建筑日照计算参数标准.ppt

洛阳众智软件有限公司 2014年8月,建筑日照 计算参数标准解析,本标准根据住房和城乡建设部关于印发的通知（建标2007 125号）编制。,主要内容,本标准的主要技术内容是：术语、数据要求、建模要求、计算参数与方法、计算结果与误差控制。,主要内容,规范条文 术语 数据要求 建模要求 计算参数与方法 计算结果与误差控制,第一部分 规范条文,一、规范条文,1.1 中华人民共和国物权法 2007年3月16日第十届全国人民代表大会第五次会议通过。 第七章 相邻关系 第八十九条 建造建筑物，不得违反国家有关工程建设标准，妨碍相邻建筑物的通风、采光和日照。,一、规范条文,表5.0.2-1 住宅建筑日照标准,底层窗台面是指距室内地平0.9m高的外墙位置。,1.2 城市居住区规划设计规范GB50180-93 2002,一、规范条文,1.2 城市居住区规划设计规范GB50180-93 2002,一、规范条文,5.0.2.1 住宅日照标准应符合表5.0.2-1规定，对于特定情况还应符合下列规定： 老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准； 在原设计建筑外增加任何设施不应使相邻住宅原有日照标准降低； 旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1小时的标准。,1.2 城市居住区规划设计规范GB50180-93 2002,一、规范条文,附表A.0.3 公共服务设施各项目的设置规定,1.2 城市居住区规划设计规范GB50180-93 2002,一、规范条文,7.0.4.1 中心绿地的设置应符合下列规定： (5)组团绿地的设置应满足有不少于1/3的绿地面积在标准的建筑日照阴影线范围之外的要求，并便于设置儿童游戏设施和适于成人游憩活动。,1.2 城市居住区规划设计规范GB50180-93 2002,一、规范条文,一、规范条文,1.3 住宅设计规范 GB50096-2011 5.1.1 住宅应按套型设计，每套住宅应设卧室、起居室（厅）、厨房和卫生间等基本功能空间。 7.1.1 每套住宅至少应有一个居住空间能获得冬季日照。 7.1.2 需要获得冬季日照的居住空间的窗洞开口宽度不应小于0.6m。,一、规范条文,1.4 住宅建筑规范 GB50368-2005 4.1.1 住宅日照标准应符合表4.1.1的规定；对于特定情况还应符合下列规定： 老年人住宅不应低于冬至日日照2h的标准； 旧区改建的项目内新建住宅日照标准可酌情降低，但不应低于大寒日日照1h的标准。 7.2.1 住宅应充分利用外部环境提供的日照条件每套住宅至少应有一个居住空间能获得冬季日照。,一、规范条文,1.5 民用建筑设计通则 GB50352一2005 5.1.3 建筑日照标准应符合下列要求： 每套住宅至少应有一个居住空间获得日照，该日照标准应符合现行国家标准城市居住区规划设计规范GB 50180有关规定； 宿舍半数以上的居室，应能获得同住宅居住空间相等的日照标准； 托儿所、幼儿园的主要生活用房，应能获得冬至日不小于3h的日照标准； 老年人住宅、残疾人住宅的卧室、起居室，医院、疗养院半数以上的病房和疗养室，中小学半数以上的教室应能获得冬至日不小于2h的日照标准。,一、规范条文,1.6 老年人居住建筑设计标准GBT50340-2003,3.2.6 老年人居住用房应布置在采光通风好的地段，应保证主要居室有良好的朝向，冬至日满窗日照不宜小于2小时。,一、规范条文,1.7 托儿所、幼儿园建筑设计规范JGJ 3987 第3.1.7条 托儿所、幼儿园的生活用房应布置在当地最好日照方位，并满足冬至日底层满窗日照不少于3h（小时）的要求，温暖地区、炎热地区的生活用房应避免朝西，否则应设遮阳设施。 1.8 宿舍建筑设计规范 JGJ36-2005 4.1.3 宿舍半数以上居室应有良好朝向，并应具有住宅居室相同的日照标准。,第二部分 术语,二、术语,2.0.1 真太阳时local apparent times 太阳连续两次经过当地观测点的上中天（正午12时，即当地当日太阳高度角最高之时）的时间间隔为1真太阳日，1真太阳日分为24真太阳时，也称当地正午时间。,日照软件中，太阳位置的计算采用的是真太阳时。,2.0.2 建筑日照 sunlight on buildings 太阳光直接照射到建筑物（场地）上的状况。,二、术语,2.0.3 日照标准日 reference day of sunlight assessment 用来测定和衡量建筑日照时数的特定日期。,二、术语,2.0.5 日照时间计算起点 reference position for sunlight assessment 为规范建筑日照时间计算所规定的建筑物（场地）上的计算位置。,2.0.4 有效日照时间带period of effective sunlight 根据日照标准日的太阳方位角及高度角、太阳辐射强度和室内日照状况等条件确定的时间区段，用真太阳时表示。,二、术语,2.0.6 日照时数 sunlight duration time 在有效日照时间带内，建筑物（场地）计算起点位置获得日照的连续时间值或各时间段的累加值。,2.0.7 建筑日照标准 standard of sunlight on buildings 根据建筑物（场地）所处的气候区、城市规模和建筑物（场地）的使用性质确定的，在日照标准日的有效日照时间带内阳光应直接照射到建筑物（场地）上的最低日照时数。,2.0.8 日照基准年 reference year of sunlight assessment 建筑日照计算中所采用的相关太阳数据的取值年份。,二、术语,规范条文说明5.0.1中说明了考虑方向，综合各方面因素，认为以公元2001年为日照基准年较为科学与合理。 主要是根据历年的天文年历资料，从天文学标准历元和太阳赤纬角的因素来考虑确定的。,二、术语,2.0.9 遮挡建筑 obstructive buildings 在有效日照时间带内，对现状和拟建建筑（场地）的日照产生影响的已建和拟建建（构）筑物。,2.0.10 被遮挡建筑（场地）buildings(site) being overshadowed 在有效日照时间带内，日照受已建和拟建建（构）筑物影响的已建和拟建建筑（场地）。,二、术语,2.0.11 建模 modeling 为计算建筑日照，对地形、遮挡建筑、被遮挡建筑建立几何模型并确立空间位置关系的工作。,第三部分 数据要求,三、数据要求,3.0.1 在进行建筑日照计算前，应对数据资料进行整理，包括确定日照计算范围、收集相关数据、对数据进行处理。所采用的数据应符合相关测量和设计标准规范中有关精度的规定。,三、数据要求,3.0.2 日照计算范围的确定应兼顾实际遮挡情况、可操作性及相关利害人的要求，按下列步骤进行：,1、首先应根据主要遮挡建筑的实际遮挡范围，综合考虑各种因素，确定被遮挡建筑（场地）的计算范围；,2、再考虑周边其他建筑对被遮挡建筑（场地）的叠加影响，合理确定遮挡建筑的计算范围。,最符合实际的做法，是采用遮挡建筑在有效时间带的日照阴影覆盖区域作为被遮挡建筑的范围。,三、数据要求,遮挡范围的确定,使用建筑遮挡分析，以表格的形式，显示建筑之间的遮挡关系。,三、数据要求,遮挡范围的确定,这种方式符合实际，绝对公正，但在高层建筑密集的城市中，产生日照遮挡的建筑数量多、范围大，数据收集工作难度很大，计算与审批效率很低，而距离较远的高层建筑虽然构成了实际遮挡，但是阴影移动速度较快，对居民的心理影响相对比较小。在这种情况下，计算范围就需要结合不同地区地理气候需求、规划管理需求、日照质量等因素进行裁量和缩减。,三、数据要求,遮挡范围的确定,1、大寒分析的有效日照时间带为08:00-16:00，而08:00-09:00，15:00-16:00这两段时间内阴影距离大同时变化范围也大，但是影响小，质量差，因此忽略，以09:00-15:00做为有效日照时间带，计算日照阴影覆盖区域。,目前使用的裁量计算方式有以下几种。,三、数据要求,遮挡范围的确定,2、根据拟建建筑的高度，以其高度的倍数为半径，作出扇形的日照阴影范围，倍数的确定可考虑当地100米建筑正午的影长率。,三、数据要求,遮挡范围的确定,摘自日照分析规划管理暂行办法沪规法2004302号,3、根据拟建建筑的高度，以其高度的不同倍数确定南北、东西距离，围合形成日照阴影范围。,三、数据要求,遮挡范围的确定,摘自南京市高层建筑日照分析控制管理规定宁政发2009259号,3.0.3 在确定日照计算范围时还应根据详细规划或规划条件，对尚未建设或将改建的相邻地块进行评估。,三、数据要求,三、数据要求,3.0.4 数据来源选取宜根据工程建设阶段，按表3.0.4的规定确定。,表3.0.4数据来源选取顺序表,注：1、表示优先选用的次序，当计算对象处于不同的建设 阶段时，分别选取对应的数据来源。 2、实测图应由具有测量资质的机构按照国家有关标准规范测绘。,三、数据要求,3.0.5 建筑日照计算的数据内容应符合表3.0.5的规定。,表3.0.5 日照计算应包括的数据,三、数据要求,地 形：地表轮廓数据,三、数据要求,总平图：建、构筑物的平面定位，竖向设计高程，有日照要 求的场地边界位置。,三、数据要求,总平图：建、构筑物的平面定位，竖向设计高程，有日照要 求的场地边界位置。,三、数据要求,单体图：建、构筑物外轮廓，有日照要求建筑的户型与窗户定位（如果计算需要），有日照要求的首层室内地坪高程。,三、数据要求,3.0.5 建筑日照计算应采用计算机图形文件，纸质资料应转换为计算机图形文件，转换后的计算机图形文件应进行校正。,纸质资料转换成的计算机图形文件可能会不包含坐标信息或与坐标信息不符。因此，对转换后的数据进行校正是日照计算必须的工作步骤。,第四部分 建模要求,四、建模要求,4.0.1 在日照计算时应根据所获得的数据建立几何模型，模型的内容应包括计算范围内的遮挡建筑、被遮挡建筑、地形及其相互关系，并可对模型进行必要的简化。,日照分析过程中，建筑建模是最重要的任务。为了避免由于建模的不精确引起的日照结果误差，所以在建模时，需要遵循一定的要求。,四、建模要求,4.0.2 建模时应符合以下要求：,1、所有模型应采用统一的平面和高程基准；,此条是为了保证在进行日照分析时，参照高程的统一。这里，我们可以使用黄海高程，也可以使用相对高程。只要保证所有模型都使用统一的正负零高程即可。,四、建模要求,4.0.2 建模时应符合以下要求：,2、所有建筑的墙体应按照外墙轮廓线建立模型；,日照遮挡是由建筑实体产生的，所以应按照实际外轮廓线或批准图纸的尺寸对外墙轮廓线建模。,四、建模要求,4.0.2 建模时应符合以下要求：,3、遮挡建筑的阳台、檐口、女儿墙、屋顶等造成遮挡的部分均应建模，被遮挡建筑的上述部分如需分析自身遮挡或对其他建筑造成遮挡，也应建模；,原则上，对遮挡建筑所建模型应完整准确的反映实际情况，因此造成遮挡的部分都应建模，但为了提高计算效率，确实不遮挡其他建筑的部分可以忽略。,四、建模要求,4.0.2 建模时应符合以下要求：,4、应对构成遮挡的地形、附属物进行建模；,构成遮挡的地形指的是山体、挡土墙等。附属物指的是建筑物屋顶上长期存在并对其他建筑产生遮挡的水箱等设施，不包括上款中提到的阳台、檐口、女儿墙和屋顶。,四、建模要求,4.0.2 建模时应符合以下要求：,5、进行窗户分析时，应对被遮挡建筑外墙面上的窗进行定位；,在实际案例中，有时候需要了解每户或是临界部位的详细日照情况，就需要进行窗分析，则应对需要分析的窗定位。,四、建模要求,4.0.2 建模时应符合以下要求：,6、遮挡建筑、被遮挡建筑及窗应有唯一的命名或编号。,对建筑和窗户进行编号的方法可以有很多种，有些编号以窗体为主，有些还考虑了分户的情况，考虑到既有建筑的调查工作比较复杂，因此建筑及窗户的唯一编号可以适应各种情况。,四、建模要求,建筑：建筑所在地块号或小区名称+楼号 如： R21-15#地块（*小区） 1#楼 2#楼 ,4.0.2 建模时应符合以下要求：,6、遮挡建筑、被遮挡建筑及窗应有唯一的命名或编号。,四、建模要求,窗：建筑所在地块号或小区名称+楼号+（楼层号-窗顺序号） 如： R21-15#地块（*小区） 1#楼 窗1-2、窗1-3 窗2-2、窗2-3 ,4.0.2 建模时应符合以下要求：,6、遮挡建筑、被遮挡建筑及窗应有唯一的命名或编号。,四、建模要求,4.0.3 在建立模型时可进行适当的综合或简化，当屋顶、外墙、构筑物及附属物形体较为复杂时，可适当简化为简单的几何包络体。,在建筑日照计算中，对许多复杂精细的建筑突出物的精细建模，可能并不能提高建筑日照精度，往往还浪费大量的精力和损失计算速度。因此，对于较复杂的附属物在允许误差范围内，使用大于实际复杂附属物的包络体来替代，以简化建模过程和提高工作效率。,四、建模要求,图1 立面屋顶局部简化示意,四、建模要求,图2 屋顶附属物简化示意,四、建模要求,4.0.4 建立的模型应完整，避免冗余；相邻建筑体块不宜出现交叉。,建模数据应完整指的是所建模型要包括日照计算中涉及到的各个建筑以及对日照产生不可忽略影响的建筑部位及附属物等。由于建模过程数据输入、修改等原因，经常会产生冗余的模型数据，这些冗余模型数据不仅影响计算速度，而且直接导致计算结果的不正确。建模时人为的将建筑体块进行包容和交叉，在计算过程中也可能引发错误，导致计算结果的不正确。因此这些情况都应尽量避免。,第五部分 计算参数与方法,五、计算参数与方法,5.0.1 日照计算的预设参数应符合以下要求：,1）日照基准年应选取公元2001年。,前面提到了主要是根据历年的天文年历资料，从天文学标准历元和太阳赤纬角的因素来考虑确定选取为2001年。,五、计算参数与方法,2）根据计算方法和计算区域的大小，应合理确定采样点间距： 窗户，一般应取0.30m-0.60m； 建筑，一般应取0.60m-1.00m； 场地，一般应取1.00m-5.00m。,进行日照计算分析的基本途径是设置窗户、建筑或场地上的采样点，通过判定采样点是否被遮挡来判断其日照状况。不同的采样点间距，将影响日照分析的最终结果。,5.0.1 日照计算的预设参数应符合以下要求：,五、计算参数与方法,3）如需要设置时间间隔，不宜大于1.0min。,时间间隔是指在日照分析的连续时间采样计算中，上一次采样计算时刻和下一次采样计算时刻的间隔。,5.0.1 日照计算的预设参数应符合以下要求：,五、计算参数与方法,5.0.2 日照标准日和有效日照时间带的选取应按城市居住区规划设计规范GB50180-93（2002年版）及相关标准执行。,城市居住区规划设计规范中规定：,五、计算参数与方法,5.0.3 日照计算宜选取当地政府公布的城市经纬度，当建筑实际位置与城市纬度差超过15（或南北距离超过25km），或者与城市经度差超过15（或东西距离超过20km）时，宜另确定经纬度的取值。,地理纬度影响太阳的高度角，地理经度影响的是北京时与太阳时的转换。所以经纬度设置是否正确直接影响着日照结果。 此时我们可以对城市进行区域划分，在不同的区域范围内取不同的经纬度值进行日照分析。,五、计算参数与方法,5.0.4 日照计算宜考虑太阳光线与墙面水平夹角的影响，水平夹角的取值应根据建筑朝向、建筑墙体和窗户形式等因素综合确定。,太阳光线与墙面的水平夹角又称扫掠角，在一定程度上反映了日照的质量。由于有效日照时间带的限制，南北朝向的建筑不会受此影响，但是东西朝向建筑在中午左右的日照质量就和这个角度关系很大，见下图：,五、计算参数与方法,五、计算参数与方法,太阳光线与墙面的水平夹角参考数值,五、计算参数与方法,5.0.5 日照计算应采用真太阳时，时间段可以累积计算，可计入的最小连续日照时间不应小于5.0min。,在进行日照计算时，我们一般采用真太阳时，这是因为太阳时是相对恒定不变的时间。不同的地理位置，相同的太阳时对应的北京时是不一样的。如在大寒日这一天，太阳时为8：00时，北京时间为8：25：30；沈阳时间为7：57：02；西安时间为8：55：06；乌鲁木齐时间为10：20：18；广州时间为8：37：54；。 采用太阳时确定有效时间段较为科学。,五、计算参数与方法,5.0.5 日照计算应采用真太阳时，时间段可以累积计算，可计入的最小连续日照时间不应小于5.0min。,由于城市中建筑密度越来越高，遮挡情况比较复杂，建筑物获得日照的时间段往往是不连续的，有些情况下还会出现几分钟甚至更短的时间段。 目前大部分城市在计算日照时间时，都采用累积的方式，综合几方面因素，会忽略这些较短的日照时间。 目前有一些城市有自己的地方性规定，比如江苏省城市规划管理技术规定(2011年版)中就规定有效日照时间不得小于30分钟。,五、计算参数与方法,5.0.6 日照时间的计算起点应符合城市居住区规划设计规范GB50180-93（2002年版）的要求。具体的计算起点应符合以下规定：,五、计算参数与方法,1）落地窗和凸窗的计算起点应按图5.0.6-1的形式选取。,针对日照的计算起点来说的。对于日照分析来说，有多种方式的结果，但是对于建筑来说，最终会在窗户上体现最终的日照结果。当前的建筑样式越来越多样化，那么窗户的形式也存在多种样式。在城市居住区规划设计规范中原则规定了“日照时间的计算起点”为“底层窗台面”，是指“距室内地坪0.9m高的外墙位置”。,五、计算参数与方法,2）直角转角窗和弧形转角窗，以窗洞口为日照计算起点（图5.0.6-2）。,转角直角窗，转角弧形窗、凸窗等，以窗户洞开口为日照基准面。,五、计算参数与方法,3）异型外墙和异型窗体可简化为简单的几何包络体。,4）宽度小于等于1.80m的窗户，应按实际宽度计算。宽度大于1.80m的窗户，可选取日照有利的1.80m宽度计算。,与前面介绍的建模简化类似。,受住宅开间及窗地面积比的限制，住宅的窗户宽度很少超过1.80m，而窗户宽度越宽，越难满足日照标准，因此，确定一个合理的日照计算窗户宽度很有必要。,五、计算参数与方法,5.0.6 日照计算应依据分析对象的特点选取合理的计算方法，并采用直观、易懂的表达方式。,1、（建筑）沿线分析,（建筑）沿线分析：可快速对建筑轮廓线或指定沿线进行日照时间计算或验算。,五、计算参数与方法,日照常用计算方法,2、窗户分析,窗户分析：可对单体建筑、群体建筑中建筑物的窗户进行日照分析。通过对主朝向窗户进行分析，再根据窗户所属户型，按照居规的规定，确定户型是否满足日照。,五、计算参数与方法,日照常用计算方法,2、窗户分析,五、计算参数与方法,日照常用计算方法,3、区域分析,区域分析：可直观地观察到整个小区或整栋建筑墙面或任意斜面的日照情况。,平面区域分析,立面区域分析,五、计算参数与方法,日照常用计算方法,4、等时线分析,平面等时线分析,立面等时线分析,等时线分析：通过等时线可以直观确定各时段的日照区域位置，指导规划方案的调整。,五、计算参数与方法,日照常用计算方法,5、日照圆锥面,日照圆锥面：日照圆锥面分析可以快速判定遮挡源，可以很方便的进行方案调整。,五、计算参数与方法,日照常用计算方法,1、位置推算,位置推算：推算拟建建筑在已有建筑群体内满足其它建筑日照要求或同时满足自身日照要求时的位置。可通过在推算范围内移动建筑达到调整方案的目的。,五、计算参数与方法,调整方案常用手段,2、高度推算,高度推算：在拟建建筑位置已经确定的条件下，通过高度推算，可推算出拟建建筑在已有建筑群体内满足其它建筑日照要求或同时满足自身日照要求时的建筑高度 。,五、计算参数与方法,调整方案常用手段,3、包络体推算,规划部门可以以此为依据向建设方提供日照规划设计条件图。 设计部门可以依据分析生成的“包络图”设计和调整方案。,五、计算参数与方法,调整方案常用手段,4、多层沿线比较分析,多层沿线比较分析：沿建筑轮廓线或任意线自动布置等距分析点，分析现状和规划建设前后分析点在各层上的日照时间，并生成日照比较分析报表。可用来明晰责任。,五、计算参数与方法,调整方案常用手段,日照仿真：根据太阳和建筑物的真实日照情况，按照设定的时间段和视角将分析结果生成直观的日照阴影仿真和规划三维场景模型并放映出来。