福州市住宅建筑合理日照间距.docx

：1672-4143（2011）05-0087-06：TU113.3；TU984.12：A福州市住宅建筑合理日照间距马咏真（福建农林大学 交通学院，福建 福州 350002）摘要： 利用棒影日照图研究福州市建筑日照间距系数，按建筑朝向正南、南偏东及南偏西各5 、10 、15 、20、30、40等方位，分别计算福州市冬至日的建筑日照间距系数，并与城市居住区规划设计规范进行比较。提出福州市达到既改善居住的生态环境又有效节约土地资源的合理朝向与间距的科学建议。关键词： 棒影日照图；福州市；建筑间距；建筑朝向Reasonable Sunshine Spacing of Residential Building in FuzhouMA Yong-zhen( Transportation College, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China )Abstract：The factor of architectural sunshine distance of Fuzhou City in the Winter Solstice, with six typicaldeviations of 5 , 10 , 15 , 20 , 30 and 40 from the south direction, is studied according to the stick sunlight shadow chart and compared with the provisions of design code of urban residential building. For the sake of ecological habitat environment and land resource saving, the appropriate building orientation and interval of Fuzhou City are summarized Fuzhou.Key words：stick sunlight shadow chart；Fuzhou City；construction spacing；construction orientation福州市住宅小区建设日益增多， 城市土地的紧缺，带来了住宅间距过密、主卧日照不到等一些 不生态的问题。 建筑商在住宅建设中往往一再缩 小房屋间距，使一、二层住户得不到应有的日照， 除了影响这些住户的健康卫生外， 还造成降低出 售、出租的经济效益。善居住的生态环境，同时有效地节省土地资源。1 棒影日照图的原理设在地面上 O 点立一任意高度 H 的垂直棒， 在已知某时刻的太阳方位角 A s 和高度角 hs 的情 况下，太阳照射棒的顶端 a 在地面上的投影为 a， 则棒影 Oa 的长度 H = H *ctg hs 。 棒与影的基本关 系如图 11。日照是建筑使用功能中的重要内容，日照不仅可以提供采光，更重要的是具有杀菌和促进人体健康、生态、节能的作用。 住宅间距直接影响日照， 调整并提高日照标准十分迫切。如果能够运用福州 市的棒影日照图，在建筑方案设计阶段就能有效地 判断建筑室内冬至日照时数， 从而调整房屋的朝 向、间距、高差。这样不仅可以提高室内冬至日照时 数，而且可以将冬至日照不到的房间避免，达到改收稿日期： 2011-09-02基金项目： 福建农林大学教改资助项目（01jg04087）。作者简介： 马咏真（1952-），女，福建莆田人，副教授，主要从事生态建筑和城市火灾研究。利用上述原理，求出一天的棒影变化范围，进 而绘出棒影轨迹，构成棒影日照图，如图 31。莆 田 学院 学 报882011 年 10 月由于建筑物高度不同， 根据上述棒与影的关系式，当太阳的高度角 hs 不变时，影长 H 与棒高12031，以北纬 2608，冬至日赤纬 -2327 为准，求出福州市冬至日各 时刻太阳的方位角和高度 角，并以此求出单位棒高的影长及方位角，计算结 果列于表 12-3。表 1 福州市冬至日棒影长度计算H 成正比例，如图 21。长的关系保持不变。这样无论棒多高，棒高与影时间方位角 As 高度角 hs影长 H / m日出（6:49） 日没（17:11）634162285451451532581737021013412413233382026.374.112.241.571.2678910111716151413 12 12 0 4025 1.17 2.3 绘制棒影日照图根据上述计算得到的数据， 利用计算机软件 AutoCAD 绘制出棒影日照图4。 注明纬度、季节日 期、比例及指北方向等，如图 42。 保存在图形文件 中，供下一步分析时调用，图中比例可根据需要自 行选定。2 棒影日照图的绘制2.1 棒影数值计算假设垂直立于地面上的任意棒的棒高 H， 该 棒在某一时刻棒影的长度 H ，影的方位角 As 关系 式为：3 日照标准控制住宅间距的目的是为了保证最低的日照标准。现在各大城市都以当地冬至日底层住户在H = Hctg hsAs = As + 180根据日照原理1，则（1）（2）中午前后能获得一小时的满窗日照作为最低标准。根据 GB 50180-93 城市居住区规划设计规范（2002 年版）5.0.2.1 条规定，住宅日照标准应符合cos As = sinhssin准 - sin表 2 规定，对于特定情况还应符合下列规定5：表 2 住宅建筑日照标准（3）coshscos准sinhs = sin准sin + cos准cos cos （4）日照标 日照时有效日照 日照时间时间带 / h 计算起点建筑气候区划式中：准 为地理纬度，即建筑物所在城市的地理纬准日数 / h度； 为太阳赤纬角，即太阳光线与地球赤道面所大城市 大寒日叟2叟3816816，气侯区夹的圆心角； 为时角，即一天中地球自转在不同时刻的时角；hs 为太阳高度角，即太阳光线与地平 面间的夹角；As 为太阳方位角，即太阳光线在地平 面上的投影线与地平面正南线所夹的角。中小城市 大寒日底层窗台面大城市 大寒日中小城市 冬至日叟3叟1816915气侯区，气候区冬至日叟1915计算结果福州介于北纬 25152639，东经 118082.2注： 建筑气候区划应符合本规范附录 A 第 A.0.1 条的规定； 底层窗台面是指距离室内地坪 0.9m 高的外墙位置。第 5 期马咏真：福州市住宅建筑合理日照间距89（1） 老年人居住建筑不应低于冬至日日照 2 h的标准；（2） 在原设计建筑外增加任何设施不应使相 邻住宅原有日照标准降低；（3） 旧区改建项目内新建住宅日照标准可酌 情降低，但不宜低于大寒日日照 1 h 的标准。该栋房屋满足冬至日照为 1 h 的间距 D0 为 20.11m。 详见图 52。故房屋的间距系数应为：D0 /H0 = 20.11/17 = 1.183其中 H0 是底层窗台标高至房屋女儿墙之间的高 差，见图 6。以福州市某栋 6 层房屋为例，建筑物为条形行列式住宅6-7，层高为 2.8 m，女儿墙高为 1.1 m，窗台高为 0.9 m，室内外地坪高差为 0.6 m ，包括女儿 墙总高度为 18.5 m。 两梯四户，设建筑体长为 30 m，进深为 15 m，且侧向相邻间距为 6 m。两幢房屋朝向正南。假设 1 个单位棒高代表 1 m，即 H = 1 m，则前幢房屋相当于 17 个单位棒高，必须利用棒影图中的 17 个单位影长曲线。 为保证后幢房屋底层 窗台面正午前后有 1 h 日照，即从 11：30 到 12：30， 前幢不得遮挡后幢，则前幢房屋北墙外皮，必须位 于 17 个单位影长曲线与 11：30、12：30 两 条 射 线 二交点的连结线上，见图 5。同理， 算出不同层数正南房屋满足冬至日正午一小时的最小间距，见表 3。表 3 同层数房屋满足冬至日正午一小时的最小间距层数 总高 H/m 日照高 H0 /m水平距 D0 /mD0 /H0D0 /H678910111218.521.324.126.929.732.535.317.019.822.625.428.231.033.820.1123.4426.7130.0733.4236.7440.121.1831.1841.1821.1841.1851.1851.1871.0901.1001.1081.1221.1251.1301.137日照间距系数（房屋间距比）日照间距系数是指根据日照标准确定的房屋 间距与遮挡房屋檐高的比值。 为了满足住宅日照 标准，必须控制房屋的距离比，这个比也叫日照间3.1距系数。在各地统一的日照标准下规定一个距离比，作为规划控制的依据。由表 3，可以得出福州市正南日照间距系数为1.19，距离比 1.13 为合适。根据 GB 5018093 城市居住区规划设计规 范 （2002 年版）5.0.2.2 条规定， 住宅正面间距，可 按日照标准确定的不 同方位的日照间距系数控 制，也可采用表 4 不同方位间距折减系数换算5。现在，我们利用福州市冬至日的棒影日照图， 通过每 5旋转，来求福州市住宅不同方位的间距， 并与规范进行对照。具体做法： 将当地的冬至棒影日照图的北向对着比例相同的房屋平面图南向，并使棒影日照图中的棒长原点与待 测房间底层的窗台中点重 合，计算出可能遮挡房屋与窗台的高差值，此值即 为棒长值。 如要测底层窗台满窗日照，其窗台与可 能遮挡房屋高差为 17 m， 则棒高就是 17 m。 再找 出与棒高值相同的影长线, 即从日出至日落各个 不同时刻的棒高等于 17 m 的影长线。 在影长线范围以内若出现所测的可能遮挡房屋时，则所测房间冬至就无日照，反之在影长线以外， 就有日照，并由此可得知冬至日照时数， 即由上午 11：30 照 至中午 12：30，共 1 h。从图 5 中量出前后房屋之间距为 20.11 m。 故模型建立建筑物为条式住宅，层高为 2.8 m，女儿墙高为1.1 m， 窗台高为 0.9 m， 室内外地坪高差为 0.6 m，3.2莆田学院 学 报902011 年 10 月将上述数据综合于表 5、表 6。 表 5、表 6 中：1）日照时间只计有效日照时间带 9：0015：005；2） 为使日出时间接近正午， 表 5、6 括号中的数字是 日照时间大于或等于 2.50 h。表 5 9 层南偏东满足底层日照至少 1 h 的房屋水平间距表 4 不同方位间距折减系数方位折减值015（含）1530（含）3045（含）4560（含）601.00 L0.90 L0.80 L0.90 L0.95 L旋转角度 /水平距 D0 /m日照时间带日照时间 / h注： 1） 表中方位为正南向（0）偏东、偏西的方位角； 2） L 为当地正南向住宅的标准日照间距（m）； 3） 本表指标仅适用 于无其他日照遮挡的平行布置条式住宅之间。051030.0729.5928.6026.96 27.7223.92 26.6621.07 25.1018.14 24.1611.70 24.1125.24 26.6711：3012：3012：0013：0012：3013：3013：1014：10 12：3014：4014：0015：00 12：3015：0014：0015：00 12：3015：0014：0015：00 12：2015：0014：0015：00 11：5015：0011：1514：35 10：4513：451111 2.171 2.501 2.501 2.671 3.173.33 3.00包括女儿墙 9 层共 26.9 m。 两梯四户，设建筑体长为 30 m，进深为 15 m。 且侧向相邻间距为 6 m。 利 用福州市冬至日棒影日照图分别计算将建筑旋转5、10、15、20、30、40等角度时 D0 的值。3.3 日照间距计算计算原理与利用棒影日照图计算坐北朝南向 时房屋日照间距方法一致。 分别将建筑南偏东、南 偏 西 各 旋 转 5 、10 、15 、20 、25 、30 、40 、50 、15202530405060利用冬至日棒影日照图分别算出对应日60、70，照时间、间距。南偏东、南偏西旋转 5日照 1 h 的房屋水平间 距分别为 29.59 m、29.58 m，分别见图 7、8。 70 28.50 10：1513：00 2.75 表 6 9 层南偏西满足底层日照至少 1 h 的房屋水平间距旋转角度 /水平距 D0 /m日照时间带日照时间 / h051030.0729.5828.6726.86 27.7924.01 26.5521.15 25.2318.18 24.2611.67 24.1125.41 26.53 28.5611：3012：3011：0012：0010：5511：559：4510：45 9：2011：309：0010：00 9：0011：309：0010：00 9：0011：309：0010：00 9：0011：409：0010：00 9：0012：109：2812：48 10：1513：15 10：5013：451111 2.171 2.501 2.501 2.671 3.173.33 3.00 2.921520253040506070从表 5、6 中可以看出：（1） 随着旋转角度的逐渐增大，房屋的日照间 距逐渐缩短。（2） 南偏东日照 1 h，日照出现的时间从 0的11：30 慢慢后推到 30、40的 14：00。（3） 南偏西日照 1 h，日照出现的时间从 0的11：30 逐渐提前到 30、40的上午 9：00。第 5 期马咏真：福州市住宅建筑合理日照间距91（4） 南偏东的日照强度优于南偏西。（5） 为了使日照出现在中午 ， 日 照 时 数 从 偏 转 010的 1 h，增加到偏转 20以上的 2.50 h 以表 10 南偏东旋转 20时不同层数房屋的间距日照高 水平距层数总高 H/ m折减值D /H D /H000 H0 / m D0 / m 678910111218.521.324.126.929.732.535.317.019.822.625.428.231.033.817.7720.6823.5826.6629.5632.5235.431.0451.0441.0431.0501.0481.0491.0480.9610.9710.9780.9910.9951.0011.0040.884L0.883L0.880L0.887L0.880L0.885L0.883L上。8（6）南偏东 40时，日照时数 3.17 h，日照出现时间正午 11：50， 日照间距 24.11 m， 是正南间距30.07 m 的 80 %。 节省土地 20 %，日照时数为原来 的 3 倍。同理可算出其他层数南偏东情况下分别旋转5、10、15、20、25、30、40的房屋间距 （5、10按日照 1 h，15 、20 、25 按日照 2.50 h，30 按 日 照表 11 南偏东旋转 25时不同层数房屋的间距日照高水平距层数总高 H/ m折减值D0 /H0D0 /HH / mD / m002.67 h， 40按日照 3.17 h，分别计算日照间距），见6789101118.521.324.126.929.732.517.019.822.625.428.231.016.8119.5822.4125.1028.1330.830.9890.9890.9920.9880.9940.9950.9090.9190.9300.9330.9470.9490.836L0.835L0.851L0.835L0.842L0.839L表 7、8、9、10、11、12、13 （各表中 L 为当地正南向住宅的标准日照间距，m）。表 7 南偏东旋转 5时不同层数房屋的间距日照高H0 / m水平距D0 / m层数总高 H/ m折减值D0 /H0D0 /H 12 35.3 33.8 33.47 0.990 0.951 0.834L 678910111218.521.324.126.929.732.535.317.019.822.625.428.231.033.819.8523.1226.3429.5932.7536.1639.331.1681.1681.1651.1651.1611.1661.1641.0731.0851.0931.1001.1031.1131.1140.987L0.986L0.986L0.984L0.980L0.984L0.980L表 12南偏东旋转 30时不同层数房屋的间距日照高 水平距层数总高 H/ mD0 /H0 D0 /H折减值 H0 / m D0 / m 678910111218.521.324.126.929.732.535.317.019.822.625.428.231.033.816.2318.9821.7324.2626.8929.6432.110.9550.9590.9620.9550.9540.9560.9500.8770.8910.9020.9020.9050.9120.9100.807L0.810L0.814L0.807L0.805L0.807L0.800L表 8南偏东旋转 10时不同层数房屋的间距日照高H0 / m水平距D0 / m层数总高 H/ m折减值D0 /H0D0 /H678910111218.521.324.126.929.732.535.317.019.822.625.428.231.033.819.1522.2825.5528.6031.9035.1038.151.1261.1251.1311.1261.1311.1321.1291.0351.0461.0601.0631.0741.0801.0810.952L0.951L0.956L0.951L0.955L0.955L0.951L表 13 南偏东旋转 40时不同层数房屋的间距日照高H0 / m水平距D0 / m层数总高 H/ m折减值D0 /H0D0 /H678910111218.521.324.126.929.732.535.317.019.822.625.428.231.033.816.0918.5521.1824.1126.7529.2531.950.9460.9370.9370.9490.9490.9440.9450.8700.8710.8790.8960.9010.9000.9050.800L0.791L0.793L0.802L0.800L0.796L0.796L表 9 南偏东旋转 15时不同层数房屋的间距日照高H0 / m水平距D0 / m层数总高 H/ m折减值D /HD /H0006789101118.521.324.126.929.732.517.019.822.625.428.231.018.7321.8124.9828.0731.3534.221.1021.1021.1051.1051.1121.1041.0121.0241.0341.0431.0561.0520.931L0.930L0.935L0.933L0.938L0.931L3.4不同方位日照间距折减系数不同方位所求日照间距与正南日照间距比 值，14。即为福州市南偏东日照间距折减系数，见表将表 14 与城市居住区规划设计规范（2002 年版）5.0.2.2 条规定5 相比：（1） 015折减值从 1.00L 渐变到 0.94L，规 12 35.3 33.8 37.31 1.104 1.057 0.930L 莆 田 学院 学 报922011 年 10 月表 14福州市南偏东不同方位间距折减系数系数为 0.81L。表 14 南偏东不同方位间距折减系数也可作方位折减值方位折减值方位折减值05101.00L0.99L0.96L2025300.89L0.85L0.81L5060700.85L0.90L0.95L为福州市城市规划部门控制新城建设，的建筑间距、朝向、密度的参考依据。旧区改造 15 0.94L 40 0.80L 参考文献：1 柳孝图. 建筑物理 M. 北京：中国建筑工业出版社，1990：115-120.2 马咏真. 棒影日照图在建筑设计中应用 J. 福建建设科 技，1998（1）：32-33.3 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J. 合肥工业大学学报：自然科学版，2001，24（2）：218-220.4 江海权. 基于 CAD 的二次开发的日照棒影图J. 工程与 建设，2009，23（3）：339-341.5 GB 50180-93/2002，城市居住区规划设计规范S.6 李英，史倩，段颖群. 住宅规划日照间距系数问题研究J. 低温建筑技术，2009（8）：108-110 .7 杨彬，田琳，韩秀华. 呼市地区多层居住区的日照优化设 计初探J. 山西建筑，2009，35（4）：33-35.8 陶登科，王海龙. 建筑日照间距合理确定的新方法探索J. 山西建筑，2009，35（4）：78-79.范取最大值 1.00L；（2） 15 30 折减值从 0.94L 渐 变 到 0.81L，规范取中间值 0.90L；（3） 30以上与规范基本相符。4 结论表 14 的折减系数在规范规定范围内，不仅细化了各个偏转角的间距折减系数，而且最大化利用土地。 为此，福州市城市住宅区规划应当适当的偏转房屋的朝向，缩短房屋的间距，节约土地和优 化日照。 但是，朝向不宜偏转过大，房屋间距过小 会影响夏季户外对流、通风、散热效果。 依据以上 计算结果，再参照福州地区气候条件，可以确定出 福州市建筑较适宜的朝向为南偏东 15，日照间距 系数为 1.11，距离比 1.06，日照时数为 2.50 h，间距折减系数为 0.94L。最大的偏转角度宜为南偏东 责任编辑林锋 30，日照间距系数为 0.96，距离比 0.91，间距折减LLLLLLLLLLLLLLLLLLL（上接第 40 页）可促进患者积极主动参(SIDEP) in patients with type 2 diabetes mellitus-a4-year follow-up studyJ. Diabetes Medicine, 2007, 24（1）：55-62.5 Song Minsun, Hee