[发明专利]一种基于日照罩面分析的街区高度阶梯控制方法

说明书

本发明公开了一种基于日照罩面分析的街区高度阶梯控制方法，该方法以相邻街区日照权利保障为目标对街区内部高度进行梯度化控制，首先从城市现状测绘资料中提取出相应的街区数据资料，根据相邻街区边线形成日照控制基准多边形，以多变形各拐点沿对应时间段起始点太阳轨迹点做射线，连接各射线形成日照控制斜柱体，再与由街区生成的垂直体量交错形成街区日照罩面模型，得到罩面模型的最大高度控制值，然后进一步根据街区高度控制梯度需求进行修正，转化得到最终的街区高度梯度控制空间分布结果。本发明基于日照运行规律的理性分析，形成街区内部高度控制分布，计算方法简便，有利于城市设计初期对街区内部建筑高度进行判断。

技术领域

本发明属于城市设计领域，具体涉及一种基于日照罩面分析的街区高度梯度控制方法。

背景技术

中观尺度的街区形态控制在城市环境中具有衔接宏观城市结构和微观建筑单体的作用，作为城市形态研究的重要单元，其内部高度控制是城市设计的重要内容。在城镇化快速进程中，街区高度控制不仅受到城市整体格局、景观视觉体验、土地经济价值的影响，日照约束是影响街区高度的重要因素，关乎城市环境和人民生活的健康安全。

日照标准来自《城市居住区规划设计规范》，主要控制目标是保障住宅、幼儿园、学校等少数类型建筑的基本日照需求，如部分城市要求老年人住宅建筑底层窗台满足冬至日2小时日照时数，因此目前日照相关高度控制主要基于对街区内部建筑的日照保障，缺少对相邻街区之间及城市公共空间日照保障的相关规定。

从日照角度对于街区高度控制现有方法主要有以下几种：

1.日照间距系数反推法

根据街区尺度和建筑间距，结合日照间距系数进行对建筑高度进行推算，得出该街区可能建筑高度。该方法在目前实际操作中应用最广，一般用于多层或小高层住宅建筑，街区高度受到内部建筑间距影响，街区内部高度一般只是根据设计形成简单的一到两个数值，街区建筑天际轮廓线较为单调。

2.日照时间模拟法

根据具体街区平面布局方案，通过计算机软件如天正、众智日照分析，模拟日照时间分布，通过多轮调试，可以在保障相关建筑日照需求基础上，获得针对该平面布局的最大高度。该方法计算精确，但街区高度受建筑平面布局的影响，且需要通过不断试错的方式才能获得。

3.建筑投影法

通过建筑投影面积与街道面积的比值限定城市重要道路周边建筑的体量，在建筑面宽给定的前提下，可以反推出相应的建筑高度，该方法可以控制街区中紧邻街道部分建筑的高度，对于街区内部，远离街道部分则不适用。

4.基于智能算法高度推算

基于遗传算法、多智能体、神经网络深度学习的方式，设定相关的运算标准，通过迭代运算或大量样本学习，逐渐趋近最优高度分布组合的结果，该方法可以在保障日照要求的同时，获得较多的形态可能，但对使用者的专业技能要求较高，需要一定的程序语言基础，在实际应用中推广度受到一定的制约。

在实际操作中，各种方法并非完全独立，可以根据研究需要选择多种方法相结合的模式。对于从日照角度的街区高度控制，传统方法的主要目标是为了满足街区内部建筑的基本日照需求，对相邻街区及城市公共空间的日照环境关注较少。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于日照罩面分析的街区高度梯度控制方法，本发明基于日照运行规律的理性分析，形成街区内部高度控制分布，计算方法简便，有利于城市设计初期对街区内部建筑高度进行判断，以保障相邻用地和城市公共空间的日照。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于日照罩面分析的街区高度梯度控制方法，包括以下步骤：