浅析日照分析对住宅区规划设计的影响及对策
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浅析日照分析对住宅区规划设计的影响及对策
作者:陈爱春 王兴军
来源:《建筑工程技术与设计》2014年第21期
【摘要】文章简要介绍了计算机日照软件的原理及特点,总结了通过日照分析优化方案的常用方法,并指出了因日照分析软件的应用而衍生的设计问题,最后针对这些问题提出了相关建议。
【关键词 】住宅;日照间距;日照分析
据统计,近年我国每年新增建筑面积高达20亿平方米,其中住宅建筑面积占总建筑面积的70%以上,成为我国的建筑主体。住宅类建筑区别于其他公共建筑的重要特点之一是其对于日照的特殊需求,而设计中一般通过控制建筑日照间距方式来满足这种要求。
1.住宅建筑日照分析
《城市居住区规划设计规范》 GB50180-93 (2002年版) 和 《住宅设计规范》GB50096-2011(2011年版)对于我国不同地区不同情况的住宅日照时数和时段有详细规定(详见规范)。为了满足日照要求,早期通过日照间距系数控制建筑间距,现在则通过更加精确的计算机日照分析来辅助设计。
1.1日照间距系数
日照间距系数为根据日照标准确定的房屋间距与遮挡房屋檐高的比值。遮挡建筑高度与日照间距系数的乘积则为最小日照间距。我国每个地区都依据国家相关规范制定了本地区的建筑日照间距系数,能较好的适用于接近正南朝向的较为规整的板式建筑的间距计算。但是大量的高层点式住宅及其他不规则住宅形体则很难通过日照间距系数的方法来控制合理的建筑间距,日照间距系数计算方法的不足之处逐渐凸显出来。
1.2计算机日照分析
进入本世纪来,随着计算机日照分析软件的深入研发和市场普及,日照分析软件逐渐取代了系数计算法,被广泛的应用于住宅区的规划设计中。计算机建筑日照分析的原理是根据建筑所在的地点、节气和时间来确定纬度、赤纬、时差和时角等参数,以基本计算公式进行太阳位置计算,获得太阳高度角、太阳方位角等值,然后通过投影原理计算阴影轮廓或用光线返回法判断某个位置是否被遮挡。日照分析软件建立了完整的地球与太阳的数学模型,从几何和光学的角度利用计算机进行大量的数学计算从根本上解决了物体的阴影和影响的关系。可以准确地龙源期刊网
分析出任意地点、任意时间的建筑物的日照详细情况,并提供准确可观的计算数据,便于项目的规划审批。计算机日照分析因其具有计算更加精准,适用性更强,方便快捷等优点,而被普遍应用。
2.日照分析在方案优化中的常用方法
目前市场上在进行住宅区规划设计时,往往是先做好概念规划设计方案,然后进行日照分析再调整前期规划方案。方案调整的宗旨是保证前期的规划理念,优化建筑间距,使建筑面积最大化。常采用的调整方法有:
(1)板式与点式结合,错列布置
板式住宅的户型规整,通风采光条件较好,但是阴影影响面积大,因此板式面宽不宜超过三个单元,否则阴影范围过大;点式住宅虽然户型没有板式优质,但是体量小、占地少,阴影移动快,遮挡影响面积小。两者结合错列布置,不但容易通过日照设计,而且有利提高土地利用率,活跃居住区空间设计。
(2)建筑朝向倾斜一定角度
住宅朝向也是影响住宅日照的重要因素,对于我国大部分地区而言南向是最佳朝向。大量实验和实践证明建筑倾斜一定角度更容易通过日照要求,但是倾斜角度的选择不宜过大以保证良好朝向的要求,因此倾斜角度应控制在南向偏东或者偏西15°内。
(3)减少层数或者降低层高
当建筑间距因其他因素已经确定不可改变时,对于遮挡建筑可以通过减少建筑层数的方法降低建筑高度,但是减少层数不宜过多,以1-2层为宜,以保证小区规划设计的完整性和统一性;另一种方法就是可以适当减低层高,但为满足居住的舒适性,建筑结构层高不宜小于2.8米。
(4)底层架空或顶层退台
当底层局部不能满足日照要求时,可以通过被遮挡建筑底层局部架空或者遮挡建筑顶层退台的方式微调。底层架空可以丰富居住区内的室外环境,增强环境通透性和联系性;顶层退台可以丰富建筑立面,有助于提高建筑品质。
(5)单元后退
板式住宅面宽较大,往往其中某个单元较难满足日照要求,可以向后推移该单元一定距离来达到要求;作为遮挡建筑,在保证自身日照要求的前提下也可以前移该遮挡单元,以减少阴龙源期刊网
影遮挡。单元前后移动后,形成了富于变化的立面,也增强了室外空间的开敞闭合的效果,削弱了板式建筑的单调感。
(6)改变个别户型的进深或者面宽,此方法作为特例或者微调使用,但是不常用,效果一般。
3.日照分析而衍生的设计问题
住宅规划设计在通过日照分析后,会产生新的变化,甚至对方案产生了很多不良影响,归纳总结如下:
(1)前期规划概念模糊。设计中因为经验不足,虽然早期提出了较好规划理念并进行的规划设计,但是后期日照分析时却很难满足日照要求,在进行较大的调整之后会发现原来的设计理念荡然无存,最后的规划方案成了被日照设计牵制的空洞无章的设计。
(2)不能保证最佳朝向也是常见的问题,甚至形成了东西朝向的户型。
(3)各单体建筑前后左右对位不佳影响住宅区内景观和道路设计。表现为道路转折较多,景观绿化设计不均衡等现象。
(4)后退单元的通风效果不佳。板式住宅向北推移的后退单元,受相错位的侧面单元的遮挡,其室内通风会受到一定影响,特别是主卧室的通风影响较大。
(5)个别户型使用不便。底层局部架空、顶层退台和改变常规进深面宽而形成的特殊户型,往往利用率低,使用不便。
4.建议
住宅项目的规划设计离不开开发商的前期定位和规划审批部门的审批,因此对于住宅区的定位要准确,眼光要长远,切不可唯面积论。对于设计者而言,一定经验先行,保证规划概念的可实施性,且注重考虑微环境的设计特别是通风这种关切到住户的切实感受的问题,因此单元间前后错位不宜过大,应进行通风补偿设计。
总之,计算机日照分析是辅助我们设计的重要软件,虽然也不乏很多直接用日照分析做出建筑实例,但绝对不能成为控制住宅区规划设计的决定因素。
参考文献
[1]王佳莹 . 哈尔滨高层住宅日照分析研究[D] .哈尔滨工业大学硕士论文 2009.12
[2]胡仁禄 ,周燕珉 . 居住建筑设计原理(第二版)[M]. 中国工业建筑出版社2011. 12 龙源期刊网
[3]王会一,姜立 . 建筑日照方案优化调整中的工具和思路[J] . 土木建筑工程信息技术,2014.02