一、建筑对日照的要求
日照是指物体表面被太阳光直接照射的现象。阳光直接照射到建筑地段和建筑物表面及其房间内部的现象，称为建筑日照。
建筑对日照的要求视建筑的不同使用性质而定，可概括为争取日照和避免日照。建筑日照设计的主要目的是，根据建筑的不同使用要求，采取措施使房间内部获得适当的日照，防止过量的太阳直射光。对某些有特殊要求的房间甚至终年限制阳光的直射。
（一）争取日照
需要争取日照的建筑物有病房、幼儿活动室和农用日光室等。
争取日照是因为在阳光的照射下，能够引起动植物的光生物学反应，促进生物机体的新陈代谢。阳光中的紫外线能够预防和治疗某些常见的疾病，如感冒、支气管炎和佝偻病等。因此，争取适宜的建筑日照具有重要的卫生意义。其次，阳光中的红外线照射到室内所产生的辐射热能够提高室内温度，有良好的取暖和干燥作用。此外，日照对建筑物的造型艺术也有一定的影响，能够增强建筑物的立体感，提高建筑环境的艺术水平。
（二）避免日照
需要避免日照的建筑有两类：一类是室内环境不宜过热的房间，如炎热季节里，民用建筑的主要居室、恒温恒湿的纺织车间、高温的冶炼车间等；另一类是易于引起视觉眩光和某些化学反应的房间，如档案库、展览室、阅览室、绘图室、精密仪器室，以及某些化学生产车间、实验室、药品室等。
避免日照的原因在于，过量的日照，容易造成室内过热，对人的健康不利；也会造成某些生产工艺的废品率上升。阳光直射在工作面上产生的眩光，会损害人的视力。此外，直射阳光会加快物品褪色、变质、损坏的速度，甚至可能引起某些化学易燃晶燃烧和爆炸。
二、日照基本原理
（一）地球绕太阳运行的规律
地球按一定的轨道绕太阳的运动，称为公转。公转一周的时间为一年。地球公转的轨道平面叫黄道面。由于地轴是倾斜的，它与黄道面约成66oC33′的交角。公转时，这个交角和地轴的倾斜方向都是固定不变的。太阳光线垂直照射在地球上的范围，在南、北23o27′纬度线之间作周期性变动。这两条纬度线分别称为南回归线和北回归线。
（二）太阳赤纬角δ
通过地心并垂直地轴的平面与地球表面相交出来的圆，就是赤道。为了说明地球公转时阳光直射地球的变动范围，引入太阳赤纬角占的概念。它表示太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角。赤纬角是用来表征不同季节的一个数值。赤纬角从赤道面算起，向北为正，向南为负，显然有—23o27′≤δ≤—23o27′地球气候在一年中的变化过程，要经历春分、夏至、秋分和冬至四个重要节气。
春分：阳光直射点在赤道上，赤纬角δ=0°，南北半球昼夜等长，均为12小时。
夏至：阳光直射在北纬23o27'线（北回归线），并切过北纬66o33'线（北极圈）。赤纬角δ=23o27‘，北半球白天最长夜间最短，南半球则相反。
秋分：阳光回到赤道，其赤纬角又为0o，南北半球的昼夜又是等长。在北半球，夏至一秋分的季节视为夏季，昼长夜短；南半球为冬季，夜长昼短。北极圈内都处于面向太阳的一侧，是“永昼”；南极圈内则处在背太阳的一侧，是“长夜”。
冬至：阳光直射在南纬23o27'线（南回归线），且切过南纬66o33′线（南回归线），其赤纬角δ=一23o27′，此日，北半球白天最短夜间最长；而南半球则相反。
（三）时角
太阳所在的时圈与通过当地正南方向的时圈（子午圈）构成的夹角称为时角。地球自转一周360o需一天时间，因而每小时对应的时角为15′。
式中Ω——地方太阳时对应的时角，度，正午为零，上、下午对称，下午为正，上午为负；Tm——地方太阳时，h.
（四）太阳高度角和太阳方位角
太阳位置用太阳高度角hs，和太阳方位角A，来表示。太阳高度角，是指太阳光线与地平面的夹角。太阳方位角是指太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南线所夹的角。以下几种特殊的太阳位置较为重要：
（1）任何一个地区，日出、日落时，太阳高度角均为零。
（2）一天中，只有在正午，即地方太阳时为12时的时候，太阳高度角最大，此时太阳位于正南。
（3）太阳方位角，以正南点为零，顺时针方向为正，表示太阳位于下午的范围；逆时针方向为负，表示太阳位于上午的范围。
（4）任何一天内，上、下午太阳的位置对称于正午，即上、下午的太阳高度角数值相同，太阳方位角的数值相同但符号相反。
确定太阳高度角和方位角的目的是为了进行日照时数、日照面积、房屋朝向和间距以及房屋周围阴影区范围等问题的计算。
影响太阳高度角hS和方位角AS的因素有三个：赤纬角δ，它表明季节（即日期）的变化；时角Ω，它表明时间的变化；地理纬度φ，它表明观察点所在地方的差异。
1.太阳高度角hs.
sinhS=sin（1-53）
式中hs一太阳高度角，度；
φ—地理纬度，度；
δ—太阳赤纬角，度；
Ω—时角，度。
2.太阳方位角AS.
3.日出、日没时的太阳高度角
日出、日没时hS，=0.
4.正午的太阳高度角
正午时Ω=0，太阳高度角最大。
（五）日照百分率
日照程度用日照时数和日照百分率来衡量。日照时数是指太阳实际照射到某表面的时数；日照百分率是指一定时间内某地日照时数与该地的可照时数的百分比。同一纬度的可照时数是相同的，但因各地云量、大气透明度不同，实际的日照时数就不一样，因而各地的日照百分率也不相同。日照百分率越大，则到达地面上的太阳辐射能的总和就越多，反之就少。（六）地方时与标准时
日照设计所用的时间，均为地方平均太阳时，它与时钟所指示的标准时之间会有一定的差值，两者需要换算。
确立地球上时间基准的重要因素是地球的经度。全球共分3'60条经线，经国际协议，把通过英国格林尼治天文台的经线称作本初子午线，定为0o，由此往东、西各分180o，分别称为东经、西经。所谓的标准时间，就是各国按所处的地理位置的某一范围，规定所辖地区的时间统一以某一条子午线的时间为标准时间。如我国的标准时间是以东经120o子午线作为北京时间的标准。显然，以太阳正对某地子午线的时刻为中午埠时所推算出的时间，就是地方太阳时。地方太阳时和标准时的换算可近似按式（1—55）进行：T0=Tm+4（L0–Lm）（1-55）
式中To——标准时间，时：分；
Tm——地方太阳时，时：分；
L0——标准时间子午圈的经度，度；
Lm——某地子午圈的经度，度；
三、棒影图原理及应用
（一）棒影图原理
影的长度L和影的方位角AS′为：L=H·ctghs，（1—56）AS′=As+180o（1—57）
式中H——棒高，m；
As——太阳的方位角，度。
（二）棒影图的应用
（1）确定建筑物阴影区；
（2）确定室内日照区；
（3）确定建筑物日照时间；
（4）确定建筑物间距和朝向；
（5）确定遮阳构件尺寸。
