基于参数化平台日照圆锥曲面的程序设计.pdf

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1、2017年4月建材与装饰规划与设计基于参数化平台日照圆锥曲面的程序设计杨金龙张孟辉于莉（中原工学院建筑工程学院）摘要：日照计算分析是居住区规划设计中工作中的重要内容，传统对于多层，正南北规划住宅采用的日照计算系数法和基于棒影图的日照测算法对于越来越多的城市高密度住宅规划束手无策。基于CAD平台的日照计算方法因采用逆推逻辑，存在大量重复计算，本质上是一种经验试错，工程量计算量大。本文提出日照圆锥曲面的理论，并基于Rhino+Grasshopper参数化设计平台实现程序设计，提出了一种新的解决方法。关键词：居住区规划设计；棒影图；日照计算；参数化设计；圆锥曲面中图分类号：

2、TU113.5文献标识码：A文章编号：1673-0038（2017）14-0107-02随着城市化进程的不断发展，伴随着越来越多的高层、超高（5）日出，日没时刻和方位角层建筑拔地而起，现有用地与新建用地建设矛盾日益突出。在当日出、日没时刻，太阳高度角hs=0°，可得：下高密度居住区住宅布局规划之中，如何苛刻的日照约束之下，cosΩ=tan准×tanδ（2）进行居住区规划优化排布是解决该问题的重要问题之一。sinδcosAs=-（3）传统日照计算方法采用日照影棒图作为日照测算，理论因其cos准手工计算量大，过程中大量重复计算。抑或运用经验和日照间距由（2）与（3）两式，

3、可以得出日出日没时刻对应的时间和方位公式推算形态进行计算，再采用相关日照分析软件进行进一步角。（6）有效日照时间确定优化，该手法需要大量人力和时间成本进行计算和演化，枚举试错过程中又难免因重复性工作为后续设计带来更多的限制，针有效日照时间是指在日照标准日全天日照的可照时间中符合规范要求有效条件的时间段。《城市居住区规划设计规范》中，对几种传统日照分析方法的不足，本文首先介绍圆锥曲面的的将日照标准日设定为冬至日和大寒日两天，冬至日的有效时间方法进行日照分析计算的原理与过程。在结合参数化设计平台为9：00~15：00；大寒日有效时间为8：00~16：00。在实际设计过Rh

4、ino+Grasshopper下进行程序设计，生成基于日照圆锥曲面的程中，根据城市所在地的纬度状况，将国内划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ、自动生成程序，以快速适应不同地区不同日期各种条件约束下Ⅴ、Ⅵ区。[1]的日照锥曲面生成。1日照计算研究现状1.2现行常用日照分析采用方法建筑日照采用的方法主要有两种：①手工棒影图法；②日照1.1日照分析基本原理仪分析模型法。建筑日照测算的理论基础是基是依据太阳的运动轨迹和对（1）手工棒影图法地球之间的相对运动，通过计算太阳在宇宙中的运行位置数据，该方法的原理以棒影图为理论基础。假设垂直立于地面上的解决建筑在日照中的动态阴影，加以分析日照测算。

5、任意棒的棒高H，该棒在某一时刻棒影的长度L，影长方位角为了更好的理解太阳日照轨迹，与计算太阳在天体运动时的As′。二维CAD日照时间的计算。位置数据，需要设定一些基本参数。二维CAD方法相对于手工图，提高了效率。该方法是将各建（1）太阳赤纬角δ筑物向建筑物地面所在平面的投影后在进行分析计算的方法。通过地心和地轴垂直的平面相交而成的圆成为赤道。地球中这种方法本质上是一种经验试错枚举，在实际的情况中，建筑设心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角称为赤纬角δ。计区域竖向复杂，建筑设计的屋顶形式更是变化多样，模型一些（2）太阳时角Ω细小的修改必须通过不断测算，这些原因都会导致

6、在二维CAD太阳时角是按照地球自转一周24h所对应角度。不同的时角方法计算出现较大问题，工程量增大。可表示在1d里不同时间太阳在天穹中的方位，以太阳所在时圈（2）利用日照遮挡时间计算方法的角度表示。该方法的原理是：将全天日照有效时间按照一定间隔等分，（3）太阳高度角hs：针对每一个时间段，分析被测点在该时间段内建筑物的遮挡情Sinhs=sin准sinδ+cos准cosδcosΩ（1）况。若该时间段内被测点不被遮挡，则累加到被测点日照时间准——地理纬度，即建筑物所在城市的地理纬度。内，若不通过则不进行累加，之后同理继续对下一时间段进行判（4）方位角As断。太阳方位角以正

7、南为0°，顺时针方向的角度为正值，表示太该测算方法计算经度取决于所取时间内间隔大小，分段越小阳位于下午，逆时针为负值，表示太阳位于上午的范围。对于任计算结果越精确，但是计算时间则会大大加长。因此导致效率较何一天之内，上午下午以12：00呈对称分布，两时刻太阳高度角低，对于平面分析数据量较大时，计算过秤更为缓慢。和方位角的数值相通，而符号则相反。·107·规划与设计建材与装饰2017年4月（3）日照圆锥曲面法日照圆锥曲面是模拟太阳一天内的空间运动轨迹。被测点和太阳位置做光线矢量运算，做出一天内每一时刻的光线矢量，将形成一个曲面，该曲面将天球分成两个球锥