日照分析軟件使用技巧與心得

王國峰，李利文，宋吉模

(濟(jì)南市勘察測繪研究院，山東濟(jì)南 250013)

1 概述

陽光是人類生存和保障人體健康的基本要素之一，在居室內(nèi)部環(huán)境中能獲得充足的日照是保證居者尤其是行動(dòng)不便的老、弱、病、殘者及嬰兒身心健康的重要條件。然而，隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展，城市的發(fā)展速度越來越快，高層建筑不斷在城區(qū)崛起，相互遮擋的情況越來越多，侵害了原有居民享受陽關(guān)的權(quán)利。同時(shí)，隨著社會(huì)的發(fā)展，人民物質(zhì)生活的不斷提高，人們對生活質(zhì)量的要求也不斷提高，要求有一個(gè)良好的居住、生活條件。這樣，兩者就易發(fā)生沖突，如何保證兩者良性發(fā)展勢在必行，日照分析即在此環(huán)境中產(chǎn)生。

2 基本概念及使用軟件說明

日照分析是指，具有相關(guān)資質(zhì)的專業(yè)技術(shù)部門利用計(jì)算機(jī)采用分析軟件，根據(jù)建筑所在的地點(diǎn)、節(jié)氣、時(shí)間，確定緯度、赤緯、時(shí)差、時(shí)角等參數(shù)，在指定日期進(jìn)行模擬計(jì)算某一高層建筑、高層建筑群對其北側(cè)某一規(guī)劃或保留地塊的建筑、建筑部分層次的日照影響情況或日照時(shí)數(shù)情況所做的分析。

本文所使用軟件為洛陽眾智軟件有限公司研發(fā)的SUN日照分析軟件，該軟件通過建設(shè)部鑒定認(rèn)證，由建設(shè)部發(fā)文全國推廣。SUN日照分析軟件是在大量深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過與多家規(guī)劃管理與規(guī)劃設(shè)計(jì)單位密切合作，經(jīng)過反復(fù)推敲與艱苦研發(fā)，開發(fā)的一套系統(tǒng)軟件。它全面解決了全國各地任何時(shí)段的日照分析問題，計(jì)算科學(xué)準(zhǔn)確，使用簡單方便，是規(guī)劃管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)開發(fā)等領(lǐng)域強(qiáng)有力的日照分析工具。其主要功能有:遮擋分析、陰影分析、窗戶分析、沿線分析、區(qū)域分析、等時(shí)線分析等，其中，比較常用的為窗戶分析和沿線分析。窗戶分析可對單體建筑、群體建筑中建筑物的窗戶進(jìn)行左右端滿窗日照時(shí)間和中心點(diǎn)滿窗日照時(shí)間分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果以日照累計(jì)(連續(xù))時(shí)間、太陽時(shí)(北京時(shí))、滿窗設(shè)置(左右端、中心點(diǎn))、各時(shí)間段時(shí)間和圖示時(shí)間段表示。沿線分析是指沿任意線段(一般為建筑輪廓線)等距離布點(diǎn)，分析各點(diǎn)的日照情況，并將計(jì)算結(jié)果數(shù)值直觀顯示在各點(diǎn)上。

3 分析步驟及注意事項(xiàng)

基本原理是根本，本文通過作者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合連成水岸項(xiàng)目實(shí)例，對日照分析步驟以及在分析過程中可能出現(xiàn)的問題做以下介紹。

3.1 分析前的準(zhǔn)備工作

日照分析前的準(zhǔn)備工作是做好日照分析的保障。日照分析前首先需要了解所接受任務(wù)的詳細(xì)情況，根據(jù)規(guī)劃方案及現(xiàn)狀地形圖畫出影響范圍線，到實(shí)地現(xiàn)場確定日照分析范圍內(nèi)被影響的建筑物的性質(zhì)，不同的建筑物有不同的分析要求;然后根據(jù)范圍線確定哪些建筑需要測量哪些數(shù)據(jù)，比如規(guī)劃建筑影響范圍線內(nèi)的居民住宅樓需要測量建筑物北檐口高、屋脊高、一層室內(nèi)坪高程、層高、窗戶位置，對影響范圍外但是遮擋范圍線內(nèi)被遮擋住宅樓的建筑物只需要測量北檐口高、室內(nèi)坪高程、屋脊高。通過事前充分準(zhǔn)備，然后進(jìn)行外業(yè)測繪，能夠正確掌握進(jìn)度，減少工作量。

某房地產(chǎn)公司擬建設(shè)連成水岸小區(qū)，包括7棟高層住宅樓及其配套公建，建前需進(jìn)行日照分析測繪。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定各建筑物高度，高度的1.5倍即為影響半徑。影響范圍內(nèi)北側(cè)為擬規(guī)劃小區(qū)，影響到3棟高層住宅，由于其處于規(guī)劃中，采用其設(shè)計(jì)圖紙即可。影響范圍東西兩側(cè)沒有住宅樓，不需進(jìn)行測繪。擬建小區(qū)南側(cè)只需測量一層室內(nèi)高程和樓高即可，如圖1所示。

圖1 窗戶分析、多點(diǎn)沿線分析實(shí)例圖

3.2 分析時(shí)應(yīng)注意的問題

進(jìn)行分析前首先須檢查圖面數(shù)據(jù)的完整性:檢查建筑物數(shù)據(jù)是否正確，數(shù)據(jù)是否齊全等。其中有一點(diǎn)值得注意:住宅樓的起算高度要把握準(zhǔn)確，有公建、車庫等非居住層都應(yīng)排除掉。

檢查完數(shù)據(jù)后，需要建立分析模型，即定義樓高、屋脊、窗戶等，然后就可以分析了。常用的分析方法為窗戶比較分析和多點(diǎn)沿線分析:對于現(xiàn)狀住宅樓、擬建(有建筑設(shè)計(jì)圖紙的)住宅樓均采用窗戶分析，對于正規(guī)劃中建筑(沒有建筑設(shè)計(jì)圖紙的)，我們可以采用多點(diǎn)沿線分析。只要模型建立正確，遮擋建筑物選擇完整，分析就應(yīng)該準(zhǔn)確無誤。

連城水岸項(xiàng)目外業(yè)完畢后需對圖面數(shù)據(jù)的完整性進(jìn)行檢查。首先應(yīng)檢查各建筑物外輪廓是否為閉合曲線，其次，應(yīng)檢查建筑物一層室內(nèi)高程、樓高是否齊全，特別是小區(qū)內(nèi)高層建筑物電梯間高程是否齊全;然后，檢查小區(qū)各住宅樓窗戶位置是否正確，最后確定整個(gè)圖面是否有遺漏，正確后就可以進(jìn)行分析了。

分析過程中，擬建小區(qū)規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)圖紙完備，對其分析時(shí)采用窗戶分析，擬建小區(qū)北側(cè)為一規(guī)劃小區(qū)，還沒有建筑設(shè)計(jì)圖紙，故對其進(jìn)行多點(diǎn)沿線分析。

3.3 分析完后的檢查工作

分析完后的檢查工作是提供資料正確與否的最后保障，這就需要有一個(gè)系統(tǒng)的檢查流程，如圖2所示。檢查步驟包括建模檢查、分析檢查以及書面報(bào)告檢查。建模檢查包括建筑物高度建模檢查、屋脊建模檢查、窗戶建模檢查、電梯間建模檢查，異型屋頂建模檢查等;分析檢查包括窗戶分析時(shí)間檢查、多點(diǎn)沿線分析檢查等;報(bào)告與分析結(jié)果比對檢查是成果提交的最后一步，通過以上檢查才能保障提交成果的完整無誤。

本實(shí)例建模檢查包括兩方面:一方面為建筑物及其相關(guān)附屬(如高層建筑物電梯間)建模高度檢查，一方面為窗戶檢查，窗戶檢查包括窗戶定義的位置、受影面高度等是否正確。分析檢查包括兩類:一類為窗戶分析檢查，檢查內(nèi)容包括選擇遮擋建筑是否正確，窗戶定義是否與實(shí)際相符，日照時(shí)間是否一致;一類為多點(diǎn)沿線分析檢查，檢查內(nèi)容包括選擇遮擋建筑物是否正確，被遮擋建筑物受影面起算高程是否正確，單點(diǎn)日照時(shí)間是否一致。

圖2 日照分析工程檢查流程

通過總結(jié)分析，日照分析基本流程如圖3所示。

圖3 日照分析工程流程圖

4 疑難問題探討

除了常見的窗戶分析、多點(diǎn)沿線分析以外，擬建建筑物位置推算、擬建建筑物高度推算也是常用到的日照分析方法，同時(shí)也是較易出現(xiàn)問題的地方。下面就遇到的問題簡單分析如下:

4.1 建筑物位置推算分析

建筑物位置推算分析:根據(jù)已有建筑物的高度、形狀、地理位置等參數(shù)，結(jié)合擬建建筑物的設(shè)計(jì)樓高、一層室內(nèi)高程等，智能推算出擬建建筑物最合理的位置區(qū)間，從而為規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)和審批提供依據(jù)。下面以辛甸小區(qū)項(xiàng)目實(shí)例來說明具體分析過程及其注意事項(xiàng)，如圖4所示。

圖4 位置推算實(shí)例圖

(1)選取現(xiàn)狀建筑物及其受影面。遮擋與被遮擋建筑物必須齊全、完整，現(xiàn)狀建筑物的分析受影面，其分為兩種，一為現(xiàn)狀采樣線，一為現(xiàn)狀窗戶。現(xiàn)狀采樣線即被遮擋建筑物的受影面，其起算高度從該建筑一層室內(nèi)高程加上0.9 m即可。選取現(xiàn)狀窗戶相對簡單，但是必須事先設(shè)定好該建筑物的所有窗戶。

實(shí)例中，37#、41#建筑物為擬建建筑物，38#、39#、40#、34#建筑物為被遮擋建筑物，被遮擋建筑物為已有建筑物，樓高、一層室內(nèi)高程、窗戶位置等均為外業(yè)實(shí)測。選擇被遮擋建筑物的所有窗戶為受影響窗戶。

(2)選定擬建建筑物以及設(shè)置其高度。位置推算方法的前提是擬建建筑物的樓高、一層室內(nèi)高程等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為已知，故對建筑物進(jìn)行分析前得先定義好該擬建建筑物的模型(包括樓高、電梯間高程等)，擬建建筑物采樣線選擇方法和選擇現(xiàn)狀建筑物現(xiàn)狀采樣線方法相同。

(3)參數(shù)設(shè)置。設(shè)定日照標(biāo)準(zhǔn)為120 min，沿線采樣間隔為1 m，推算精度為1 m，最大平移距離根據(jù)其規(guī)劃范圍線來確定，我們可以假定為100 m，平移方向設(shè)定為90，如圖5所示。

設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)后，經(jīng)位置推算分析，41#樓向南正向移動(dòng)5.8 m后，40#樓所有窗戶日照時(shí)間滿足2 h;37#樓向北正向移動(dòng)1.5 m后，自身所有窗戶均滿足大寒日日照時(shí)間2 h。

圖5 位置推算控制參數(shù)設(shè)置圖

在位置推算中需要注意的推算位置必須充分考慮用地紅線、規(guī)劃道路紅線等多項(xiàng)因素，位置選擇不能超出紅線，必須在允許退讓范圍以內(nèi)。

4.2 建筑物高度推算分析

建筑物高度推算分析是在建筑位置已經(jīng)確定的條件下，在已有建筑群體內(nèi)滿足自身日照要求或其他已有建筑日照要求的建筑高度。

高度推算也需要設(shè)定控制參數(shù)，其包括現(xiàn)狀建筑物、現(xiàn)狀建筑物采樣沿線或窗戶、擬建建筑物、擬建建筑物采樣沿線、采樣間隔、日照控制時(shí)間、最大控制高度，如圖6所示。

圖6 高度推算參數(shù)設(shè)置圖

采樣沿線或窗戶的選擇同位置推算分析方法，采樣間隔為1 m，日照控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的建筑物選擇不同的時(shí)間，一般住宅樓選擇120 min，最大控制高度默認(rèn)為100 m。

圖7 高度推算實(shí)例圖

下面通過南紅廟小高層高度推算進(jìn)行實(shí)例分析，如圖7所示。本工程原計(jì)劃建11層，選擇北面住宅樓為現(xiàn)狀建筑，選擇被遮擋建筑的所有窗戶，選擇規(guī)劃建筑為擬建建筑，分析可得最大可建高度為56.258 m(絕對高程)，同樣，沿北側(cè)三建筑南面外圍線畫三條線，以此三條線進(jìn)行分析，計(jì)算可得可建建筑高度為56.258 m。通過兩種分析方法的對比，充分說明兩種方法具有同等精度。

5 總結(jié)

日照分析如今是城市建設(shè)的重要組成部分，作為日照分析的專業(yè)人員為保證日照分析的正確性，除了端正自己的態(tài)度以外，熟練掌握日照分析的分析功能和了解日照分析相關(guān)法規(guī)是最有力的保障。

［1］濟(jì)南市規(guī)劃局.濟(jì)南市規(guī)劃局日照分析規(guī)劃管理暫行規(guī)定.2006

［2］濟(jì)南市規(guī)劃局.濟(jì)南市規(guī)劃局日照分析技術(shù)規(guī)程.2006