建筑日照分析浅谈

建筑日照分析浅谈

刘爱军

中元国际（上海）工程设计研究院有限公司   200126 

摘要笔者在近年建筑设计和日照分析工作中，尝试总结出如下有利于日照的一些经验，望能抛砖引玉。

关键词阳光 日照标准 日照分析

概述

阳光是地球万物的能量源泉，人们的生活也离不开阳光。阳光能够杀菌、预防疾病、取暖，还能使人心情愉悦。我国通过相应的法律法规和行业规范等对居住建筑、文教建筑以及医疗建筑等提出了日照要求。建筑内部获得充足日照是保证居室卫生、提高居住舒适度的重要因素，日照标准成为关系居住环境质量的重要控制指标。

建筑日照就是阳光直接照射到建筑地段、建筑围护结构表面和房间内部的现象。而日照分析是指利用手工计算或者日照分析软件计算，以求更加科学合理地安排建筑物，为人们创造出更加舒适的环境。笔者在建筑设计工作中，相对较多涉及到了一些日照分析方面的问题，以期通过分析和总结与大家共同探讨，总结经验，提高效率，以应对越来越复杂的城市建筑现状和日照要求。

基本概念

涉及日照分析的基本概念较多，现只对几个主要的概念做一下表述：

太阳高度角--太阳光线与地平面间的夹角hs称为太阳高度角.

太阳方位角--太阳光线在地平面上的投射线与地平面正南线所夹的角As称为太阳方位角。

日照标准--是为保证室内环境的卫生条件，根据建筑所处的气候区、城市大小和建筑物的使用性质确定的冬至日或大寒日阳光直接照射到室内楼地面上的小时数。

日照有效时间带--是指在日照标准日全天日照的可照时间中符合有效条件的时间段。这个有效条件主要指太阳照射的“量”和“质”。 太阳照射的“量”是以日照时间来衡量的，日照时数越多所得到的太阳辐射能量就越多。太阳照射的“质”主要指太阳辐射强度，一天当中正午太阳高度角最大，太阳直接辐射最强，紫外线杀菌力也最强；而接近早晨及傍晚的太阳高度角最低，太阳直接辐射最弱，紫外线能量很少，阳光的强度无法满足卫生等方面的要求，因此需要确定一个有效的日照时间。

日照间距—在前后相邻建筑之间，为保证北面建筑符合日照标准，南面建筑的遮挡部分与北面建筑保持的间隔距离。

以往在低多层建筑设计设计中，我们只要按照日照间距控制了，即可认为能够满足日照要求。而随着高层的广泛出现以及非南北向相邻项目的相互影响日益明显，以日照标准的尺度来处理以间距系数为基础的现状住宅会暴露和产生诸多问题，许多拟建项目因此而“卡壳”。

目前，随着计算机的普及和日照分析软件的推广，日照分析软件方法被广泛地采用。计算机日照分析是指通过建立地球与太阳数学模型，从几何和光学的角度利用计算机进行大量的数学计算，解决物体的阴影和影响的关系，以此准确地分析出任意地点、任意时间的任意建筑物的细部状况，对建筑群体间相互影响进行分析。当下，应用计算机进行日照分析已经成为日照分析的主要手段。

日照分析常用方法

业界日照软件有好几种，无论哪种，分析的原理都大同小异（本文根据天正日照分析软件表述）。分析的方法也主要是平面多点分析、线上分析，立面等照时线以及窗报批表等，当然，根据具体情况还可能使用一些其它的辅助的分析的方法，如定点光线，窗日照线，方案优化等。多点分析是方案初期阶段常用的方法，该方法计算速度快，表达直观，可判断出日照结果的趋势，但该方法精度不高，一般地区都不能作为正式的日照结论依据。线上日照分析方法，结果相对精确，部分地区（如温州地区）能够认可其结论。立面等照时线是将日照分析的结果表达在立面上，结合立面的窗位，结果精确直观，如承德地区小区内部就采用此方法。窗报批表的方式（即软件中日照报告）是目前最精确和详细的分析方式，分层分户分窗统计各时间段的日照结果，上海地区早就采用此分析方法并有相应的指导细则，近年其他地区也纷纷效仿，这是可贺的现象。

日照分析的疑难问题

日照分析，在行政管理上要有一个能验证或者证明该项目能够满足日照要求的布局方案和结论文件。而在具体操作中大部分情况下主要的工作量是如何得到一个既能满足规划要求，又能满足日照要求的布局方案。

笔者曾做过的一个上海地区复旦金融创新园项目（如图所示），

东西狭长的用地北侧是高层住宅。经过多次尝试，原先较大的方形主楼体量从东到西不论放在何处，北侧的部分住宅都不能满足日照要求。后经分析，北面的住宅平面有较大的凹凸，形成了一定程度的自遮挡，所以对本地块的条件就较为不利。经权衡，主楼放在了地块的东侧，关键就是怎么在这个情况下，让北侧的住宅能满足规范。分析在主楼原体量的情况下，北侧住宅最不利的14号窗的日照时间段，分析后日照时间是10:35-11：13，因遮挡的原因，该窗的日照时间只能到11：13，所以只能往前增加时间，还好上海只要求冬至日达到一小时，那就求出该窗10:13的定点光线。将原主楼的定点光线以西的部分切除，即可满足北侧住宅的日照要求。

日照的疑难问题有时候还会遇到这样一种情况，在满足建筑面积的情况下，日照分析怎么算都不能满足。这当然可能有各种历史原因，原先的规划就不是很科学，周边先建的地块也尽量利益最大化，未能考虑这个后建地块的合法利益。笔者遇到过河北承德马市街的一个项目就有如此情况（如图所示），

周地块建筑的朝向不好，有自遮挡，原先多层的间距也不够（即使间距正好够，按日照分析的时间也大多是不够的），原先不满足的还不能恶化。这样就本地块的条件就非常苛刻了，因容积率给的较高，需做主楼才能达到。后经天正日照软件中的“方案优化”工具分析生成的包络图才发现，要满足日照要求，根本就做不了主楼。（如图所示）

后来，业主还是要求做足了面积，日照不满足的地方再通过协商补偿。这个事件或者会提醒规划管理部门在审批项目的时候要宏观把控，兼顾各方利益。

在日照分析的计算操作中，需要确定一些参数，任何一个参数不一样，都会导致结果不一样甚至有较大的差别。比如说选择窗中点和满窗，结果能相差一两个小时。像上海等地区对参数的设定都有明确的要求，这样就有据有依，不会出现大的偏差。而不少地方没有相关规定，这样各方计算的时候参数的设定就不一样了，结果也就五花八门了。

虽然现在日照分析软件的算法有了改进，计算时间大大减少，但是当建筑中有一些复杂的体量的时候，尤其是球体，很小的构架等，软件的计算时间就会大大加长，这时候我们可以《建筑日照计算参数标准》（征求意见稿）为参照，对模型可以使用略大于实际形体的几何包络体来替代，也可以简化建模过程和提高工作效率。(如对比图所示)

日照分析所反馈的一些经验总结

笔者在近年建筑设计和日照分析工作中，尝试总结出如下有利于日照的一些经验，望能抛砖引玉：

1，在建筑的单体设计中，应尽量减少自遮挡现象，这与己与人都不利。（如图所示）住宅平面在没有其他建筑遮挡的情况下就已经只剩两三个小时，几乎到了日照的最低要求。这样在小区内部排布的时候就会困难重重，南侧后建的项目也会顾忌重重。

2，建筑布局的时候尽量南向，不要太偏。太偏之后，日照时间也会大幅减少。（如图所示）好在现在有些地方已经开始要求建筑布局不可南向偏角超过45度，这除了减少东西晒，达到节能的目的，对满足日照时间也大为有利。

3，在总图布局中，南低北高，南点北板，南松北密等措施，均能有效的提高日照效果。

4，“梅花状”布局除对空间景观有利外，对日照也很有利，能充分利用山墙端充裕的日照资源。（如图所示）

5，北侧退台式建筑，能够根据高度角，充分利用高度上的空间，达到增加了面积而没有影响到日照。

展望

熟练掌握日照分析方法固然重要，但我们也不能纠缠于技术层面，而要在此基础上总计经验，以指导设计，提高效率，在满足业主的利益情况下更要为使用者的阳光权护航。

参考文献：

[1] 王晓临 段永辉. 城市规划管理中的日照问题浅析.城市规划,2006年第30卷第9期.

[2]  刘琦 王德华. 关于住宅日照标准问题的探讨.建筑设计研究 1003-739X(2008)01-0085-03

[3]《建筑日照计算参数标准》GB/T 50947-2014