太阳高度角的计算 - 用于建筑设计计算日照时间 下载本文

③太阳光线入射角i表示太阳光线与墙面法线(或窗面法线)n的夹角,太阳光线入射角i求算公式为:

cosi=sinhscosε+coshssinεcosθ……(4)

式中hs为太阳高度角,临海冬至日下午3时h下午3时=22°05′ ε为墙面与水平面的夹角,当墙面垂直与水平面时,ε=90°

θ为日墙方位角,即太阳光与墙面法线两者在水平面上投影间的夹角,即θ=太阳方位角α-墙面方位角β,东南朝向的墙面方位角β为 -45°(正南为0°,偏东为负,偏西为正)

今将hs=22°05′、ε=90°、θ=α-β=44°27′-(-45°) =89°27′代入(4)式

得cosi下午3时=sin22°05′cos90°+cos22°05′sin90°cos89°27′ 因cos90°=0,sin90°=1,则上式变为

cosi下午3时=cos22°05′cos89°27′=0.9266×0.0096=0.0089 i下午3时=89°31′

则临海冬至日下午3时太阳光对东南朝向的墙面入射角89°31′

2、求上海10月1日下午3时的太阳高度角h下午3时和方位角α下午3时以及东南朝向垂直外墙上的太阳光线入射角i下午3时的值。

解①将上海的纬度φ=31°10′,10月1日的太阳赤纬δ=-2°54′、下午3时的太阳时角ω=3×15°=45°代入(1)式,求出此时的太阳高度h下午3时的值。

得Sinh下午3时=sin(-2°54′)sin31°10′+cos(-2°54′)cos31°10′cos45° =-0.0506×0.5175+0.9987×0.8557×0.7071 =-0.02619+0.60427=0.5780 h下午3时=35°18′

则上海10月1日下午3时的太阳高度角为35°18′。

②将h=35°18′,太阳时角ω=3×15°=45°,δ=-2°54′代入(3)式,求太阳方位角α下午3时的值。

得sinα下午3时= = =0.8653 α下午3时=59°55′

则上海10月1日下午3时的太阳方位角在南偏西59°55′。

③将h=35°18′、ε=90°(墙面垂直于地面)、β=-45°、 θ=α-

β=59°55′+45°=104°55′代入(4)式,求此时太阳光线对东南朝向墙面的入射角i下午3时。

得cosi下午3时= sinhscosε+coshssinεcosθ

=sin35°18′cos90°+cos35°18′sin90°cos104°55′ = cos35°18′cos104°55′=0.8161×(-0.2574) =-0.2101

i下午3时=180°-77°53′=102°07′

则上海10月1日下午3时太阳光对东南朝向的墙面入射角为 102°07′。 以上有关计算公式可供建筑规划设计部门参考使用