日照分析在現代庭院景觀設計中的研究與實踐

楊藝紅 郭思遠 徐子涵

摘 ?要：城市化的不斷深入、城市用地規模的不斷擴大，使得人地之間的矛盾日益顯現，其中“日照權”作為居民親近自然的一項基本權益受到損害。對于日照的實用效果和審美效果的分析，成為當下景觀設計中不可缺少的重要環節，在個性化的庭院景觀設計中也尤為重要。不同于傳統意義上只用于居住區規劃和建筑設計中的日照分析，現代的日照分析需要綜合考慮光的元素與建筑布局、建筑結構、庭院空間布局、種植設計的相互關系，尋找人類居住環境中“光的舒適度”，在兼顧舒適性和經濟性的同時，真正實現詩意的棲居。從日照分析概念入手，結合實際情況合理延伸傳統日照分析的定義，以當下庭院設計中日照分析存在的問題為切入點，研究了日照分析對于庭院空間布局、園林設計要素、使用者身心健康等的重要作用。最后，以某別墅庭院景觀設計為實例，計算出庭院各區域每日接受日照的時長，依據日照分析的具體原則，對其進行基于日照元素的設計改造，通過日照分析探索當代庭院景觀設計的新趨勢，實現庭院景觀節能高效、美觀舒適的設計。

關鍵詞：風景園林;日照分析;庭院景觀設計;個性化服務;空間布局

DOI：10.16397/j.cnki.1671-1165.202003053 ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

近年來，傳統城鎮化在帶來經濟高速增長的同時，也造成了環境污染和生態環境退化。[1]大規模的農村人口涌向城市，使得城市的用地日趨緊張。“千塔之城”的出現，是對人們擁有“日照權”的一個重大挑戰。伴隨著建筑能耗和住宅能耗不斷增加、服務業的不斷興起與完善，日照分析在庭院設計中的重要地位逐步彰顯。

一、日照分析概念及其在庭院設計中運用的現狀

（一）日照分析的概念

傳統意義上的日照分析主要運用在居住區規劃和建筑設計中，通常指的是具有規劃、設計法定資質的單位，依據國家和地區的各項規定、要求，通過電腦軟件，對有日照強度要求的建筑進行標準日的日照模擬，具體分析建筑的量化指標。[2]這樣的日照分析具有階段性的問題，通常側重項目前期日照對于居住區樓層間距離、建筑的結構等的影響，一定程度上忽略了在居住區環境景觀設計中，空間布局、功能分區以及使用者對于光照的要求。

庭院景觀設計中的日照分析作為一項輔助于設計的重要步驟，要求庭院設計者根據日照對于庭院空間布局及造景元素的影響，分析擬建庭院受到周邊日照環境情況的影響，制定分析報告，最終實現人性化的集約型庭院設計。

日照分析的原理是：太陽到達地球的太陽光為平行光，在某一時刻，通過計算太陽的方位角和高度角，得出太陽相對于分析點的位置，然后利用投影關系和幾何知識計算出分析點在該時刻的日照情況。如果將一個平面看成分析面，可以通過計算任意一個高于本投影面物體的投影區域，從而分析出該分析面上的任意一點的日照情況。[3]

決定庭院景觀設計中太陽光線運用的要素主要涉及三個方面：園林設計場所的不同地理緯度;同一個地點一年四季循環的太陽高度角的變化;同一個地點每天太陽從日出到日落的太陽方位角的變化。[4]

（二）日照分析在庭院設計中的背景及運用

日照是能源的基本來源，對氣候有著重要的影響作用。處理好日照和住宅的關系，可以較大程度地提高住宅內部的舒適性。[5]在園林庭院的設計中，如何讓人們充分感受到陽光的價值，如何揚長避短，巧妙利用太陽輻射的有利因素，營造適合人們的愜意棲居環境，成為時下追求個性化服務、人性化服務的庭院設計風尚。

與以往大部分“粗放型”的統一庭院設計模式不同，隨著第三產業的興起，個性化訴求的提升，園林庭院設計隨之體現出更全面、更細化、更個性的要求。庭院設計在關注使用者個性化需求的同時，突出了細節與高效。而園林庭院設計中，人們對于舒適度、經濟性、細節化也提出了符合時代的高標準嚴要求。

（三）日照分析在庭院設計中的問題

1.認知水平較低，功能布局失衡

日照分析對庭院景觀的分區有著重要的影響，不同的日照時長決定了不同的分區以及各分區在功能上的不同，目前日照分析的重要性在居住者中的認知度普遍較低。許多使用者并未意識到日照對于庭院植物搭配、水景選擇、設計材料等的重要性，對日照分析呈回避狀態。因而沒有對庭院設計中的日照功能分區、日照范圍等提出較為詳細的要求，導致一些庭院設計無法滿足居民居住的切身體驗要求。庭院布局功能泛化，分區相對籠統，沒有合理而明確的分區。

有些庭院景觀設計師缺乏前瞻性，在進行功能分區設計時沒有考慮日照的早晚變化、季節變化等，導致其對功能分區的劃分相對局限。對于已劃分的功能分區，也存在無法合理控制功能分區內水景、植物等庭院景觀要素的現象，致使一些問題的出現，例如強光導致水體富營養化、耐陰植物遭曝曬的問題，破壞了庭院的功能分區和整體布局，甚至出現一些地方的太陽光不能被人們利用，引發“無效日照”的情況。

2.庭院景觀同質化，住宅能耗激增

許多設計者沒有使用過正式全面的日照分析流程，在對庭院進行日照分析時，因缺乏技術指導，往往思考不全面，在某一環節發生疏忽，導致了規劃出現局限性。另一方面，日照分析與水景設置、植物配置等類型的園林庭院設計要素不同，其設計規范化起步晚、資源配置不均勻、信息渠道有限、社會關注度較低，同時優秀的庭院日照分析成果缺乏，這使得日照分析存在著明顯的“套用”現象，沒有做到“具體場所具體分析”。

此外，許多專家學者對城市住宅區展開了大量調查與研究，發現了各地住宅的趨同現象，如香港、廣州部分城市住宅幾乎完全被套用在上海和北京。這個現象的背后隱藏了這樣的一個問題，住宅設計忽視了與自然氣候的關系。日照作為自然氣候的重要組成部分，在上述某些住宅區的景觀設計中顯然未得到重視，這使得庭院的氣候適應性降低，庭院居住舒適感降低。

隨著城市化和現代化進程的加快，人們對居住的舒適度需求日益增加，庭院設計同質化帶來的舒適感的降低便需要通過其他建筑設備來實現，如不合理的設計導致室內無陽光，冬季陰冷，致使暖氣的使用量額外增加。此外一些庭院苗木的跨區域同步、不按照苗木對陽光的不同需求隨意栽植，導致的枯病死等也帶來了極大的損失，這些都大大提高了住宅的能耗。

二、日照分析對庭院設計的作用

（一）空間布局功能界定——合理規劃園林設計場地的空間布局

通過日照分析能準確地將園林設計場地的半陽區、全日照區、半蔭區、全蔭區劃分開來，從而在不同的區域內種植不同的植物[3]。

以地處江蘇西南部、長江下游的南京為例，其氣候條件為亞熱帶季風氣候（夏季高溫多雨、冬季低溫少雨），對于全蔭區可以選擇鳳尾蕨、八角金盤等耐陰性植物，對于半陽區、半蔭區可以選擇一些中性植物，如側柏、女貞、紫荊等等，全日照區可以選擇玉蘭、楓樹等陽性植物。日平均日照長度比較大的地方可以選擇一些常綠的大喬木，便于體現冠幅優勢對于改善庭院居住者夏日觀景體驗的作用，對于日平均輻射比較小的地方，可以選擇種植一些落葉喬木，夏季遮陽造蔭，冬日落葉引陽，以達到“夏陰冬暖”的效果。

（二）庭院景觀元素

1.“日光熨動黃金葉”——日照對于植物選擇的影響

作為景觀構造上的重要一環，合理的植物綠化不僅能夠彰顯春夏秋冬四時的庭院景觀變化，還能起到改善微氣候環境，柔化建筑邊界的作用。“日光穿竹翠玲瓏”，光照可以讓植物依據其特有的形態進行動態的光影變化，此外光照可以調動植物的色感，刺激觀賞者的視覺細胞。

同時，日照能使植物產生葉綠素等，促使植物產生光合作用。綠色植物在庭院中充分發揮其作用離不開日照，因此，在進行園林環境設計時，對于植物生長習性的把握以及日照區的合理布置則顯得尤為重要。對于日照時數在10 h以上的區域，可以選擇冠幅大的喬木進行遮陰;對于日照時數在5～10 h的區域，可以種植大部分植物，在實際設計中，要根據當地的氣候條件等確定; 對于日照時數在5 h以下的區域，太陽輻射比較弱，可以選擇種植彩葉鐵樹、粗筋草等耐陰性植物。[3]

2.“池暖波碧映日光”——日照對于庭院水體的影響

所謂“一水護田將綠繞”，水是庭院里靈動的視覺焦點，將所有瑣碎的片段設計連接成一個柔和的整體。庭院水體在調節微氣候和提升庭院觀景品質上都起著重要的作用。

在庭院設計中，日照賦予了庭院水景別樣的審美意蘊，它具有“涵游魚”“凝水面”的美學功能。此外，水體的質量一直是庭院水景重點考慮的要素，長時間的日照是水體富營養化的一個重要原因，因此多數情況下，日照時數比較長的區域應避免設計水景，水體的蒸發量會隨著強烈的太陽輻射而增大，容易引起水質變差，破壞庭院景觀。

3.“斜光到曉穿朱戶”——日照在建筑、小品中的運用

“曉開讀書窗，日光潑雙眸”，宋代的舒邦佐在《雨后即事》中描繪了夜雨后的早晨，自己打開書房的窗戶，陽光照射進屋內溫暖雙眸的愜意畫面。當陽光作為軟質的介質在與硬質建筑、小品發生聯系時，兩者相呼應，串聯整個空間，營造出溫馨、愜意的生活氛圍。一縷陽光就是坐凳、燈具、雕塑、假山等的點睛之筆，具有鮮明的藝術特征。

同時，庭院中還可以直接利用日光進行造景，例如承德避暑山莊文津閣中的“日月同輝”景觀，池潭南邊的假山洞府中，用疊石形成月牙形孔洞，光線穿洞投影水池，形成水中月，同太陽一起倒映在池水中，便為日月同輝。

4.“日光鋪庭照欄桿”——日照對于園林材料的選擇

在庭院設計過程中，對于日照時數比較長的區域，不易吸熱、耐曬、反光度低的材料往往更受到青睞，設計者應避開選擇金屬類材料，防止人們在夏季觀賞過程中，欄桿、扶手等因吸熱升溫造成燙傷的現象。同時日照時數長的區域要盡量選擇顏色淡雅、清爽的材料，如淺色系的地鋪;而對于日照時數比較短的區域，則可以選用一些色彩活潑的材料。

（三）日照對使用者的影響

1.陽光對使用者的生理和心理影響

生理上：陽光中包含的紫外線能促進人體內的維生素A轉化為維生素D，防止佝僂病等疾病;同時，日光具有殺菌作用，并且陽光刺激對人體血壓、脈搏、呼吸、筋肉緊張等也有很大的影響。

心理上：日光是光明與希望的象征，從心理學的角度分析，日照對人的情緒有很大的影響;個人的安全感、歸屬感、舒適感、創造欲等一切心理體驗都可從普照的陽光中產生，如果長期得不到足夠的陽光照射，人就會感到孤獨、憂郁、悲傷、緊張甚至恐懼。

2.連接人和陽光之間的橋梁

人們規劃的不是場所、不是空間、也不是內容，人們規劃的是體驗。[6]陽光對人的生理和心理都具有重要的影響，如此，庭院設計如何讓人與陽光之間的橋梁互通并營造互動的體驗氛圍就顯得尤為重要。在庭院中可以根據日照的程度合理地建造休息娛樂區，引導人們有意識地“接近”日光，形成日光體驗，以配合日照發揮其對居民的有益作用。休息娛樂區最好選取在半陰半陽區，這樣既可以避免夏日的曝曬，也可以避免冬日的陰冷潮濕。

三、日照分析在庭院設計中的現實訴求——以句容某別墅庭院景觀設計為例

（一）項目背景

本項目庭院位于句容市寶華山某別墅區內，住宅區總體呈現出古典蘇式建筑景觀格局，在屋檐、長廊、院墻花窗等細節處運用獨特的中國文化元素。庭院遵循傳統建筑制序，空間布局講究生活哲學，亭臺樓閣、雕花漏窗處處精工細作。

本方案設計組與由戶主代表組成的生活設計業主委員會進行了深入的交流與溝通。在中式庭院風格的整體大框架下，針對不同的戶型、戶主的不同需求進行了集約式的庭院設計，突出個性化和人性化。

（二）場地測繪及數據分析

設計人員實地進行了考察，對庭院尺寸、墻體高度、周圍建筑高度等進行了測量和分析，繪制出庭院的房屋建筑主體示意圖，并且通過天正建筑的日照分析功能，計算建筑高度、分析遮擋影響情況、建立模型進行模擬，最終模擬出整個場地的日照情況。

通過對日照分析軟件的認知與掌握，可以提高設計的預見性，在庭院的構思階段就可以從不同角度全面觀察日照對于庭院設計的綜合影響，避免了在詳細設計階段才考慮日照對于庭院的重要性（圖1、圖2）。

以朱宅為例作具體日照分析（圖2）。設計人員在實地測量朱宅庭院四周圍墻高度、地理位置坐標等的前提下，結合CAD施工圖紙、戶型圖等，在天正軟件中進行了日照分析的測算。

首先，確定建筑的高度。根據實地測量庭院四周圍墻、遮擋物等高度，繪制建筑的外墻輪廓線、建筑主體示意圖（圖1）。

其次，進行多點分析，選中房子等遮擋物，根據《南京市高層建筑日照分析管理技術規定》進行參數設定，《南京市高層建筑日照分析管理技術規定》中規定：南京市日照分析的計算起止時間為大寒日上午8時至下午4時、冬至日上午9時至下午3時，計算點緯度為32°04′N。

最后，框選建筑區范圍，進行日照時長分析，得出日照時長分析圖（圖3）。圖3中黃色的數字“1”表示大寒日南京此住宅的該區域在上午8時至下午4時共有1 h時長的日照。其余顏色及數字依此類推。

（三）景觀方案設計及日照分析運用總述

1.設計方案概述

在和戶主深入交談后，此院風格定位為純中式庭院，在圖2總平面圖的①處設置小山水，營造局部的微環境，③④為落水口，做水壩，使①③④形成一個連續的水循環。中間安裝小型流水裝置，水面露出，設明槽，以游魚等輔景點綴。①處小山水地形略高，稍低于旁邊漏窗（下沿約 1.2 m）， 并可有花枝伸向漏窗。④西側有漏窗。⑥處小院加部分玻璃頂，做純植物景觀。⑦處做日式枯山水，櫻花點景。

2.日照分析的運用概述

由日照時長分析圖可知，南院的主要區域平均一天日照長度為5 h左右，為避免夏日長時間的曝曬，硬質平臺選用了有優良散熱性的花崗巖石材;南院的日照時間相對較長，對庭院水景的布置也提出了很大的挑戰，在滿足美觀需求的同時，將日照長、蒸發量大、富營養化概率高等問題融入設計，借助凈化器等提高水體的品質;此外，在南院中充分運用喜光類觀賞植物，如櫻花、白玉蘭等。

北院因受到相鄰別墅的墻體影響，其日照時長呈由別墅建筑體向外墻弧形縮短的趨勢。北院的主要布局為日式的枯山水，在太陽的反光下，砂石有了特殊的光澤與景致，經砂石反射進房間的陽光不會因直射而刺眼。溫和的陽光，對人的生理和心理起到了調節作用，極具健康生態的價值。

（四）日照分析具體原則的合理運用

1.地區分布差異原則

設計師在設計過程中，應避免近年來常見的庭院趨同情況，防止經緯度差別較大的地區庭院規劃直接照搬的現象發生。在復雜的庭院日照因素考慮過程中，設計師除了利用大量的設計手法及技巧，更應該回歸園林設計本身最基礎的擇地原則，將日照因素考慮進該地區的地理情況及氣候情況中。在此基礎上，進行多次的實踐及調研并進行經驗總結，從而得出某一地帶特有的日照分析應用經驗，真正實現日照因素設計因地制宜。

2.局部微型氣候原則

該庭院設計由日照分析為主要切入點，集結其對于植物配置、庭院水景、建筑小品、園林材料、身心健康等的影響，整體考慮日照下的庭院功能分區，建立起日照分析的矩陣互動，設立聯動的內部設計體系——城市庭院微氣候，從而進行科學規范管理，使得日照分析與園林庭院設計各個要素之間緊密聯系。當設計師疏忽一項或者由于一些特殊的外在原因導致日照分析在某個設計環節中出現了問題，局部微型氣候將受到擾亂，整個設計體系會得到及時反饋，從而推動以聯動的整體性設計思維去解決存在問題。

3.景觀建筑一體原則

庭院景觀與建筑本體之間有著對應的協調關系。該案例在日照分析過程中，充分考慮了別墅建筑主體在庭院中的位置及分布情況，聯系當地日照時間及陰影覆蓋面積，對庭院剩余土地進行新層次規劃，以求得到最佳的庭院景觀設計方案。除了考慮建筑帶給庭院設計的影響之外，還應使兩者互助互利，通過庭院的設計規劃減少光照對房屋本體的損傷，同時反思房屋外觀材料應用是否合適，真正實現日照分析景觀建筑一體的原則。

4.以人為本原則

園林建設是體現人主觀意識的審美的直接途徑，人類的審美習性與自然的內在肌理之間的關系是決定園林建設是否生態的關鍵要素。[7]庭院設計中的日照分析從植物生長、水體質量、建筑情況多個方面考慮，都是基于滿足居住者的生理及心理需求的。該庭院在北部設置了大面積的日式枯山水從而利用日照因素，為室內居住者提供了溫暖和煦的生活氛圍，同時在相對陰涼地區設置綠色屋頂，為居住者提供了相對幽靜、清涼的休閑區域，并利用水體減弱過于強烈的日照帶給人體的損傷等。總而言之，日照分析在庭院設計中應從各景觀元素出發，為居民提供各種生活情境，滿足居民各種情緒及生理情況下對居住環境不同的需求。

四、結語

隨著城市化的深入，日照和城市之間的關系開始了主動與被動關系的轉化，從古代的自下而上的樸素約定轉向自上而下的強制性規定。[8]城市住宅所暴露的功能布局失衡、庭院景觀同質化、住宅能耗的激增等問題不斷推進著日照分析在庭院中的合理利用。

綜觀整個研究過程可以得出，日照分析在庭院設計中的應用經驗不能無條件地全部接受，應當充分考慮庭院所在地區的地理條件及氣候條件對景觀設計布局的影響，通過對這些因素的綜合分析，合理分配受光影響的剩余土地資源，確保庭院植物、水體、建筑本身等因素可以正常甚至加倍發揮其固有作用。

日照分析憑借其對庭院設計諸多因素的重要影響，奠定了其在集約型庭院設計中的突出地位，這要求設計師在進行居住區規劃和建筑設計的時候，應格外重視日照分析的運用，優化設計方案，采用多種布局形式，盡可能地進行科學的庭院設計，讓居民找到居住環境的“光的舒適度”，保障居民的基本權利。同時，在庭院日照分析發展中，可以嘗試將一些理論與技術運用到城市的整體規劃中，“以小化大”，實現綠色城市的美麗構想，真正營造詩意的棲居環境。

參考文獻：

[1] 陳玲玲，馮年華，潘鴻雷.新型城鎮化發展背景下南京生態城市建設進展及對策[J].生態經濟，2015（5）：175-178，190.

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[3] 陳亦男.日照分析在園林環境設計中的重要性及實踐初探[J]. 江西建材，2015（2）：195.

[4] 楊立新，宋力，李聰.日照分析在園林環境設計中的應用[J]. 現代園林，2006 （2）：1-4.

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[6] 約翰·O 西蒙茲，巴里·W 斯塔克.景觀設計學：場地規劃與設計手冊[M].俞孔堅，譯.北京：中國建筑工業出版社，2014：4.

[7] 汪輝，任靜，趙康兵.園林建設中的生態智慧與生態審美[J].南京林業大學學報（人文社會科學版），2019（2）：40-48.

[8] 李京津.基于“日照適應性”的城市設計理論和方法[D].南京：東南大學，2018.

（責任編輯 朱 凱）

Abstract：The continuous deepening of urbanization and the continuous expansion of the scale of urban land use have made the contradiction between people and land increasingly apparent. “Right of sunshine” as a basic right of residents to get close to nature is damaged. The analysis of the practical effect and aesthetic effect of sunshine has become indispensable to the current landscape design， and particularly important in the personalized courtyard landscape design. Unlike the traditional sunshine analysis only used in residential area planning and architectural design， modern sunshine analysis involves the relationship between the elements of light and building layout， building structure， courtyard space layout， planting design， and looks for the “light comfort” in human living environment. While taking into account both comfort and economy， it truly achieves a poetic dwelling. Beginning with the concept of sunshine analysis， the paper extends the definition of sunshine analysis reasonably according to the actual situation. After the introduction of the problems in the sunshine analysis in the current courtyard design， the paper studies the important role of sunshine analysis in the courtyard space layout， garden design elements， users physical and mental health and so on. Finally， taking the landscape design of a courtyard in a villa as an example， the paper calculates the duation of daily sunshine in each area of the courtyard， then carries out a design with sunshine elements based on the specific principles of sunshine analysis. The paper explores the new trend of contemporary courtyard landscape design through sunshine analysis to guide the energy?saving， efficient， beautiful and comfortable design of courtyard landscape.

Key words： landscape architecture; sunshine analysis; courtyard landscape design; personalized service; space layout