浅谈日照分析在建筑设计中的应用
【摘 要】 随着经济、科学的飞速发展，建筑日照在当代引起了高度的重视。 阳光影响着人类的生活，关乎着人类的健康，适度的阳光不但能祛除房屋的潮湿、杀灭一定的有害细菌，起到防止疾病产生和传染的作用，而且能够使人心情愉快，带来安定祥和的感觉。可以说，阳光在人类的生活当中起到了不可替代的作用。如何合理规划建筑物的朝向、间距以及建筑结构构件的合理配置已经成为现代化城市规划、建筑物建设中面临的重要问题。
【关键词】 日照分析 建筑结构 设计应用
时代发展、社会进步，人们对现代城市的发展环境提出了新的要求。一面是地少人多的城市建设，一面是急待改善的生活环境质量，两者引发的社会冲突必然会反映在城市生活的许多方面，而日照遮挡就是这些矛盾中最突出的表现之一。
1 日照的作用
日照就是物体表面被阳光直接照射的现象，建筑日照就是阳光直接照射到建筑地段、建筑围护结构表面和房间内部的现象。经过大量研究发现，日照在生活居住建筑中具有杀菌、提高室内温度、刺激大脑头皮三大作用，能够使人感到愉悦。
阳光照射能引起动植物的各种光生物学反应，能促进生物机体的新陈代谢。阳光中的紫外线能预防和治疗感冒、佝偻病、支气管炎等疾病。阳光中含有大量的红外线，冬季照射室内，所产生的辐射热能提高室温，有良好的取暖和干燥作用。日照对建筑物的造型艺术也有一定的影响，适当的阴影能增强建筑物的立体感。因此，必须争取适当的建筑日照。
2 建筑对日照的要求
在建筑设计中，为了保证室内环境的卫生条件，必须确定一个衡量日照效果的最低限度指标，作为设计的依据，这个指标就是日照标准。住宅日照标准是影响居住环境舒适性的重要因素之一，是我国工程建设标准强制性条文中的重要组成部分，但我国现阶段尚未制定单独的日照标准，只在其他相关规范中有不同程度的体现。如现行的《城市居住区规划设计规范GB50180-93》（2002年版），规范中对日照时数没有明确，只是规定不低于大寒日2h标准，如表1所示。《住宅设计规范》GB50096-2011中规定，每套住宅应至少有一个居住空间能获得冬季日照。需要获得冬季日照的居住空间的窗洞开口宽度不应小于0.60m。卧室、起居室（厅）、厨房应有直接天然采光。
3 建筑布局
对于一般住宅建筑来说，人们更关心的是阳光的摄取与遮挡。在“以人为本”的小区设计理念日渐盛行之时，重要的是如何通过合理的建筑组群布局设计，为居民创造一个温暖的居住环境。在设计住宅时，应以住宅的立面条件以及住宅与周围的地理位置环境为基本依据，考虑住宅开口部位（门、窗等）的方向、高度和形状，建立“阳光的通道”。
具体来说，在住宅规划布置中，改变单纯的南北向行列式排列，充分利用太阳方位角的变化，采取灵活多样的排布方式，既能丰富空间环境，又能提高日照质量。在此基础上，我们可以采用日照分析的方法来辅助进行规划。日照分析是指利用日照分析相关软件，建立完整的地球与太阳数学模型，从几何和光学的角度利用计算机进行大量的数学计算，解决物体阴影和影响的关系，以此准确地分析出任意地点、任意时间的任意建筑物的细部状况，对建筑群体间相互影响进行分析，以求更加科学合理地安排建筑物的位置，为居住区创造出更加舒适的环境（如图1）。
4 日照间距与建筑间距
日照间距是指在住宅群体组合中，为保证每户都能获得规定的日照时数和日照质量而要求住宅（正南向住宅）长轴外墙之间保持一定的距离。日照间距是建筑规划设计的重要尺度，决定着建筑物离日最近点的日照时数。日照间距虽不是决定规划的唯一因素，但它的重要程度通常高于绿化、通风、防火等其他要素。
日照间距的计算公式为：H=L·tgθ（当房屋正南向时）。其中，L为房屋间距（日照间距）；H为前排房屋檐口和后排房屋底层窗台的高差；θ为日照标准日正午的太阳高度角（如图2）。在实际设计工作中，房屋的间距通常是结合日照间距、卫生视距的要求和地区用地情况等做出对房屋间距L和前排房屋高度H的比值规定。在高纬度地区和农村，日照间距可要求大些，L/H=1.5～2.0，即房屋前后的间距是房屋高度的1.5倍～2.0倍，低纬度地区在1.2～1.5左右。城市用地紧张，日照间距往往达不到要求，但一般要求此比值也不应小于1。
5 房屋朝向
住宅建筑的朝向根据住宅内部房间的使用要求、当地的主导风向、太阳辐射、基地周围道路等因素确定。我国南方地区夏季气候炎热，应将住宅建筑的长轴方向垂直于夏季主导风向，才能获取较理想的穿堂风；而北方地区冬季寒冷，住宅建筑的长轴方向应平行于冬季主导风向。住宅建筑墙面上的日照时间长短决定墙面接受太阳辐射热量的多少。因为冬季太阳方位角变化的范围小，在各朝向墙面上获得的日照时间变化幅度很大；而夏季由于太阳方位角变化范围大，各朝向的墙面上都能获得一定的日照时间。朝向方面以东南和西南朝向获得日照时间较多，北向较少，夏至日南偏东及偏西60°朝向的范围内，日照时间均在8h以上。住宅建筑室内的日照情况与同墙面上的日照情况大体相似，因此，结合地区气象特点，通过调查研究、分析评价可以找到当地的最佳建筑朝向、适宜朝向和不宜朝向。南偏东的住宅朝向往往较正南北住宅具有更佳的日照质量。总体来讲，最佳朝向为南偏西或偏东15°～30°以内，适宜朝向为南偏西或偏东45°以内。但是
从经济角度分析，坐北朝南的日照间距最大，比如高纬度地区间距是房高的1.8倍，低纬度地区间距是房高的1.4倍左右。若按此布置，空地面积显然过大。
通常情况下，东西向住宅有其自身明显的缺陷，尤其在南方，夏季西晒十分厉害。但从另一方面看，东西向住宅在冬季可两面受阳，而南北向住宅中北向的居室却是终年不见阳光。另外，适当增加东西向住宅不但可增加建房面积，还可扩大南北向住宅的间距，形成庭院式的室外空间。采取东西向住宅和南北向住宅拼接时，必须考虑两者接受日照的程度和相互遮挡的关系。
浅谈日照分析在建筑设计中的应用
