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二、天窗的陰影軌跡CAD分析法

下面仍以《屋頂系統(tǒng)陰影計算方法的深入剖析業(yè)（一）》中的彩鋼瓦屋面的天窗為案例來分析陰影軌跡，只是在該文中將屋面的方位角設(shè)置為-15°。

關(guān)于CAD軟件天窗陰影軌跡的繪制步驟，可參考如下：

第一步：分析遮擋物的形狀，一般規(guī)則的較容易分析，如女兒墻、平屋頂可用常用的長方體，電線桿可用圓柱體，如果不規(guī)則需進(jìn)行簡化，然后通過測量獲得遮擋物的長、寬、高、角度、位置等關(guān)鍵信息。

第二步：確定遮擋物的關(guān)鍵點(diǎn)位，一般關(guān)鍵點(diǎn)主要分布在物體的邊界部分。如果比較復(fù)雜，需抓住整體輪廓，忽略無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)。

第三步：借助于遮擋物高度在水平面上的南北和東西分量，以遮擋物在水平面上的東西分量或南北分量為直角邊與遮擋物高度所構(gòu)成的兩個直角三角形是CAD繪制陰影的基礎(chǔ)，以此可確定投影點(diǎn)的位置。如果遇到跨坡面的投影點(diǎn)，以實(shí)物點(diǎn)在坡面上的正投影點(diǎn)為起始位置，畫出坡面。這樣會和斜邊有一個交點(diǎn)，它和起始位置的長度就是影長在坡面上的南北分量，如果在南北坡各有一段影長，是兩者之和。

第四步：將投影點(diǎn)進(jìn)行連接，冬至日上午真太陽時9時和下午真太陽時15時的陰影輪廓進(jìn)行合并，需要注意的一點(diǎn)，如果在西北地區(qū)如果日照時間較長，可將陰影分析的時間提前到上午8時或延遲到16時，可以減少陰影遮擋損失，達(dá)到提升發(fā)電量的目的。

在本實(shí)例中，天窗的關(guān)鍵點(diǎn)位參考圖5，由于投影點(diǎn)的位置不同，關(guān)鍵點(diǎn)又可以分為兩類，第一類為投影點(diǎn)和對應(yīng)遮擋物實(shí)物點(diǎn)處于坡面的同一側(cè)，第二類為投影點(diǎn)和對應(yīng)遮擋物實(shí)物點(diǎn)不處于坡面的同一側(cè)，即影長同時跨越了南坡和北坡，圖5中的G、F、I、L、M點(diǎn)投影點(diǎn)很明顯處于北坡面，可直接使用公式（7）（8）來計算影長在坡面的南北和東西分量，或者借助于水平面上的分量長度通過CAD也可以測量得到坡面的分量長度。而E、H點(diǎn)的投影位置可能跨坡面，就無法通過公式來確定投影點(diǎn)，可使用CAD來確定。

首先通過公式（3）（4）來計算冬至日上午9時和下午15時的天窗的關(guān)鍵點(diǎn)在假想水平面上的影長分量，這里所謂的假想水平面是通過遮擋物落在坡面上的最低點(diǎn)的假想平面。具體參考表1和表2計算結(jié)果。
在CAD中我們可先繪制冬至日上午9時的陰影軌跡，可以畫出坡面的影長南北和東西分量，分別為3795.98mm，2056.92mm，然后以這兩個長度為直角邊畫出斜邊，再將三角形逆時針旋轉(zhuǎn)15度。然后將斜邊帶基點(diǎn)復(fù)制，復(fù)制到G、F、I、L點(diǎn)，同理，其他點(diǎn)的投影點(diǎn)如E、H也是通過相同的方法來確定。圖6所示藍(lán)色包絡(luò)區(qū)域為方位角為-15度時的天窗陰影輪廓，而粉紅色區(qū)域為方位角為0°時的天窗陰影輪廓，所以可以看到陰影輪廓是明顯不同的。需要注意的是，由于天窗伸出來的部分為挑檐，挑檐的下方光線仍然可以透過，所以在繪制的時候需要理解這一點(diǎn)。 圖7（1）為CAD繪制的陰影范圍的合并圖，和圖7（2）SketchUp軟件Skelion陰影分析結(jié)果進(jìn)行了對比。