基于众智软件的建筑日照计算参数对比分析——以济南市建筑窗户分析法为例

张强，朱君，修金城

(1.济南市勘察测绘研究院，山东 济南 250013； 2.山东省城市空间信息工程技术研究中心，山东 济南 250013)

基于众智软件的建筑日照计算参数对比分析
——以济南市建筑窗户分析法为例

张强1，2*，朱君1，2，修金城1，2

(1.济南市勘察测绘研究院，山东 济南 250013； 2.山东省城市空间信息工程技术研究中心，山东 济南 250013)

基于众智软件并结合《建筑日照计算参数标准》(GB/T 50947-2014)的相关条文及济南市以往的日照分析规定，从计算参数、窗户设置、建模要求三个方面，通过具体实例进行对比分析，总结分析的结果及造成影响的原因，阐述了该标准执行的可行性与存在的问题，为拟采用该标准的地区提供试验参考。

日照分析；计算参数；建模

1 引 言

目前《建筑日照计算参数标准》已经实施一年多，其使用情况如何，很多地方单位都在摸索和总结。为此，本文针对该标准的内容与济南市的地方规定通过具体实例进行比较分析。

《建筑日照计算参数标准》(GB/T 50947-2014)(以下简称“新标准”)从数据要求、建模要求、计算参数与方法、计算结果与误差几个方面进行了阐述，其中数据要求基本与济南市的相关要求基本一致，建模要求中遮挡分析比济南市的相关规定严格，计算参数与方法则要更具体、更贴近实际情况，计算结果与误差则明确了日照允许偏差。针对“新标准”对日照分析的影响，在其他文章中从模型、计算参数等方面[11～19]均进行了探讨，本文只从以下几个主要的影响因子及其实际影响着手进行分析，以便更深入地了解这些改动。

2 分析方法及案例介绍

由于众智软件参与了本标准的制定和测试，并经过国家级检验机构检验，成为住房和城乡建设部指定的日照分析软件，且众智软件10.0版本是为“新标准”开发的，各项计算参数均与“新标准”相一致，可作为“新标准”各项要求的具体体现，而10.0以前的版本均不支持“新标准”，但是符合地方要求，故本次“新标准”对日照分析的影响采用众智软件版本是10.0和8.1，以体现“新标准”带来的影响。另外由于济南市多采用窗户分析法，所以本次比较分析主要侧重于窗户分析法。采用实际对比案例为《山东煤矿***日照分析项目》和《山东金牛***综合商业楼项目》，如图1、图2所示。

图1 山东煤矿***日照分析项目(部分模型)

图2 山东金牛***综合商业楼项目(部分模型)

为了体现案例的代表性，在我院近三年的实际案例中进行选取，并从影响日照的因素按以下几点进行选取：

(1)方案中最好既有住宅、也有学校，这样在分析时可以从大寒日、冬至日进行对比分析。

(2)由于采用窗户对比分析，所以采用的案例最好既有凸窗户又有凹窗户，既有大于 2.4 m的窗户也有小于 2.4 m的窗户。

(3)考虑自身遮挡，特别是阳台遮挡，选择的案例中最好包含阳台宽度过大或阳台高度过高的阳台。

(4)考虑布局的影响，遮挡建筑及被遮挡建筑中宜有多层建筑、高层建筑，建筑朝向宜有南北向、东西向，建筑间距宜较小为好。

3 “新标准”各项主要要求对日照分析的影响

3.1 计算参数对日照分析的影响

济南市以往的日照分析规定日照基准年为当年的大寒日或冬至日，如当年是闰年则顺延一年，时间间隔设置为 5.0 min。新标准中规定日照基准年应选取公元2001年，当需设置时间间隔时，不宜大于 1.0 min。本次测试采用众智软件8.1和10.0版本，8.1版本采用日照基准年为当年，采样间隔为 5.0 min，10.0版本采用日照基准年2001年，采样间隔为 1.0 min，其他日照影响范围、时间段累计计算等设置均相同，通过案例对比分析结果如表1所示。

计算参数对日照分析的影响表 表1

由上表可以看出，虽然没有考虑阳台的遮挡，当改变日照基准年及采样间隔时还是影响日照时间，但大部分的日照时间差在 5 min的变化范围内，在计算误差允许偏差范围内。对于在一个建设项目中，项目建设前后采用同一标准的日照分析，不存在差异性。

3.2 窗户设置对日照分析的影响

在济南市以往的日照分析规定中，窗户的宽度大于 2.40 m的，按 2.40 m计算，以窗户的中点两侧各延伸 1.20 m为计算范围，转角窗以南侧日照计算基准面为计算起点。而“新标准”中规定，宽度小于等于 1.80 m的窗户，应按实际宽度计算，宽度大于 1.80 m的窗户，可选取日照有利的 1.80 m宽度计算，转角窗以窗洞开口为计算起点。这些变化中有利于日照的 1.80 m的窗户宽度可以有效增加日照时间，转角窗的计算则增加了日照时间的限制。

由于本次实际案例的窗户均小于 1.80 m，故对项目中的15#建筑的39号～54号窗户按照 2.40 m的宽度进行修改，其中39、40、43、44、47、48、51、52为凹阳台内窗户，通过图4可以看出，重点标注的方框内窗户为凹阳台内窗户，其中左侧两列为小于 1.80 m窗户分析的结果，右侧两列为 2.40 m窗户分析的结果，从数据上看，对于凹阳台内窗户， 2.40 m的日照时间变化较大，已经低于了大寒日 2 h，对于其他窗户， 2.40 m的日照时间变化较小，基本在允许偏差范围内。总的结果是窗户宽度越宽，越难满足日照标准。具体结果如图3、图4所示。

图3 窗户大小调整的15#建筑

图4 15#建筑窗户调整前后的分析结果图(部分窗户)

3.3 建模要求对日照分析的影响

“新标准”中规定遮挡建筑的阳台、檐口、女儿墙、屋顶等造成遮挡的部分均应建模，被遮挡建筑的上述部分如需分析自身遮挡或对其他建筑造成遮挡，也应建模；构成遮挡的地形、建筑附属物应建模。实际实施中，檐口、女儿墙、屋顶造型一般均进行了建模，没考虑遮挡的主要是阳台，阳台即产生对周边建筑及窗户的日照影响，又产生对自身日照的影响。所以本次测试方案主要以阳台的遮挡进行对比分析。

分析采用众智日照软件10.0版本，采样间隔 1 min，分析仍采用以上两个案例。如图5为建模要求对日照分析结果的影响表，其中重点标注方框内的前两列为没有考虑阳台遮挡的情况，后两列为考虑阳台遮挡的情况。

图5 建模要求对日照影响的分析结果图(部分窗户)

通过将以上两个项目的分析结果按照没有阳台的窗户、凸阳台内窗户及凹阳台内窗户(下表简称：无阳台，凸阳台，凹阳台)进行统计，如表2所示。

阳台对日照遮挡情况的对比统计表 表2

从以上分析结果可以看出，大部分窗户的日照时间差为0，即大部分窗户的日照时间没有减少，受影响的窗户主要是无阳台的窗户，个别有凸阳台及凹阳台内的窗户，其中受影响无阳台的窗户主要是受周边相邻阳台的影响，个别凸阳台及凹阳台内的窗户受到的影响与日影长度计算有关，具体为公式：

L=Hctg(h)

式中：H为阳台台面高度，h为太阳高度角，L为日影长度。日影长度值越大对凹阳台内窗户的日照影响越大，采光时间也就越短。

4 结 语

(1)采用实例的可行性。本项目采用实例经过精心挑选，从建筑的朝向、影响范围、建筑结构、建筑高度等方面具有一定的普遍性，从窗户、阳台的尺寸对于遮挡分析又具有一定的代表性，适合于本文的测试。

(2)“新标准”的影响结果。从以上几个侧重面的分析可以清楚看到“新标准”的实施既考虑了分析时间的精确性，又考虑了建模的真实性，让分析更接近现实情况，从分析结果来看，主要是阳台周边的窗户受到影响。

(3)“新标准”还存在的问题。在“新标准”中，对于建模的要求只是提到了模型的内容应包括计算范围内的遮挡建筑、被遮挡建筑(场地)、地形及其相互关系，并没有提到遮挡建筑的被遮挡范围，这与各大城市的地方要求是不相同的，日照分析的结果也是不相同的。另外，由于“新标准”为建筑日照计算参数标准，虽然对日照分析各项参数进行了规定，但并没有给出满足日照标准的具体要求，虽然国家的其他规范[2～8]均进行了不同程度规定，但还不具体，如每套住宅至少应有一个居住空间获得日照[4]，需要获得冬季日照的居住空间的窗洞开口宽度不应小于 0.60 m[3]，这样在 1.80 m宽度的窗户不能满足日照要求时，为了达到日照标准，设计时将窗洞改小，这样虽然满足了日照要求，却损害了居民的切实利益，这既是窗户分析法自身存在的不足，也是“新标准”制定时所没想到的。

[1] GB/T 50947-2014. 建筑日照计算参数标准[S].

[2] GB 50180-93. 城市居住区规划设计规范[S].

[3] GB 50096-2011. 住宅设计规范[S].

[4] GB 50352-2005. 民用建筑设计通则[S].

[5] GB/T 50340-2003. 老年人居住建筑设计标准[S].

[6] GB 50099-2011. 中小学校设计规范[S].

[7] JGJ 39-87. 托儿所、幼儿园建筑设计规范[S].

[8] JGJ 36-2005. 宿舍建筑设计规范[S].

[9] CJJ/T 8-2011. 城市测量规范[S].

[10] 济南市规划局. 济南市日照分析规划管理暂行规定[R]. 济南：2005.

[11] 济南市规划局. 济南市规划局日照分析技术规程[R]. 济南：2006.

[12] 赵文凯，张播. 规划管理中的日照自身遮挡问题初探[J]. 城市规划，2010(10)：61～65.

[13] 张播，赵文凯. 国外住宅日照标准的对比研究[J]. 城市规划，2010(11)：70～74.

[14] 王国峰，李利文，宋吉模. 日照分析软件使用技巧与心得[J]. 城市勘测，2011(6)：145～148.

[15] 张健源，李志刚. 关于日照分析遮挡调整相关问题的探讨[J]. 城市勘测，2012(3)：110～113.

[16] 陈永星，王蕾. 建筑物日照分析测量研究[J]. 中国科技信息，2012，16：52.

[17] 王会一，姜立，张志远等. 《建筑日照计算参数标准》中几个问题的讨论[J]. 土木建筑工程信息技术，2014(3)：108～111+117.

Comparison Study on Assessment Parameters of Sunlight Analysis Based on Zhongzhi Software——Illustrated by the Case of Windows Analysis in Jinan

Zhang Qiang1，2，Zhu Jun1，2，Xiu Jincheng1，2

(1.Jinan Geotechnical Investigation and Surveying Institute，Jinan 250013，China；2.Shandong Engineering Technology Research Center of Urban Spatial Information，Jinan 250013，China)

According to the “Standard for Assessment Parameters of Sunlight on Building”(GB/T 50947-2014) and the requirements of sunlight analysis in Jinan，this paper made comparative analysis based on the Zhongzhi Software with typical examples in three aspects：assessment parameters，window settings and modeling requirements. The cause and analysis of the results are provided according to the new standard，which describes the feasibility and existing problems of the standard to provide a reference for related area.

sunlight analysis；assessment parameters；modeling

1672-8262(2016)06-118-05

P209

B

2016—04—06

张强(1979—)，男，硕士，工程师，注册测绘师，主要从事工程测量及GPS测量。