。(2)水平板兩翼挑出的長度按下式計算：D=Hctgh?sinY式中：D——從窗口到遮陽板側(cè)邊的長度，m。垂直式遮陽計算■任意朝向窗口的垂直遮陽板挑出長度按下式計算： L=BctgY■式中：L——垂直板挑出長度，m；B——兩面垂直板間凈距，或垂直板內(nèi)側(cè)至窗口另一邊距離)，m。綜合式遮陽計算■任意朝向窗口綜合式遮陽的挑出長度，可先計算出垂直板和水平板兩者的挑出長度，然后根據(jù)兩者的計算數(shù)值按構(gòu)造要求確定出綜合式遮陽板的挑出長度。擋板式遮陽■意朝向窗口的擋板式遮陽尺寸計算，可先按照構(gòu)造需要確定擋板面至墻外表面的距離L，然后按公式求出擋板下端至窗臺的高度Ho，勒?柯布西耶昌迪加爾法院、議會大樓屋頂及墻面遮陽屋頂自然通風遮陽與隔熱■窗口設置遮陽可有效地遮擋進入室內(nèi)的太陽輻射熱和降低室內(nèi)氣溫，應注意的是，遮陽設施的隔熱效果除取決于遮陽形式及所處朝向外，還與其構(gòu)造處理、材料及顏色有很大關系?！鰧ｉT用作遮陽的構(gòu)件，一般宜采用淺色且蓄熱系數(shù)小的輕材料做成，因為顏色深及蓄熱系數(shù)大的材料會吸收并儲存較多的熱量，影響隔熱效果。遮陽設施■各種遮陽設施遮擋太陽輻射熱量的效果一般以“遮陽系數(shù)”表示。遮陽系數(shù)是指在照射時間內(nèi)、透進有遮陽窗口的太陽輻射熱量與透進無遮陽窗口的太陽輻射熱量的比值。系數(shù)愈小說明透進窗口的太陽輻射熱量愈少，即防熱效果愈好?！鲇捎谡陉枌θ蛰椛涞恼趽?，可使夏季室內(nèi)氣溫，尤其是室內(nèi)最高氣溫明顯地降低；特別是對不開窗的有空調(diào)的房間，增加遮陽后一般可降低室溫達2°C；而且使房間里的溫度波動小，室內(nèi)出現(xiàn)高溫的時間也較晚。顯然，遮陽對有空調(diào)的房間減少冷負荷十分有利。對一般房間，在開窗情況下，遮陽也可使室溫降低1°多，加上擋住了從窗口進入的直接熱輻射影響，都有助于為人們在夏季創(chuàng)造良好的室內(nèi)熱環(huán)境。遮陽與采光■從天然采光的觀點來看，遮陽設施一方面可阻擋直射陽光，防止眩光，有助于視覺的正常工作；但是，遮陽有擋光作用，從而會降低室內(nèi)照度，在陰天更為不利?！鰮?jù)觀察，一般室內(nèi)照度可降低20%?58%。幾種形式遮陽對室內(nèi)照度的影響大致如下:水平和垂直遮陽板約可使照度降低約20%?40%，綜合遮陽可使照度降低約30%?55%左右。遮陽與通風■遮陽對房間通風有一定阻擋作用，使室內(nèi)風速有所降低。實測資料表明，在有遮陽的房間，室內(nèi)風速約減弱22%?47%。風速的減弱程度和風場流