摘 要：我國城市化的快速發(fā)展在城市中最直觀的表現(xiàn)之一就是城市建筑的高層化。高層建筑的建設(shè)己經(jīng)越來越成為我國城市發(fā)展過程中的一個(gè)普遍現(xiàn)象。隨之而來的高層建筑與其他建筑間的日照遮擋矛盾成為規(guī)劃管制與協(xié)調(diào)的突出問題。我國現(xiàn)行的《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》對于地方規(guī)劃管理仍然存在著一定的不確定性。本文結(jié)合案例探討了建筑高層化條件下的日照控制基本規(guī)律和方法，指出對于我國北方地區(qū)的城市，高層建筑條件下的日照間距控制的關(guān)鍵是日照方位的控制與協(xié)調(diào)，并且建立一套規(guī)劃控制與日照利益協(xié)調(diào)的方法，為提高地方規(guī)劃管理的水平以及加強(qiáng)規(guī)劃作為公共政策的協(xié)調(diào)機(jī)能進(jìn)行了有意的探索。

關(guān)鍵詞：控制方法; 日照間距; 高層建筑; 日照方位角

Abstract: This paper combined with the case study of the high rise buildings under conditions of solar control basic rule and method, it is pointed out that for the north area of China City, high-rise building under the conditions of sunshine spacing control is the key to the comprehensive control and coordination, and build up a set of planning control and sunshine interests coordination method, in order to improve the local planning and management level and strengthen the planning as a public policy coordination function undertook beneficial exploration.

Key words: control method; sunshine spacing; high-rise building; solar azimuth angle

中圖分類號：[TU355] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2095-2104(2012)

1.引 言

隨著城市空間的不斷擴(kuò)展，居住形態(tài)也正經(jīng)歷一個(gè)急劇的變化。以長春為例，各種規(guī)模的新建住宅區(qū)的建設(shè)密度越來越高，而大部分外環(huán)地段的住宅幾乎均為高層，在內(nèi)城的開發(fā)也是出現(xiàn)了“百米高樓”為特點(diǎn)的公寓住宅等形式。伴隨而來引發(fā)的相鄰建筑間(尤其是對既有住宅的)日照妨害糾紛、利益賠償?shù)葐栴}成為規(guī)劃行政需要處理的最為突出的棘手矛盾。一些地方通過政府法令等形式出臺(tái)了相關(guān)控制措施，但相關(guān)的法律糾紛仍然大量存在，這表明我們不僅需要“公法與私法”的完善[1]，還要根本性提高規(guī)劃行政的科學(xué)性和權(quán)威性，這也是我們研究的重點(diǎn)和目的所在�，F(xiàn)行的《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》(下簡稱《規(guī)范》)的日照間距規(guī)定，對地方規(guī)劃管理仍然存在著不確定性。本文探討建筑高層化條件下住宅間距控制的規(guī)律和方法，指出北方地區(qū)城市在高層建筑條件下的日照及間距控制的關(guān)鍵是日照方位角;并嘗試建立簡便易行的規(guī)劃控制方法進(jìn)行了有意的探索。

2.高層建筑條件下日照間距

2.1高層建筑類型

我們根據(jù)高層建筑的大體外觀及平面形式可分為板式與點(diǎn)式兩類。通常情況下，居住區(qū)板式多層住宅間距按地方的冬至日或大寒日的正午影長率折算日照間距系數(shù)進(jìn)行規(guī)劃控制。板式高層住宅與多層住宅一樣也需要按地方的日照間距標(biāo)準(zhǔn)來決定南北向的日照間距，來保證南北向后排住宅的所需日照。高層板式住宅間距相比過大，在節(jié)省用地方面沒有明顯的優(yōu)勢，也沒有實(shí)質(zhì)性提高土地使用效能方。但其建筑工程的造價(jià)卻顯著提高，其使用受到客觀制約。因此我們重點(diǎn)考慮點(diǎn)式高層建筑產(chǎn)生日照妨礙的情況。

2.2日照方位角

我們認(rèn)為北方地區(qū)保障有效日照時(shí)間前提下，建筑間距主要利用太陽方位角進(jìn)行控制。當(dāng)然還包括建筑防火間距等條件。我們采用Google SketchUp軟件，分別針對長春、烏魯木齊等城市進(jìn)行理論模型的模擬計(jì)算①。以長春為例：當(dāng)建筑高寬比大于0.16時(shí)，冬至日標(biāo)準(zhǔn)日照時(shí)帶內(nèi)的建筑終日陰影區(qū)由梯形變?yōu)槿�角形，小于此比值的板式建筑則存在高寬比約束關(guān)系②。宋小冬、田峰的研究[2]、[3]同樣表明了 “方位通道”對建筑日照間距控制所起的作用。因此我們利用太陽方位角檢查確定高層建筑的日照遮擋影響。

3.日照間距的相關(guān)概念的界定

3.1日照時(shí)角的概念

我們知道地球自轉(zhuǎn)24小時(shí)太陽方位角變化360º，那么地球自轉(zhuǎn)1小時(shí)太陽方位角變化為15º。從而我們得出被遮擋建筑每獲得1小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)日照，須保證其日照面最不利點(diǎn)太陽方位角變化15º的范圍內(nèi)無遮擋。

3.2日照面最不利點(diǎn)

日照面最不利點(diǎn)是在被遮擋建筑主日照面[5]上被遮擋區(qū)與非遮擋區(qū)在日照面的臨界點(diǎn)。若建筑物日照面的兩個(gè)獨(dú)立的最不利點(diǎn)滿足日照要求，則兩個(gè)最不利點(diǎn)之間的日照面就可以滿足日照標(biāo)準(zhǔn)要求。如圖1，即只要A、O、B點(diǎn)滿足日照要求，則A至B之間墻面均能滿足日照要求。

3.3日照無遮擋

所謂日照無遮擋是指南北布局中前排產(chǎn)生妨礙日照的建筑和遠(yuǎn)處間接產(chǎn)生日照妨礙的建筑等對被遮擋建筑均保證日照標(biāo)準(zhǔn)，無實(shí)質(zhì)遮擋影響。

3.4陽光入射角

陽光入射角是指陽光照進(jìn)住宅內(nèi)部的房間時(shí)陽光照射方向與建筑正向外墻面的最小夾角。我們認(rèn)為當(dāng)日照夾角大于陽光入射角時(shí)才為有效日照。不同方位的建筑物有各自的陽光入射角。建筑物的正面和側(cè)面亦然。如日照窗洞口有突出物，如附壁柱、窗套等，應(yīng)按其窗洞口的實(shí)際厚度計(jì)算。詳見圖2、圖3所示。

4.建筑高層化的日照控制

4.1關(guān)于日照標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)準(zhǔn)則

紫外線滅菌是居民日常能采用的最為簡單的無成本滅菌法。從衛(wèi)生防疫角度考慮，紫外線滅菌需保證陽光須連續(xù)照射1小時(shí)以上。因此我們認(rèn)為：在有效時(shí)間帶內(nèi)持續(xù)1小時(shí)及以上方可滿足1小時(shí)日照標(biāo)準(zhǔn)，的要求，而非累計(jì)1小時(shí);該原則同樣適用與2、3小時(shí)日照標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行。

4.2關(guān)于街道走向調(diào)整原則

在實(shí)際規(guī)劃工作中，建筑的平面布置往往遵從于城市道路的走向。在長春的實(shí)踐中，我們把與正南向偏移37º以內(nèi)的街路均按南北向道路考慮。在沿南北向街路布置的高層建筑不按日照間距系數(shù)計(jì)算其間距，而以陽光入射角、有效日照時(shí)間帶、視距污染和消防間距等因素綜合考慮。

4.3三角函數(shù)控制法

我們根據(jù)日照桿影原理繪制了高層建筑日照妨礙控制示意圖如下。

上述各圖分列出滿足建筑日照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的基本情況。通過三角函數(shù)計(jì)算，可獲得各日照標(biāo)準(zhǔn)條件下的l1(l2)和l3的數(shù)值③，供規(guī)劃管理根據(jù)單體建筑的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行校驗(yàn)，以保證建筑的日照要求[4][5]。

4.4日照時(shí)角控制法

我們確定使用太陽方位角方法進(jìn)行控制，其基本條件為：在有效日照時(shí)間帶④內(nèi)的陽光照射起止線與墻面夾角大于陽光入射角，如圖8。同時(shí)須檢查核驗(yàn)遠(yuǎn)處建筑的疊加影響，以保證日照無遮擋。我們根據(jù)日照時(shí)角的要求，將日照方位角的控制簡化為日照時(shí)角的控制并制成表格，來直接確定新建建筑是否滿足日照要。如表1。

表1點(diǎn)式高層建筑日照時(shí)角控制表(圖表來源：作者編繪)

 

日照時(shí)

南 北 向

南 偏 東 或 南 偏 西

7.5º

15º

22.5º

α

β1

β2

α

β1

β2

α

β1

β2

α

β1

β2

1

≤60º

≥15º

0º

≤75º

≥15º

0º

≤60º

≥15º

0º

2

≤60º

≥30 º

0º

≤45º

≥30º

0º

≤60º

≥30º

0º

≥15º

≥15º

≥15º

≥15º

3

≤45º

≥45º

0º

≤45º

≥30º

≥15º

≤45º

≥37.5º

≥7.5º

45º

45º

0º

≥22.5º

≥22.5º

0º

45º

 

4.5最小有效通光間距

對于規(guī)劃設(shè)計(jì)人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)精確地分析被遮擋建筑的影響，也許并非難事，但對于廣大市民而言，若想要獲得精準(zhǔn)的日照數(shù)據(jù)則是非常困難的。從規(guī)劃管理的角度而言，需要操作簡便，避免誤解和歧義⑤，避免繁瑣的專業(yè)技術(shù)計(jì)算。在實(shí)際工作中我們整合為只控制兩個(gè)臨近遮擋建筑之間的最小有效通光間距的操作，通過公式W=2sin(15º/2)*D計(jì)算獲得最小有效通光間距，來檢驗(yàn)衡量建筑日照間距。這樣的計(jì)算原則同時(shí)也避免了因朝向變化而復(fù)雜的間距折減計(jì)算。

5.結(jié) 語

我們分析了建筑高層化條件下城市日照間距管理與控制的原理與方法等問題，提出了日照持續(xù)準(zhǔn)則，日照時(shí)角的控制方法，以及最小有效通光間距的操作。我們所提出的這些基本思路和研究方向在北方地區(qū)的城市規(guī)劃實(shí)踐中還需要進(jìn)一步探索。

注 釋：

①此處理論模型按住宅模擬有效日照時(shí)間帶按8—16時(shí)計(jì)，設(shè)定建筑寬60米和30米，分別計(jì)算不同建筑高度的情況，分別是高18.18米、高24米、高33米、高50米、高100米等。以長春為例，按《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50180—93)》的設(shè)定，即樓高18.18米，首層窗臺(tái)距室外地面1.35米，冬至日正午影長率2.39，則當(dāng)樓高寬比H/W<0.16時(shí)，建筑終日陰影區(qū)由梯形轉(zhuǎn)變?yōu)槿�角形�?/p>

②宋小冬，田峰所研究的關(guān)于高寬比與終日陰影區(qū)三角形的關(guān)系。

在模擬計(jì)算中，各地冬至日及大寒日最小正午影長率的計(jì)算時(shí)間點(diǎn)，或者說其最大日照高度角的計(jì)算時(shí)間點(diǎn)，隨各地經(jīng)度不同而有所差異。

③在《長春市建筑日照間距規(guī)定》制定實(shí)施之前的《長春市建筑間距和日照間距暫行規(guī)定》中，即采用這一原理及方法，計(jì)算妨礙日照的建筑山墻間距并列表，以控制校驗(yàn)高層日照間距。規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理人員可以根據(jù)具體情況查表或得具體的控制數(shù)值。但該方法在《長春市建筑日照間距規(guī)定》中被簡化為D=(H+L)/2的計(jì)算控制以及40.8米和48米的最小規(guī)定限制。

④考慮到地球自轉(zhuǎn)，各地由于經(jīng)度不同而存在與北京標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的時(shí)差，本文所指的《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50180-93)》規(guī)定的有效日照時(shí)間帶的，需要根據(jù)各地實(shí)際時(shí)差進(jìn)行調(diào)整而不僅限于其，例如：建議烏魯木齊市的有效日照時(shí)間帶宜按北京時(shí)間適當(dāng)推移2小時(shí)等。

⑤《長春市建筑日照間距規(guī)定》中對過程建筑日照的間距控制簡化為D=(H+L)/2的計(jì)算控制以及40.8米和48米的最小規(guī)定限制，在某些新建高層住宅區(qū)的規(guī)劃中造成新建區(qū)域內(nèi)部實(shí)際日照嚴(yán)重低于國家標(biāo)準(zhǔn)的情況出現(xiàn)，留下法律糾紛的隱患。如一幢50米高50米寬的住宅，其間距為50米，大于48米，符合地方規(guī)定;但是若按照板式住宅最低1.7倍間距計(jì)算，則其仍然嚴(yán)重低于標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

REFERENCES ：

[1]鄭志吾.采光和日照妨害的相關(guān)法律問題[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)，2008(4)：118-121.

[2]宋小冬，田峰. 現(xiàn)行日照標(biāo)準(zhǔn)下高層建筑寬度和側(cè)向間距的控制與協(xié)調(diào)[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊，2009(4)：82-85.

[3]宋小冬，田峰. 高層高密度小地塊條件下建筑日照二級間距的控制與協(xié)調(diào)[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊，2009(5)：96-100.

[4]長春市人民政府. 長春市建筑日照間距規(guī)定[S]. 1998.9.4

[5]長春市規(guī)劃局. 關(guān)于實(shí)施《長春市建筑日照間距規(guī)定》有關(guān)問題的說明[S]. 2000.3.13.

[6]高志標(biāo). 高層建筑日照間距模版. 中華人民共和國，產(chǎn)品專利號ZL 94 3 09520·4國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，1994.

[7]城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范. GB50180-93(1993，2003)[S]. 北京：建筑工業(yè)出版社，2002.

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