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光伏屋顶阴影计算和工具使用


屋顶阴影计算和工具使用
产品开发

吕永杰

16 / 06 / 2014

1.基础
? 1.1 阴影计算基础 ? 1.2阴影长度和角度计算-----Excel 算法

2

1.1 阴影计算基础

阳光

方位角

高度角
3

1.2阴影长度和角度计算-----Excel 算法
1、算法以冬至日上午9 点和下午3点作为计算 2、输入安装地纬度 3、输入安装水平面(或 者引入参考面)与建筑 垂直距离
1、阴影长度 2、方位角 3、高度角

输入信息
当地纬度/度 1 32.25 5,200 3,000 4,000

输出信息
阴影与正南夹角/度 高度角/度 1 46.5 19.6 14,594 2 3

建筑物高度/mm

2 3

建筑物阴影长 度/mm

8,420 11,226
10,665

4

3,800

4

具体参考Excel 算法
4

第二章、平屋顶阴影计算
2.1 参考时间的阴影尺寸和位置 2.2 阴影轨迹模拟过程 2.3各种形状遮挡物的阴影参考 2.4平屋顶3D阴影

5

2.1 参考时间的阴影尺寸和位置

6

2.2 阴影轨迹模拟过程1----图建筑物俯视图
遮挡物

建筑物

阴影尺寸 和位置和 比例

建筑与正 南夹角

7

2.2 阴影轨迹模拟过程2---根据图例画轨迹

1、在遮挡物的俯视图边缘上按照图示比例,加入冬至日上 午9点和下午3点的尺寸和位置线 2、取几个核心点形成轨迹,紫色虚线即为阴影区域

8

2.2 阴影轨迹模拟过程3---形成结果和测量具体位置

在CAD中可以根据位置,通过测量对阴影进行定位,形成转角处的 核心位置坐标

9

2.3各种形状遮挡物的阴影参考1

10

2.3各种形状遮挡物的阴影参考2

11

2.4平屋顶3D阴影

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3.斜屋顶阴影计算

? ? ? ?

3.1 要设计和计算的参考斜屋顶示意 3.2画屋顶3D模型 3.3阴影区域3D图 3.4 3D阴影遮挡设计结果

13

3.1 要设计和计算的参考斜屋顶示意

14

3.2画屋顶3D模型

偏离正 南角度

作为正南的 参考物体

屋顶 注:由于斜屋顶用平面方法计算,过程 复杂,故采用3D模型进行计算
15

3.3阴影区域3D图---1辅助参考模型形成过程

此边长度: 阴影长度*Cos(方位角—建筑物与正南夹角)

遮挡物高度

直角 底面: 斜屋顶边缘的组成的水 平面
16

大于等于遮挡物南北 长度

3.3阴影区域3D图---2建立参考模型

与原来正面:以高重合、与正 面形成角度(方位角—建筑物 与正南夹角)画参考面,对外 部进行切除

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3.3阴影区域3D图---3模型之间的配合形成阴影区域

从俯视图看: 1、红色线条区域为阴影区域 2、通过3D模型按照比例测量可以计算出阴影区 屋面与阴影区域底面和侧面重 域的各种尺寸。 合配合
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3.4 3D阴影遮挡设计结果

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4.专门工具测量阴影
? ? ? ? 4.1 工具介绍 4.2 工具使用过程 4.3 自下而上的阴影区域确定 4.4 自下而上的阴影区域确定

20

4.1 工具介绍
量角器90度,红线 用于校正正南位置

激光发 射器或 者线束 发射

指南针 和水平 仪

量角器, 上部量角 器可以旋 转

21

4.2 工具使用过程
输入当地纬度

用Excel计算出: 高度角和方位角 角

在工具上调整方 位角和高度角

调整好正南方向 和水品开始测量

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4.3 自下而上的阴影区域确定

在光束照到遮挡物以后, 在旋转轴下面点就是阴 影边界点,在转角处测 量几个点就可以得到阴 影轨迹。

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4.4 自下而上的阴影区域确定

在遮挡物的转角 处照几个点以后, 就可以得到阴影 的轨迹

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5.阴影计算的一些补充方法
? 建立参照系:如:在斜屋顶计算式,需要建立几个参考基 准面和参考几何体 方便得出结果。

? 使用延长线:使用延长线得到交点,方便轨迹形成和参照 系形成。 ? 使用已有画图软件:如平屋顶计算用CAD按照一定比例就 可以画出阴影区域。使用solidwork 可以计算复杂的斜屋顶 的阴影区域。
? 建议查看参考平面阴影:根据参考图来判断阴影区域是否 正确。

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