建筑物日照分析测量

时间：2023-03-18 11:23:23 建筑学毕业论文我要投稿

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建筑物日照分析测量

　　摘要：随着城市高层建筑物的增多，为了使城市居民的“阳光权”得到充分保障，为了建设和谐社会，建筑物日照分析测量的工作尤为重要，本文将就建筑物日照分析测量进行相关探讨。

　　关键词：建筑物;分析;测量;模型;数据;日照

　　引言

　　日照分析是指具有相关资质的专业技术部门采用计算机分析软件，根据国家标准对有日照要求的拟建、在建或已建的建筑模拟其在规定的日照标准日的日照情况，分析计算其相关的量化指标。简单地讲，建设单位为了确定拟建高层建筑对自身和对相邻建筑可能产生的日照影响进行分析，编制《日照分析报告》，作为规划管理部门审核建设工程规划设计方案的依据之一。

　　一、建筑物日照分析测量在规划设计中的重要性

　　随着城市高层建筑的大量涌现和建筑物的密集化，光照日益成为人们所关注的焦点。光照也成为了一项权利――采光权。采光权的保障在城市建筑规划管理中也成为一项重要的参考系数。这主要是因为光照在现代社会中作用的不断凸显使然。光照对建筑规划管理的意义也主要就是现代社会光照的意义。

　　1.1 城市建筑规划管理

　　城市建筑规划管理涉及城市各项功能是否能够良好地发挥，影响着城市文化品味和城市形象，关涉着城市长远、健康发展，城市规划是建设城市和管理城市的依据。这充分凸显了城市建筑规划管理的价值和意义。城市建筑规划管理是有效利用自然资源的管理手段。光照、空气等自然资源是有限的，通过有效的城市建筑规划管理能够使这些自然资源得到充分的利用。同时也能够降低其他资源的损耗。城市建筑规划管理影响着城市的内涵和品位。一个城市的文化品位最明显的体现在城市的建筑物上。优越的城市建筑规划管理能够展示城市的文化内涵，提升城市的整体形象与品味。正确认识城市建筑规划管理职能的内容对充分发挥规划管理对城市经济社会科学和谐发展的推动作用有重要意义，所以城市建筑规划管理应始终为城市发展过程中关注的问题。

　　1.2 光照影响健康

　　尤其在预防癌症或减缓恶性肿瘤发展进程等方面发挥着越来越大的作用。特别是对小孩和老年人来说，一天之中接受适量的光照对自身健康有着重要作用。阳光对孕妇胎儿的发育也很重要，但是，过量的光照也会影响人体的健康。可能会引发一些比较严重的健康疾患。为了人体的健康和生活成本的节约，房屋建筑必须考虑光照问题。

　　1.3 光照影响房价

　　由于光照对人体健康和生活成本至关重要，人们所购房屋一般很少变更过户，所以，买房者对房屋的光照效果就格外重视。那些采光效果好的房屋在房价方面就会偏高。由于各种原因而光照条件不好的房屋就在价格上低一个档次。所以，房屋建筑设计需要考虑光照问题。

　　1.4 光照影响城市交通

　　随着建筑材料的不断丰富，玻璃大厦不断出现。再加上汽车尾气等容易产生光化学反应。在城市道路交通方面，各种建筑物的遮光、反光已经影响到道路交通安全。影响着居民的出行便捷程度，造成城市交通经常出现拥堵甚至是瘫痪，严重限制了城市的长远发展。在道路规划设计和房屋建筑管理方面需要对光照问题格外重视。

　　1.5 光照上升为居民的采光权

　　采光权的划分和保障已经成为建筑规划管理部门在建筑项目审批、高层房屋工程设计监督和建筑工程项目许可中的一个不能不考虑的问题。同时，我国关于居民采光权的保障、侵权赔偿，房屋设计的具体量化指标方面存在一些不太精确的规定等原因致使围绕光照的纠纷不断出现，这体现了当前城市建筑规划管理工作中的问题也反映了当前城市建筑规划管理工作需要不断地反省转变工作职能。

　　二、日照分析的内容及数据收集

　　日照分析主要是分析拟建建筑与周边相邻建筑之间相互日照的影响，通过比较分析使其相互受日照影响降低到最低，从而保证各自有效的日照时间。据此可知对日照影响的因素就是日照测量的内容，主要包括如下几个方面。

　　现状建筑物的平面位置：它是进行日照分析最基础的数据，依据平面位置才能确定建筑物形状、间距和相互关系等参数。

　　建筑物总高度：它能直接反映出建筑物间是否会发生采光遮挡，建筑物越高其遮挡面就越大。建筑物总高度为室内地坪至屋顶的高度，包含对采光有影响的檐口、实体女儿墙、斜面屋屋脊、电梯间、水箱等附属物。

　　建筑物室内外地坪高程：室内外地坪高程变化大，地形起伏大，其受日照影响也会不同。譬如依山而建的层叠式建筑物，受山坡地形的影响，其日照影响反而相对降低。当室内地坪有高差时，应分别测量其高程及分界线的位置。

　　建筑物层高：因为日照采光的影响主要针对1-2层，基本上1-2层满足了日照要求，3层及以上也会满足日照要求，这就需要1-2层的层高数据。

　　建筑物窗户、阳台位置：日照分析对窗户、阳台的采光时间作出了规定，要想得到窗户、阳台的日照时间就必须测量窗台、阳台位置以及宽度、高度。

　　三、日照分析的数据采集方法及模型建立

　　3.1 数据测量

　　施测前准备工作：首先，要根据拟布置的高层或多层建筑初步设计位置和高度，用日照分析软件进行模拟，初步确定日照测量范围，此过程一般由有资质的设计单位完成。然后，对测区已有资料进行收集、分析，特别是大比例尺地形图、控制资料、周边已建建筑物总平面图、平面图、立面图、剖面图、竣工图等。有大比例尺地形图的，可于图上对涉及的现状建筑物进行编号，一般从西北角开始，按顺时针方向进行。

　　控制测量：根据收集的高等级的控制点分布情况，适当进行加密，平面可采用图根导线或GNSS-RTK图根的形式布设，高程可采用图根水准施测，点位埋设要保证每幢建筑物主要拐点能直接观测。图根控制测量及精度应符合城市测量规范的要求。

　　建筑物平面位置测量：一般采用全站仪全野外数字测图的方法，仪器自动记录三维坐标数据。对每幢房屋的凹凸部分、阳台和窗户等尽可能地实测坐标，对个别不能直接实测的目标，可采用量距的方法，并在现场绘制好草图。

　　建筑高度及层高测量：建筑高度一般采用全站仪三角高程或悬高测量法进行，测前要对仪器指标差进行检验和校正。为方便对屋檐、屋脊、窗台等高处目标的测量，建议采用免棱镜全站仪直接测量三维坐标，测点时须注意反射点的选取，以防“飞点”产生。日照分析一般只涉及1-2层室内层高，可采用手持测距仪施测，分别测量室内净高和楼板厚度。对于屋顶为坡屋顶的楼房除要测量北檐口、女儿墙高度外，还要测量屋脊线的位置和高度。另外，1-2层窗台位置、高度、外形尺寸，屋顶挑檐等影响建筑物采光的构筑物也要详尽测量。平面、高程测量精度要按照城市测量规范中日照测量的要求执行。

　　室内外高程测量：可将建筑物室内、室外地坪设为图根水准转点一并予以施测，其他点可采取水准支点方式测量。

　　内业成果整理：将野外采集数据输入电脑，并通过绘图软件数字化编绘成图，宜采用1：500基本比例尺。水准测量数据先进行平差计算，再把点位高程成果注记在建筑物对应的位置上。对建筑层高、总高度、窗台宽度、高度等测量数据可利用Excel制作统计表格，并用CAD绘制平面图、立面图、窗位图。

　　3.2 三维建模

　　一般，对节能要求较高的建筑、需要利用太阳能资源的建筑需要做日照分析。在做一个小区或一个公共建筑群区的前期规划时，为了合理利用太阳能资源，使建筑在冬季充分利用太阳能及获得更充分的日照，而在夏季尽量避免日照，这时候，日照分析就显得特别重要。随着科技的不断发展，数字城市的进程逐渐加快，全国各地的数字城市都得到了充分的发展，三维建模工作也有了新的进展，通常来讲常用的建模技术是通过影响将城市的模型范围进行划分，根据若干区域的分割和影像对城市的建模进行一个结构和纹理的补充，最后通过制作人员的DLG屋顶矢量图等数据进行结构的模型建立，从而最终完后三维建模的制作，这种模型的建立和制作方式与数据的来源和精度息息相关，并且一旦数据精度或者精细程度不能够满足要求将造成建模的不够精确，以日照分析测量数据为基础的三维建模与常规方式不同的是能够更细致的表现出模型的细节构造，在普通的建筑建模工作中，通常祖业人员简单的通过目测对建筑模型进行一个分块工作，再做贴图处理，更多的是位置的估算，所以精度得不到保障，比例问题需要很大程度的矫正，日照分析测量数据的三维建模可以根据门窗阳台进行一个精细的建模处理，从而保障房屋细部结构精度，提高建模质量。

　　方便对阳台进行建模，基于影像建模时，阳台通常用纹理贴图表示，使得模型显得不真实，利用日照分析测量数据可以对阳台进行建模，使模型更具有立体感，而且能确保阳台模型的精度，常规方式即使对阳台建模也是作业人员依据照片估算的大小。

　　减少出现层高错误，现在城市的很多建筑每层层高并不是完全相同的，只从照片上看不一定能看出来，常规手段建模大都按层数将模型平分，这样的做法并不准确，日照分析测量数据中有精确的层高数据，利用日照分析测量数据进行三维建模可以避免出现层高错误的现象。

　　日照分析测量的成果形式：日照分析测量，最终的成果包括区域总平面图，建筑物底层标准层平面图，建筑物屋顶平面图，建筑物数码照片等。日照分析测量做的是平面的二维数据，三维建筑模型生产做的是三维成果，但是把日照分析测量底层平面图和两个侧立面图结合起来的话，就是一个立体图，故从直观的角度来说，日照分析测量成果能够满足三维建筑模型的生产。

　　三维建筑模型的定义：依据建筑物测量数据或设计资料制作的三维模型，主要表达建(构)筑物的空间位置几何形态及外观效果等，再通过外观照片和最终成果的比对，三维建筑模型的生产是城市人工建(构)筑物的三维表达，与普通地形图相比，优势在于更直观，更形象。

　　因为太阳入射角是一个与日期、时间、经纬度相关的一个变量，我们只要能建立描述这些变量之间关系的模型，就能得到任意时间、任意地理位置的太阳入射角度。此外严格来讲，太阳是一个点光源，即太阳光是从一点发出的，但是由于地球与太阳的距离十分遥远，当太阳光到达地球表面时，光线几乎是平行的了。所以在模型建立中采取架设太阳光是平行的。三维模型是由质量数据分辨率等因素决定的，常用的数据源是二维数据加航空影像，在平面及高度测量精度两方面，日照分析测量成果完全满足三维模型生产所需要的几何数据的精度要求，外业数据可以直接利用。另外，日照分析测量门窗的间距与高度都是实测的，可以利用到三维建模中，可以让三维模型更精确，更贴近实际。

　　在三维建模过程中，通常要采用地形资料和航空影像的资料进行详细分析之后通过科学的数据建立基本模型，根据具体的情况再进行文理数据的贴图，以增加真实感和立体感，采用实景照片作为纹理的情况下要根据三维基础模型生产技术标准的要求对贴图中的一些模糊区域进行清晰化的处理，并且一些非建筑体的部分也要进行处理，在贴图中要保证透视的关系一致，通常采用的方式就是贴图的门窗层高线和立面等必须保持水平或者垂直，清晰度要有足够的保证，避免模糊不清的现象。同样在外业的数据采集中也尤为重要，日照分析的测量与建筑的测量一样需要照片的拍摄作为辅助，根据日照分析测量的基本标准和技术要求，主客体的建筑外形采用摄影方式可能会出现一些条件上的限制问题，这种情况下如果不能拍到全景模式时可以采用分体摄影的方式，在三维建模的工作中照片的主要服务对象是贴图部分，属于内业工作的处理，从这个角度来看可以说照片的拍摄是为了建筑的形状和纹理更为真实，所以照片就为日照分析测量提供了一个重要的基础，日照分析测量所摄的照片基本能够满足三维建模的要求，而且相比较于其他无实地照片的外业数据源来说这也是一个比较大的优势。

　　四、结语

　　综上所述，在建筑设计工作中建筑物日照分析随着建筑设计的不断发展越来越重要，这就需要我们重视建筑物日照分析测量的工作，从测量数据以及建模方式不断地进行完善，真正的实现建筑物的良好日照效果。

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