建筑物理环境日照实验

建筑物理环境日照实验
建筑1201马晓U201215265
建筑1202郭豪U201215280
建筑1202李树宽U201215279
建筑1202张文韬U201215276
2014年6月11日
一、实验目的：
日照对于建筑造型技术、建筑使用功能、卫生条件等都有密切关系。

建筑设计工作者应重视建筑日照的设计。

通过测量同一建筑在不同季节的一天里的日影变化情况，从而了解不同情况下光影对此建筑的采光等方面的影响大小，从而为建筑的改造或其他建造工程提供资料支持。

二、测量仪器：
建规学院模型室三参数日照仪
三、实验原理：
1.日照仪：
是根据地球绕太阳运动的规律设计的。

由于地轴和黄道面约成66°33′的交角进行运行，使太阳光线直射地球的范围一年中在南北纬23°27′之间作周期变化，可以用太阳光线与地球赤道面的夹角表示，称赤道角d。

赤道角从赤道面算起，向北为正，向南为负。

所以夏至点赤纬为+23°27′冬至点赤纬为﹣23°27′，春秋分为0°。

因此计算日期时，以春分3月21日~22日，秋分9月22日~23日为零度，并可粗略地认出赤纬分度每度为四天来计算日期。

2.平行光源：
试验中以大型探照灯作为光源，射出平行光线，并放在日照仪正方运作太阳。

3.工作原理：
根据地球绕太阳运行的规律，太阳的高度角与方位角取决于地理纬度、赤纬度及时角3个参数。

而当太阳的高度角及方位角确定后，棒与影的关系也就可以确定，故在三参数日照仪上的建筑物模型，在模拟的太阳光照射下，就可直接观察。

日照仪盘I为赤道平面，根据太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角为赤道角的定义，显然旋转赤道平面盘I与太阳光线所形成的角极为赤纬角。

并从赤道面算起向北为正，向南为负。

即I向下倾斜23°27′为冬季，向上倾斜23°27′为夏至。

日照仪盘Ⅱ中心端有一轴绕地轴旋转。

显然，盘Ⅱ为时间度盘，中12时为正南，顺时针为正，反时针为负。

盘Ⅲ为地平面，根据从地平面作垂线与赤道面所形成的平角为纬度的定义，所以当盘Ⅲ放平时为90°模拟南、北极，盘Ⅲ放垂直时模拟赤道。

若日照仪未装置纬度盘，可按照春秋分日中午12点时，太阳的高度角和纬度的关系式决定。

Ψ=90°—hs
Ψ——地理纬度；
hs——太阳高度角。

赤纬、地理纬度和事件组成了日照计算的三大因素，具备了这三参数测量条件的日照仪，称为“三参数日照仪”。

四、实验结果：
1.冬至日：
测试时间：08:00am-17:00pm 间隔30分钟
09:00 09:30
11:00 11:30
13:00 13:30
15:00 15:30
17:00
2.夏至日：
测试时间：06:00am-17:30pm 间隔30分钟
6：00 6：30
7:00 7:30
8:00 8:30
9:00 9:30
10:00 10:30
11:00 11:30
12:00 12:30
13:00 13:30
14:00 14:30
15:00 15:30
16:00 16:30
17:00 17:30
3.把建筑由北纬30度移至北纬60度，夏至冬至正午日影：
冬至日：夏至日：
五、实验过程
1.将模型固定在三参数日照仪上
2.调整赤纬及纬度
3.将圆盘转动至不同时刻并对日
影逐个拍照
4.组内讨论评估结果：
由冬至日和夏至日一天内建筑日影变化可以看出，南四楼层高、各楼间距的设置有些不合理。

主楼许多房间以及教室的日照都受到临栋建筑的影响，个别房间日照时间极少，直到半下午时才有阳光照射。

除此之外，在冬季，南二楼的日照也受到了南四楼的较大影响。

由实验3可以看出，如果把建筑移动至较高纬度，则太阳高度角变小，阴影范围更大。

所以应当进一步拉大建筑物间距，适当降低建筑高度以获取更多日照。

六、计算机模拟对比：
冬至日照时间：
夏至日照时间：
全年日照时间：
冬至日10:00 冬至日12:00
冬至日15:00 夏至日09:00
夏至日12:00 夏至日17:00
七、实验感想：
日照时影响整栋建筑设计的一个重要因素，决定了包括采光照明以及热工性能等多方面设计思路，所以本次实验研究的建筑日照实验让我们更加准确系统地了解了南四楼（本次实验对象）在一年中的任何时间以及一天中的各个时间段的日照和日影的情况，一方面让我们更科学地了解分析了现有建筑形体开窗等设计的合理性与不合理性，也向我们提供了对正在进行设计阶段的建筑形体科学性的思考方向，可以让我们利用本次的实验设备对现有构思的建筑制作模型实验分析，帮助我们摆脱以往天马行空的、毫无逻辑性的设计思维方式，在设计建筑时更多地考虑日照对建筑的影响，为我们设计建筑提供了一条更加系统而科学的思维路线。