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1、清华建筑日照软件使用手册12清华建筑日照软件使用手册一. 前言二十世纪九十年代初出现的物理环境分析软件大都在UNIX工作站上运行，其中以Radiance较为著名。近十年来随着微型计算机硬件和操作系统的进步，人们开始注意到对于一般的设计人员来说使用这些大型科学计算软件不太方便，有时会发生困难。因此国际上不少大学的研究人员开始解决这个矛盾，使得当前流行的CAD平台能和这些优秀分析软件连接。使得在微型计算机上也能较好地实现建筑物理环境的模拟。其中以美国的柏克利大学和卡耐基梅隆大学的研究较为突出。并取得显著的效果，已经实现了从AutoCAD软件和声、光、热、气流等计算软件的接口。开始受到设计界的重视。
2、此时我国的建筑和土木工程软件开发人员正在埋头开发结构计算程序和建筑施工图的程序，对建筑物理环境的辅助分析投入和关注甚少。建筑物理环境的研究人员对课题研究投入多，对实用技术的研发上做得很少。随着我国经济的发展，建筑设计标准的提高，居住环境愈来愈受到人们的重视，建筑物理环境辅助分析和设计软件的开发开始受到重视。为了适应我国经济的发展，2000年起建设部修编了大量的设计规范，这是非常重要的工作。然而对于某些与环境设计相关的法规条文，我们几乎拿不出与其较好配合的实用的环境分析计算软件。这种状况迫切需要予以改变。研制相关的软件成为工程软件开发人员新的热点，必须使用当前最新的科学计算方法和软件技术，从根本
3、上推动设计技术的进步。建筑日照是建筑物理环境的一个十分重要的组成部份。远在二十世纪四十年代，建筑设计人员就广泛地使用作图法来计算日照。这些方法有日影图、棒影图和影子迭合图，以及使用日规仪对建筑模型进行日影测试。这些方法一直沿用到今日。上世纪80年代末，国外已经开始采用计算机对日影、遮阳以及辐射热进行辅助分析。但是由于国内建筑科学应用软件开发的滞后，直到目前许多设计单位还在使用耗时耗工的棒影图和日影图的手工作图方法。特别在城市居住区规划设计规范 GB 50180-93推出日照间距系数表后，很多的设计人员就摔掉常规的图解方法，干脆完全依靠日照间距系数来布置建筑物。我国国土辽阔，南北跨越纬度数大。规
4、范规定的的设计标准-日照间距系数是按照大寒日指标确定的，属于推荐指标。实际的日照时间限定是作为强制性法规执行的。我国北方的多数城市，如北京来说，城市规划管理部门2002年前执行的地方法规采用以冬至日有效日照时数为标准。由于两者分别采用空间和时间两种不同的尺度，它们之间存在着不协调的情况。在我国的高纬度地区，现有间距系数指标和日照赔偿界限之间的矛盾更为突出。 对于当前居住小区复杂的建筑布置环境，实际的建筑布置常常不符合90年代制表测算时的建筑形式，因此简单地按间距系数布置建筑常常造成失误，造成方案不能通过审批，给业主和设计单位带来时间和人力的损失。在居住区规划和日照民事纠纷责任认定中，为了维护法
5、律的公正，必须精确地计算窗口实际的日照时间。我国过去开发的CAAD软件大多不能计算日影遮蔽时间，有的软件只是简单地用计算机模仿过去的手工图解方法或者采用瞬时阴影迭合算法的计算精度和速度达不到要求。国外的一些建筑软件虽有生成建筑物指定时刻瞬时日影和日照动画的功能，却不能统计有效日照时间，不能符合我国城市居住区规划设计规范条件要求。 当前迫切需要能快速精确进行日照计算和分析的软件。清华大学建筑学院CAAD教研室王 诂自1996年起经过多年的努力终于在1999年正式推出建筑日照软件V1.0版。该软件使用AutoCAD的ObjectARX 技术开发，可以在挂靠在AutoCAD软件上运行。它向用户提供了
6、多种日照分析手段。其中包括“天空图法”、“日照圆锥面法”、“日照等时线”、“返回光线法”、“逆日影法”及“极限容积”1 注六种方法。这些方法中的许多技术实现是清华原创，国内从未见报道。这些方法可以对单栋建筑或建筑群体作全面的日照分析，能够处理复杂的建筑形式和布局，能预测规划地段的极限容积形体和容积率。程序中采用了计算机图形学中的解析计算方注其中“逆日影法”是编者 1997 年提出，见CAADRIA1997 论文集，“极限容积”算法是编者在 2004 年提出。清华建筑日照软件使用手册34清华建筑日照软件使用手册法、动态搜索方法和遗传算法，并对计算过程进行了加速处理，较好地提高了日照分析的速度和精
7、度。它取代了过去的传统作图方法，成为国内最先进的日照分析软件，使我国的建筑日照辅助分析技术为之一新。该程序完全按照我国规范要求编制。考虑了今后规范的发展和各地区地方法规的特殊要求。用户可以在AutoCAD 中建模或直接采用其它建筑软件的建筑设计图纸文件进行计算，计算结果可以以图纸形式、数字文件或数据库形式输出。程序界面简明，操作方便，具有极强的实用性。是设计、规划管理部门单位不可缺少的日照分析工具。推出至今国内已有35个主要城市300余家用户。其中除了规划和设计部门，还包括国内一些建筑院校和著名的房地产公司。本次推出的程序是2.0版，该版本在2004年3月通过中国建筑物理研究所的技术测试，同年
8、6月通过建设部认证，与会专家一致认为本软件处国内领先地位。本软件可以用于以下几种场合：1.小区规划设计中，检查相临建筑物的日影遮挡情况：本软件提供的 日照圆锥可以在任何以AutoCAD 作为支撑的建筑软件中使用，用 户可以从日照圆锥与建筑物的组合实体中及时了解相临建筑物的日 影遮挡情况。求得测点的日照时间序列表；读出日照圆锥与建筑物 的相贯线上关键点的对应的标高；从而确定建筑形体的修改方案。身遮蔽，使用本程序提供的日照圆锥和等时线图可以用来准确地分析建筑物自身日影遮蔽的情况。4.建筑物外墙、窗口或室内测试平面全年各节气日照时间计算：本软 件可以对建筑物外墙、窗口以及室内虚拟的测试平面作全年度或
9、任 何由用户指定的节气段和时间段的日照计算，并求出各个节气的平 均日照时间。这个功能可用来对居住建筑日照进行全面评估。5.房地产公司向用户提供商品房日照指标：作为商品销售活动的规范 化，房产开发商有向购买方提供商品住房建筑环境指标的责任。使 用本软件进行分析，开发商可以向购买方提供住房单元主卧室窗口 对应的“天空图”，必要时也可以给出室内的日照等时线图。6.室内日照及日影分析：本软件可以计算建筑物内部任意测试面的有 效日照时间。因此对于美术展览馆、陈列室、纺织车间和其它不允 许阳光直接照射工作面的房间，本程序可以用来对它们的自然采光 口及采光格栅的遮蔽效果进行分析。7.受日照约束的建筑规划或设
10、计：设计中为了避免新的建筑对已有建 筑物窗口日照产生有害遮挡，必须对新建筑物体形和位置作仔细的 推敲。本程序的“逆日影法”可以根据已有建筑物必需保证基本日 照时间的窗口来确定新建筑允许占据的三维空间边界。此法同样也 可以用于对阳光照射有要求的表面（如小区绿地、屋顶花园平台、 太阳能装置、泳池等）的日照条件的计算。使用本程序提供的“返 回光线”也可以便利地寻出遮挡测试点的遮蔽物。8.遮阳的设计：本软件提供的“逆日影法”同样可以用来计算满足任 何指定的节气集合和遮蔽时间段要求的任意方位布置的遮阳板形 状，可以计算太阳直接辐射热和天空散射热作用下的外遮阳系数。 上述方法也可以用于活动遮阳板设计中。该
11、模块还可以用来计算建 筑物相互之间的辐射热遮蔽效应。9.坡地建筑和大曲率弧墙日照计算：本软件提供的坡地日照计算模块 能够计算坡地建筑的有效日照，也可以计算建筑物大曲率半径曲面2.旧城改造新老建筑物混合日影遮蔽的分析：本软件提供的等时线计 算命令，能够计算并绘出建筑物窗台标高水平测试面或外墙面的日 照等值线图。用户可以选用建设前与建设后两种情况下的遮蔽建筑 物集合，计算绘制的对应的日照等时线图。通过对比，就能求出关 注部位日照时数的变化和有效日照时间损失数。从而作出准确判 断，为日照民事诉讼的责任认定提供鉴定依据。此外使用满窗日照 计算模块也可以快捷地求出建筑物窗口的日照指标。3.多肢建筑设计中
12、用于分析自身日影遮蔽：医院、病房、疗养院、幼 儿园建筑如果采用多肢的建筑形式，建筑设计中应该考虑建筑物自清华建筑日照软件使用手册56清华建筑日照软件使用手册的有效日照。由于它不需要用户设立坐标系和绘制边界圈，一次就可以计算和绘出所有表面的日照等时线，因此对于抽槽多的点式高层建筑也比较合适。先提出的求日照约束容积形体的人工交互和智能优化工具。它对改变原有的分析计算方法，提高和加快我国城市居住区方案阶段日照测算技术和效率，充分合理的使用土地和阳光资源有着积极的意义。使用本软件城市建设规划管理部门可以在发标的时候就给出科学测算得到的合理的容积空间和容积率。减少了房地产开发商投标的失误，减少了设计人员
13、对设计方案重复进行日照计算的工作量。是一个重要的技术进步。本软件在开发和推广过程中得到中国城市规划设计研究院规范编制组、北京市规划局信息中心和建筑技术交流中心、以及中国建筑科学院建筑物理研究所、上海市城市规划局信息中心等单位的大力支持和帮助。在此向上述单位和有关人员表示感谢。欢迎用户对本软件的使用提出意见，软件的使用过程中如有问题可以采用以下方法和我们联系：销售单位：杭州水木清华软件开发有限公司联系人：王飞 （0）13814538380 阮文伟 （0）13858049740网址：电话：（0571）88925422 传真：（0571）85805400软件版权：清华大学建筑学院10.极限容积计算：
14、本软件首次提出了地块的日照染色体的概念，可 以在已知地块周边原有建筑日照约束条件下，采用遗传算法由程序 自动求出规划地段新建筑的极限容积形体和地块的容积率，可以用 来确定具体设计地段区位的控制容积率。用户也可以从需要保证基 本日照的窗口的角点引出返回光线，并将它们两两组对形成返回光 线切割器。用户可以通过对这些切割器的牵引实现对地块建筑形体 的动态切割，从而获得新建筑的合理的容积形体。11.玻璃幕墙一次反射光计算：本软件提供了一次反射光照等时线、 道路眩光计算和一次反射光线类，前者可以按照用户指定的节气和 时间参数计算出大面积玻璃幕墙集合对周围环境的一次反射光照射 区域以及滞留时间，评估光污染
15、的程度。道路眩光计算模块可以计 算城市道路车道受道路周边玻璃幕墙一次反射产生的眩光区间和时 间序列。一次反射光线类能够响应用户的动态牵引，实时地求出反 射光落点。12 太阳直接辐射热和天空散射热的计算：本软件还设有太阳直接辐射热和天空散射热的计算模块。它在计算有效日照的同时，可以计算出窗口或外墙面接收到的与有效日照同期的太阳辐射热，以及考虑周边建筑物遮蔽小的天空散射热。为从能量角度评估给出可比数据。这个功能被加入到日照等时线和遮阳板计算过程中。除了能够求出必需的遮阳板形状外，还能给出遮阳板上各部份单元面积阻断的太阳直接辐射热和天空散射热，使得可以进一步算出单元面积遮阳的效率。为我国南方地区的遮
16、阳设计计算提供了新的解决方法。本软件的2.1版对“返回光线切割器”、“阳光通道”及“容积极限计算”三种方法进行了改进，使得它们更适用于一般的设计场合。是国内首E-mail信箱：oacad作者保留对本说明书的修改权力，若有改动，恕不告知。清华建筑日照软件使用手册78清华建筑日照软件使用手册二.软件的安装编者告知：阅读以下部分内容应该有 Windows系统 和 AutoCAD 的使用经验。本软件的包装中包括一张光盘片上，内有日照软件和演示动画，一本说明书和一本快速教程，一个USB口软件锁。具体的安装过程如下：1. 用户计算机上必须先安装有 AutoCAD 2000 /2002/2004/2005/
17、2006其 中的一个版本，然后再安装本程序。安装前不要将USB口锁插到计 算机上，由于安装过程中要进行系统注册，安装时用户必须以本地 机的管理员身份登录，并关闭其它妨碍系统注册的运行软件。2. 运行光盘中对应目录下DISK1中的 setup.exe 程序。安装过程中提示 用户输入软件的系列码和工作目录，默认的工作目录为 C:sun2000、C:sun2002、C:sun2004 、C:sun2005、C:sun2006。3. 上步执行完后，安装程序将询问日照软件外挂在哪一个版本的 AtoCAD软件上，用户按自己的要求答复。4. 安装完后，必须关机重新启动计算机以使改变生效。重新启动计算 机进入
18、操作系统后，再插入USB口锁。此时系统会发现新的设备并 完成后续安装。5. 然后用户点取桌面上“清华建筑日照”组标，就会启动AutoCAD并 自动调入日照计算模块。每一次运行时，AutoCAD的菜单中自动加 载“建筑日照”子项。点取下拉菜单中的项目便可进行对应的计算 （见图2-1）。6. 如果AutoCAD菜单退出关闭，便可自动卸去“建筑日照”菜单。图2-1 程序下拉菜单使用网络锁的用户，可以在局域网内的任意一台计算机上按装网络锁，此机以后不能运行日照软件，而是运行SENSE网络锁的服务器程序，在第一次启动锁的服务器程序时，要求用户输入“用户密码”。此密码必须向我方索取，不打包在软件资料中。注
19、意在客户端安装日照软件时，第一次运行前，必须修改日照软件当前安装目录下的client.ini 文件，按照提供的说明正确设定所在的计算机的IP地址或网卡号，以免程序在域中全域搜索而消耗时间。否则程序不能运行。如果插锁的机器采用动态IP地址，可以删去client.ini 文件中的TCPHOST=一行，由程序自行在域中全域搜索软件锁。注意：软件安装后点取桌面上的建筑日照组标就能运行程序，如果不能运行或者软件安装过程不能正常进行，可能有以下几个原因：1.输入了错误的系列号。某些国产杀毒软件没有关闭或用户在本地机上的注册权限不够，请与该机的管理人员联系。清华建筑日照软件使用手册910清华建筑日照软件使用
20、手册2.3.4.5.使用的软件锁工作不正常、锁的版本不对应或本地机的插口有故障。可以查访本地机的设备状态，找出错误状态加以纠正。对于网络版用户常见的原因是Client.ini文件参数不对，另外可以检查网络是否畅通；插锁的计算机是否启动了深思洛克网络服务器程序；在线的用户数是否超过了License规定的数目；客户对锁的访问是否被病毒防火墙拒绝。必要时请求您的网络系统管理员帮助解决对应的问题。本地机上的CAD软件原来就存有故障。或将日照软件与别的CAD软件混装在一起同时运行。用户在安装时建筑日照软件后重新安装了系统或AutoCAD软件，造成注册表信息改变，或者造成组标中AutoCAD的目标路径不准
21、确而不能起动AutoCAD。此时可以重新安装日照软件。也可直接修改桌面上组标属性。如果单机版用户在启动日照软件时软件锁没被正常驱动或忘记插入，将不能运行本软件。网络锁用户数量超过允许的节点数目时，超出数目的客户端将无法进行计算。意在使用PolyLine建模时请先将AutoCAD的系统变量plinetype改成1，建成的模型见图3-1。三. 软件使用方法(一)模型的建立1.在AutoCAD中直接建模：本软件要求采用米制，程序启动后会自动将系统的线性单位精度和角度单精度位设置为小数点后4位，模型的WCS坐标系的Y轴必须指向正北方。图 3-1.建筑模型实例使用PolyLine绘制建筑模型时必修保证是
22、按逆时针回路走向，并且不能使这条PolyLine自身纽绞以及有重迭的顶点。 建模时可以使用UCS用户坐标系，这样可以减少建模的难度。但是如果形成建筑外墙面的多义线使用的UCS坐标系的Z轴不是铅垂向上，就不能在后面的程序中利用窗位线自动生成窗口。这只影响“满窗日照的计算”，对日照等时线计算、返回光线等没有影响。无论如何复杂的建筑物，只要能用上述命令建立起来的均可以正确地进行日照分析。不过用户应该注意不要将模型建得过于复杂，模型的面数量太多将增加计算时间和边界连接的复杂性。所以对于复杂的建筑物应该 可以采用不带宽度的PolyLine(闭合或不闭合均可)、3Dface、Pface、RuleSurf、
23、TabSurf、RevSurf等三维面命令和DrawSolid下的实体命令来建模注 ，单位为米。可以使用Modify下拉菜单的Boolea命令组的各命令将一些简单实体组合成复杂实体。上述命令中以PolyLine最为简便，注注本软件要求对 3D Solid 实体必需先施加 EXPLODE 命令，选择遮蔽集时不能用 W或 C 的方法来选择它们，只能用拾取盒单个点击选取。清华建筑日照软件使用手册1112清华建筑日照软件使用手册进行一些简化，这可由用户凭经验自行决定。另外可以不用3d solid 实体建模的部分就不要用实体来建，以免增加模型数据库的复杂程度。2.具体建模时不要采用大地测绘坐标系，大地测
24、绘坐标的数位太多，它的重复的高位数字增加了许多无谓的计算开销。如果已经采用了大地测绘坐标系，可以在小区中选定一个基准点，将此基准点作为块的插入点，并将需要计算的模型部分单独作为块写出。然后直接打开块的文件工作，此时坐标系的原点即基准点。3.利用其它软件的模型：其它CAD软件的建筑模型需要导入AutoCAD可以使用。 非AutoCAD二次开发的CAAD软件的模型：在AutoCAD命令行键入 FileImputDxfIn命令直接装入 .DXF文件。AutoCAD二次开发的CAAD软件的模型：可以采用天正等汉化的 CAD 软件绘制的模型，但是要按如下的步骤：打开图形文件，调 BLOCK 命令将模型有
25、关部份定义成一个块，再调 WBLOCK命令将它写成磁盘文件。 重新开始一个新文件，设置好长度和角度的精度，二者均为小数点后4位。再调INSERT命令插入刚才定义的块，并且调用EXPLODE 命令打碎它注 。如果原始图形是采用毫米制的必须在插入的时候设置SCALE 命令，其中的比例因子取 FACTOR=0.001 以将它缩小1000倍，转换成米制。注意SCALE中心应该是WCS的(0,0,0)点。否则将造成点的坐标值高达108 米，使得计算过程中尾数误差淹没精度，以至不能进行正常计算。注意事项： 不管是自建模型或调用其它软件模型也好，都必须保证原始数据 的精确性。特别是在计算日照民事纠案例时应要
26、求委托方提供正 确可靠的总平面等图纸，并由司法部门认可。图纸中应该包含所 有可能对测算建筑造成遮蔽的已有建筑和新建建筑，并且有正确 的大地测绘方格坐标。 弧和圆形墙面可以用带高度的弧和圆来表示，程序中用折线按0.5 米左右的弧长划分墙面。 建立旋转面(revsurf)、多义线网格面(edgesurf)等曲面时要准确设 置系统变量 SURFTAB1 与 SURFTAB2 的数值，使得有足够的精 度的分度值。使用实体建模命令前要设置好系统变量FACELISTS 和 ISOLINES 的数值来保证实体外表圆锥类曲面的精度。 用户在用带厚度的 PLINE 线来绘制楼房时，注意该线不能有端点 重叠，也不
27、能自身扭绞。程序在计算时能自动对闭合的PLINE 线 加上顶面和底面。(二)日照参数设置 对应键盘命令“sunpara”。点取“节气及城市参数”，或直接键入“sunpara”将进入日照参数设置模块，屏幕上将弹出如下的“日照参数设置窗口”对话盒，其中包含了日照计算所需的全部参数。本对话盒采用真太阳时。对话盒中其中分为三个组框。第一个组框为“地理位置”，其中包括了测试地地理位置参数：纬度: 计算点的北纬度数（注意采用十进制，见附录一），默认值为北京地区纬度数。改变纬度值将引起有效高度角和临界方位角数值的自动改变。注本软件不处理 INSERT 命令插入的块及 XREF 引用。清华建筑日照软件使用手册
28、1314清华建筑日照软件使用手册经度: 计算点的经度数（注意采用十进制，见附录一）。此数值平时处于禁止编辑状态，仅在“真太阳时”复选框未选中时才解除禁止,允许用户输入数据。默认值为北京地区经度数。城市：程序中预置了我国许多城市，用户只要点取列表框中的城市名，就能自动设置经度纬度。第二个组框为“太阳参数”，其中：赤纬角:为计算节气的赤纬角（注意采用十进制，不要漏写负号,见附录二）。默认值为冬至日。本栏的数值和“高度角”、“方位角”及“时分秒”关联。图 3-3 选出指定城市图 3-2 日照参数设置窗口“节气”校核框：当该框被选中时，用户可以从节气列表框中选出需要的时分，如“冬至日”“大寒日”等等。
29、对应的日期和赤纬角会自动填入编辑框中。并根据时间自动设置高度角和方位角（见图3-4）。气候分区：按照规范 GB 50180-93中预置了我国城市对应的气候分区。用户只要点取列表框中的城市名，就能自动显示气候区。用户定义：选中此框将允许用户输入列表中没有的城市，用户只能输入一个，它被添加到城市列表的最后，并且保留到用户的dwg工作文件中。一旦重新打开这个文件，定义的城市将显现。高度角:有效日照的最小太阳高度角,当太阳高度角小于该值时由于地面远处建筑物、尘埃的影响，日照时间被认为无效，不能计入。国家规范中规定了具体的有效日照时间带，特殊情况下使用的数值请和当地规划部门联清华建筑日照软件使用手册15
30、16清华建筑日照软件使用手册系注1 。对话盒中默认的是北京地区大寒日上午8:00的高度角7.871度。如不考虑此效应，可将高度角改为0.00度。最小连续时间：太阳光线照射必须有一定的持续时间，小于该持续时间的日照不予计入。用户应按各地规划管理部门制订的标准来填写，程序默认的数值为0.000小时。图3-5 初始条件组框图 3-4 选择节气方位角：对应于“高度角”的方位角，它和“高度角”及 “时分秒”相关连。时分秒：有效日照的开始时间注2 ，此栏的值和“高度角”“方位角”关联，当用户改变了本栏的数值，将会影响“高度角”和“临界方位角”的数值。同样，如果用户修改了高度角栏的值，程序也将自动改写本栏的
31、值(见图3-5)。显然“高度角”、“方位角”和“时分秒”均和“地理参数”组框中的纬度以及太阳参数中的赤纬角相关。纬度或赤纬角中间的任何一个的改变（输入数值并回车后）都会引起其它相关角度参数的相应变化。实际上本对话盒相当于一个小计算器。最小扫掠角：当太阳光线照射到一个面上时，如果它与该面的夹角小于某数值时（推荐为15度），即入射角大于75度时，阳光实际上没有射入室内，没有多大效果注1 。这种情况常见于东西朝向的卧室。该栏填入扫掠角临界值，默认的数值是15.000度。用户必须注意到扫掠角剪切功能在计算窗口或墙面日照时始终是打开的（仅在WCS虚拟的水平测试面、计算阳光通道和遮阳板时是关闭的，此时不考
32、虑扫掠剪切），所以不要随意改变此栏的值。对话框中间的按键被按下时，结束时间自动和起始时间对称。如果不按下此键，程序允许输入用户确定的开始和结束时间。这在一些特殊的场合下有着意义。例如计算2秒钟的时段，而绘制1秒钟的等值线。此时等值线将与瞬时阴影线相近。注 1国内没有有效日照的最小太阳高度角统一的数值规定。许多省份采用这种时间区间方法。注 1注 2国内没有统一规定，建议采用 15 度扫掠角,即相当于入射角 75 度。清华建筑日照软件使用手册1718清华建筑日照软件使用手册当用户结束计算保存工作文件退出AutoCAD时，最近一次设定的日照参数将被保留。在日后再次打开工作文件时，这些参数值继续有效。
33、(三)日照等时线用户点取“日照等时线” 菜单项或直接键入“suncontour”就会执行日照等时线图命令。该条命令可以求出任意法线方向平面上的日照等时线。在某些场合，也可以变通来求得日照的瞬时影子边界。等时线“suncontour” 命令激活后，将弹出“测试平面参数”设置窗口。作日照等时线图，先要将建筑模型完成，模型是要求放在“0”层上，因此在执行命令前应该将“0”层清理干净。其次要设置好日照参数。具体过程如下：1. 在调用本命令之前，要先定出测试平面所在的坐标系，对于水平测试 面，一般采用AutoCAD 中的 WCS 坐标系，垂直或倾斜的测试面必须采 用 UCS 坐标系。程序能够求出平行于这
34、些坐标系的XOY平面的任意测 试平面上的日照等时线，测试平面与坐标系的XOY平面的距离等于它 的Z坐标数值。2. “suncontour” 命令激活后，将弹出“测试平面参数”设置窗口。 “suncontour”命令用来计算测试平面上的日照数值，其结果由程序自 动绘出。测试平面平行与它所在坐标系XOY的平面，它与该坐标平面 的距离就等于网格插入点的Z坐标，这个坐标系可以是WCS或UCS坐标 系。计算之前用户先要将该坐标系设置成系统的当前坐标系。 然后要求用户在对话盒中设定测试格栅参数和绘制及优化方法，点 取“设置网格”来以交互方法在图中定出网格的左下方插入点和格栅大 小。如果计算WCS坐标系的水
35、平测试面，该点的水平位置由用户定 出。而垂直高度Z应该等于被测建筑物的首层窗台面标高；如果是计算 垂直外墙面，此时采用UCS坐标系，该坐标系的XOY平面和外墙面平 行，而网格插入点的坐标等于该外墙面在UCS坐标系中的Z坐标值。3. 网格确定后，用户必须选出“遮蔽集合”， “遮蔽集合”应该包括所 有可能对测试面产生遮蔽的建筑和构筑物。集合选出后点取“OK”退 出对话盒，程序将进行计算，并弹出进度窗口显示计算完成的百分数。 当计算完成后，程序将自动绘制等时线。如果用户选择“伪彩色图”， 将不绘等值线，而绘出伪彩色图。计算过程分为两步：第一步先计算出测试平面格栅交点的日照时间，加以标注。第二步再用算
36、法绘出有效日照时间等值线。每一阶段的进度信息都在进度对话框中显示出来。4. 程序在完成格栅交点日照时间计算后，会自动进行等时线或伪彩色图的 绘制。“伪彩色”复选框的选择确定了绘制的是等时线还市伪彩色图。 “与建筑边界联接”和“非线性插值”以及“伪彩色”复选框的选择状 态的不同组合，可以绘制四种不同质量的等时线，详见下表：选择框与建筑边界连接非线性插值状 态 作 用 等时线连接到建筑边界或边界圈 不在跨越建筑边界的格子中绘制等值线 采用优化搜索方法绘制等值线 采用线性插值方法绘制等值线 表3-1 等时线质量和复选框的关系当“与建筑边界连接”和“非线性插值”同时被选中时绘制的等时线精度最高，此时用
37、户必须在调用“suncontour” 命令之前在图中添加算法必须的边界圈。稍后，我们会做详细的解释。“与建筑边界连接”和“非线性插值”的选择状态同样也影响到绘制出的伪彩色图的精度。5. 程序每次计算绘制的等值线、格栅和标注数字三类图形元素分别被放在 词干名为“Contour”、“grids”、“Indicate”这三个固定的图层上。 为了将不同测试面上的等值线、标注、格栅的图形元素分开，用户必须 在每次计算绘制等值线完成后修改这些图层名，为它们添加数字词尾。清华建筑日照软件使用手册1920清华建筑日照软件使用手册例如将水平测试面的上述图层名改为Contour0、Grids0、Indicate0
38、。垂直测试面V1的对应图层名改为Contour1、Grids1、Indicate1。这样一来，用户在图纸空间成图时就可以将这两个面的内容分别显示在不同的浮动视区中。通过点取对话框中“图层名”按钮可以很方便地添加图层词尾。图层名设置对话框细节，详见P26页所述。6. 程序能计算与日照同期的太阳辐射热。程序也能考虑周边建筑物遮蔽下 的天空散射热，天空散射辐照与日照不关联，即使没有日照的外部表 面，仍然有接受天空散射辐照的可能。“测试平面参数设置窗口”见图3-6。DX,DY: 分别为横向和纵向的网格线间距（即格子的边长），单位为米，在计算水平面时可取2.55.0米。计算垂直面时可取0.52.0米，用
39、户可按自己的要求来设置该项数值。此数值即程序计算的步长，步长越小画出来的等值线越是精细。格子的大小影响计算时间的长短，如果没有必要，不要将格子设得太小。格数：为格子的重复数，即横向和纵向的格子数。标注间隔：标注的抽稀数。为了减少图中绘出的格栅过于密集，字符过于细小。可将此项填入大于的整数，计算时仍按原来设定格子边长为计算步长进行计算，而格删线和时间标注将抽稀绘出。例如格子边长为2.5米而标注间隔为2时，计算步长采用2.5米，而仅在每5米处才绘出格栅线和标注数值。这样既保证了等时线的精细，而又适当地减少了格栅线及标注字符，避免过大的图纸尺寸。字符高度:为标注字符的高度值，此数是与网格边长相关的，
40、当网格边长选定后，程序会自动在此栏填入推荐值。允许用户对它进一步修改。时：分：秒或等时线阶差:等值线时间间隔，即相临两条等值线之间的时间间隔，默认值为1.00小时。本程序允许采用最小为1秒的等值线间隔，通过日照参数设定用户可以计算2秒钟的日照时段，而画出1秒钟的等时线，它就相当于中间时刻的瞬时影子边线。修改此栏的数值将引起标注时数对话框中子项数的变化，但最多子项数被限制在12个。标注时数列表框：该列表框为多选列表框，程序只对用户在该表中选出时数的等值线将进行计算和绘制。如果只是校核现行规范限制的有效日照下限值，可以只选中1.00、2.00或3.00小时，此时其它时数的等值线将不被计算和绘出，从
41、而缩短程序运行时间。图3-6测试平面设置窗口第一个组框为“等时线网格参数”，其中：连结到建筑边界复选框：绘制日照等时线时，由于建筑物内部无日照，从建筑物外表面过渡到建筑物内部日照时间将有从某个数值跳到零的突变。如果绘制跨越建筑边界的方格中的等值线时，采用一般的线性插值算法，将不能正确地描绘出这种突变，而会添加出许多多余的异常的等值线（图3-7）。由于这种等值线图在跨越建筑边界的方格中存在着缪误，只有位清华建筑日照软件使用手册2122清华建筑日照软件使用手册于建筑物外部的方格中的等值线才可以参考，所以这是较为粗糙的近似画法，只能在方案分析阶段使用。定性计算还是可以采用这种方法，因为它花费的计算时
42、间最短。在 “连结到建筑边界”和“非线性插值” 都不选中时，绘制的等时线见（图3-7）：图 3-8中断的等值线图 3-7异常的等值线为了使得绘制的等时线图更为精确。要求等值线与建筑物边界正确交汇，由于我们不愿意计算建筑物各个墙面的外法线矢量来耗费时间，因此位于建筑物边界线上的测点是无法进行精确计算的，为了解决这个问题必须避开计算这样的点，而改用计算位与这种点的临域中的并且落在建筑物外部的点。只要临域的半径足够小，计算的误差就可以满足要求。我们采用在平面图中添加边界圈的方法来解决这个问题。边界圈是用户在调用“suncontour”命令前，预先在名叫“LOOP” 的图层上绘制的闭合的 PLline
43、 线，该线位于建筑物外部，而与建筑物边界保持一个极小的距离。由于辅助线上的每一点均在建筑物之外，因而都能对它进行正确的日照时间计算。当前版本中边界圈必须是多义线， circle,arc,ellipse等绘制出的图形对象均不被认作边界圈。实际操作时，先在平面图（WCS的PLAN视图）中用闭合的 PLline 线逆时针方向勾出建筑物的底面边界，并将它偏移(offset)约1-20mm的距离，把里圈删去，再把偏移出来的外圈放到用户事先建立的名叫“LOOP”的图层上，形式上有点类似散水的边界圈。边界圈也要符合逆时针回路方向，它的厚度值要改成零。 如果选中“连结到建筑边界”复选框，而不选中“非线性插值”
44、 复选框时，程序绘制等时线时将跳过跨越建筑边界的方格，从而避免了刮图之苦(如图3-8)。 “非线性插值” 复选框：测试平面的日照时间是一个2维的非线性数值场。它是时间的复杂函数，因此绘制等值线时采用的线性插值方法只是 一种近似方法。在日照时间数值急剧变化的区域，算法的误差会明显的表现出来，等值线图将有较大的畸变（见图3-9）。为了描绘出形状正确的等值线，我们必须采用优化搜索方法绘制等值线，采用这种方法精确计算出等值线与网格边线的交点，然后用折线连接它们（见图3-10）。这种画法是目前较为精确而又经济的画法，采用其它最优化搜索方法将花费更多的时间。当“非线性插值” 复选框被选中时将采用这种方法。
45、由于这种算法要消耗较多的计算时间。一般情况下建议用户不要选用此项注1 。仅在最终绘制申报方案的日照分析图时才采用这种算法。注 1采用简单地增加网格密度的方法也能改善等值线的形状。清华建筑日照软件使用手册2324清华建筑日照软件使用手册为了给用户提供方便，程序提供了自动添加“loop”层，并生成边界圈的功能。点取辅助校核-菜单中将弹出校核外墙线和最大边界圈两条命令。对于底面为单连通域的多个建筑物，可以直接点取菜单中的校核外墙线按钮，将需要生成边界圈的这些建筑物全部选中，程序能自动纠正各个多义线的回路方向，生成边界圈。注意本命令对采用circle,arc,ellipse生成的块体无效，此时应该换用最大边界圈命令。对于由多个块体拼接成的单个建筑物，可以点取最大边界圈命令。此时程序要求用户从图中选出一个建筑物，然后自动生成包围这些块体的边界圈，本命令不矫正组