“小區住宅樓與太陽光照的關系”地理實踐實驗設計

安徽省懷遠第一中學（233400）孫尚樓

一、實驗地區

安徽省懷遠縣城關鎮健康住宅小區。

二、實驗方法

組織高一部分學生采取地理實踐實驗方法，對健康小區住宅樓的分布情況實地調查，運用所學的地理知識，分析該小區住宅樓與太陽光照的關系，驗證該小區住宅樓采光是否合理。

三、實驗目的

1.學生通過地理實踐實驗，實地調查房地產開發商建樓時，是否按照建筑設計規定的中緯度地區樓高與樓間距為1：1.2的比例建筑住宅。如不按規定比例建樓，樓房之間樓距太小就會影響住宅樓采光，這樣就嚴重損害了買房者的合法權益。

2.通過地理實踐實驗，驗證正午太陽光照與住宅樓采光的關系。

3.高中地理課程標準在基本理念方面提出“重視對地理問題的探究。倡導自主學習、合作學習和探究學習，開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調查和地理專題研究等實踐活動”。在 “知識與技能”方面要求學生“學會獨立或合作進行地理觀測、地理實驗、地理調查”。

4.培養學生實驗動手和實踐能力。近年各地高考越來越重視考查學生的綜合素質和實踐能力。高考試題出現了直接考查學生實驗動手能力的題目。

四、實驗步驟

1.理論指導：指導學生歸納正午太陽光照與住宅樓采光關系原理。

（1）確定地方時。當某地太陽高度達一天中的最大值時，當地的地方時是12時，此時一天中日影最短。

（2）確定房屋的朝向。為了獲得更充足的太陽光照，確定房屋的朝向與正午太陽所在位置有關。在北回歸線以北地區，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回歸線以南地區，正午太陽位于北方，房屋朝北。

（3）計算樓距：一般來說，緯度較低的地區，正午太陽高度較大，樓距較近；緯度較高的地區，正午太陽高度較小，樓距較遠。我國位于北半球，夏至日正午太陽高度達一年中最大，此時一年中日影最短; 冬至日正午太陽高度達一年中最小，此時一年中日影最長。要使北樓所有朝南房屋在正午時終年都能被太陽照射，關鍵看當地冬至日的正午太陽高度，太陽光線能否到達樓的底層，可以通過計算日影判正午太陽光否到達樓的底層。以我國為例(見下圖)，南樓高度為h，該地冬至日正午太陽高度為H，則日影距離（最小樓間距）L為：L＝h·cotH。

2.技能培養：精選經典高考題型培養學生能力。

【例題】近年來，我國房地產業發展迅速，越來越多的居民喬遷新居，居住條件和環境顯著改善。請讀下圖，運用以下公式回答（1）～（3）題。（2002年江蘇高考試題）

（1）房地產開發商在某城市（北緯30度）建造了兩幢商品住宅樓（上圖），某個居民買到了北樓一層的一套房子，于春節前住進后發現正午前后太陽光線被南樓擋住，請問房子一年中正午太陽光線被南樓擋住的時間大約是（ ）

A.1個月 B.3個月

C.6個月 D.9個月

（2）為使北樓所有朝南房屋在正午時終年都能被太陽照射，那么在兩幢樓間距不變的情況下，南樓的高度最高約為（ ）

A.20米 B.30米

C.40米 D.50米

（3）若只考慮樓盤容積率對房價的影響，則下列城市樓盤開發成本全部高于上述圖示城市的是 ( )

A.長沙、南京、濟南 B.上海、南京、北京

C.廣州、福州、鄭州 D.深圳、武漢、天津

【答案】1.C 2.B 3.B

3.實地調查：組織學生測量樓高和樓距，記錄數據（如下表），繪制健康小區住宅樓分布圖（如下圖）。

健康小區住宅樓分布示意圖

樓 號 樓 高（m）樓間距（m）樓高與樓間距之比值1、2 18.6 5.5 3.38 3、4 18.6 14.0 1.33 4、5 18.6 18.9 0.98 6、7 18.6 18.9 0.98 7、8 18.6 12.2 1.52 8、9 18.6 11.7 1.59

4.查找資料：按國家建設部制定的標準：各樓之間的距離不小于樓房高度乘以0.70的系數。如果小于這個距離，就會影響室內采光，通風和居民之間的生活等。

5.分析驗證：按此要求健康小區樓間距應為：樓高18.6×0.7＝13.02米。規定要求樓間距要保證在冬至日這一天日照不得小于1小時的距離。樓間距的距離與樓的朝向有關，南北朝向其樓間距與樓高的比例為1.5，南北偏東的為1.3，東西朝向的為1。根據上述標準，顯然1號樓與2號樓、7號樓與8號樓、8號樓與9號樓之間樓間距小于13.02米，尤其是1號樓與2號樓之間距離僅為5.5米，與標準相差甚遠。

結合本地實際情況，為確保冬季健康小區太陽光照不少于1小時，應考慮如下因素，健康小區所處緯度大約為33°N，樓高與樓間距應保持怎樣的比例，才能使后樓的一層在冬至日也能得到光照。

冬至日，正午太陽高度角計算公式：H＝90°－ф－δ （ф代表懷遠地理緯度為33°N ，δ 代表太陽直射點緯度為23.5°）。H＝90°－33°－23.5°＝33.5°

就全年而言，冬至日這一天，健康小區正午太陽高度角（H）最小，H＝33.5°。圖中南樓影子（L）最長，若此時影子不到北樓（A）一層，那么北樓的一樓終年可以得到光照。影子（L）長度即為樓間距。根據公式計算所得：L＝18.6÷0.7＝26.6米。即：樓高與樓間距比約為1：1.2（比值為0.83），但實際上健康小區所有兩樓之間距離都不符合本地實際要求，又不符合建設部規定標準，嚴重損害了消費者的合法權益。而且還有一些樓房的朝向是向西的，這樣更減少了太陽光照利用率。

五、提出解決問題方案

近年來，我國房地產業發展迅速，越來越多的居民喬遷新居，居住條件和環境顯著改善。但在建樓時要注意以下問題：

1.某地正午太陽高度的大小：H＝90°－ф±δ

公式中H為正午太陽高度；ф為當地緯度，取正值；δ為太陽直射點緯度，當地ф所在地為夏半年取正值，冬半年 取負值。樓高÷樓間距＝tgH

我縣位于北緯33°左右，屬于中緯度地區。根據公式和建筑設計規定，中緯度地區樓高與樓間距之比為1：1.2為宜，這樣才能在冬半年后一排樓底層有光照。所以在建樓時要嚴格執行建筑設計規定。

2.街道方位影響到建筑物的朝向，建筑物朝向影響到采光條件。如北半球中緯度地區東西向街道的建筑物為南北朝向，朝北的光照條件很差。南北向街道的建筑物為東西朝向，各有半天沒有光照，且朝西的建筑物在夏季午后太陽西曬，非常炎熱。

如果從總體上考慮居住街道兩側所有建筑物的日照條件，街道一般與子午線成30°—60°夾角為宜（0°為南北向90°為東西向）。

六、建議

1.合理規劃，嚴把審批關。住建局、土地局、環保局等職能部門要嚴格按照國家建設部規定，對不符合要求的住宅樓規劃和設計一律不審批。

2.政府和有關職能部門要關心民生，為老百姓辦實事，從實際著想，從長遠看問題，堅持科學發展觀，切實為老百姓營造一個環境優美、溫馨舒適、造福民眾的生活樂園，還百姓一縷燦爛陽光。

3.堅決制止開發商追求暴利的經營目的。對于開發商破壞環境，違反規定的做法，有關部門要嚴肅處理，決不能故息遷就。

4.增強維權意識。廣大消費者要自覺維護自身權益，學習有關法規，對于開發商的違規做法，不講誠信的不良行為，要理直氣壯合情合理地向有關部門反映，爭取上級的同情和支持，使開發商的行為受到廣大消費者的監督。