太阳一年照射角度图 最强采光测算 冬至日 33层的高层要154米的楼间距一楼才能全天有阳光
原标题:最强采光计算|冬至当天,33层的高楼需要154米的距离才能获得一整天的阳光!
很多人可能知道住宅楼的日照标准。根据《郑州市建设工程规划管理技术规定》:“居住建筑间距应满足严寒日日照不少于2小时的标准要求,旧区改造工程新建居住建筑日照标准可酌情降低,但不得低于严寒日日照1小时的标准要求。”
这个要求可以说是很低了,一个小时只是过眼云烟。况且现在还是大寒天,冬至的阳光可能更差,不到一个小时,因为冬至的阴影更长。
我们愿意看着你家的阳光,不管政府的标准如何,只是从生活的舒适性出发。
一个
中午太阳的影子有多长?
思考阳光,首先要了解正午太阳的影子有多长。
即使没有地理知识,我们从生活经验中知道,早晨太阳在东方,影子在西方,影子很长;然后影子不断缩短,直到中午,太阳在南方,影子出现在北方,影子最短;然后太阳往西边走,影子在东边,越长越长。
一年中,影子的长度每天中午都在变化。生活经验告诉我们,冬天的影子长,夏天的影子短。准确地说,冬至的影子最长,夏至的影子最短。
中午的影子有多长?郑州的房地产市场已经算好了。
中午阴影长度↓↓ⅵ
有了这些数据,你就可以计算出你的房间中午是否能看到太阳。
例如,一栋33层的高层建筑高2.85米。你买了16层,你的楼前还有一栋楼那么高,间距35米。也就是在你的楼层前面,有一个×2.85米/楼层= 51.3米的高度,这个51.3米的高度是51.3米×1.6212 = 83.17米,可以杀死35米的楼间距。
擦!原来35米的楼间距,大家都愿意选16层,但是冬至中午没有阳光!一直到26楼,影子长度可以短到36.96米,可以到达一点阳光!
算法非常简单,但需要注意的是,需要考虑两个因素:
1.你的南楼顶部有突出的高度吗?
一般至少有1.1米高的护栏。如果是两梯三梯四梯的中间户,南方的屋顶很可能只是电梯机房和梯间的顶盖,从屋顶突出四五米。
2.需要考虑两栋楼是否在同一地平线上,即小区内是否有斜坡,建筑是否沿斜坡而建。
不要听信物业顾问关于楼间距的建议,要一份大致的地块平面图,或者找一台激光测距仪现场测量。
如果不想知道如何得到上表中的数据,可以跳过下面的计算过程,看看第二部分。如果你有兴趣知道我们是如何解决的,你可以看看。
要算这个,首先要知道郑州的纬度。我们整合了多张能显示纬度的在线地图,基本确定G107与黄河在郑州的交汇点为北纬34° 54′。
为什么我们要去那么远的北方拿学位?因为越往北,影子越长,花园口的影子越长,郑州市区的影子长度只会更短,不会更长。
你可能会想,哇!同一个郑州的影子长度不同吗?是的,郑州太大了。我们还测量了南龙湖镇南部泰山路的纬度,34度34分。后来,我们可以比较一下冬至南龙湖和花园口的长度差。
冬至,太阳直射南纬23° 26 '的北回归线。
冬至↓↓ⅵ
从图中我们可以看到,早上太阳出来的时候,后面的楼里会有阳光。10点前,大楼西侧开始进入前楼阴影。到了12点,后面的楼基本都在前面楼的阴影里了。下午的情况是,早上依次不再抽签。
同样,如果你不想知道太阳位置和阴影长度是如何获得的,可以跳过下面的计算过程,看看第三部分。如果你有兴趣知道我们是如何计算的,可以看看下面的计算过程——有些步骤不是计算,而是计算和估计。
我们先算一下不同季节太阳什么时候升起。
春秋两季,太阳直射赤道,整个地球昼夜平分秋色,即6点日出,18点日落。我们需要计算夏至和冬至的日出日落时间。
郑州冬至的日出时间↓↓ⅵ
为了省略计算,在CAD中画一个大圆作为地球。找出郑州在这个地球上的纬度。冬至这一天,是南极圈极其白天的日子。南极圈位于南纬66° 34′,约为66.57°。这样,我们就可以以南极圈为基础画出终结者线。
我们用线段AB的直径画一个小圆,就是郑州纬度的圆。C点是郑州的纬度和终止线的交点。
让我们画一条垂直线,在D点与一个小圆相交。如果E点是早上6点,那么D点就是冬至日出的时间点。在这里,注意思考和跳跃。看大圆时,想象自己看赤道空,看小圆时,想象自己看北极空。CAD测得的角度a为17.6°。
地球的经度分为360度,地球自转一周24小时,也就是一小时转15度,每转一度需要4分钟。17.6大约需要1小时10分钟。也就是冬至,郑州7点10分升起,16点50分落下。
用同样的算法,我们可以算出郑州的夏至是4: 50日出,19: 10日落。实际的日出日落时间会比这个晚,因为郑州在北京时间所在的东八区稍西一点。为了计算方便,我们忽略了这个因素。
两点到郑州日出日落示范↓↓ⅵ
有日出日落的时间点是远远不够的,因为太阳在空的轨迹是向东升起,然后逐渐向南,直到中午。中午之后情况正好相反。甚至冬天太阳从东南升起,夏天太阳从东北升起。
现在我们要计算每个时间点太阳向南的度数。我们没想到怎么计算这个,但是我们找到了一个在线网站来演示太阳的升降。从这个网站上,我们大致测出了冬至当天郑州太阳的大致位置,这是这部分第一张表中太阳位置的数据。
这些数据是太阳向东或向西的角度,而不是太阳和地面之间的角度。为了计算每个小时阴影的长度,我们继续解决这个没完没了的问题。
从7: 10到16: 50,9小时到40分钟之间,地面上的人会觉得太阳从东到西空呈半圆形划过天空。我们可以理解,每分钟转弯的经度约为0.31度,每度大约需要3.22分钟。
7: 10日出时,太阳与地面的夹角为0度;中午太阳正南时,太阳与地面的夹角为31.67°,用本文第一部分的数据很容易得到。这样我们就可以把郑州的地平面向四周延伸,画出如下的立体图。
地平面透视图↓↓ⅵ
日出日落时,太阳大约在东方62度,西方59度。为方便起见,我们将其计算为60度。我努力思考,最终建立了这个三维模型。在对我来说无所不能的CAD中,我测量了想要的太阳阴影长度。
我们假设线段BF为1000,线段CE、ED和EF相等。但是这条线段有多长,我不知道怎么算。但在CAD的帮助下,长度约为1318.81。
在CAD中,创建了与上述立体图相关的三个平面图,一个可以从天空空,另一个可以从东方观看,另一个是太阳在9小时40分钟内走过的半圆。这三个图的关键点横向和纵向对应。
8: 00,也就是日出后50分钟,太阳会移动15.5°,在右上角太阳经过的半圆画出这个角度。将此角度映射到顶视图,然后映射到西视图。那么A的高度就作为物体的高度,B的长度就是阴影长度。
在CAD中,很容易拉出1: 7.51的比例。
9: 00太阳移动34.1度,物体和阴影的比例为1: 2.68。
同样的,10: 00的物体和阴影的比例是1: 1.92。现在是11点1分68秒。12: 00可近似视为中午,本文第一部分计算的日影比例为1: 1.6212。
13: 00的物影比可以近似认为与11: 00相同,14: 00的物影比与10: 00相同,以此类推,我们就不一一测量了。
三
如何计算你的日照?
通过以上两部分,我们的理论就完成了。如何分析自己家的采光也做了介绍,但恐怕有些读者还是有点疑惑,或者觉得太复杂无从下手。
让我们重新梳理一下这个过程,介绍一个小技巧,这样你就可以很容易地发现冬至你家是否有阳光。
就拿前面的例子来说,但是这次我们计算一楼,又增加了两个条件:建筑变成两个单元,前面的建筑东侧还有一个建筑,从左到右有30米的距离。
一个
准备数据:离前楼的距离,楼层的高度,你的楼层和楼的宽度。还要注意前楼左右两侧是否有并排的建筑。如果有,高度是多少?其他人也要考虑前楼顶部是否有凸起的装饰或设备间。我们假设前楼顶部有一堵1.2米高的挡土墙。还要考虑前后楼的地平线是否高度一致。
2
打开一个空白色的Word,将左右上边距设为10毫米,下边距设为19.7毫米..然后插入一张19列27行的表格,将表格的四边调整到靠近Word的四个定位角码。然后均匀分布行和列。打印出这张纸。每个网格基本上是一厘米。
三
准备一把尺子和一个量角器。
四
在网格纸上画出对阳光有影响的建筑平面图。为了直观起见,从南向北画,这样可以很容易地想象出你站在阳台上。用网格表示10米。
五
先画出图中8点处阴影的角度。正南偏东62度。也就是说,角度a是62°。
六
计算8点阴影的长度。33层×2.85米/层= 94.05米,建筑总高度94.25米+1.2米,屋顶边缘= 95.25米,建筑阴影长度95.25米×7.51 = 715.3米..用尺子测量阴影长度,画在地图上,71.5厘米。
七
画一个9点的阴影角。计算阴影长度为95.25米×2.68 = 255.3米..然后依次画出10点、11点、12点阴影的角度,计算画出阴影长度。
八
现在你可以看到结果:
12点的影子最短,但也有154.3米长,所以太阳光不可能来自前面建筑的顶部,而是来自前面两栋建筑之间的缝隙。7点10分,阳光可以照到6户人家。不到一个小时就到了8点,阳光洒在6户人家的东墙上。9点,阳光照射3、4、5户,但要注意4户会被3户挡住。10点,阳光照射到一两户人家,三户人家还是有一个小点。11点可以拍到1、2户。12: 00,一户可以拍一张小照片。
这是早晨的阳光,每户的采光在0-2小时之间。下午的阳光在早上是对称的。早上没有阳光的八户,下午会有两个小时左右的阳光。这个计划似乎是在国家规定的压力下完成的。
如果你的建筑是倾斜的,而不是正南正北,那就斜着画。只要保持正南正北的方块。
四
一些直接的建议
可能会有读者画不出房子的日照影响图。也许他们没时间,也许他们懒得算,也许他们还是不懂。那就直接给点建议吧。
1.如果你想买一套只要出太阳就一年四季都有阳光的房子,请参考下表:
如果是2.85米高,我们来看看冬至那天哪一层楼全天都有阳光:
比如前面的楼高33层,楼间距40米,阳光可以到达25.4层以上的楼层。在阳光最差的冬至,可以有一整天的阳光。你买了25楼,但是阳光不全。当你站在窗前时,你可能会在腰部以上发光。无论地板多低,冬至中午都没有阳光。
如果是3米高,一般是小高层或者别墅。因为计算量大,我们不算高层,只算11层的小高层和6层的别墅。
如果是3.2米高,我们来看看11层的高层和6层的别墅。
如果你的楼层数没有包含在上表中,也可以推出来。比如你高3.2米,但总高度是8层。如果你的楼间距是21米,6层总高度超过3层有阳光,那么8层总高度就是3层+2层,也就是超过5层有阳光。
另外,前屋顶的装修设备间凸出多少米,你的建筑要上升多少米才能得到阳光,这两个数值是相等的。看电梯机房和梯级之间的大礼帽凸出一层,那你就得往上买一层。
2.当然,一年四季都有阳光的房子很少,只要有阳光,而且大部分房子都有侧采光,那么如何选择呢?
首先,不要盯着建筑之间的距离——这是从这个巨大的计算中得出的最重要的结论。盯着建筑之间的距离是没有意义的。我们已经算过了,距离154米的33层楼,一楼可以有一整天的阳光。哪个开发者愿意这么做?
另外,如果某一楼层中午没有阳光,阳光是从侧面进来的,那么增加建筑之间的距离并不会增加侧面的日照时间。这个在这个计算中也是偶然发现的,但是用理论解释这个还是挺麻烦的,所以就不说了,只要记住有这个定律就行了。
当然,虽然不想盯着楼间距看,但也只是针对冬至和中午不能有阳光的房子。对于其他日子和楼层徘徊在阳光和阴影线上,以及业主的心理,楼与楼之间的距离越宽越好。
那么什么样的住宅布局更有利于日照呢?
首先,前楼东西两侧的空空间要宽。对于上面部分的例子,前面两栋楼的距离是从东到西30米。如果距离加大,后面楼的阳光会更好。
二是住宅建筑宜南低北高,南侧宜为点式建筑或单体。
以下为万科天伦紫台一期建筑布局,南有平房,北有高层建筑。第一排高层建筑会有更好的日照。
第三,住宅建筑应交错排列。
以下是东润太和的建筑布局。这样的布局,建筑之间的距离会更大。
3.如何判断同一楼层哪个公寓的阳光比较好?
有一个简单的方法,如果建筑是正南正北,我们可以对比下图中02户和03户的日照。02户阴影83度,03户阴影93度。02户的阴影角度小,所以02户的阳光稍微好一点。
如果建筑不是正南正北,我们要计算日照角度。如下图,如果是春秋时期,02户的日照是早上40度+下午28度=68度。03户是早上25度+下午33度=58度。还是02户的阳光稍微好一点。
如果特别在意阳光,可以先做个平面图,把尺子和量角器对比一下再选择。
注:本文数据和结果仅供参考。
因为我们没有考虑太阳日和恒星日的区别,太阳光穿过大气层的折射从稀疏到密集,郑州时区和北京时区的区别,也没有自己计算太阳的方位。理论上,日出后日落前没有阳光。这些因素对结果不会有很大影响,但会让结果不那么严谨,仅供参考。
结束
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