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《清華建筑日照分析計算原理講》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、建筑日照的計算機(jī)輔助分析方法介紹軟件研發(fā):清華大學(xué)建筑學(xué)院軟件銷售:杭州水木清華軟件開發(fā)有限公司2012.2.28銷售聯(lián)系電話:0571-88925422/13858049740阮文偉經(jīng)理居住建筑的日照和采光近年來由于我國住房私有化以及國民收入的提高,居住的環(huán)境受到重視。建筑日照、采光是居住區(qū)規(guī)劃的一個重要內(nèi)容,也是近幾年來引發(fā)民事糾紛最多的焦點。日照和采光在建筑物理上是兩個不同的概念,它們的原理和計算方法各不相同?,F(xiàn)代計算機(jī)輔助計算已經(jīng)可以較好地勝任這兩方面的工作。它們將逐步取代過去的人工作圖和諾模圖計算方法。由于目前各學(xué)科技術(shù)
2、發(fā)展的不一致性,建筑設(shè)計人員還不能很好地使用這些近代計算手段。本世紀(jì)初由于世界各國學(xué)界的努力,這種滯后的狀態(tài)將開始得以改變,它將影響現(xiàn)有建筑物理環(huán)境的設(shè)計方法和設(shè)計規(guī)范。居住建筑的日照標(biāo)準(zhǔn)在《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》GB50180-93中存在著兩個標(biāo)準(zhǔn):有效日照時數(shù):按照氣候區(qū)規(guī)定了各類居住建筑具體的日照指標(biāo),即以大寒日或冬至日必須滿足的有效日照時間來表示。這個條文屬于強制性法規(guī)。有效日照時間已經(jīng)成為法律上的標(biāo)準(zhǔn)。在日照民事糾紛中以此進(jìn)行補償。(此條為強制性法規(guī)條文)日照間距系數(shù):現(xiàn)行規(guī)范中列出了建筑物必須滿足的日照間距.它是作為
3、設(shè)計的參照標(biāo)準(zhǔn).日照間距系數(shù)表是90年代初期根據(jù)當(dāng)時一般的建筑形式測算的,它已經(jīng)不能適用于當(dāng)前城市居住區(qū)多種多樣的建筑形式。(此條為推薦指標(biāo))由于這兩個標(biāo)準(zhǔn)分別采用了時間和空間兩個不同的物理參數(shù),因此在許多場合它們并不統(tǒng)一。就北京市來說,間距系數(shù)是依據(jù)大寒日制訂的,對于南北向排列的建筑物它為1.70。與它對應(yīng)的太陽高度角為31度,遠(yuǎn)大于北京冬至日正午的太陽高度角26.5度。居住建筑的采光建筑采光(daylight)在我國規(guī)范中直接用采光系數(shù)描述,規(guī)范中沒有關(guān)于相鄰建筑物遮蔽采光的具體規(guī)定。目前國內(nèi)關(guān)于采光遮擋還沒有立法,只能從建筑
4、物的間距上加以限定。目前我院在HP工作站上使用引進(jìn)的Radiance程序可以較好地計算相臨建筑物對采光的遮擋效應(yīng)。這種手段難于被一般的建筑設(shè)計人員掌握。因此目前還不能定量地處理建筑采光遮蔽民事糾紛,在處理此類糾紛時,一定要向當(dāng)事人詳細(xì)告知上述原因。我們已經(jīng)作了許多模擬計算,足以對北京地區(qū)現(xiàn)在流行的住宅單元形式中“間接采光的起居室”以及一梯多戶的“抽槽”做出斷論。但是無論是房地產(chǎn)商或設(shè)計方大都不愿意承認(rèn)和考慮這樣的事實。建筑日照分析的常用手段建筑日照計算在上世紀(jì)上半葉主要采用兩類方法:正日影圖、棒影圖、瞬時陰影圖及影子信封縮尺模型分
5、析(日規(guī)儀)上世紀(jì)80年代開使國外采用計算機(jī)輔助分析方法采用計算機(jī)繪制陰影圖及日照等時線圖對已建成的建筑物,為了避免收集圖紙或現(xiàn)場測繪的困難。只要在現(xiàn)場拍攝天際線照片,然后采用計算機(jī)加以分析的方法來解決。由于天體運動是按照精確規(guī)律,所以現(xiàn)行的解析算法可以保證日照計算結(jié)果達(dá)到預(yù)定的精度,例如1.00E-5小時。采用這種算法的程序可以滿足日照民事糾紛中的測算要求。采用其它方法的日照軟件只能達(dá)到5%左右的精度,不能用于上述測算中。建筑日照分析常見的問題日照間距系數(shù)不能用于如下場合單幢建筑物縱向長度過長的情況如六層樓長度超過50米多幢建筑
6、物混合遮蔽的場合小區(qū)中存在著超高建筑物我國個別城市規(guī)劃部門過去確定的日照間距系數(shù)過低如北緯39度日照間距系數(shù)下限取1.20。這種做法加大了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和補償標(biāo)準(zhǔn)之間的不一致性,使得批審?fù)ㄟ^的大量工程引發(fā)與周圍鄰里的日照糾紛。建筑日照分析的誤區(qū)設(shè)計者簡單地采用按圖面測量建筑之間的距離,計算間距系數(shù)容易導(dǎo)致失誤。這種失誤表示在如下的方面:縱向長度超過50米時,后排建筑首層不能滿足日照要求。按間距系數(shù)來設(shè)計建筑物退臺直接導(dǎo)致繆誤條形住宅和點式住宅混排時間距系數(shù)無從依據(jù),也不能反映出日影線的攝動現(xiàn)象特種體形的建筑物間距系數(shù)無從依據(jù)。一、二期建
7、筑日照資源分配的不平衡。如果不采用棒影圖分析或借助計算機(jī)計算,設(shè)計者往往心中無數(shù),甚至不知道錯誤已經(jīng)發(fā)生。建筑日照手工作圖分析的局限性日照間距系數(shù)只能用于建筑布置嚴(yán)格附合制表時測算條件的場合,不能用于復(fù)雜的布置場合,單體建筑物的日照等值線場不可以簡單線性疊加.對于不同朝向的日照計算,由于存在太陽光對墻面的入射角的關(guān)系,使用棒影圖已經(jīng)不能精確求解。居住區(qū)眾多點式和條式住宅混合形成的日照等值線場存在著日照等值線的攝動現(xiàn)象,這種現(xiàn)象是不能用間距系數(shù)來描述的。除了使用棒影圖方法外,只有采用計算機(jī)分析才能完成.簡單地從圖紙上量取間距系數(shù)是極
8、不可靠的方法,它導(dǎo)致失誤,在方案后期發(fā)現(xiàn)的問題將給設(shè)計單位和甲方造成直接經(jīng)濟(jì)損失。傳統(tǒng)的人工作圖方法難于在規(guī)劃設(shè)計中對居住區(qū)日照進(jìn)行優(yōu)化,難于對復(fù)雜布置的建筑環(huán)境做多個節(jié)氣的綜合分析。并且無法從能源角度進(jìn)行更深入的研究。計算機(jī)輔助建筑日照分析方法勢