“小区住宅楼与太阳光照的关系”地理实践实验设计

安徽省怀远第一中学（233400）孙尚楼

一、实验地区

安徽省怀远县城关镇健康住宅小区。

二、实验方法

组织高一部分学生采取地理实践实验方法，对健康小区住宅楼的分布情况实地调查，运用所学的地理知识，分析该小区住宅楼与太阳光照的关系，验证该小区住宅楼采光是否合理。

三、实验目的

1.学生通过地理实践实验，实地调查房地产开发商建楼时，是否按照建筑设计规定的中纬度地区楼高与楼间距为1：1.2的比例建筑住宅。如不按规定比例建楼，楼房之间楼距太小就会影响住宅楼采光，这样就严重损害了买房者的合法权益。

2.通过地理实践实验，验证正午太阳光照与住宅楼采光的关系。

3.高中地理课程标准在基本理念方面提出“重视对地理问题的探究。倡导自主学习、合作学习和探究学习，开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动”。在 “知识与技能”方面要求学生“学会独立或合作进行地理观测、地理实验、地理调查”。

4.培养学生实验动手和实践能力。近年各地高考越来越重视考查学生的综合素质和实践能力。高考试题出现了直接考查学生实验动手能力的题目。

四、实验步骤

1.理论指导：指导学生归纳正午太阳光照与住宅楼采光关系原理。

（1）确定地方时。当某地太阳高度达一天中的最大值时，当地的地方时是12时，此时一天中日影最短。

（2）确定房屋的朝向。为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

（3）计算楼距：一般来说，纬度较低的地区，正午太阳高度较大，楼距较近；纬度较高的地区，正午太阳高度较小，楼距较远。我国位于北半球，夏至日正午太阳高度达一年中最大，此时一年中日影最短; 冬至日正午太阳高度达一年中最小，此时一年中日影最长。要使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，关键看当地冬至日的正午太阳高度，太阳光线能否到达楼的底层，可以通过计算日影判正午太阳光否到达楼的底层。以我国为例(见下图)，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则日影距离（最小楼间距）L为：L＝h·cotH。

2.技能培养：精选经典高考题型培养学生能力。

【例题】近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读下图，运用以下公式回答（1）～（3）题。（2002年江苏高考试题）

（1）房地产开发商在某城市（北纬30度）建造了两幢商品住宅楼（上图），某个居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午前后太阳光线被南楼挡住，请问房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是（ ）

A.1个月 B.3个月

C.6个月 D.9个月

（2）为使北楼所有朝南房屋在正午时终年都能被太阳照射，那么在两幢楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为（ ）

A.20米 B.30米

C.40米 D.50米

（3）若只考虑楼盘容积率对房价的影响，则下列城市楼盘开发成本全部高于上述图示城市的是 ( )

A.长沙、南京、济南 B.上海、南京、北京

C.广州、福州、郑州 D.深圳、武汉、天津

【答案】1.C 2.B 3.B

3.实地调查：组织学生测量楼高和楼距，记录数据（如下表），绘制健康小区住宅楼分布图（如下图）。

健康小区住宅楼分布示意图

楼 号 楼 高（m）楼间距（m）楼高与楼间距之比值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.查找资料：按国家建设部制定的标准：各楼之间的距离不小于楼房高度乘以0.70的系数。如果小于这个距离，就会影响室内采光，通风和居民之间的生活等。

5.分析验证：按此要求健康小区楼间距应为：楼高18.6×0.7＝13.02米。规定要求楼间距要保证在冬至日这一天日照不得小于1小时的距离。楼间距的距离与楼的朝向有关，南北朝向其楼间距与楼高的比例为1.5，南北偏东的为1.3，东西朝向的为1。根据上述标准，显然1号楼与2号楼、7号楼与8号楼、8号楼与9号楼之间楼间距小于13.02米，尤其是1号楼与2号楼之间距离仅为5.5米，与标准相差甚远。

结合本地实际情况，为确保冬季健康小区太阳光照不少于1小时，应考虑如下因素，健康小区所处纬度大约为33°N，楼高与楼间距应保持怎样的比例，才能使后楼的一层在冬至日也能得到光照。

冬至日，正午太阳高度角计算公式：H＝90°－ф－δ （ф代表怀远地理纬度为33°N ，δ 代表太阳直射点纬度为23.5°）。H＝90°－33°－23.5°＝33.5°

就全年而言，冬至日这一天，健康小区正午太阳高度角（H）最小，H＝33.5°。图中南楼影子（L）最长，若此时影子不到北楼（A）一层，那么北楼的一楼终年可以得到光照。影子（L）长度即为楼间距。根据公式计算所得：L＝18.6÷0.7＝26.6米。即：楼高与楼间距比约为1：1.2（比值为0.83），但实际上健康小区所有两楼之间距离都不符合本地实际要求，又不符合建设部规定标准，严重损害了消费者的合法权益。而且还有一些楼房的朝向是向西的，这样更减少了太阳光照利用率。

五、提出解决问题方案

近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。但在建楼时要注意以下问题：

1.某地正午太阳高度的大小：H＝90°－ф±δ

公式中H为正午太阳高度；ф为当地纬度，取正值；δ为太阳直射点纬度，当地ф所在地为夏半年取正值，冬半年 取负值。楼高÷楼间距＝tgH

我县位于北纬33°左右，属于中纬度地区。根据公式和建筑设计规定，中纬度地区楼高与楼间距之比为1：1.2为宜，这样才能在冬半年后一排楼底层有光照。所以在建楼时要严格执行建筑设计规定。

2.街道方位影响到建筑物的朝向，建筑物朝向影响到采光条件。如北半球中纬度地区东西向街道的建筑物为南北朝向，朝北的光照条件很差。南北向街道的建筑物为东西朝向，各有半天没有光照，且朝西的建筑物在夏季午后太阳西晒，非常炎热。

如果从总体上考虑居住街道两侧所有建筑物的日照条件，街道一般与子午线成30°—60°夹角为宜（0°为南北向90°为东西向）。

六、建议

1.合理规划，严把审批关。住建局、土地局、环保局等职能部门要严格按照国家建设部规定，对不符合要求的住宅楼规划和设计一律不审批。

2.政府和有关职能部门要关心民生，为老百姓办实事，从实际着想，从长远看问题，坚持科学发展观，切实为老百姓营造一个环境优美、温馨舒适、造福民众的生活乐园，还百姓一缕灿烂阳光。

3.坚决制止开发商追求暴利的经营目的。对于开发商破坏环境，违反规定的做法，有关部门要严肃处理，决不能故息迁就。

4.增强维权意识。广大消费者要自觉维护自身权益，学习有关法规，对于开发商的违规做法，不讲诚信的不良行为，要理直气壮合情合理地向有关部门反映，争取上级的同情和支持，使开发商的行为受到广大消费者的监督。