住宅建筑日照设计若干问题的探讨

第9卷第3期　　　　　2001　　

安徽建筑工业学院学报(自然科学版)　　JournalofAnhuiInstituteofArchitecture　　　

Vol.9No.3

2001

住宅建筑日照设计若干问题的探讨

黄　农　　　　　　　瞿　伟

(合肥市规划局　合肥　230001)　(昆明理工大学建筑工程学院　昆明　650051)

郭　炜

(安徽省水利厅建设管理处　合肥　230022)

摘　要:在住宅建筑规划设计中,住宅日照必须满足日照标准的要求,而目前国内不少城市在计算正南朝向居住建筑的标准日照间距系数时,采用以建筑高度为计算因素,由此得出的数值未必都能满足日照标准的要求。根据建筑日照设计原理,就建筑日照设计中的日照间距系数、坡屋面建筑的建筑日照计算高度、日照条件下住宅阳台悬挑长度设计值等问题进行分析探讨。

关键词:城市规划,住宅建筑日照间距,建筑日照计算高度,坡屋面高度,阳台悬挑长度中图分类号:TU113.4

0　引　言

为了住宅建筑规划设计日常工作的需要,本文根据建筑日照设计原理,就建筑日照设计中的日照间距系数、坡屋面建筑的建筑日照计算高度、日照条件下住宅阳台悬挑长度设计值等问题进行分析探讨。

1　建筑高度与建筑日照计算高度

1〕

根据有关技术标准〔可知,建筑朝向为正南

向住宅的正面间距,应按日照标准确定的日照间

2〕

距系数控制。目前,国内不少城市〔计算居住建筑标准日照间距系数采用以建筑高度H为计算因素,即自建筑室外地面算至屋顶或屋脊顶作为遮挡建筑的高度。由此所得到的计算结果在实际应用中存在误差。在计算居住建筑标准日照间距系数时,应采用以建筑日照计算高度h为计算因素,即前栋遮挡建筑的屋顶或屋脊标高与后栋被遮挡建筑一层窗台面标高二者的高差。下面通过实例进行计算分析。1.1　日照间距计算

D=OO=Ot cos

′

图1　日照间距示意图A

图1、2日照间距示意图和图3日照棒影图及日照间距平面示意图可得到日照间距D的计算公式:

(1)

式中,Ot为日照标准日中第t时刻的棒影长度(m); 为日照标准日中第t时刻的太阳方位角;D为两栋正南朝向平行布置的建筑物之间的距离(m)。

图2　日照间距示意图B　　　　　　　　　图3　日照棒影图及日照间距平面示意图

从图3可知,选择不同的日照标准时间,就可得到不同的Ot值,从而得到满足某一日照标准的建筑间距D值。根据建筑日照计算原理,得到Ot、 值。1.2　以建筑高度H为计算因素的日照间距系数LH

从图1、图2中可得到:

LH=D/H

(2)

日照间距系数LH与建筑物的建筑高度、后栋建筑一层窗台面与地面的高差H1、两栋建筑间的地面高差等因素有关,因而,对于某一日照标准而言,不同的建筑其LH是一个变数。可以通过以下计算结果看出这个问题。

1.2.1　3～9层居住建筑日照间距系数

6〕

以平屋顶住宅建筑为例,计算出3～9层砖混或框架结构住宅建筑日照间距系数。依据有关规范〔及

〔3-5〕

常用数值,住宅建筑采用如下数据:框架住宅建筑层高3.0m;砖混住宅建筑层高2.8m;平屋顶檐口外挑长度或女儿墙高度HJ为0.5m;后栋住宅建筑一层窗台面距室内地面高度HL为1.0m;一层室内外地面高差HK为0.45m;则遮挡建筑的建筑高度:

H=HJ+HK+2.8(或3.0)×层数

遮挡建筑的建筑日照计算高度:

h=H-HL- H

式中: H为后栋住宅建筑一层室内、外地面高差。

根据式(3)、(4)计算,得到3～9层住宅建筑高度H及建筑日照计算高度h值,见表1。

〔5〕

以合肥市为例:地理纬度 =31°51′,大寒日 =-20°17′,冬至日 =-23°72′。根据式(1)、(2)及建筑日照计算原理,得到不同日照标准,不同建筑层数,不同 H条件下大寒日、冬至日建筑日照间距系数,见表1(计算中未考虑二栋楼之间地面高差的影响因素)。

表1　建筑日照计算高度与建筑日照间距系数

层数3层混4层混5层混6层混7层混7层框8层框9层框现行标准

建筑高度H(m)

9.3512.1514.9517.4520.5521.9524.9527.95

建筑日照计算高度h H=0.45

7.910.713.516.319.120.523.526.5

H=0.15

8.211.013.816.619.420.823.826.8

大寒日建筑日照间距系数LH

冬至日建筑日照间距系数LH

H=0.45 H=0.15 H=0.45 H=0.151小时2小时1小时2小时1小时2小时1小时2小时1.091.141.171.191.201.211.221.231.20

1.111.161.191.211.221.231.241.251.23

1.131.171.191.211.221.231.231.241.20

1.151.191.221.231.241.251.261.261.23

1.231.281.311.341.351.361.371.381.35

1.251.311.341.361.381.391.401.41

1.281.321.341.361.371.381.391.391.35

1.301.341.371.391.401.411.421.42

(3)(4)

1.3　以建筑日照计算高度h为计算因素的日照间距系数Lh

从图1、图2得知:

Lh=D/h

由式(1)、(2)及建筑日照计算原理得到:

Lh=coths cos

日照间距系数Lh是一固定值,用它作为居住建筑日照间距系数标准较为合理。由式(6)得出的全国各主要城市不同日照标准的间距系数见表2。

(6)

太阳高度角hs与方位角 相对于某地、某一日照标准而言数值不变,因而根据式(6)计算得到的相应

(5)

2　坡屋面建筑的建筑日照计算高度h值的计算

从图1、图2中可以看出当hs≥ 时,建筑日照计算高度h不考虑坡屋面的高度H2因素;当hs< 时,则建筑日照计算高度h计算中需计入坡屋面的高度H2值。

实际设计中,首先计算出 值:

=arctgH2/D′

(7)

可根据建筑日照计算原理求出当地的建筑日照标准日有效日照时间段内各时刻的太阳高度角hs值。比较太阳高度角hs值与坡屋面坡角 值,决定是否考虑坡屋面高度H2值因素。

根据hs数值,并取整到10分位,得到不同建筑日照标准的坡屋面坡角临界值HS。当坡屋面坡度 值大于相应日照标准的坡屋面坡角临界值HS,需在建筑日照计算高度h中计入坡屋面高度H2值。

全国主要城市不同日照标准的坡屋面坡角临界值HS见表2。

3　考虑日照要求时阳台的悬挑长度设计值L

3.1　阳台悬挑长度计算

图4　阳台下窗口日照示意图

当住宅阳台下方的房间作为卧室使用时,阳台悬挑长度的大小,对其下方卧室窗口的日照有影响。人们希望阳台在夏天遮挡阳光,在冬天让阳光射入窗口。

在图4中令:卧室窗口高度HB;窗台面离室内地面高度HE;窗口上檐离室内顶部高度HC;阳台悬挑长度L;窗口阳光遮挡高度:HD=HC+HB/2。

通常要求在某日照标准日正午时刻太阳光线能直接射入室内至少半个窗口高度,即HB/2。从图4可知,h′s、HD阳台悬挑长度L三者关系为:

tgh′s=HD/L

(8)

′

L=H′D=HD/tghs=Ko HD

′

式中,H′D为满足日照标准日正午时刻半窗日照条件时的HD影长值;hs为日照标准日正午时刻太阳高度

角;Ko为某一日照标准的正午影长率,Ko=1.0/tghs′。

第3期　　　　　　　　　　　黄农等:住宅建筑日照设计若干问题的探讨　　　　　　　　　　　　27　

表2　全国主要城市不同日照标准的间距系数Lh、坡屋面坡角临界值HS

纬度

城市名称

北纬°　′

哈尔滨沈　阳北　京天　津济　南郑　洲南　京合　肥上　海武　汉杭　州重　庆长　沙福　州昆　明广　州海　口

45　4541　4639　5739　0636　4134　4032　0431　5131　1230　3830　1929　3428　1226　0525　0223　0820　00

正午影长率ko2.251.891.751.691.541.431.301.291.261.231.221.191.131.051.010.950.85

大寒日Lh日照2h2.321.941.801.741.581.461.331.321.291.261.251.211.161.071.030.970.87

日照3h2.422.011.861.801.631.511.371.361.331.301.291.251.191.111.071.000.89

冬至Lh

正午影长率ko2.632.172.001.931.741.611.461.441.411.381.371.331.261.171.131.060.95

日照1h2.662.182.011.941.751.621.471.451.421.391.371.341.271.181.141.060.95

大寒HS

日照2h°　′22　4026　3028　1029　0031　2033　2035　5036　0036　4037　1037　3038　1039　3041　3042　3044　2047　10

日照3h°　′21　0024　4026　2027　0029　2031　1033　3033　4034　2034　5035　0035　4037　0038　5039　5041　3044　10

冬至HS日照1h°　′20　3024　3026　2027　1029　3031　3034　1034　2034　6035　3035　5036　3038　0040　0041　0043　0046　00

3.2　满足日照要求的阳台悬挑长度L值计算中日照标准的选择

根据建筑日照计算原理可知:每天的太阳高度角hs值以当地时正午时刻为最大。此时,棒影的影长率最小,只要阳台悬挑长度小于正午时刻棒影影长值,即可满足日照标准的要求。

因赤纬 值在23°27′～-23°27′之间变化,且每年从冬至到夏至 由—23°27′单调增大到23°27′;从夏至到冬至 由23°27′单调减小到—23°27′。即一年中当地时正午时刻棒影的影长率在夏至日数值最小,在冬至日数值最大。

可根据当地地理位置及实际情况,确定住宅阳台下方卧室窗口在冬季需要获得一定日照时间的日照标准日,并计算出相应日照标准日的正午影长值HD,则阳台悬挑长度的设计值L为:

L≤HD=Ko HD

全国主要城市大寒日、冬至日的日照正午影长率Ko见表2。

′′

(9)

4　结束语

(1)以建筑高度H为计算因素得到的建筑日照间距系统LH,随着地形高差,住宅室内、外地面高差,住宅层数、层高等因素而变化。因此在建筑日照设计中取某一固定LH值作为建筑日照间距系数标准,将会因上述因素造成一定的误差。

(2)以建筑日照计算高度h为计算因素所得到的建筑日照间距系数Lh,不随其它外界因素的变化而改变,为固定值。在建筑日照设计中采用相应日照标准的Lh值作为建筑日照间距系数标准,不会因上述因

　　　　　　　　　　　安徽建筑工业学院学报28(自然科学版)　　　　　　　　　　　　第9卷(3)遮挡建筑顶部为坡屋面时,在计算建筑日照计算高度时,应当比较坡屋面坡度 值与所选取日照标准的坡屋面坡角临界值HS两者之间的关系。当 >HS时,应记入坡屋面高度。(4)考虑日照要求时住宅阳台悬挑长度设计值的确定,应满足式(9)。

参考文献

1　中华人民共和国.工程建设标准强制性条文(城乡规划部分)〔.北京:中国建筑工业出版社,2000,3_1_1M〕2　GB50180-93,城市居住区规划设计规范〔S〕

3　西安冶金金建筑学院,华南工学院,重庆建筑工程学院,等.建筑物理〔M〕.北京:中国建筑工业出版社,1987:107～1174　同济大学.城市规划原理〔M〕.北京:中国建筑工业出版社,1991:440～449

5　黄农,姚金宝,瞿伟.确定住宅建筑日照间距的棒影图综合分析法〔.合肥工业大学学报(自然科学版),2001,24(2):217J〕～221

6　GB50096-1999,住宅设计规范〔S〕

DISCUSSIONFORSEVERALPROBLEMSOFHOUSE

BUILDINGSINSOLATINGDESIGN

HuangNong

(InformationCenterofHefeiUrbanPlanningBureau,Hefei230001)

QuWei

(SchoolofCivilEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650051)

GuoWei

(ConstructionAdministrationDepartment,WaterConservancyofficeofAnhuiProvince,Hefei230022)

Abstract:Inprocessoftheplanninganddesign,theinsolatingofhousebuildingsmustbymeettheinsolatingstandard.But,manycitiesofoutcountrynowusethebuildingheightasthefactorwhichisusedincalculatingthecoefficientofthehousebuildingsstandardinsolateintervalwhichfacedsouth.Ac-tually,theresultsmaynotbeensuredtomeettheinsolatingstandard.Basedontheprincipleofhousebuildingsinsolatingdesign,someproblemssuchasthecoefficientofthehousebuildingsinsolateinterval,thebuildingheightorthebuilding'sinsolatingdesignheightoftheslope-topbuildingandthedesignvalueofcantileverlengthofhousebalconyarediscussed.

Keywords:urbanplanning,housebuildingsinsolateinterval,building'sinsolatingdesignheight,heightoftheslope-tophouse,cantileverlengthofhousebalcong

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1b4j.html