徐琼芳　岳阳　杜燕妮

摘要：根据国家有关规范的建筑日照标准，利用潜江市气象站近46年的气候资料，对与建筑标准有关的气温数据、大寒和冬至日日照时数等进行分析。结果表明，潜江市处于建筑气候区划Ⅲ气候区，按建筑日照标准，大寒日日照不低于3 h，潜江市日照间距系数为1.287～1.424。

关键词：建筑；日照；气候；区划；潜江市

中图分类号：P49 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）18-3458-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.18.017

Abstract： Based on Qianjiang meteorological station climate data in recent 46 years， the analysis was done on temperature data， big chill， cold winter solstice sunshine related standards of construction. The results showed that Qianjiang city was in building Climate Division III climate zone. The big chill sunshine was not less than 3 hours according to the construction standard of sunshine. Qianjiang sunshine spacing coefficient was between 1.287 to 1.424.

Key words： architecture； sunshine； climate； regionalization； Qianjiang

中国幅员辽阔，地形复杂，由于地理纬度、地势等条件的不同，各地气候相差悬殊。因此针对不同的气候条件，各地建筑的节能设计都有对应不同的做法。炎热地区的建筑需要遮阳、隔热和通风，以防室内过热；寒冷地区的建筑则要防寒和保温，让更多的阳光进入室内。

建筑日照是根据阳光直射原理和日照标准，研究日照和建筑的关系以及日照在建筑中的应用，是建筑光学中的重要课题。研究建筑日照的目的是充分利用阳光以满足室内光环境和卫生要求，同时防止室内过热。加强对城市建筑日照的研究，为建筑设计部门提供气象依据，十分必要。很多学者对建筑日照进行了研究[1-9]，取得一些成果，但对潜江市建筑日照的研究极少。本研究根据中国通常采用的建筑日照标准，对在建筑日照标准中潜江市气候资料的几个数据进行了分析。

1 资料与方法

1.1 资料

利用潜江市气象站1971～2016年近46年的地面观测资料，气温为逐月月平均气温数据，日照为逐日日照数据。资料经过严格检验，可用率为100%。

1.2 研究方法

1.2.1 建筑日照标准 根据国家有关规范[10]，按建筑气候分区和城市规模大小将住宅日照标准分为3个档次，即第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ气候区的大城市不低于大寒日日照2 h；第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ气候区的中小城市和第Ⅳ气候区的大城市不低于大寒日日照3 h；第Ⅳ气候区的中小城市和第Ⅴ、Ⅵ气候区的各级城市不低于冬至日日照1 h。同时，老年人、幼儿的机能、生活规律及其健康需求决定了其活动范围的局限性和對环境的特殊要求，为老年人、小孩服务的各项设施敬老院、老人公寓、托儿所、幼儿园等要有更高的日照标准，均高于住宅日照标准（表1）。

1.2.2 气候区划 建筑气候区划是出于使建筑更充分地利用和适应中国不同的气候条件，达到因地制宜的目的。对中国进行的气候区划分[11]，建筑气候区划包括7个主气候区，20个子气候区。各气候区以1月和7月平均气温作为主要气候指标。

1.2.3 日照间距系数公式 日照间距指前后两排南向房屋之间，为保证后排房屋在某一特定日底层获得不低于一定标准时数的满窗日照而保持的最小间隔距离。日照间距的计算方法：以房屋长边向阳，朝阳向正南，正午太阳照到后排房屋底层窗台为依据进行计算。日照间距系数是根据日照标准确定的房屋间距与遮挡房屋檐高的比值。日照间距系数，与日照标准、地理纬度、建筑物朝向等因素有关，当建筑物为南向或南偏东（西）时，计算公式为：

I=ctgh·cos（A-B） （1）

式中，I是日照间距系数；h是太阳高度角；A是太阳方位角；B是墙方位角，即后栋建筑物墙面法线与太阳方位线的交角。其中，太阳高度角h计算公式为：

sinh=sinΧ·sinδ+cosΧ·cosδ·cosω （2）

太阳方位角A计算公式为：

sinA=cosδ·sinω/cosh （3）

公式（2）、（3）中，Χ是当地的地理纬度；δ是冬至日或大寒日的太阳赤纬，可从天文年历中查出，冬半年为负，夏半年为正；ω是时角，上午为负，下午为正，正午为零，按地球每自转一周24 h计，每1 h为15°。当建筑物朝向为东（西）向时，式（1）改为：

I=ctgh·cos（90°-A）=ctgh·sinA （4）

2 结果与分析

2.1 潜江市在建筑气候区划中的气候区

潜江市1971～2016年1月平均气温变化曲线见图1。由图1可知，潜江市1971～2016年1月平均气温为3.9 ℃。符合Ⅲ气候区1月平均气温0～10 ℃和Ⅴ气候区1月平均气温0～13 ℃指标。

潜江市1971～2016年7月平均气温变化曲线见图2。由图2可知，潜江市1971～2016年7月平均气温为28.2 ℃。符合Ⅲ气候区7月平均气温25～30 ℃和Ⅳ气候区7月平均气温25～29 ℃指标。endprint

结合潜江市气象站1971～2016年1月和7月平均气温分析，得出潜江市处于建筑气候区划Ⅲ气候区。

2.2 潜江市大寒日日照时数

大寒是二十四节气中的最后一个节气，是反映天气寒冷程度的节气。时间在每年的1月20日左右。每年1月20日前后太阳到达黄经300°时为大寒，这时寒潮南下频繁，是潜江市一年中最冷时期，风大，低温，地面积雪不化，呈现出冰天雪地、天寒地冻的严寒景象。

由图3可知，潜江市1971～2016年大寒日照平均时数为2.7 h，最大值出现在2014年，为8.8 h。

2.3 潜江市冬至日日照时数

冬至，华夏二十四节气之一、八大天象类节气之一，与夏至相对。冬至在太阳到达黄经270°时开始，每年公历12月22日左右。冬至这天，太阳直射地面的位置到达一年的最南端，几乎直射南回归线（南纬23°26′）。一年中以冬至日日照时间最短，当建筑物在冬至日能获得一定的日照时间时，全年的日照时间就都可以满足。

由图4可知，潜江市1971～2016年冬至日日照平均時数为4.0 h，最大值出现在1975年冬至日，为8.9 h。

2.4 日照间距系数的分布

将有关数据代入日照间距系数公式，即可求得不同情况下的日照间距系数。

潜江市地理坐标东经112°54′，北纬30°25′，北京时与潜江市当地真太阳时有30 min左右时间差。

冬至日太阳赤纬角-23°26′，日出时间07：21，日落时间17：32，正午太阳高度角36°10′，日落太阳方位角62°55′。

大寒日太阳赤纬角-20°13′，日出时间07：25，日落时间17：54，正午天阳高度角39°25′，日落太阳方位角66°50′。

按建筑日照标准规定，有效日照时间带为每日8：00～16：00，潜江市冬至日、大寒日8：00～16：00的日照间距系数见表2、表3。

潜江市为中小城市，处于建筑气候区划Ⅲ气候区，按建筑日照标准，大寒日日照不低于3 h。由表3可知，正午前后1.5 h潜江市日照间距系数为1.287～1.424。

3 小结与讨论

1）潜江市1971～2016年1月平均气温3.9 ℃，7月平均气温28.2 ℃，潜江市符合住宅日照标准Ⅲ气候区指标。

2）潜江市1971～2016年大寒日日照时数平均为2.8 h，2014年大寒日照时数最大值为8.8 h。1971～2016年冬至日日照平均时数为4.0 h，最大值出现在1975年，为8.9 h。

3）大寒日的日照间距系数明显小于相同情况下冬至日的日照间距系数。这是由于冬至日的正午太阳高度为一年中最低，到了大寒日太阳高度已明显升高，因而在其他情况相同时，大寒日的日照间距系数比冬至日要小。

4）同为冬至日或大寒日，要求的日照时间越长，其日照间距系数就越大。

5）潜江市为中小城市，处于建筑气候区划Ⅲ气候区，按建筑日照标准，大寒日日照不低于3 h，潜江市日照间距系数为1.287～1.424。

参考文献：

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[4] 黄 农，瞿 伟，郭 炜.住宅建筑日照设计若干问题的探讨[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2001，9（3）：24-28.

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[10] GB/T 50947-2014，建筑日照计算参数标准[S].

[11] GB 50352-2005，民用建筑设计通则[S].endprint