摘要：為了合理地利用國(guó)家有限的土地資源，又能保證建筑區(qū)內(nèi)各項(xiàng)功能盡可能的完善，在總體規(guī)劃和小區(qū)規(guī)劃中，諸多因素中首先應(yīng)考慮的是建筑日照間距問題。本文面向住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的日照做了分析研究。

　　關(guān)鍵詞：住區(qū);規(guī)劃設(shè)計(jì);日照分析

　　Abstract: In order to properly utilizes the country's limited land resources, and can ensure the construction area of each function perfect as far as possible, in the overall planning and community planning, many factors should be considered first is building the spacing problem. This paper for residential community design of sunshine do is analyzed.

　　Key Words: residential house; planning and design; sunshine analysis

　　中圖分類號(hào)：G322.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　建筑間距大，勢(shì)必多占用土地;而間距小，又將影響環(huán)境衛(wèi)生及居民的健康。因此，如何合理地選擇建筑間距是規(guī)劃設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)問題。結(jié)合其它的綜合條件，使小區(qū)內(nèi)的絕大部分建筑物，均能得到良好的日照條件是必須慎重考慮的一個(gè)問題。

　　1.建筑中存在的日照問題

　　住宅建設(shè)在滿足人們有房住逐步向著要求人均居住面積、設(shè)施配套、環(huán)境質(zhì)量的方向發(fā)展。《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定“住宅間距，應(yīng)以滿足日照要求為基礎(chǔ)，綜合考慮采光、通風(fēng)、消防、防災(zāi)、管線埋設(shè)、視覺衛(wèi)生等要求確定。”此條列為強(qiáng)制性的條文。《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于住宅建筑日照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：每套住宅至少應(yīng)有一個(gè)居住空間能獲得日照，當(dāng)一套住宅中居住空間總數(shù)超過4h，其中應(yīng)有兩個(gè)獲得日照。

　　地區(qū)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，市民收入較低，住房?jī)r(jià)格上不去，而城市用地緊張，導(dǎo)致城市土地不得不被高強(qiáng)度開發(fā)，盡量提高容積率，造成住宅建設(shè)達(dá)不到國(guó)家規(guī)范要求，尤其是一層住房的居民，買房時(shí)主要考慮價(jià)格，住房時(shí)冬季見不到陽光了，就開始抱怨，甚至告狀，還有的是開發(fā)商在售房時(shí)進(jìn)行誤導(dǎo)，造成消費(fèi)者上當(dāng)。

　　日照分析的計(jì)算范圍是按照建筑影長(zhǎng)所遮擋的理論范圍呢還是規(guī)定一個(gè)相對(duì)較小的計(jì)算范圍呢?理論范圍涉及面太大，需要的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)太多，不易搜集完整，同時(shí)由于計(jì)算范圍內(nèi)的多、低層建筑疊加影響，結(jié)果造成相鄰的客體建筑能滿足日照要求，而離得較遠(yuǎn)的客體建筑反而不能滿足，給規(guī)劃審批造成更多的麻煩。日照分析標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定的依據(jù)沒有確定，大部分人很可能認(rèn)為是“實(shí)測(cè)”而非理論上的計(jì)算，但若以建成后的“實(shí)測(cè)”為準(zhǔn)，理論上起不到對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的預(yù)控制，同時(shí)也帶來了審批的難度。

　　如果對(duì)所有的住宅均采用日照分析計(jì)算進(jìn)行管理，量大繁瑣，不現(xiàn)實(shí);如果全部采用最小間距直接控制，無法全部滿足日照要求;如果多、低層建筑采用間距控制，而高層建筑日照計(jì)算過程中，多、低層建筑一并進(jìn)行疊加，則前者的日照影響全部由后者承擔(dān)，必然產(chǎn)生矛盾。日照分析計(jì)算軟件沒有具體規(guī)定，目前市場(chǎng)上有關(guān)日照分析的軟件很多，如北京天正工程軟件有限公司的天正日照TSun軟件、中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所的三維日照分析軟件(Sunlight)、洛陽眾智軟件有限公司的SUN日照分析軟件、杭州水木清華軟件開發(fā)有限公司的清華建筑日照，北京鴻業(yè)同行科技有限公司的鴻業(yè)日照分析軟件HYSUN、杭州飛時(shí)達(dá)軟件有限公司的日照計(jì)算分析軟件FastSUN……雖然一部分也通過了建設(shè)部科技成果的評(píng)估，但是各軟件計(jì)算結(jié)果仍有差異，究竟哪一種更接近“實(shí)測(cè)”結(jié)論，不得而知。

　　2.日照分析

　　2.1理論分析

　　根據(jù)日照理論可知：太陽的高度角hs和方位角As是通過地理緯度φ，太陽赤緯角δ以及時(shí)角Ω來確定的。

　　而棒影圖中的影長(zhǎng)H′為

　　H′=H·ctghs

　　式中：H為棒高;hs為太陽高度角;H′為棒高為H的棒影長(zhǎng)度。在求解建筑日照問題時(shí)，比較簡(jiǎn)單的方法就是棒影日照?qǐng)D法。在利用棒影日照?qǐng)D求解日照時(shí)間和遮陽尺寸時(shí)，需將棒影圖的南北極對(duì)換，如下圖所示。

　　旋轉(zhuǎn)180°意味著在某一地區(qū)的某一天某一時(shí)刻，H高的棒在O′O之間變化時(shí)， O點(diǎn)總是被遮擋;當(dāng)H高的棒在O′O的直線上O′以外變化時(shí)， O點(diǎn)不被遮擋;即某一建筑位于L′曲線與東西線之間時(shí)，則建筑對(duì)O點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)有遮擋;當(dāng)某一建筑位于L′曲線與東西線以外時(shí)，則該建筑對(duì)O點(diǎn)無遮擋。當(dāng)該建筑與L′曲線相交時(shí)，則該建筑部分對(duì)O點(diǎn)有遮擋。

　　2.2模型分析

　　h為竿高;l為竿影長(zhǎng);太陽的高度角為θ(θ=arctan(h/l))， mm1是dd1的對(duì)稱弧。竿位于橢圓圓心O，當(dāng)太陽沿bb1弧運(yùn)動(dòng)時(shí)，竿頂?shù)耐队斑\(yùn)動(dòng)軌跡為dd1弧; 當(dāng)竿在mm1弧上移動(dòng)時(shí)，竿頂?shù)耐队笆冀K在O點(diǎn); h、l、θ的關(guān)系為：

　　l = h·ctan(θ)

　　竿在mm1弧與O間某點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)始終處在陰影范圍;竿在mm1弧內(nèi)某點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)處在陽光照射中;竿在O與W之間某點(diǎn)時(shí)，O點(diǎn)處在光照之中; 當(dāng)θ不變時(shí)，l與h成正比(太陽光線為平行光線)。

　　3.建筑日照的計(jì)算

　　3.1各種形狀的地物陰影顯示方法

　　建筑物的陰影包括其他建筑物遮擋產(chǎn)生的陰影和建筑物自身遮蔽產(chǎn)生的陰影。陰影分析的方法有陰影疊加法和投影變換法兩種。建筑物是三維的，將三維的立體變?yōu)槎�維的陰影平面，可以形象地理解為將建筑物沿太陽光方向壓至地面，這需要進(jìn)行一次投影變換，其實(shí)質(zhì)是完成將一個(gè)秩為3的線性無關(guān)組變?yōu)橹葹?的線性無關(guān)組。因此，可以設(shè)計(jì)一個(gè)4×4的陰影矩陣，用此矩陣右乘當(dāng)前透視環(huán)境就可得到建筑物在地面上形成的陰影多邊形

　　3.2建筑物日照時(shí)間計(jì)算

　　建筑物的日照時(shí)間受周圍環(huán)境影響較大，當(dāng)對(duì)建筑群中某棟建筑物的日照時(shí)間進(jìn)行分析時(shí)，要結(jié)合太陽的運(yùn)行軌跡分析周圍地形地物投射到所考察建筑物上的陰影范圍和時(shí)間，用建筑物全天的理論日照時(shí)間減去建筑物受遮擋時(shí)間，得出建筑物全天的實(shí)際日照時(shí)間。日照時(shí)間與季節(jié)、經(jīng)緯度及建筑物的分析高度有關(guān)。在已知地物的幾何數(shù)據(jù)的前提下，根據(jù)陰影投影矩陣可以計(jì)算出地物在設(shè)定分析高度水平面上的陰影多邊形，通過判斷建筑物周圍的地物陰影多邊形(二維)與建筑物底面(二維)多邊形是否相交，可判斷出建筑物陽光是否受周圍地物的遮擋。從日出時(shí)間開始，每間隔一個(gè)很短的時(shí)間進(jìn)行一次以上的判斷，并積累由日照的時(shí)間直到日落結(jié)束的日照時(shí)間總長(zhǎng)度就是建筑物在特定日期一天內(nèi)的實(shí)際日照時(shí)間。日出時(shí)刻和日落時(shí)刻可設(shè)置成一個(gè)假想的足夠早和足夠晚的值

　　3.3日照間距計(jì)算

　　日照間距的計(jì)算要結(jié)合人們對(duì)建筑物的日照時(shí)間的要求計(jì)算出開始遮擋的時(shí)刻，利用這一臨界時(shí)刻的太陽方位角和兩建筑物的方位角參數(shù)計(jì)算出日照間距系數(shù)，用日照間距系數(shù)乘以兩棟建筑物中處于較南面的那棟建筑物的豎直高度，就可以計(jì)算出這兩棟建筑物的滿足特定要求的合理間距，即日照間距。

　　以平屋頂住宅建筑為例，計(jì)算出3~9層磚混或框架結(jié)構(gòu)住宅建筑日照間距系數(shù)。依據(jù)有關(guān)規(guī)范及常用數(shù)值，住宅建筑采用如下數(shù)據(jù)：框架住宅建筑層高3.0m;磚混住宅建筑層高2.8m;平屋頂檐口外挑長(zhǎng)度或女兒墻高度HJ為0.5m;后棟住宅建筑一層窗臺(tái)面距室內(nèi)地面高度HL為1.0m;一層室內(nèi)外地面高差HK為0.45m;則遮擋建筑的建筑高度：

　　H=HJ+HK+2.8(或3.0)×層數(shù)

　　遮擋建筑的建筑日照計(jì)算高度：

　　h=H-HL-ΔH

　　式中：ΔH為后棟住宅建筑一層室內(nèi)、外地面高差。

　　根據(jù)以上兩個(gè)式子可得3~9層住宅建筑高度H及建筑日照計(jì)算高度h值。

　　3.4加強(qiáng)日照規(guī)劃管理

　　規(guī)劃管理部門既要審查項(xiàng)目方案，又要監(jiān)督方案按法規(guī)實(shí)施，過多地包攬實(shí)施過程的責(zé)任，最終不可避免地被卷入業(yè)主利益糾紛當(dāng)中。規(guī)劃局作為政府職能部門，本身與糾紛雙方的利益無關(guān)，理應(yīng)成為糾紛的“裁判”，實(shí)際上卻常常成為被告。城市規(guī)劃的實(shí)質(zhì)是為了合理有效地利用城市空間資源，協(xié)調(diào)與平衡各方利益，創(chuàng)造和諧的社會(huì)環(huán)境。城市規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)首先是通過行政行為的運(yùn)作，而運(yùn)用法律手段保障救濟(jì)權(quán)利的途徑，適得其反，往往進(jìn)入效率低、成本高的不良循環(huán)之中，背離了“創(chuàng)造和諧的社會(huì)環(huán)境”的宗旨。

　　國(guó)家規(guī)范中技術(shù)細(xì)節(jié)的解釋允許有地區(qū)差異。國(guó)家規(guī)范為了照顧全面，只能是原則上的，技術(shù)細(xì)節(jié)不能太具體，某些內(nèi)容不得不適當(dāng)簡(jiǎn)化，規(guī)范的修改、解釋也會(huì)滯后，某些情況無法顧及。如果地方政府沒有自行控制的余地，管理效率不會(huì)提高，主動(dòng)性也將削弱。制定日照水平下降救濟(jì)性補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)和責(zé)任分擔(dān)規(guī)則。日照賠償一般發(fā)生在事后救濟(jì)，在快速發(fā)展過程中，日照計(jì)算誤差、建筑施工誤差在所難免，輕微的權(quán)益侵犯，靠賠償救濟(jì)解決，可以簡(jiǎn)化程序，提高效率。日照賠償內(nèi)容要公開，還要制定日照水平下降責(zé)任判斷的計(jì)算方法，公開責(zé)任分解過程和結(jié)果。制定日照資源占用的獎(jiǎng)懲規(guī)則。城市土地資源越來越緊張，節(jié)約利用日照資源也就是節(jié)約土地資源。少占用日照資源應(yīng)予以獎(jiǎng)勵(lì)，多占用資源應(yīng)予以懲罰。使之更有利于土地資源、空間資源的合理利用，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。鼓勵(lì)公眾、媒體參與。日照問題涉及千家萬戶，政府管理部門本著公平公正的原則，應(yīng)引入公眾參與機(jī)制，廣泛征求各方意見，新聞媒體是重要的監(jiān)督和推動(dòng)處理的途徑，通過民主的手段、民主的途徑防范矛盾激化，提高透明度，實(shí)事求是，共同探索簡(jiǎn)便合理，又能被各方面接受的新方法、新措施。

　　總結(jié)

　　對(duì)日照的規(guī)劃與分析需要引進(jìn)更多的先進(jìn)技術(shù)手段，使計(jì)算分析的結(jié)果各家科學(xué)化具有說服力。希望后來的研究者能更加完善關(guān)于者方面的研究。

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