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日照分析的合理运用
[返 回]      发布时间:2019/7/8 16:09:32   

【摘要】:日照分析在建筑设计阶段合理的运用,通过分析,使建筑之间的间距及布局形式更加合理。

【关键词】:日照分析,建筑设计

随着城市化不断推进,人民的生活水平也不断提高,人们的维权意识和也不断地增加,对阳光的需求增大,同时围绕着阳光问题的事件发生也越来越频繁,因此在建筑设计过程中,关于节能和环保的要求不断提高,这要求我们建筑设计师在建筑设计中要有效的提高建筑的采光率,降低建筑照明系统和空调系统的消耗。然而,作为建筑师,在设计中,往往顾此失彼,过多的考虑建筑的布局及建筑本身的形态,而忽略建筑的日照权益。特别是在建筑方案深化过程中发现自身、周边住宅及规划住宅的日照时数存在不满足的情况。因此,在日照条件的影响下,往往让建筑师辛苦做好的方案付之东流。

在建筑设计过程中,通过日照分析软件确定各个相邻建筑之间的退让间距,从而确定合理的间距建造,确保整个建筑物建造的合理性,同时日照分析为建筑物建造的合理审查提供了科学依据。

在此情景下,合理的运用日照分析软件在建筑设计中,尤为重要。现在市面关于日照分析软件有:众智日照分析软件、天正日照分析、飞时达日照分析等软件。本文以众智日照分析软件为主要分析软件做详细解析。

日照分析的概念是指具有相关资质的专业技术部门利用计算机,采用分析软件,在指定日期进行模拟计算某一层建筑、高层建筑群对其北侧某一规划或保留地块的建筑、建筑部分层次的日照影响情况或日照时数情况。日照分析适用于拟建建筑,根据技术管理规定要求按日照间距控制。根据国家有关规范,应满足受遮挡居住建筑的居室在大寒日的有效日照不低于两小时。居室是指卧室、起居室(也称厅)。敬老院、老人公寓等特定的为老年人服务的设施,其居住空间不应低于冬至日两小时的日照标准。中小学教学楼的教学用房不低于冬至日两小时。托儿所、幼儿园的生活用房窗台及活动场地必须满足冬至日有效日照三小时。医院病房楼的病房部分应满足冬至日不低于两小时的日照标准。满足以上日照要求时,即为日照不受影响。(各地有不同的标准,本文以浙江省瑞安市的日照标准为例,采用浙江省工程建设标准《城市建筑工程日照分析技术规程》[DB33/1050--2016])

在这里我们还需要了解下不同地区有不同的经纬度、太阳高度角、方位角及日出日落时间,这对于我们日照分析起很大的影响因素。以瑞安市为例:地理位置东经为120°30′,北纬为27°46′,计算时间采用2001年1月20日的大寒日为日照标准日,那么他的太阳高度角为14°45′51″,方位角为-57°13′16″,日出时间为06:53:28,日落时间为17:24:21;如果我们把纬度改为27°50′,经度保持不变,那么相关的数据信息就会发生变化:太阳高度角为14°43′41″,方位角为-57°12′23″,日出时间为06:53:36,日落时间为17:24:13。

这里我们就会发现采用不同的地理信息数据及分析方法会出现相对应的误差及不同的分析结果。瑞安市是开展日照分析较早的城市之一,我院作为甲级规划设计研究院,对日照分析进行了深入的研究,取得的优异的效果,保证了分析数据的准确性。

1、日照分析的误差及分析

影响日照分析因素有很多,但主要包括两大因素:一是现状建筑的日照遮挡,二是城市地理信息位置(根据城市经纬度,日照分析软件就能确定太阳高度角及方位角,这里不需我们做详细计算)。这两个要素都可能引起日照分析结果的偏差,经研究分析主要有以下几个方面:

1.1、建筑功能及建筑类型

如以下例子,团块位于老城区内,日照分析地块(红色阴影区域)东、北侧多为80年代建筑,根据现状调查现状住宅多为水平式住宅,西侧为低矮的老旧农村式住宅及新建住宅,南侧为新建住宅。(详见图一、二)

 

      图一(现状资料图)

              图二(被遮挡建筑范围图)

在进行现状建筑建模的时候,我们要详细调查及明确各建筑的功能及类型。如XZ-31#现状住宅,一至二层为商业,三层为办公,四层及以上为住宅,那么我们的日照测试高度(即采样点标高)为四层;水平式住宅和农村住宅的日照测试高度的定义也存在差异,水平式住宅日照测试高度为有居住功能的层数为起算层,农村式住宅可按满足居室及层数来进行划分,如建筑为2层,受影面高度为2层,建筑为3层,受影面高度为2层,建筑为4层,受影面高度为3层,以此类推。

这里对于农村式住宅的定义是基于居室的定义,相对于现状建筑,日照分析地块的拟建建筑的模型定义,要根据建筑设计图纸(建筑平面、立面、剖面)在计算机上建立的建筑模型。在相关控规图纸上定义建筑的高度、高程及坐标,尽可能的减少误差。

拟建建筑的建筑模型还要充分考虑设备平台,建筑干挂及屋顶对被遮挡建筑范围内现状建筑的影响,这就需要我们对于拟建建筑设计图纸的充分的解读。

1.2、被遮挡建筑及遮挡建筑的解析

在日照分析中,根据拟建建筑的大寒日及冬至日的日照轮廓阴影范围线来确定需要分析的现状建筑。大寒日主要是用来明确范围内需要分析的现状住宅,冬至是明确范围内现状学校、幼儿园、老人公园、医院病房等相关建筑。

在实际操作中,考虑了现状建筑的自然遮挡,我们还要具体分析规划模拟建筑和拟建建筑之间的相互遮挡关系,充分分析拟建建筑对东西两侧规划模拟的日照遮挡,对北侧规划地块的日照等时线的影响,南侧规划模拟建筑和东西两侧规划模拟建筑对日照分析地块的日照遮挡,充分考虑周边规划地块的日照权益。

关于规划模拟建筑的布局及建筑类型的定义要根据地块的相关控规及地方的城市规划管理技术规定来执行。

1.3、城市地理信息的误差分析

全国各地的城市进行日照分析时,几乎都是采用固定的城市经纬度,例如瑞安市的标准经纬度为东经为120°30′,北纬为27°46′。但是由于城市的面积及跨度,同一城市的南北段太阳高度角和方位角会存在差异,如果采用统一经纬度进行日照分析,经过计算,日照分析结果的误差在5-10分钟,对于更大的城市面积,如果取用统一的经纬度,日照分析的误差将更大。

综于以上三点分析,经过反复计算和分析,通过项目的比对及研究:

建筑间距误差:不大于2㎝

建筑坐标误差:不大于5㎝

建筑高程误差:不大于2㎝

在此范围内,误差的基数对日照时间的影响以及很小,在分析结果中已经保证日照分析的准确性。

2、日照对于建筑设计的调整

上面我们已经讲到了降低日照分析的误差,采用相对统一的标准来分析,来达到日照分析的准确性。那么,在实际操作中,确实遇到对现状住宅及自身不满足日照的情况下,我们怎么在不改变原有建筑布局形式或者做出微量调整的前提下,来满足日照标准。

2.1、建筑间距的调整

据《城乡规划管理技术规定》的相关要求,住宅建筑根据面宽比例的不同可以划分为板式和塔式(点式)两种建筑。这两种建筑的不同不仅体现在间距的控制上,还体现在相邻建筑物之间的影响上,其中,后者的不同主要通过总平面布局的不同来体现。

                 图三(点式布局)

                   图四(板式布局)

通过图三和图四可以看出,在相同的角度及时间点,前排点式布局相对于板式布局对后排建筑的采光性及山墙间光线通过率更高

经过研究分析,在相同的建筑高度80米及山墙间距15米的情况下,板式布局比点式布局对被遮挡建筑的日照遮挡要更明显,影响的范围要更广。板式布局的2小时日照等时线北侧最远处为39.6米,4小时日照等时线北侧最远处为62.7米;而点式分别为27.04米和43.62米。

从此数据分析来看,点式比板式布局存在优势,但在建筑设计时,建筑之间的间隔可以通过日照分析软件进行确定,进而使各建筑物间的距离和建造更加合理,在保证日照分析没问题的情况下,板式建筑也可以布局在建筑平面中。

2.2、建筑细节的调整

当日照分析的拟建建筑对周边现状建筑产生遮挡时,可以先采用日照圆锥面进行分析,确定不满足的点是哪些建筑对其产生的遮挡。

日照圆锥面分析可以快速判定遮挡源,方便进行建筑方案的调整。如拟建建筑阳台对西侧或东侧的现状建筑遮挡,根据日照圆锥面分析我们可以,我们可以在不移动建筑位置的情形下,调整拟建建筑阳台的形式,全封闭式阳台和半封闭式阳台的选择(如下图所示)。

日照分析的核心是保证建筑室内采光充足,窗户和阳台是建筑采光的主要构件,在拟建建筑的自身日照分析结果中,窗户及阳台的大小、朝向、位置及宽度需要根据日照分析结果来设计。

3、小结

随着城市化建设的日益发展,其城市化进程中,越来越多的高层建筑涌现,因此,光照问题越来越成为当前建造和设计建筑中的突出问题,所以,相关的设计建造住宅的标准以及国家相关法律法规必须贯穿于城市规划和建筑物设计建造以及日照分析、住宅设计控制间距的全过程中,从而使建筑物之间具有良好的采光,由此可见,日照分析是当前设计建筑期间的重要环节,做好日照分析才能使得整个建筑建造之间形成良好的采光,避免不必要的纠纷事件发生,在设计建筑结构期间,要同时进行日照分析的工作,这将使设计建筑结构过程中建筑距离的设计更加合理,进而保证相邻建筑物间的距离更加符合规定和要求,使建筑物在建造的过程中更加遵守科学原则,促进我国城市化建设的良好发展。

 

 

参考文献:

(1)徐宁、牟雪松、张九宴。关于对建筑物日照分析几个问题的探讨【J】。自然科学报,2007(5)

(2)李海英。关于日照分析中主客体分析的研究与对策【J】。建筑设计与规划 ,2016(2)


 

 

 


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