WAP手机版 RSS订阅 保存到桌面加入收藏设为首页
文章论文
当前位置:首页 > 绿建知识 > 文章论文

对北京建筑日照计算的研究

时间:2011-03-10 09:35:26   作者:陈道辉   来源:网络媒体   阅读:1924  
内容摘要:[摘要]北京是中国的首都,是国家政治、经济、文化的中心。其建都史也是非常长的,随着城市规模逐渐扩大,在城市规划、管理和方案设计中便出现了各种问题。在众多问题和矛盾纠纷中,关于建筑日照的问题成为了不予忽视的关键。近年来日照和建筑间距信访量占总信访量比例不断飙,由此造成了许多不必要...

[摘  要] 

    北京是中国的首都,是国家政治、经济、文化的中心。其建都史也是非常长的,随着城市规模逐渐扩大,在城市规划、管理和方案设计中便出现了各种问题。在众多问题和矛盾纠纷中,关于建筑日照的问题成为了不予忽视的关键。近年来日照和建筑间距信访量占总信访量比例不断飙升,由此造成了许多不必要冲突和不稳定因素,成为是城市建设中最不和谐的地方之一。为了维护各方权益和法律的公正,有必要深入研究建筑日照计算。

    本文将以北京市为例,针对建筑日照的计算及分析进行详息的分析及更近一步的探讨。

 

[关键词] 

建筑日照; 日照计算;日照分析; 日照规范

 

序 言

 

    城市住宅建设中最大的矛盾就是土地利用率和居住质量的矛盾,特别是在大中城市这一矛盾日益突出,集中在城市规划设计和管理上以及政府相关部门的管理、技术水平和相关技术标准上。

    在《国务院关于北京城市总体规划的批复》[1]中指出:“北京市是中华人民共和的首都,是全国的政治中心、文化中心,是世界著名的古都和现代国际城市”。“北京城市的发展建设,要按照经济、社会、人口、资源和环境相协调的可持续发展战略,体现为中央党、政、军领导机关的工作服务,为国家的国际交往服务,为科技和教育发展服务,为改善人民群众生活服的要求。”“坚持以人为本,建设宜居城市。要采取有效措施,进一步改善居住环境,满足人民群众物质、文化、精神和身体健康的需要,切实提高人民群众的居住和生活质量。”因此随着经济及社会发展的需要,关于建筑的合理规划不断上升.建筑日照也由此提上更加重要的地位.深入探讨和研究建筑日照有着重大而深远的意义.


 

目   录

第一章.建筑日照概念及过往研究的回顾.................................. 1

1.1认识建筑日照................................................... 1

1.2建筑日照作用................................................... 1

1.3外国对建筑日照研究............................................. 1

1.4.国早期对建筑日照的研究........................................ 2

1.5中国各界对建筑日照的研究........................................ 3

第二章.建筑日照计算意义............................................. 3   

2.1改善居住环境................................................... 3

2.2提高科学的管理水平............................................. 4

第三章.建筑日照计算应用领域......................................... 4

3.1规划建筑设计人员............................................... 4

3.2规划管理行政主管部门........................................... 5

3.2法院大众....................................................... 5

3.4房地产开发商................................................... 5

第四章.建筑日照计算依据............................................. 5

4.1《中华人民共和国物权法》........................................ 6

4.2《城市居住区规划设计规范》...................................... 6

4.3《住宅设计规范》................................................ 7

4.4《住宅建筑规范》................................................ 7

4.5《北京市生活居住建筑间距暂行规定》............................... 7

4.6《北京地<建设工程规划设计通则》................................. 7

第五章.建筑日照计算参数............................................. 8

5.1计算数据....................................................... 8

5.2计算起点....................................................... 9

5.3计算范围....................................................... 9

5.4扫掠角........................................................ 10

5.5屋顶附属物.................................................... 10

5.6计算原点...................................................... 11

5.7最小连续日照时间.............................................. 12

5.8日照计算软件.................................................. 12

5.9报告形式...................................................... 12

第六章.建筑日照计算流程............................................ 13

第七章.建筑日照审核................................................ 14

第一章  建筑日照概念及过往研究的回顾

 

1.1认识建筑日照

 

    建筑日照指太阳光直接照射到建筑物、场地的状况。

    建筑日照和气候、热环境、建筑防热、建筑保温构成建筑热工学范畴,而罩热工学与建筑光学、建筑声学共同构成建筑物理研究范畴。

    建筑日照[2]是根据阳光直射原理和日照标准,研究日照和建筑的关系以及日照在建筑中的应用,是建筑光学中的重要课题。研究建筑日照的目的是充分利用阳光以满足室内光环境和卫找求,同时防止室内过热。阳光可以满足建筑采光的需求;在幼儿园、疗养院、医院的病房等特殊场所,日照要得到更多的阳光。

 

1.2建筑日照作用

 

    阳光照射能引起动植物的各种光生物学反应,能促进生物机体的新城代谢。阳光中紫外线能预防和治疗感冒、佝偻病、支气管炎等疾病。阳光中含有大量的红外线,冬季照射室内,所产生的辐射热能提高室温,有良好的取暖和干燥作用。因此在城市规划,建筑设计方面,提高日照面积有利于人们更好的维护自己的健康,预防疾病。

   经过大量的研究发现,日照在生活居住建筑中表现出三大作用:1、杀菌;2、提高室内温度;3刺激大脑头皮,以达到让人愉悦。

 

1.3 国外近年对建筑日照研究

 

1.3.1 欧美、伦敦

采用的日照标准日为3月1日(低于雨水日,高于春、秋分日)等。

1.3.2 前苏联

长久以来就重视住宅日照问题的研究,并制定实施了日照卫生标准和建筑日照标。原苏联北纬58°以北的北部地区以清明(4月5日)为日照标准日(清明日g3小时),北纬48°—58°的中部地区以春分、秋分日(3月21日、9月23日)为标准日,北纬48°以南的南部地区采用雨水日(2月19日)为标准日。1963年3月21日苏联国家卫生监察机关公布实施了《保证居住和公共建筑、城市公共建设和其它居民点的日照卫生规范》。

1.3.3 日本

1972年成立了日照标准专门委员会研究日照问题。1976年通过了建筑标准法修正案。由于这个法案的成立,从前各公共团体制定的指导纲要和条例大多数被废除和修改,而依据建筑标准法所规定的范围制定出新的条例加以实施。日影规定就是规划建筑物时,进行建筑的一方应调节该建筑的布局、形态、高度等,使其发生在相邻土地上的日影不超过一定的限度,从而确保相邻土地的日照。

日本建筑法规第56条之二(表1-2)明确了对中高层建筑日影的限制。本法规距地界5-10米,和10米以上的两个范围分别制定了阴影时间(表1-2第(4)栏),审批时需要标明建筑物对周围的阴影影响,防止新建房屋的阴影对周围地区造成伤害以确保环境质量。

 

1.4中国早期对建筑日照的研究[3]

 

1.4.1 六十年代初

六十年代的日照研究大多是行列式。针对基本建设中的浪费现象,提出了一系列节约用地的方法。在建设中采用插建、压缩间距等方法。总的来说日照与提高密度的矛盾不十分突出,论争有而不激烈。

1.4.2 七十年代以来

随着城市的发展,人口的增多。七十年代以来城市用地紧张,城市向空中发展。压缩住宅间距提高住宅层数。提高密度与保持一定的冬至日日照发生了冲突,此时提出了三种日照标准,分别是冬至日阳光照射到底层窗下沿、窗中和窗上。但是为了提高密度,七十年代始终未突破压缩间距,降低日照标准
1.4.3 八十年代

进入八十年代,日照问题有了进一步的研究。主要有:不同朝向居室的日照量与日照标准的关系、高层住宅节地效果的研究以及以人体所需的红斑剂量为卫生标准,计算日照标准。

1.4.4 上个世纪末

此时国内还在使用作图法,作图法十分麻烦,所以常有设计人员图省事采用日照间距系数表,日照间距系数表是规范中的推荐指标。它有一定的局限性,只能用于建筑布置严格符合日照间距系数表的测算条件的场合。

 

1.5 中国各界对建筑日照的研究

 

1.5.1 生界研究日照的杀菌效果,确定住宅日照的卫生标准。

比如哈尔滨医科大学研究表明:冬季一层玻璃的南向居室每天需阳光照射2小时以上。二层玻璃窗则必须4小时以上才能达到必要的杀菌效果。其他朝向的杀菌时间应大于南向。

红斑剂量表

1.5.2 建筑界研究日照标准与用地的关系,确定日照标准必须考虑节约用地。

以大寒日取代冬至日,可以基本上满足住宅日照要求,同时可以大大缩小间距,节约土地,提高居住密度。

 

第二章  建<日照计算意义

 

 建筑日照计算为规划审批提供科学直观的计算数据,可以此为依据结合国家有关规范就可以压缩不科学的建筑间的间距,从而可以达到节约宝贵的城市建设用地的目的。

2.1改善居住环境

建筑日照计算可以轻松地对建筑群体间相互影响进行分析,给出直观的结果。通过对结果的分析利用可以在居住区范围内更加科学合理地安排建筑物的位置。根据日照时间选择不同的绿化种植区域,甚至于可以巧妙地利用建筑群体间的阴影进行遮阳设计,为居住区创造>加舒适的环境。

 

2.2提高科学的管理水平

 

传统日照系数法是以经验数据产生的一种简化计算法,本身就是一种近似计算.加之审批过程中把握尺度因人而异,导致一种粗放的和不规范的管理模>。采用软件进行日照计算可以定性定量的得出分析结果,彻底地消除了人为的因素。不但提高了审批结果的准确性而且还改善了管理手段,提高了管理水平。建筑日照计算通过建立模型,模拟太阳运行轨迹准确计算建筑日照时效,使建筑日照管理更加科学合理。

 

第三章  建筑日照计算应用领域

 

3.1规划、建筑设计人员

 

建筑日照计算可以在规划和建筑设计阶段,辅助规划和建筑方案设计以及方案调整。

规划和建筑设计单位在进行规划和建筑设计的时候,往往需要使用一些设计手法并体现出一定的设计风格,但必须根据规划局和开发商提供的规划依据和要求,来进行方案设计。这些依据和要求对于设计人员来说是苛刻的甚至是无情的。而建筑日照计算则为设计人L峁┝艘桓龈ㄖ,以调和客观依据和主观因素之间的矛盾,提高工作效率。例如:建筑日照计算中的允许容积率计算方法除了为设计人员提供容积率函数图表外,还提供了建筑容积模型。如果能够参考此空间模型设计建筑轮廓,那么完全可以避免因日照原因所引发的在规划审批阶段方案被8创蚧匦薷牡南窒螅蛔詈笠蛭建筑容积模型比较极限,会为设计人员留出了很多想象的富余空间,不至于限制设计人员的思维。

 

3.2规划管理行政主管部门

 

在制定有关规划和建筑设计依据时与审定规划方案时, 建筑日照可为规划管理人员提供辅助规划管理功能,为规划审批提供科学直观的计算数据,避免由于建设不合理而产生的矛盾,在矛盾产生之前进行有效的规划管理,从而提高工作效率。

 

3.2法院、大众

 

在发生日照纠纷时,被遮挡一方往往会提出对日照时数合理性和合法性的质疑,但又缺乏相应的评判标准,这时唯一的判定方式便回到了问题的起点:大寒日(冬至日)有效日照时间实测。但这种方法需要浪费大量的人力、物力和精力,也严重地影响了诉讼的时效性;而科学的建筑日照计算可以高效、公正、客观得出结论,同时兼顾了居民和开发商双方的利益。

 

3.4房地产开发商

 

房地产开发商扮演着城市建设发展的动力引擎之一,并且运行于市场经济体制之下,驱动于经济利益。从这一角度讲,在符合规划局各种指导和约束的前提下,开发商总是希望能够将方案的建筑总面积做得多一些。常见的方法是多方案比较。由于每一个方案都需要大量时间制作,保证质量,因此实际用于对比的方案不会太多。和规划局一样,大多数情况还得靠酶坏木验来主观衡量。而进行建筑日照计算的一大特点就是在保护人民群众利益的基础上,使开发商也可以得到利益保障。

 

第四章  建筑日照计算依据

 

近年来我国对建筑日照逐渐重视。为解决纠纷、梅度照占扑悖很多法律、法规、规范都对此进行了规定:

 

4.1 《中华人民共和国物权法》[4]

 

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,妨碍相邻建筑玫耐ǚ纭⒉晒夂腿照铡

 

4.2 《城市居住区规划设计规范》[5]

 

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:

(1)老年人居住建筑不应低于冬至日日照2小时的标准;

(2)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;

(3)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。

建筑

气候区划

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ气候区

Ⅳ气候区

Ⅴ、Ⅵ

气候区

大城市

中小城市

大城市

中小城市

日照标准日

大寒日

冬至日

日照时数(h)

≥2

≥3

≥1

有效日照时间带h)

8~16

9~15

计算起点

底层窗台面

注:1  底层窗台面是指距室内地坪0.9m高的外墙位置;2  旧区改建的住宅日照标准可以酌情降低,但不应低于大寒日日照1小时的标准。

 

教育、医疗卫生类日照标准

类别

项目名称

服务内容

设置规定

 

 

 

托儿所/幼儿园

保教小于3周岁儿童/保教学龄前儿童

托、幼建筑宜布置于可挡寒风的建筑物e背风面,但其生活用房应满足底层冬至日不小于3h的日照标准

小学

6~12周岁儿童入学

教学楼应满足冬至日不小于2h的日照标准

中学

12~18周岁青少年入学

教学楼应满足冬至日不小于2h的日照标准

医疗卫生

医院

含社区卫生服务中心

病房楼应满足冬至日不小于2h的日照标准

 

 

 

 

4.3 《住宅设计规范》[6]

 

5 室内环境 5.1 日照、天然采光、自然通风

5.1.1 d套住宅至少应有一个居住空间能获得日照,当一套住宅中居住空间总数超过四个时,其中宜有二个获得日照。

5.1.2 获得日照要求的居住空间,其日照标准应符合现行国家标准《城市居住区规划设计规范》(GB50180)中关于住宅建筑日照标准的规定。

 

4.4 《住宅建筑规范》[7]

 

7.2 日照、采光、照明和自然通风

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。

 

4.5 《北京市生活居住建筑间距暂行规定》[8]

 

   第一条为保障生活居住建筑有良好的日照卫生环境和方便的生活条件,合理使用城市土地,制定本规定。

  第九条其他建筑遮挡居住建筑阳光时,按本章规定执行。

 

4.6 《北京地区建设工程规划设计通则》[9]

 

第二章、建筑规股杓埔求  第四节  建筑间距   2.4.3建筑间距的计算方法 7、应对新建建筑周围现状或规划居住建筑的日照情况进行测算,其测算结果应满足《城市居住区规划设计规范》的有关规定。

第五章 建筑日照计算参数

 

在《城市居住区规划设计规范》 GB 50180-93(2002年版)规定了北京市日照标准“日照标准日为大寒日;有效日照时间带为8:00-16:00(真太阳时);日照时数为2小时”该标准发布后日照规定作为强制性条文对建筑日照进行限制,但北京市与之配套的日照计算参数标准却没有规定。诸如:计算起点、计算范围、扫掠角、屋顶附属物、计算原点(经纬度)、最小连续日照时间和日照计算软件等。这些参数都直接导致计算结果大相径庭。

在建筑日照设计时,会受所处地区、日照条件、建筑形式等影响。在建设规划和设计中应正确选择房间朝向、间距、体量和布局形式及窗户大小,同时综合考虑地区气候特点、房间的自然通风和节约用地等因素。而建筑计算日照不能依靠日照间距系数,日照间距系数是一个非常不全面的设计依据,所以应该利用经过建设部认证的软件来模拟日照状况以得到更为准确的参数。

北京市现在在建筑日照计算工作中要求:首先满足间距规定,同时在大寒日日照时间必须满足两小时。但如何正确计算得出建筑日照时间呢?就涉及到以下内容。

 

5.1计算数据

 

在建筑日照计算中应根据日照计算报告用途:方案设计、规划审批或者司法鉴定来确定数据的真实准确性。

在方案设计阶段和规划审批阶段的日照计算可以根据设计院提供的总平面图、建筑的平、立、剖面图及户型图;由具有测绘资质部门提供的周边现状建筑图纸资料或者城建档案馆提供的周边现状建筑图纸资料,进行建筑日照计算。同时需要对提供的图纸资料加盖公章,如测绘部门成果章、设计院报审章、规划主管部门公章。

在司法鉴定中的日照计算数据必须基于上述情况下,同时由原告、法院、被告三方均认同数据的真实、准确性才能采用。计算时需要对新项目建设前的情况进行日照计算和新项目建设后的情况进行日照计算,以便区分遮挡责任。

5.2计算起点

 

在《城市居住区规划设计规范》中规定计算起点为底层窗台面。但对于落地窗和凸窗的计算起点、异型外墙和异型窗体、直角转角窗和弧形转角窗的计算起点以及窗户大小取值却没有明文规定,这都将直接影响计算结论的判定。而且随着社会的发展,新材料、新工艺、新形式层出不穷,这对计算起点的选择也更复杂多样,建议一律按照建筑墙体考虑计算起点。

 

5.3计算范围

 

计算范围在日照计算工作中是一个非常重要的参数,确定了该参数才能规范日照计算和管理工作。确定计算范围应该考虑完整性和可操作性,分别考虑拟建建筑物的遮挡范围和周边现状建筑对其的遮挡范围。

例如:经过对北京市西直门进行计算发现大寒日8:00到16:00时日照影长率[10]为7.27倍,9:00到15:00时日照烦ぢ饰3.36倍。如下图

基于科学性和可操作性,笔者认为普通计算宜使用3.5倍范围进行计算;即若计算高度为100米的建筑,则应考虑该建筑东、西、北方向350米范围内的建筑。有特殊用途时应按照实际影响进行计算。

5.4 扫掠角

 

扫掠角也称入射角,是指太阳入射光线与建筑外墙面之间的夹角。

北京市的建筑大多正南北朝向,但有少部分建筑为东西朝向,当建筑非正南北朝向时,建筑外墙面就会与太阳入射光线行程一定的角度。在该角度范围内的日照实际是只能到达外墙面而不能照入窗户。建筑日照标准是基于生活居住空间而言,而照射在外墙面的日照就无意义,也是无效的。

所以应该根据窗宽、墙厚求出扫掠角,并在日照计算中予以应用。以东西向建筑外墙360mm厚,窗宽1400mm宽为例,扫掠角则为15度,反之如果不考虑该问题则计算结果就将会出茉家恍∈蔽蟛睢

 

5.5屋顶附属物

 

屋顶附属物在设计前期具有许多不确定的和不可知的因素;如屋顶上功能房间(消防水箱间、天线机房等)、大型公建的冷却塔、风机、空调机、风道等等,在建筑建成后产生增加和变化,屋顶格栅,遮挡百叶、广告设施等都会增加建筑对环境产生新的日照遮挡和影响。

对于在不同阶段哪些屋顶附属物参与计算也是值得深入研究的。

 

5.6计算原点

 

北京市计算原点在西直门附近(经度116°21′,纬39°57′),而北京市域最北点城镇经度116°19′,纬度40°57′ [11],最南点城镇经度:116°37′,纬度39°27′,最北和最南点纬度差异1°30′。

在实际日照计算工作中发现在纬度上相差十几分就会导致结果有很大差异。比如同一建设项目分别采用市域最北部经纬度和市域最南部经纬度计算,就会发现会有二十多分钟的差异。

为了给居民创造更好的日照环境,使按标准点计算得到的日照时长和实际的日照时长更加吻合,减少此类问题引起的纠纷,有必要深入研究标准计算原点。同时因城市人口不断增加,对土地的需求也不断上升,就需要在标准原点的研究中兼顾经济发展的要求。

从上图就可以看出如果北京分多区域考虑建筑间距系数则可提高土地利用率。

5.7最小连续日照时间

最小连续日照时间是指在统计总日照时间时对于多段日照中小于多少分钟厝照帐奔涫游无效。

如果无此参数则总日照时间变为多段日照中的时间累积,这样就不能达到日照质量,达不到建筑日照标准制定的初衷。

5.8日照计算软件

日照软件大多经过建设部的评估,但在复杂模型计算时就体现出差异,经过对比计算发赜行┤砑计算结果与实测结果差距约一个小时,所以软件的使用也直接导致计算结果准确与否。

5.9报告形式

目前日照计算报告形式没有统一规定,所以多种多样。应规范报告要素、表达形式、不同阶段计算深度等基本内容。就计算报告而言,建议可以按照下面部分来表述:    

1、计算单位及项目概况

2、计算的依据;

3、计算数据来源;

4、遮挡建筑与被遮挡建筑相关的详细信息;

5、计算要素和结果为技术结果,可参考下表来表述;

6、计算的次鼋崧邸

第六章 建筑日照计算流程

计算工作首先应明确计算范围,然后确定计算数据和参数。这样就可用日照计算软件模拟建筑项目,然后根据不同深度需要分别做出立面等时线或者窗户日照时间计算。对建筑项目外的现有建筑同时还需要做建前日照时间计算匆员憬ㄇ啊⒔ê笕照帐奔涠员取H缓笤侔凑丈鲜霰ǜ嫘问秸理成一份完整的日照报告。

对北京建筑日照计算的研究

--轴侧图

对北京建筑日照计算的研究

 --立面等时线

对北京建筑日照计算的研究--窗户标准计算

 

第七章 建筑日照计算审核

 

计算结论审核可以确保计8结果真实、连续和有效。

北京市日照计算审核是由建设单位对报送的日照计算报告及其附送资料的真实性负责,设计咨询单位对编制的日照分析报告的正确性负责。但对日照报告进行审理的管理部门,仅审核设计咨询单位资质及报送材料是否符合规定,显然是不够的,应该也要审查报告内容,建议着重审查以下几点:

1、看结论时更要看报告全文;

2、计算范围是否完整,特别是拟建、待建、已批未建建筑;

3、报批的详细规划方案或建筑扩大初步设计方案的图纸资料与日照计算使用的图纸资料是否完全一致。

4、同时要求申蟮ノ惶峤灰环萁ㄖ日照计算结果的电子版和盖章的纸质报告用于规划主管部门存档、备查。

5、对报告中有疑问处应进行日照计算复核。

因受当时条件所限,只有前一阶段的图纸,随着工程建设的进展而出现了新(增加、删除、变更、细节完善等)图纸。这时就会出现使用两种阶段的图纸计算结果不一致,但前一阶段的日照计算结果在该阶段仍然是有效的,而在图纸发生变化后则应根据新图纸重新进行计算。

参考文献:

[1]国务院 [<<国务院关于北京城市总体规划的批复>> 国函(2005)2号],2005.1.27

[2]王诂 [建筑日照] 清华大学建筑学院人居环境模拟实验室网站

[3]哈尔滨市城乡规划局网站 [哈尔滨执行国家日照标准的可行性研究]

[4][《中华人民共和国物权法》(第十届全国人民代表大会第五次会议通过)],2007.3.16

[5]建设部[城市居住区规划设计规范(GB50180—93)(2002版)]中国建筑工业出版社,2002

[6]建设部[《住宅设计规范》(GB50096-99 2003年版)] 中国建筑工业出版社,2003

[7]建设部[《住宅建筑规范》(GB 50368-2005)] 中国建筑工业出版社,2005

[8]北京市规划委员会[《北京市生活居住建筑间0暂行规定》(城规发字[1988]第225号)及(2007年北京市人民政府令第200号)]

[9]北京市规划委员会[《北京地区建设工程规划设计通则》], 2003.3

[10]建筑设计资料集编委会[《建筑设计资料集》(第二版)]中国建筑工业出版社,1995

[11]国务院 [北京城市总体规划(2004-2020年)],2005.1.12


标签:北京建筑  北京市  城市规划  城市建设  关键词  

通信地址 北京市丰台区汽车博物馆东路1号诺德中心2期6号楼1201   邮编:100070 网站合作QQ:1658253059  电话: 13693161205 18501126985

绿建之窗网站已运行:
  京公网安备11010602007284号  京ICP备14061276号-3 51LA统计