文档介绍：清华建筑日照软件使用手册
1
2
清华建筑日照软件使用手册
一. 前言
二十世纪九十年代初浮现物理环境分析软件大都在UNIX工作站上
运营，其中以Radiance较为知名。近十年来随着微型计算机硬件和操作系
统进步，人们开始注意到对于普通设计人员来说使用这些大型科学计
算软件不太以便，有时会发生困难。因而国际上不少大学研究人员开始
解决这个矛盾，使得当前流行CAD平台能和这些先进分析软件连接。使
得在微型计算机上也能较好地实现建筑物理环境模仿。其中以美国柏
克利大学和卡耐基梅隆大学研究较为突出。并获得明显效果，已经实
现了从AutoCAD软件和声、光、热、气流等计算软件接口。开始受到设
计界注重。此时国内建筑和土木工程软件开发人员正在埋头开发构造
计算程序和建筑施工图程序，对建筑物理环境辅助分析投入和关注甚
少。建筑物理环境研究人员对课题研究投入多，对实用技术研发上做
得很少。
随着国内经济发展，建筑设计原则提高，居住环境愈来愈受到人
们注重，建筑物理环境辅助分析和设计软件开发开始受到注重。为了
适应国内经济发展，起建设部修编了大量设计规范，这是非常
重要工作。然而对于某些与环境设计有关法规条文，咱们几乎拿不出
与其较好配合实用环境分析计算软件。这种状况迫切需要予以变化。
研制有关软件成为工程软件开发人员新热点，必要使用当前最新科
学计算办法和软件技术，从主线上推动设计技术进步。
建筑日照是建筑物理环境一种十分重要构成部份。远在二十世纪
四十年代，建筑设计人员就广泛地使用作图法来计算日照。这些办法有日
影图、棒影图和影子迭合图，以及使用日规仪对建筑模型进行日影测试。
这些办法始终沿用到今日。上世纪80年代末，国外已经开始采用计算机对
日影、遮阳以及辐射热进行辅助分析。但是由于国内建筑科学应用软件开
发滞后，直到当前许多设计单位还在使用耗时耗工棒影图和日影图
手工作图办法。特别在《都市居住区规划设计规范 GB 50180-93》推出日
照间距系数表后，诸多设计人员就摔掉常规图解办法，干脆完全依托
日照间距系数来布置建筑物。
国内国土辽阔，南北跨越纬度数大。规范规定设计原则-日照间
距系数是按照大寒日指标拟定，属于推荐指标。实际日照时间限定是
作为强制性法规执行。国内北方多数都市，如北京来说，都市规划管
理部门前执行地办法规采用以冬至日有效日照时数为原则。由于
两者分别采用空间和时间两种不同尺度，它们之间存在着不协调情
况。在国内高纬度地区，既有间距系数指标和日照补偿界限之间矛盾
更为突出。
对于当前居住社区复杂建筑布置环境，实际建筑布置经常不符合
90年代制表测算时建筑形式，因而简朴地按间距系数布置建筑经常导致
失误，导致方案不能通过审批，给业主和设计单位带来时间和人力损
失。在居住区规划和日照民事纠纷责任认定中，为了维护法律公正，必
须精准地计算窗口实际日照时间。
国内过去开发CAAD软件大多不能计算日影遮蔽时间，有软件只
是简朴地用计算机模仿过去手工图解办法或者采用瞬时阴影迭合算法
计算精度和速度达不到规定。国外某些建筑软件虽有生成建筑物指定期
刻瞬时日影和日照动画功能，却不能记录有效日照时间，不能符合国内
都市居住区规划设计规范条件规定。
当前迫切需要能迅速精准进行日照计算和分析软件。清华大学建筑
学院CAAD教研室王 诂自1996年起通过近年努力终于在1999年正式推出
。该软件使用AutoCADObjectARX 技术开发，可以
在挂靠在AutoCAD软件上运营。它向顾客提供了各种日照分析手段。其中
涉及“天空图法”、“日照圆锥面法”、“日照等时线”、“返回光线
法”、“逆日影法”及“极限容积”1 [注]六种办法。这些办法中许多
技术实现是清华原创，国内从未见报道。这些办法可以对单栋建筑或建筑
群体作全面日照分析，可以解决复杂建筑形式和布局，能预测规划地
段极限容积形体和容积率。程序中采用了计算机图形学中解析计算方
[注]其中“逆日影法”是编者 1997 年提出，见《CAADRIA1997 论文集》，“极
限容积”算法是编者在 年提出。
清华建筑日照软件使用手册
3
4
清华建筑日照软件使用手册
法、动态搜索办法和遗传算法，并对计算过程进行了加速解决，较好地提
高了日照分析速度和精度。它取代了过去老式作图办法，成为国内最
先进日照分析软件，使国内建筑日照辅助分析技术为之一新。
该程序完全按照国内规范规定编制。考虑了此后规范发展和各地区
地办法规特殊规定。顾客可以在AutoCAD 中建模或直接采用其他建筑
软件建筑设计图纸文献进行计算，计算成果可