清华建筑日照分析计算原理讲稿.pptx

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居住建筑的日照照和采光
近年来由于我国国住房私有化以以及国民收入的的提高,居住的的环境受到重视视。建筑日照、、采光是居住区区规划的一个重重要内容,也是是近几年来引发发民事纠纷最多多的焦点。
日照和采光在建建筑物理上是两两个不同的概念念,它们的原理理和计算方法各各不相同。现代代计算机辅助计计算已经可以较较好地胜任这两两方面的工作。。它们将逐步取取代过去的人工工作图和诺模图图计算方法。
由于目前各学科科技术发展的不不一致性,建筑筑设计人员还不不能很好地使用用这些近代计算算手段。本世纪纪初由于世界各各国学界的努力力,这种滞后的的状态将开始得得以改变,它将将影响现有建筑筑物理环境的设设计方法和设计计规范。
居住建筑的日照照标准
在《城市居住区规划划设计规范》GB50180-93中存在着两个标标准:
有效日照时数:按照气候区规定定了各类居住建建筑具体的日照照指标,即以大大寒日或冬至日日必须满足的有有效日照时间来来表示。这个条条文属于强制性性法规。有效日日照时间已经成成为法律上的标标准。在日照民民事纠纷中以此此进行补偿。(此条为强制性性法规条文)
日照间距系数:,,它已经不能适适用于当前城市市居住区多种多多样的建筑形式式。(此条为推推荐指标)
由于这两个标准准分别采用了时时间和空间两个个不同的物理参参数,因此在许多场合合它们并不统一一。就北京市市来说,间距系数是依据据大寒日制订的的,。与它对应的太太阳高度角为31度,。
居住建筑的采光光
建筑采光(daylight)在我国规范中直直接用采光系数数描述,规范中中没有关于相邻邻建筑物遮蔽采采光的具体规定定。目前国内关关于采光遮挡还还没有立法,只只能从建筑物的的间距上加以限限定。
目前我院在HP工作站上使用引引进的Radiance程序可以较好地地计算相临建筑筑物对采光的遮遮挡效应。这种种手段难于被一一般的建筑设计计人员掌握。
因此目前还不能能定量地处理建建筑采光遮蔽民民事纠纷,在处处理此类纠纷时时,一定要向当当事人详细告知知上述原因。
我们已经作了许许多模拟计算,,足以对北京地地区现在流行的的住宅单元形式式中“间接采光光的起居室”以以及一梯多户的的“抽槽”做出出断论。但是无无论是房地产商商或设计方大都都不愿意承认和和考虑这样的事事实。
建筑日照分析的的常用手段
建筑日照计算在在上世纪上半叶叶主要采用两类类方法:
正日影图、棒影影图、瞬时阴影影图及影子信封封
缩尺模型分析(日规仪)
上世纪80年代开使国外采采用计算机辅助助分析方法
采用计算机绘制制阴影图及日照照等时线图
对已建成的建筑筑物,为了避免免收集图纸或现现场测绘的困难难。只要在现场场拍摄天际线照照片,然后采用用计算机加以分分析的方法来解解决。
由于天体运动是是按照精确规律律,所以现行的的解析算法可以保证日照计计算结果达到预预定的精度,-5小时。采用这种种算法的程序可可以满足日照民民事纠纷中的测测算要求。采用其它方法的的日照软件只能能达到5%左右的精度,不不能用于上述测测算中。
建筑日照分析常常见的问题
日照间距系数不不能用于如下场场合
单幢建筑物纵向向长度过长的情情况
如六层楼长度超超过50米
多幢建筑物混合合遮蔽的场合
小区中存在着超超高建筑物
我国个别城市规规划部门过去确确定的日照间距距系数过低
。这种做法加大大了设计标准和和补偿标准之间间的不一致性,,使得批审通过过的大量工程引引发与周围邻里里的日照纠纷。。
建筑日照分析的的误区
设计者简单地采采用按图面测量量建筑之间的距距离,计算间距距系数容易导致致失误。这种失失误表示在如下下的方面:
纵向长度超过50米时,后排建筑筑首层不能满足足日照要求。
按间距系数来设设计建筑物退台台直接导致缪误误
条形住宅和点式式住宅混排时间间距系数无从依依据,也不能反反映出日影线的的摄动现象
特种体形的建筑筑物间距系数无无从依据。
一、二期建筑日日照资源分配的的不平衡。
如果不采用棒影影图分析或借助助计算机计算,,设计者往往心心中无数,甚至至不知道错误已已经发生。
建筑日照手工作作图分析的局限限性
日照间距系数只只能用于建筑布布置严格附合制制表时测算条件件的场合,不能能用于复杂的布布置场合,,由于存在在太阳光对墙墙面的入射角角的关系,使使用棒影图已已经不能精确确求解。
居住区众多点点式和条式住住宅混合形成成的日照等值值线场存在着着日照等值线的的摄动现象,这种现象是是不能用间距距系数来描述述的。除了使使用棒影图方方法外,,它导致失误,,在方案后期期发现的问题题将给设计单单位和甲方造造成直接经济济损失。
传统的人工作作图方法难于于在规划设计计中对居住区区日照进行优优化,难于对对复杂布置的的建筑环境做做多个节气的的综合分析。。并且无法从从能源角度进进行更深入的的研究。
计算机辅助建建筑日照分析析方法势在必必行,2002年新版规范明明确指出对于于建筑物复杂杂布置的场合合必须进行测测算。希望各各地的规划管管理部门引起起重视。
计算机辅助建建筑日照分析析的重要意义义
法院在日照民民事诉讼的责责任认定中,作为仲裁的依依据只能根据据窗口实际接接受的有效日日照时间,间距系数不不能作为依据据。由于现场场观察受天气气条件约束,,指定日期常常常无法进行行。因此模拟拟分析手段占占有重要的一一席。
计算算机机辅辅助助日日照照计计算算中中,太阳阳被被简简化化为为理理论论上上的的点点光光源源,影子子边边界界明明确确,所以以精精度度可可达达10-5小时时,而现现场场实实际际观观察察时时,由于于太太阳阳影影子子边边界界存存在在着着过过渡渡区区域域,目察察精精度度根根本本无无法法达达到到这这个个量量级级。。
小区区方方案案初初期期阶阶段段必必须须进进行行快快速速可可靠靠的的日日照照分分析析。。计计算算机机辅辅助助建建筑筑日日照照分分析析可可以以提提供供多多种种实实时时交交互互分分析析手手段段;;对对于于规规划划建建筑筑的的容容积积形形体体,,计计算算机机辅辅助助分分析析提提供供了了交交互互方方式式的的优优化化工工具具-返回光线线切割器器,以及全全自动的的优化方方法-容积极限限遗传算算法。
使用计算算机辅助助分析,,可以同同时计算算出太阳阳对照射射面的直直接辐射射热和天天空的散散射热,,对建筑筑能耗的的计算有有着直接接的帮助助。
建筑日照照的基本本原理