基于日照分析在居住区景观设计中的应用-以四川资阳某小区为例

近年来，随着国家经济发展，城市化水平提高，致使城市发展对社会环境带来了噪音污染、水土流失、城市热岛效应、雾霾天气等日益加重的环境问题。随着人们物质生活水平提高，人们更加迫切追求良好的生态坏境空间。居住区室外环境是人们日常生活接触较多的活动场所，与人们日常生活息息相关，居住环境也成为人们关心的重点。居住区户外空间可以给小孩、青年、老年人提供多样的亲子活动、休闲娱乐、康体运动等，让小孩、青年和老人等享受童趣、休闲、阳光等大自然带来的幸福感。如何合理布局是小区景观设计的重点，而日照作为重要环境指标要素，与居民的生活、工作、学习、环境等有着非常密切的关系，对小区户外空间布局合理性、舒适性、科学性起决定性作用。同时，小区不同季节的日照对于场地的影响也不同，因而在布局小区功能场地时必须予以充分考虑。1日照分析概念通常把太阳的直接照射，所获得的太阳光称之为日照。日照分析的原理是早上太阳在海平面升起的第一缕阳光，与海平面平行称为平行光。在特定时刻，利用电脑计算太阳的高度角和方位角，得出太阳在分析物体点的位置，利用物体的阴影关系，算出其位置该时刻的日照情况。在园林设计中，要注意考察全国各地的平均地理纬度，同一地方在一年四季中的平均太阳高度角变化情况，以及平均日出和日落时太阳方位角的变化[1]。但日照分析法主要是在住宅建筑设计中加以使用，通过电脑软件对其日照模拟分析，侧重于阳光对楼间距、建筑结构上的影响，忽视日照对于居住区景观设计中的空间布局、功能分区以及使用人群对于阳光的需求。2日照分析对于居住区景观设计的作用2.1准确划分居住区景观设计空间布局居住区外部空间环境是人们休闲活动的依存之所，提供各种活动空间及娱乐场地，作为设计师，应遵循以人为本的原则，为场地赋予活力，避免削弱人们对于活动场地的积极性及造成场地空间资源无法充分利用。在社会节奏快的时代，人们处于室内活动时间较长，造成人们对于日照的需求格外强烈。阳光对于人们身体健康、心理健康都有着积极影响，特别对于老年人及其儿童来说，不同的季节对于日照的需求也是不同的。如，夏季高温紫外线强，老人与儿童对于日照的需要就会减少，尽量把所需要的活动场地安排在阴凉的地方；而冬季寒冷，太阳暖和，人们就会更喜欢阳光充足的地方。通过日照分析能够准确划分居住区场地的等级，根据场地日照划分情况，确定具体空间活动场地、景观设计及植物搭配等。2.2准确提供居住区场地日平均辐射情况在居住小区环境中，由于建筑受太阳照射的影响，导致不同季节不同时间段对场地的日照情况也会不同。通过日照分析，能够得出场地在各季节不同时间段的日平均辐射。对于场地日平均辐射大的地方，可以通过高大乔木对活动场地进行阳光遮挡，发挥其植物优势；对于场地日辐射较小的场地，可以设计为开放空间植物，以落叶乔木为主。因此，日照分析为居住区景观设计、空间活动场地设计的合理性提供科学依据。2.3利用阳光进行居住区景观造景在居住区景观设计中，通过对活动场地日照分析，把握夏、冬季人群对于阳光的需求，利用太阳光线和阴影，通过景观手段结合植物配置进行合理设计，使活动场地具有静态到动态的光影变化。此外，阳光照射到植物叶片上，可以加强植物色感，刺激人的视觉神经。2.4阳光对居住区人群生理和心里影响作为景观设计师，对于居住区的规划不仅仅是空间、场所的规划设计，更是对于居住区人群的未来生活环境体验的规划。通过营造人们与阳光互动体验的氛围，对老年人呼吸、血压、肌肉等都具有积极影响，同时还能防止佝偻等基础疾病。在人的心理上，阳光象征着希望，可以改善人们的负面情绪，为人们带来归属感、舒适感、安全感等。如果人们长时间不接触太阳照射，人们在心理上容易产生负面情绪。所以，设计师应根据日照分析，合理构建活动场地营造休闲娱乐区，充分利用场地活动资源，可以避免夏日活动场地曝晒、冬日则不见阳光的现象。因此，需要有意识地引导人们体验日光，充分发挥日照在居住区室外活动区域的有利作用。3日照分析研究方法3.1活动场地层次的设定在设计居住区景观时，通常会把场地位置划分为主要节点、次要节点，进行相应的主次划分。同时，也会把活动场地划分为中心活动场地、次要活动场地，根据不同的活动种类所需要面积的大小及植物绿化的配置进行相应的设计。比如儿童活动区，所需要的活动场地大于植物绿化面积，而休闲活动区则相反；宅前活动区以休闲为主，使用人群相对较少，空间尺度狭小。总体而言，这3种活动场所对场地日照环境条件的具体要求也是不完全相同的，需要设计者从场地布局形态出发，结合场地日照环境分析，进行精心安排规划与合理布局。3.2日照分析时间的设定居住区室外活动场地是由设计师设计，其设计依据是以活动者的活动规律为基础。在居住区中包含儿童、青年、老人等不同活动者，他们对小区活动场地的使用时间不同。对于儿童来说，主要集中在周末寒暑假儿童活动人数增多[2]，主要活动时间为7:00-10:00、14:00-16:00及19:00-20:00，主要活动类型以游戏、认知、亲子活动为主；对于青年来说，白天大部分时间用于工作，一天中主要的活动时间段为6:00-7:00和19:00-20:00，主要活动类型为聚会闲聊、慢跑、球类等活动；老年人是小区活动空间的主要人群，主要活动时间是6:00-10:00、15:00-17:00及19:00-20:00，以健身锻炼、棋牌、聚会闲聊、聚会活动为主。所以，根据儿童、青年、老人等不同活动者的时间，发现人们在12:00-14:00这段时间小区活动场地使用最少。因此，选择具体时间段进行针对性研究，有利于充分利用居住区外部空间，有利于合理划分居住区空间。3.3日照分析方法的设定通过利用ECOTECT生态建筑模拟软件进行日照分析。ECOTECT生态建筑模拟软件是由英国公司开发的全面设计性的辅助软件，使设计师便捷、直观了解项目信息。通过AutoCAD+Sketchup建立基础场地模型，导入ECOTECT软件；在ECOTECT软件中选择项目地点，选择冬至日和夏至日这一天，作为研究地区的相关参数，根据数据分析得出建筑与场地的阴影关系及日照时间长短，进行阴影叠级分析，利用所得出结果，进行景观设计中的场地功能布局，为居住区人们创造出更加舒适科学的生活环境，也为生态景观创造舒适的物理环境。4案例分析4.1项目背景资阳市位于四川省四川盆地中部，地处东经104°21′～105°27′、北纬29°15′～30°17′之间。属亚热带季风气候，年平均气温17℃。本次研究为资阳市某小区，北延伸段教育园区，九曲河东侧，紧邻城北资阳中学。距成都东站27min车程，距市中心3km，距高铁站4.5km。该区域处于老城区，开发较早，整体品质不高，区域成熟度还有待提高。小区周边用地性质以住宅和教育文化用地为主，教育资源完备，目前有2条城市主干道与项目基地驳接，交通出行十分便捷。本小区建筑类型主要包含高层、小高层、沿街商业及社区办公与养老用房四大类，其建筑设计风格为现代都市风格。4.2日照分析运用通过AutoCAD提取场地范围和建筑位置，导入Sketchup，根据建筑实际高度，生成立体模型作为日照分析软件ECOTECT的基础模型，进行多点分析。一年四季中选择最为明显的2个季节——夏至和冬至的景观阴影范围，而夏至由于太阳升起早，落日时间晚，对于夏至的日照时间设定为7:00-10:00（如图1）、16:00-18:00（如图2）；而冬至则是8:00-11:00（如图3）、14:00-17:00（如图4）为日平均辐射情况，得到4张建筑对场地阴影范围，再通过导入Photoshop进行阴影叠加分析，就可以得到居住区户外活动在夏至、冬至适合活动的场地范围。图1夏至7:00-10:00图2夏至16:00-18:00图3冬至8:00-11:00图4冬至14:00-17:00根据长期的数据研究，高层社区儿童是主要参与者，其次是老人，最后是中青年，由此可以对景观设计对人群的侧重点做分级。通过叠加分析，得到各个区域日平均辐射情况，把场地分为3类（如图5）。1类场地为夏季场地处于建筑阴影面，冬季处于建筑阳面，适合夏季遮阳、冬季享受阳光；2类场地则满足夏季遮阳或冬季喜阳其中之一；3类场地则是满足夏季长时间曝晒，冬季无阳光。在空间布局上，1类场地为最优位置，适合中心活动区域，其次为2类次要的活动区域，最后的3类为宅前活动区。将等级高的场地分配给优先级高的人群，同时对于处于低等级场地中的活动场所做景观处理，提高其场地等级以适应人群需要。如2类场地通过景观改造提升为1类场地，增加1类场地面积，可考虑为集中运动活动场地。3类及曝晒区域利用水创造水庭院，通过植物打造出庭院休闲空间，也可设置球类活动场地与开敞活动空间及阳光草坪。根据日照分析设计师对其空间的设计与改善，为居住区人们提供生活的情境，满足了人们对不同环境的需求，为居住区人们提供温暖和谐的生活居住氛围。图5日照叠级分析图在植物配置上，通过日照叠级分析（如图5）。若因建筑物遮挡，喜阳植物长期处于阴影面，无法接触太阳，不利于植物生长发育，喜阴植物长期于太阳下曝晒，也不利于其生长。因此，宜根据日照情况结合植物生长特性进行合理布置，如1类场地和2类场地，受太阳照射较弱，可以根据资阳市当地气候环境，选择相应植物进行搭配；3类场地长期受到太阳辐射，可以选择高大的常绿植物进行遮阴，在设计初期，还应把地形、建筑、铺地材料以及居住区内构筑物作为综合要素加以分析研究，特别是植物配置与居住区道路的关系。植物层次丰富，既有幽闭也有开敞的空间，观赏性相对较好，对植物的功能作用、特性、种植布局以及取舍是整个程序的关键。植物造景应遵循美学原理，重视园林的景观功能，营造多样空间。在后期规划设计中，应考虑植物景观的色彩与季相的变换，有利于达到预期景观效果，同时充分发挥植物的自然生态效益。因此，不仅要讲求园林植物的现时景观，增强游赏的趣味性，更要重视园林植物的季相变化及生长的景观效果[4]。在园林材料的选择上，通过日照叠级分析，3类场地属于曝晒区域，在园林材料上应选择不易吸热、耐高温耐晒、反光材料进行设计，避免使用金属材料，以防人们在夏季休闲娱乐时受到高温烫伤，造成身体上的伤害。同时，在园林材料色彩上尽量选择淡系为主，如浅色园林铺装[5]。5结论与展望居住区环境与居民生活有着密切的关系，