阳光对于人除了有卫生学上的意义外,对人的精神和心理上同样具有一定影响。它不但是个热源,还可以提高室内的光照水平。保证住宅室内一定的日照量,从而决定住宅建筑的最小间距,并结合其他条件来综合考虑住宅群的布置。
对于住宅室内的日照标准,一般由日照时间和日照质量来衡量。
1.日照时间。数量是保证一定质量水平的前提,保证足够的或至少是低的日照时间,是住户对日照要求的最低标准。我们地处北半球温带地区,居住建筑一般总希望夏季避免日晒,而冬季又能获得充分的阳光照射。但也随着所处地区的纬度和地理环境及局部气候条件的不同而对日照的要求也不尽相同。高纬度地区或低纬度地区的冬季都希望有较多时间的日照,而低纬度地区,特别是夏季室内对日照的要求都不突出。居住建筑多为成排布置,考虑到前排房屋对后排房屋的遮挡,为了使住户保证得到最低限度的日照时间,总是首先着眼于底层住户(因为底层最先受到遮挡或遮挡的时间最长),北半球的太阳高度角全年中的最小值是冬至日。因此,冬至日底层住宅室内得到日照的时间,作为最低的日照标准(也有将冬至日稍后的某个时间,例如大寒日,是一年中最冷的季节,所谓三九天)。医学研究表明,不同的日照时间,即通过窗口射入室内的紫外线的杀菌能力是有显著差别的。因此,选择住宅日照时间标准时通常取冬至日中午前后两小时日照为下限,再根据各地的地理纬度和用地状况加以调整。
2.日照质量。住宅中的日照质量是通过两个方面的积累而达到的,即日照时间的积累和每小时日照面积的积累。日照时间除了确定冬至日中午南向2h的日照外,还随建筑方位,朝向(即阳光射入室内的角度)的不同而异,即根据各地区经具体测定的最佳朝向来确定。阳光的照射量由受到日照时间内每小时室内墙面和地面上阳光投射面积的积累来计算。只有日照时间和日照面积得到保证,才能充分发挥阳光中紫外线的杀菌效用。同时,对于北方住宅冬季提高室温有显著的作用。
住宅组群中房屋间距的确定首先应以能满足日照间距的要求为前提,因为在一般情况下日照间距总是最大的。当日照间距确定后,再复核其他因素对间距的要求。太阳直射强度也是确定日照间距时必须考虑的。经测定,正午的太阳辐射强度比日出或日没时的辐射强度约大6倍。因此,确定日照间距的日照时间一般取正午(一天中太阳高度角最大时)前后。另外,建筑物接受太阳直射能,与两者的方位有关,经测定:太阳方位垂直于建筑物比两者相差30°时的辐射强度约大一倍。因此,计算建筑物的日照间距时常以冬至日中午(11时~13时)2h为日照时间标准,并将其作为计算日照间距的依据。尽管这个标准从卫生学的意义上讲还有争论,但考虑到它的改变,对建筑用地的影响很大(以长春地区日照间距系数(表24-1)来分析,可看出:日照间距系数的变化对节约用地的潜力是很大的),因此,这个标准多年被沿用下来。
日照间距是建筑物长轴之间的外墙距离,通常以冬至日正午正南方向太阳照至后排房屋底层窗台高度0点为计算点。
1.平地日照间距的计算公式(图2-4-1)。
式中 H ——建筑总高;
H 2 ——底层窗台高;
H 1 =H - H 2 。
日照间距系数、L 0 与用地 表2-4-1
注:
式中 L 0 ——日照间距系数;
D 0 ——日照间距;
H 0 ——建筑物计算高度。
在实际应用中,常将D值换算成与H的比值。间距值D可根据不同的房屋高度计算出。这样,可根据不同纬度城市的冬至日正午太阳高度角计算出建筑物高度与间距的比值。
图 2-4-1 平地日照间距计算
h ——冬至日正午太阳高度角;H ——前排房屋檐口高度;
H 1 ——前排房屋檐口至后排房屋底层窗台间之高差,
H 2 ——后排房屋底层窗台高
2.坡地日照间距的计算公式。在坡地上布置住宅时,其间距因坡度的朝向而异,向阳坡上的房屋间距可以缩小,背阳坡则需加大。同时又因建筑物的方位与坡向变化,都会分别影响到建筑物之间的间距。一般讲,当建筑方向与等高线关系一定时,向阳坡的建筑以东南或西南向间距最小,南向次之,东西向最大,北坡则以建筑南北向布置时间距最大。
向阳坡间距计算公式[图2-4-2(a)]:
背阳坡间距计算公式[图2-4-2(b)]:
图2-4-2 坡地日照间距计算
D ——两建筑物的日照间距(m);H ——前面建筑物的高度(m);W ——后面建筑物底层窗台离设计基准点(或室外地面)高差;θ——建筑物法线面的太阳投射角;r ——建筑物法线面的地面坡度角;i ——地面坡度角;o、o' ——分别为前后建筑物地面设计基准标高点;β——建筑方位角;h。——太阳高度角;d,d' ——分别为前后建筑物地面设计基准标高点外墙距离(m);A 0 ——太阳方位角;ω——建筑方位与太阳方位差角ω=β- A 0 (或A 0 -β);d ——地形坡向与墙面的夹角