建筑設計中采光和日照問題探討

【摘 要】文章從多個角度對建筑設計過程中采光和日照設計中存在的問題進行了探討，并列舉了建筑日照間距的計算公式和規則。

【關鍵詞】設計；建筑；采光；日照

引言

建筑設計是結合當地修建性詳細規劃，然后根據業主設計任務要求，對場地環境、使用功能以及結構形式、所用材料設備、建筑經濟及藝術等方面的條件和要求進行綜合考慮，并在此基礎上設計出的平面關系、空間關系和建筑造型設計，并能夠滿足建筑物采光、日照以及通風等功能需求，為人們的生活和工作創造舒適的環境，因此從建筑物的使用功能而言，其采光和日照對后期人們生活和工作提供良好的功能服務具有重要作用。

1 建筑設計中采光問題

1.1 采光

做為修建性詳細規劃組成部分的單體建筑應符合修建性詳細規劃中提出的要求，新設計的單體建筑除內部使用方便外還應有良好的天然采光，良好的采光可在很大程度上節約能源，并可使居住者心情舒暢，有利于室內使用功能及設施的布置，相反則會使居住者長期生活在昏暗之中，或必須采用人工照明系統而影響居住者的身心健康。

1.2 天然采光

在民用建筑中除具有特殊要求的觀眾廳、演播室等均應有良好的天然采光，而一般建筑多采用單側或雙側采光，因此，房間的進深同天然采光間則成為一對矛盾體，而為保證室內采光要求采用單側采光時，房間進深不應超過窗戶上口至地面距離的2倍，采用雙側采光時，其進深可較單側采光時增大1倍左右，同時為保證室內良好的天然采光應保證房間內有足夠的照度值，因此必須在房間墻體上開門窗，而門窗面積則應根據房間的使用功能、房間面積及當地日照情況等因素進行綜合考慮，使用功能不同的房間對采光要求也不相同。在設計過程中應根據窗地面積比來估算窗口面積，也可先確定窗口面積之后按照規定的窗地面積比值進行驗算。

1.3 門窗對采光的影響

建筑墻體上的門窗位置應利于采光通風，由于窗口在房間中的位置決定了光線的方向及室內采光的均勻性，一般門窗相對集中，并在窗間設小柱或小段實墻來保證室內暗角較小，使得采光均勻。而窗戶均勻布置在每隔相同開間的中部時，則若窗寬度不大或窗間墻較寬，則在墻后宜形成較大陰影區域而影響該部分的采光亮度。

2 日照

建筑物內日照具有殺菌、凈化空氣以及提高室內溫度等多方面作用，由于我國橫跨寒帶至亞熱帶，區域內日照特點存在明顯差別，在冬季均以能獲得更多的日照為目的，而在夏季尤其是在南方則應將遮陽做為主要矛盾加以解決，因此不同地帶對建筑布局提出了不同的要求，以普通的板式建筑為例，其南北向利于采光，而山墻向西則可防止西曬，房間向北則會導致終年不能采光，而東西向住宅中所有房間均可獲得采光，在夏季高溫季節則可通過遮陽板來解決日照較強的問題。

2.1 建筑高度與建筑日照高度

由相關規范而知，正南朝向的住宅的正面間距應該按照日照標準確定的日照間距系數進行控制，當前部分城市在計算居住建筑標準日照間距系數時采用建筑高度H做為計算因素，即至建筑室外地面算至屋頂做為遮擋建筑的高度，由此所得到的計算結果在實際應用中存在誤差，而在進行居住建筑標準日照間距系數計算時則應采用以建筑日照高度h做為基本計算因素，即將前面建筑遮擋建筑屋頂標高與后棟被遮擋建筑一層窗臺面標高二者的高差做為計算高度[1]。

2.2 日照間距

日照間距是指前后兩排房屋間為保證后排房屋底層在大寒日可獲得不少于二小時的滿窗日照而應保持的最小間隔距離，其目的是為了保證房屋內有一定的日照時數，以保證建筑物彼此間不相互遮擋而應必須滿足的距離，由于太陽高度一天內自始至終都在不斷發生變化，一年四季中太陽的位置也在不斷變化，因此為保證日照要求而以大寒日正午12點太陽能照到南向房間底層窗臺高度為計算依據，并以此做為控制建筑的日照間距。

2.3 日照標準

決定居住區住宅建筑日照標準的主要因素，一是建筑所處地理緯度及氣候特征（遼寧鞍山地區屬于Ⅰ類建筑氣候區），二是所處城市的規模大小，日照標準則是指在規定的日照標準日的有效日照時間范圍內，建筑外窗獲得滿窗日照的時間，其在住宅布局中應注意其朝向和建筑間距以保證有良好的日照，并應充分利用太陽高度角和方位角，通過住宅錯位、塔板結合等方式來達到國家規范規定的建筑日照標準，住宅間距在滿足日照的前提下還要綜合考慮采光、通風、消防、防災、管線埋設、視覺衛生等諸多要求，各地的日照標準是根據各地區的氣候條件和居住衛生要求來確定的，居住正面向陽房間在規定的日照標準獲得的日照量做為居住區內規劃確定居住建筑間距的依據。

2.4 日照間距的計算

2.4.1 以建筑高度H為計算因素

計算公式為：

LH＝D/H[2]

式中：D表示滿足某一日照標準的建筑間距值；

H表示建筑高度；

由公式可知日照間距系數LH與建筑物的建筑高度H、日照標準的建筑間距值D等因素相關，因此對于某個建筑日照標準而言，不同的建筑的LH是一個變數，其可通過以下計算中看出。

多層居住建筑日照間距系數計算：

以多層住宅建筑為例，多層磚混或框架結構住宅建筑日照間距系數應結合有關規范及常用數值來確定，住宅建筑一般采用以下數據：一般情況下，框架結構住宅建筑層高3.0m，磚混住宅建筑層高2.8m，女兒墻高度－HJ，后棟住宅建筑一層窗臺面距室內地面高度――HL，首層室內外地面高差――HK，則遮擋建筑的建筑高度為：

H＝HJ+HK+2.8(或3.0)*層數

遮擋建筑的建筑日照計算高度為：

h＝H-HL-△H

式中△H為后棟住宅建筑首層室內、外地面高差。由以上兩式則可以計算出多層住宅建筑高度H及遮擋建筑日照高度h值。

2.4.2 坡屋面建筑的建筑日照計算高度h值的計算

當太陽高度角大于坡屋面坡角時，建筑日照計算高度不考慮坡屋面的高度因素，但當太陽高度角小于坡屋面坡角時建筑日照的計算高度計算中應計入坡屋面的高度值，在實際設計中可根據建筑日照計算原理求出當地的建筑日照標準日有效日照時間段內各時刻的太陽高度角值，并將太陽高度角值與坡屋面坡角值進行比較，根據比較結果來決定是否考慮坡屋面高度值的因素。并根據太陽高度角數值 來得到不同建筑日照標準的坡屋面坡角臨界值，當坡屋面坡度值大于相應的日照標準的坡屋面坡角臨界值時，則應在建筑日照計算高度中計入坡屋面高度值。

2.4.3 滿足日照要求的陽臺懸挑長度值計算日照標準的選擇[3]

由建筑日照計算原理可知每天的太陽高度角值以當地正午時刻最大，該時刻棒影的影長率為最小，因此只要陽臺的懸挑長度小于正午時刻棒影的影長值，則可滿足日照標準的要求，國內地域范圍內各個區域當地正午時刻棒影的影長率在夏至最小，而在冬至最大，因此可根據當地地理位置及實際情況來確定住宅陽臺下方臥室窗口在冬季需要獲得一定日照時間的日照標準日，并以此計算出相應的日照標準日的正午影長值，而陽臺的懸挑長度L設計值則可由下式計算：

L≤H/D＝KO*HD

式中：H/D表示正午影長值；

KO表示大寒日或冬至日的日照正午影長率；

HD表示窗口陽光遮擋高度；

3 結語

建筑設計過程中采光和日照對建筑使用功能起著很大的作用，在建筑日照間距計算中建筑高度隨地形高差、住宅室內外地面高差以及住宅層數、層高等因素而變化，因此在設計中應取某一固定值做為建筑日照間距系數標準；以建筑日照計算高度為計算因素得到的建筑日照間距系數不隨外界因素的變化而改變，該值應為固定值，因此在進行建筑采光及日照計算時時應緊密結合國家及地方規范要求，并配合建筑所在地的實際情況來進行設計，只有這樣才能最終實現建筑的使用功能，從而更好的滿足人們對日照的要求。

參考文獻：

[1]劉琦，王德華．建筑日照設計[M].北京：中國水利水電出版社，2008．

[2]涂英時．城市規劃原理[M].北京：中國計劃出版社，2008.

[3]王萬江，金少蓉，周振倫．房屋建筑學[M].重慶：重慶大學出版社．2008.

[4]城市居住區規劃設計規范(2002年版)