初中直观 · 高中定量拓展 · 建筑环境 · 太阳几何
挑檐伸出多少,能挡住夏天的阳光?
太阳光位于墙法向竖直平面,水平挑檐紧贴窗顶,窗高1.5 m;不计散射和方位偏差。伸出挑檐,观察窗面阴影向下移动。
日照遮阳:问题从哪里来?
传统建筑利用屋檐调节日晒,现代建筑再用太阳高度角和方位角计算遮阳。不是檐越深越好,还需兼顾冬季采光与窗的朝向。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
竖向阴影h=D tanα;遮挡比例=min(h/H窗,1)。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
夏季高太阳和冬季低太阳会得到相同遮挡吗?
换个条件,再试一次
低太阳高度时,固定挑檐还挡得住整扇窗吗?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识建筑环境 · 太阳几何涉及的量与单位:挑檐进深(m)、太阳高度角(°)。初中直观 · 高中定量拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:伸出挑檐,观察窗面阴影向下移动。
再做定量:保持其他条件,比较挑檐进深与窗高遮挡比例(%),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
竖向阴影h=D tanα;遮挡比例=min(h/H窗,1)。
对照核验提示:浅挑檐:挑檐进深 0.3 m;深挑檐:只改变挑檐进深 0.9 m。按这些题设自己操作并比较窗高遮挡比例,不把参考情景当个人完成。
适用范围:直射遮挡约57.7%;未计算朝向、辐照能量和全年日照。
Engineering LibreTexts · 静力学与工程模型(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。