文档介绍：哈尔滨市高层住区太阳辐射动态分析及评价陆明陈书欣邢军【摘要】太阳辐射获得量的多少直接影响建筑群体的太阳能利用效率,进而影响城市住区的节能, 对其进行模拟研究是十分必要的。本文通过对哈尔滨市近六年新建住区的相关资料进行调研整理,选取三种高层住区布局模式的典型形式,运用Ecotect光环境模拟软件和SPSS统计分析软件,对高层住区不同布局模式的太阳辐射获得量进行模拟分析,归纳总结了每种住宅布局模式各个立面的四季太阳辐射分布特点, 并对不同模式建筑的太阳辐射最优立面和最优季节进行比较分析,得出最优的太阳辐射利用位置点和位置区间,并进一步对比分析,从立面和季节两个角度出发,总结了太阳辐射的较优利用布局模式。研究成果可为城市建筑群体节能方面提供数据依据,为大数据在城市住区规划中的应用提供基础性的研究依据。【关键词】哈尔滨;高层住区;太阳辐射获得量;最优利用位置 《中国城市发展报告(2012)》称,我国已结束以乡村型社会为主体的时代,开始进入以城市型社会为主体的新的城市时代。[1]城市时代的到来对能源的利用提出了更大的考验,如何更合理有效地利用现有资源,达到城市更长足的发展,已越来越得到人们的关注。城市时代的有效发展离不开智能城市的建设,智能城市的建设离不开智能建筑,因此,智能建筑在能源紧缺的时代,是一种能源使用的革命,而大数据在这场革命中将占重要位置,为城市群体建筑节能建设大数据提供基础性的数据研究也就显得十分重要。传统的发展模式造成的能源短缺、环境污染和温室效应等城市环境问题已经日益明显和加重,新型能源的利用为解决城市生活现有的困境提供了出路,其中,最廉价清洁的可再生能源——太阳能资源成为最受关注的新型能源,太阳能的利用自然从研究和实践上得到发展。与城市建筑相关的可持续发展理念有绿色建筑、生态城市、低碳城市等,建筑领域的太阳能利用已得到广泛的关注。1999年召开的世界太阳能大会明确提出,当代太阳能科技发展的两大趋势:一是光与电的结合,二是太阳能与建筑的结合[2]。在太阳能建筑研究中,不论是被动式利用还是主动式利用,太阳能利用的最根本条件是建筑物必须充分暴露在阳光下,保证一定数量的太阳辐射获得量。随着我国进入城市时代,大城市人口集中,用地紧张, 城市建筑密度逐年加大,致使大量建筑物受到严重的阴影遮挡而难以得到充分的太阳辐射, 很多太阳能技术因此无法获得预期的收益,高密度的城市布局与太阳能利用之间的矛盾日益加重。国外研究成果表明,城市规划布局对太阳辐射的获得量影响很大,不同的规划布局形态影响建筑单体之间的相互遮挡,可使建筑表面获得的太阳辐射总量变化范围高达20%~ 80% [3]。可见,城市中建筑群体的规划布局会对太阳能高效利用产生直接的影响。本文以哈尔滨市近六年新建的高层住区为研究对象,对比分析住宅建筑外立面的太阳辐射获得量情况,可为地方相关法规的完善和基础性研究提供基本参考依据,同时,在太阳辐射领域的研究上,注意与国外的相关研究方法接轨,对构建低碳、健康、环保、节能的住区生活环境有着积极的意义。研究成果可为城市建筑群体节能方面提供数据依据,为大数据在城市住区规划中的应用提供基础性的研究依据。 哈尔滨的太阳辐射基本情况黑龙江省在太阳能资源分布上位于资源可利用区,年日照时数为2300-2800小时,每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为4150~5850MJ,具有发展太阳能技术的潜力与必要性。但太阳辐射总量在全国处于中等水平,因此在太阳能利用过程中保证太阳辐射的高获得量和高效利用则显得更为重要。根据中国气象局公布的太阳能资源丰富程度等级评估标准,哈尔滨近五十年年总福射平均值为4718. 7MJ/m%属于太阳能辖射资源丰富区,比较适合太阳能资源的综合开发利用[4]。太阳辐射经过大气削弱之后到达地面,入射到建筑立面的太阳辐射包括直接辐射和散射辐射两部分,本文用建筑立面上获得的这两部分太阳辐射的总和(单位:Wh)来界定太阳辐射获得量的大小。 布局模式及模拟对象的选定对哈尔滨市68个近六年建设完成的多层、高层和多、高层混合的居住区进行调研,利用SPSS统计分析软件进行归纳总结、对比分析。确定选取18F平行行列式作为基本平面布局模式,从层数方面考虑,将频数最大的30F作为改进高度,从布局模式方面考虑,将频数最大的错列行列式布局模式作为改进模式,则改进的模拟研究对象为30F平行行列式和18F 错列行列式两种平面布局模式,三种布局模式具体情况,详见图1。其中,住宅建筑的单体面宽定为60米,进深定为15米,层高定为3米; 米,建筑山墙间距为20米,如图a ;30F平行行列式的建筑纵墙间距为108米,建筑山墙间距为20米,如图b ;18F错列行列式的建筑