本書詳細介紹了綠色建筑設(shè)計中與日照相關(guān)的內(nèi)容,內(nèi)容涉及日照基本原理、建筑日照標準、城市規(guī)劃設(shè)計和單體中的日照問題、日照圖表及應(yīng)用,并結(jié)合綠建日照分析軟件SUN以及多個工程實例,介紹規(guī)劃和建筑方案設(shè)計中的日照優(yōu)化,同時在附錄中收錄了全國主要城市太陽位置數(shù)據(jù)表、地理經(jīng)緯度、日照時數(shù)及日照百分率表等,以方便設(shè)計人員進行查閱。
由行業(yè)專家和青年學(xué)者共同組建創(chuàng)作團隊,具備扎實的理論基礎(chǔ)和豐富的實際設(shè)計經(jīng)驗。充分利用工程語言,突出基本概念、思路和方法的闡述,形象、直觀地表達教學(xué)內(nèi)容, 力求論述簡潔、基礎(chǔ)扎實。
力爭密切跟蹤行業(yè)發(fā)展動態(tài),充分體現(xiàn)新技術(shù)、新方法,詳細說明模擬技術(shù)的應(yīng)用方法,操作簡單、清晰直觀。
深入剖析工程應(yīng)用實例,重點強化一模多算,圖文并茂,啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新。
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21世紀全人類共同倡導(dǎo)的主題是可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)上,城市建筑大都是高消費型,倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展就是使傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)向高效綠色型發(fā)展模式,綠色建筑是當今世界建筑發(fā)展的必然趨勢,是實施城市高效綠色的必由之路。綠色建筑在建筑的全壽命期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材),保護環(huán)境,減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,以及與自然和諧共生的建筑。人、建筑與環(huán)境三大基本要素的和諧發(fā)展是綠色建筑賴以發(fā)展的前提條件;谏鷳B(tài)、材料、數(shù)字化的發(fā)展新方向,綠色建筑充分利用自然條件和人工手段營造良好的居住環(huán)境,同時控制和減少對自然環(huán)境的影響和干擾,充分體現(xiàn)人、建筑與環(huán)境的和諧共處。太陽光是地球能量的主要來源。太陽光直接照射到物體表面,我們把這種現(xiàn)象稱為日照。它是我們?nèi)祟惿婧捅U先梭w健康的基本要素之一。對于人來說,無論在生理上和心理上日照都是不可缺少的。陽光直接照射到建筑物或者場地上的狀況,稱為建筑日照。建筑日照這門學(xué)科主要根據(jù)地球繞太陽運行的規(guī)律及太陽對地球做相對運動的理論,計算太陽在天體中運行位置的數(shù)據(jù),來解決建筑設(shè)計中的日照問題。建筑日照是建筑物理環(huán)境的一個十分重要的組成部分,是涉及天文學(xué)、物理學(xué)、氣象學(xué)、熱工學(xué)、光學(xué)、幾何學(xué)的一門綜合學(xué)科。建筑對日照的要求根據(jù)建筑的不同性質(zhì)而定。需要爭取日照的建筑,如病房樓、幼兒園等,它們對日照各有特殊的要求。病房和幼兒活動室主要要求中午前后的陽光,因這時的陽光含有較多紫外線,紫外線具有良好的天然殺菌作用。對于居住建筑,則要求一定時間的日照,目的是使室內(nèi)有良好的衛(wèi)生條件,起到消滅細菌與干燥潮濕房間的作用,以及在冬季使房間獲得太陽輻射熱而提高室溫。建筑的朝向和太陽方位有關(guān)。一般來說,為了獲得良好的日照,溫帶和寒帶地區(qū)的建筑多采取坐北朝南的布局,這是由建筑各個朝向表面的太陽輻射強度隨季節(jié)的變化規(guī)律所決定的,坐北朝南的建筑在炎熱的夏季得熱相對較少,室內(nèi)溫度不至于過高,而在寒冷的冬季則能夠吸收大量的輻射熱,保持相對溫暖的室內(nèi)溫度。中國北方傳統(tǒng)民居,如北京四合院、東北大院、山西合院式民居都嚴遵守坐北朝南的布局原則。對于居住建筑來說,建筑之間應(yīng)該有足夠的間距來保障基本的日照。日照間距取決于冬季冬至日或大寒日的太陽高度角,F(xiàn)階段,城市人口急速增長,隨著舊城更新、居住區(qū)的建設(shè)與發(fā)展、中心商務(wù)區(qū)的再造與重整等大量開發(fā)與建設(shè),特別是居民維權(quán)意識的不斷增強和國家對私有財產(chǎn)保護力度的逐步加大,使得建筑(尤其是住宅)遮擋引發(fā)的日照矛盾日益突出,陽光權(quán)糾紛成為困擾各級政府、規(guī)劃主管部門的信訪熱點。作為一個人口眾多、土地資源緊張的國家,合理利用資源、集約利用土地成為城市發(fā)展的主旨。伴隨著城市建設(shè)的不斷推進,如何保證城市資源的可持續(xù)發(fā)展,確保城市環(huán)境質(zhì)量,同時又兼顧開發(fā)方的利益,成為政府、業(yè)主、使用者利益平衡的重要砝碼。以城市住宅建設(shè)為例,政府追求城市的整體和諧發(fā)展,業(yè)主追求利益的最大化,使用者追求環(huán)境和配套……這些都要求規(guī)劃管理部門綜合平衡、規(guī)范審批,其中建筑日照設(shè)計成為住宅區(qū)規(guī)劃建設(shè)的焦點。因此,建筑日照設(shè)計的主要目的是根據(jù)建筑的不同使用要求,采取措施使建筑物房間內(nèi)部獲得適當?shù)奶栔鄙涔。建筑日照設(shè)計的任務(wù)主要是解決以下一些問題:(1)按地理緯度、地形與環(huán)境條件,合理地確定城鄉(xiāng)規(guī)劃的道路網(wǎng)方位、道路寬度、居住區(qū)位置、居住區(qū)布置形式和建筑物的體型。(2)根據(jù)建筑物對日照的要求及相鄰建筑的遮擋情況,合理地選擇和確定建筑物的朝向和間距。(3)根據(jù)陽光通過采光口進入室內(nèi)的時間、面積和太陽輻射照度等的變化情況,確定采光口及建筑構(gòu)件的位置、形狀及大小。城市規(guī)劃中,日照標準當屬與居民切身利益關(guān)系最為密切的問題之一。日照標準根據(jù)建筑物所在的氣候區(qū)、城市規(guī)模和建筑物的使用性質(zhì)確定,規(guī)定在日照標準日(冬至日或大寒日)的有效日照時間范圍內(nèi),以底層窗臺面為計算起點的建筑外窗獲得的日照時間。我國于1993年出臺并于2002年修訂的國家標準《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(GB501801993,2002年版)提出了不同地域范圍城市住宅建筑日照標準,解決了我國住宅建筑日照標準有無的問題,體現(xiàn)了國家對居民生活質(zhì)量的關(guān)注。2005年修訂的《民用建筑設(shè)計通則》(GB503522005)對不同類型建筑的日照標準有了明確的規(guī)定。《工程建設(shè)標準強制性條文(城鄉(xiāng)規(guī)劃部分)》將住宅日照列入強制性條文,必須嚴執(zhí)行。自2006年4月1日開始實施的《城市規(guī)劃編制辦法》(中華人民共和國建設(shè)部令第146號)也明確規(guī)定:修建性詳細規(guī)劃必須對住宅、醫(yī)院、學(xué)校和托幼等建筑進行日照分析。我國目前正在大力推廣綠色建筑,《綠色建筑評價標準》(GBT503782014)中對于建筑日照作了明確的規(guī)定,要求建筑規(guī)劃布局滿足日照標準,且不降低周邊建筑的日照標準。2014年1月9日,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布國家標準《建筑日照計算參數(shù)標準》(GBT509472014)。這是我國第一部真正關(guān)于建筑日照的標準,該標準對于建筑日照計算的參數(shù)標準進行了較為詳盡的解讀和規(guī)定。該標準的實施,將推動各地制定和完善日照分析管理規(guī)定。日照分析計算涉及時間、地點及建筑幾何形體等多種復(fù)雜因素,建筑日照設(shè)計在20世紀上半葉主要采用兩類方法:①棒影圖、正日影圖、瞬時陰影圖;②縮尺模型分析(日照儀)。這些方法都難于處理復(fù)雜的建筑形體,耗時耗工。20世紀80年代,開始采用計算機輔助設(shè)計,最初主要采用計算機繪制陰影圖及日照等時線圖,后來隨著CAD技術(shù)的普及,國內(nèi)設(shè)計部門較多地應(yīng)用以Autodesk公司的AutoCAD軟件作為支撐平臺二次開發(fā)出的建筑日照軟件。計算機日照分析軟件的開發(fā)和應(yīng)用,可以更準確、有效地計算日照時間。日照軟件建立了完整的地球與太陽的數(shù)學(xué)模型,從幾何和光學(xué)的角度利用計算機進行大量的數(shù)學(xué)計算,從根本上解決了物體的陰影和影響的關(guān)系;可以準確地分析出任意地點、任意時間的任意建筑物的詳細狀況,為規(guī)劃審批提供科學(xué)、直觀的計算數(shù)據(jù),從而可以達到節(jié)約寶貴的城市建設(shè)用地的目的。日照軟件可以輕松地對建筑群體間的相互影響進行分析,給出直觀的結(jié)果。通過對結(jié)果的分析利用可以在居住區(qū)范圍內(nèi)更加科學(xué)、合理地安排建筑物的位置,根據(jù)日照時間選擇不同的花草種植區(qū)域,甚至可以巧妙地利用建筑群體間的陰影進行遮陽設(shè)計,為居住區(qū)創(chuàng)造出更加舒適的環(huán)境。綜上所述,建筑日照設(shè)計是城鄉(xiāng)規(guī)劃和建筑設(shè)計中必須考慮的重要因素。隨著城市化進程和建筑事業(yè)的發(fā)展,以及人們對環(huán)境質(zhì)量要求的提高,建筑日照設(shè)計的意義將更為廣泛和深遠。本書根據(jù)不同地區(qū)不同的日照要求,將理論與實踐相結(jié)合,進行了一系列深入探討。全書共分七部分:緒論主要介紹了綠色建筑設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容;第1章和第2章主要介紹日照和建筑日照的基本原理;第3章比較詳盡地闡述了建筑日照標準、建筑朝向、間距對日照的影響,建筑單體及總體設(shè)計中的日照問題;第4章主要介紹了日照圖表及其應(yīng)用;第5章主要結(jié)合專業(yè)軟件探討了計算機輔助建筑日照設(shè)計;第6章為日照設(shè)計實例分析。為方便讀者查閱,本書附錄收錄了日照設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)。附錄1為建筑日照設(shè)計常用名詞與代號;附錄2為全國主要城市太陽位置數(shù)據(jù)表,根據(jù)夏至、大暑、秋分、大寒、冬至五個代表性節(jié)氣,日出到日落的逐時太陽位置的數(shù)據(jù)編制而成;附錄3為全國主要城市的地理經(jīng)緯度;附錄4為全國主要城市日照時數(shù)及日照百分率表;附錄5為時角與時間對照表。
劉琦,山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院副教授,中國建筑學(xué)會建筑技術(shù)專業(yè)委員會委員。研究方向:建筑物理環(huán)境設(shè)計,綠色建筑技術(shù)。出版專著三本,發(fā)表科研論文多篇。王德華 山東建筑大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院副教授,中國建筑學(xué)會建筑技術(shù)專業(yè)委員會委員。研究方向:建筑物理環(huán)境設(shè)計,綠色建筑技術(shù)。出版專著一本,發(fā)表科研論文多篇。
緒論綠色建筑設(shè)計
0.1綠色建筑沿革
0.2綠色建筑的概念
0.3綠色建筑評價體系
0.3.1外國的綠色建筑評價體系
0.3.2我國的綠色建筑評價體系
0.3.3《綠色建筑評價標準》中與建筑日照相關(guān)的內(nèi)容
1太陽輻射
1.1太陽輻射的特點
1.1.1太陽輻射的特性
1.1.2大氣對太陽輻射的吸收、散射和反射
1.2太陽輻射對人的影響
1.2.1太陽輻射對人的生理影響
1.2.2太陽輻射對人的心理影響
1.2.3太陽輻射對人的不利影響
2日照基本原理
2.1地球繞太陽運行的規(guī)律