CN112433265A - 基于城市规划的高层住宅日照分析器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于城市规划的高层住宅日照分析器及其使用方法，属于无土栽培技术领域，本发明可以实现输入相关参数信息后，利用构建三维模型的方式进行日照分析，分析结果更为精确，且显示更为真实和直观，并将分析结果应用于高层住宅的建设中，通过提前预埋聚光球和导光管的方式，将日照进行引导借用，并通过导光管传导至住宅的各个楼层，并利用不同规格的借光罩来借用不同程度的日照，从而实现日照分配平衡，使得每个楼层均可以获得一致的日照，改善因楼层关系带来的日照不平衡问题，并且可以实现日照分配均衡，不易出现光照过强或过弱的现象，符合用户的用光习惯和需求，有助于城市规划的合理开展。

Description

基于城市规划的高层住宅日照分析器及其使用方法

技术领域

本发明涉及无土栽培技术领域，更具体地说，涉及基于城市规划的高层住宅日照分析器及其使用方法。

背景技术

随着高层建筑的增多，保证建筑的日照时间满足国家标准则变的尤为重要，因此日照分析逐渐引起了社会的关注。在日照分析过程中会涉及到时间、地域、建筑造型等多种复杂因素，要将这些相互影响的因素综合起来进行人工精确计算分析是非常困难的。因此，现实中各地只好根据地方简易算法来估算日照时间，但如果再加上一些人为因素，会很容易发生与实际情况偏差甚至严重不符的现象。此时，日照分析软件则较好地解决了传统的计算分析方法存在的问题

日照分析是指具有相关资质的专业技术部门利用计算机，采用分析软件，在指定日期进行模拟计算某一层建筑、高层建筑群对其北侧某一规划或保留地块的建筑、建筑部分层次的日照影响情况或日照时数情况。日照分析适用于拟建高层建筑；验证日照时间是否符合标准是建筑设计和审查阶段的重要任务。而日照分析涉及到地域、建筑造型、相邻建筑、时间等多种因素，要将这些相互影响的因素综合起来进行人工精确计算分析是非常困难的。

目前的日照分析软件基本上都是基于CAD原理构建，实现的是二维日照分析功能。二维日照分析是通过分析建筑所在的地点、确定纬度、赤纬等参数，以基本计算公式进行太阳位置的计算，以获得太阳的高度角、方位角等值，然后通过一定计算方法得到日照分析结果。但现有日照分析软件进行二维日照分析时建筑设计功能不够强大，呈现的日照分析结果是二维视图，且难以有效引导的方式将日照进行平衡，在城市规划中严重限制高层住宅的发展。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供基于城市规划的高层住宅日照分析器及其使用方法，可以实现输入相关参数信息后，利用构建三维模型的方式进行日照分析，分析结果更为精确，且显示更为真实和直观，并将分析结果应用于高层住宅的建设中，通过提前预埋聚光球和导光管的方式，将日照进行引导借用，并通过导光管传导至住宅的各个楼层，并利用不同规格的借光罩来借用不同程度的日照，从而实现日照分配平衡，使得每个楼层均可以获得一致的日照，改善因楼层关系带来的日照不平衡问题，并且可以实现日照分配均衡，不易出现光照过强或过弱的现象，符合用户的用光习惯和需求，有助于城市规划的合理开展。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

基于城市规划的高层住宅日照分析器，包括日照采集模块、建筑参数模块、处理器、云平台数据库、三维模型构建模块、日照分析模块、结果输出模块和反馈借光模块，所述反馈借光模块包括多个安装于高层住宅顶楼的聚光球，所述聚光球下端连接有导光管，所述导光管外端连接有多个均匀分布的借光罩，且借光罩与导光管相连通，所述借光罩包括半球透光罩以及多个相互对应的折翼式挡光片和导光纤维网，所述折翼式挡光片相互连接于半球透光罩与导光管的连接面处，所述导光纤维网相互连接于半球透光罩的内端。

进一步的，所述折翼式挡光片包括一对对称分布的挡光翼片，一对所述挡光翼片相互靠近的一端均镶嵌连接有助合磁铁，挡光翼片在正常状态下可以对导光管内的光照进行阻挡，避免无谓的消耗，在展开状态下光照可以从导光管内反射出来实现借用，助合磁铁不仅可以在正常状态下提高挡光翼片的闭合性，避免光照从缝隙处透过，同时在展开状态下可以与助连磁铁和磁性端头进行配合。

进一步的，所述导光纤维网的中心处镶嵌连接有光热球，所述光热球靠近折翼式挡光片一端连接有一对对称分布的热膨胀杆，所述热膨胀杆远离光热球一端连接有助连磁铁且助连磁铁与助合磁铁相匹配，光热球可以吸收光照并转化为热量，利用热量对热膨胀杆进行加热，迫使其进行膨胀，从而对展开后的折翼式挡光片进行张开角度的控制，在光照较强时，光热球光热转化高，热膨胀杆的膨胀程度也高，从而使得折翼式挡光片张开角度变小，透过的光照也变弱，反之亦然，可以实现光照均衡借用，不易出现光照过强或过弱的现象，符合用户的用光习惯和需求。

进一步的，所述光热球靠近折翼式挡光片一端还连接有正对于折翼式挡光片中心处的导光纤维管，且导光纤维管贯穿光热球并与导光纤维网相连通，导光纤维管不仅有效导光至光热球上，提高光热球光热转化的敏感性，同时与导光纤维网相配合，有利于将集束的强光进行分散，从而形成缓和的放射光，提高光照效果的同时符合用户的用光习惯和需求。

进一步的，所述光热球采用光热转化材料制成，所述热膨胀杆采用遇热膨胀的材料制成，光热转化材料可以为黑色炭基材料，具有较高的光热转化率，热膨胀杆则在吸收热量后触发膨胀动作。

进一步的，所述借光罩远离导光管一端安装有控制棒，所述控制棒包括握持棒、磁性端头和半球隔磁罩，且磁性端头连接于握持棒靠近导光纤维网的一端，所述半球透光罩上开设有与握持棒相匹配的迁移孔，所述半球隔磁罩包括一对对称分布的隔磁翼片，且隔磁翼片弹性连接于半球透光罩内壁上，用户可以通过控制棒控制折翼式挡光片的整体闭合和展开动作，主要利用磁性端头的磁场作用和半球隔磁罩的磁屏蔽作用进行控制。

进一步的，所述半球透光罩外端连接有套设于握持棒外侧的防落套，所述握持棒外端连接有一对限位滑块，且防落套内端开设有一对与限位滑块相匹配的限位滑槽，限位滑块和防落套用来对控制棒进行保护，避免其在使用过程中出现脱落现象。

进一步的，所述聚光球和半球透光罩均采用透光材料制成，所述导光管内端贴覆有反光膜，所述折翼式挡光片采用不透光材料制成。

进一步的，所述日照采集模块包括采集时间间隔、有效日照时间、日照强度变化和气候因素，所述建筑参数模块包括建筑楼房高度、建筑楼房模型、遮挡楼房的高度及间距、建筑楼房坐标、建筑楼房日照时间。

基于城市规划的高层住宅日照分析器的使用方法，包括以下步骤：

S1、在城市规划中，先通过建筑参数模块输入该高层住宅的相关信息，然后通过日照采集模块输入日照信息；

S2、处理器针对上述数据进行模拟计算，并通过三维模型构建模块构建住宅模型后，代入计算数据进行日照分析；

S3、将日照分析结果进行输出，并根据输出数据在高层住宅施工时采用针对性预埋反馈借光模块，从而满足日照规范。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现输入相关参数信息后，利用构建三维模型的方式进行日照分析，分析结果更为精确，且显示更为真实和直观，并将分析结果应用于高层住宅的建设中，通过提前预埋聚光球和导光管的方式，将日照进行引导借用，并通过导光管传导至住宅的各个楼层，并利用不同规格的借光罩来借用不同程度的日照，从而实现日照分配平衡，使得每个楼层均可以获得一致的日照，改善因楼层关系带来的日照不平衡问题，并且可以实现日照分配均衡，不易出现光照过强或过弱的现象，符合用户的用光习惯和需求，有助于城市规划的合理开展。

（2）折翼式挡光片包括一对对称分布的挡光翼片，一对挡光翼片相互靠近的一端均镶嵌连接有助合磁铁，挡光翼片在正常状态下可以对导光管内的光照进行阻挡，避免无谓的消耗，在展开状态下光照可以从导光管内反射出来实现借用，助合磁铁不仅可以在正常状态下提高挡光翼片的闭合性，避免光照从缝隙处透过，同时在展开状态下可以与助连磁铁和磁性端头进行配合。

（3）导光纤维网的中心处镶嵌连接有光热球，光热球靠近折翼式挡光片一端连接有一对对称分布的热膨胀杆，热膨胀杆远离光热球一端连接有助连磁铁且助连磁铁与助合磁铁相匹配，光热球可以吸收光照并转化为热量，利用热量对热膨胀杆进行加热，迫使其进行膨胀，从而对展开后的折翼式挡光片进行张开角度的控制，在光照较强时，光热球光热转化高，热膨胀杆的膨胀程度也高，从而使得折翼式挡光片张开角度变小，透过的光照也变弱，反之亦然，可以实现光照均衡借用，不易出现光照过强或过弱的现象，符合用户的用光习惯和需求。

（4）光热球靠近折翼式挡光片一端还连接有正对于折翼式挡光片中心处的导光纤维管，且导光纤维管贯穿光热球并与导光纤维网相连通，导光纤维管不仅有效导光至光热球上，提高光热球光热转化的敏感性，同时与导光纤维网相配合，有利于将集束的强光进行分散，从而形成缓和的放射光，提高光照效果的同时符合用户的用光习惯和需求。

（5）借光罩远离导光管一端安装有控制棒，控制棒包括握持棒、磁性端头和半球隔磁罩，且磁性端头连接于握持棒靠近导光纤维网的一端，半球透光罩上开设有与握持棒相匹配的迁移孔，半球隔磁罩包括一对对称分布的隔磁翼片，且隔磁翼片弹性连接于半球透光罩内壁上，用户可以通过控制棒控制折翼式挡光片的整体闭合和展开动作，主要利用磁性端头的磁场作用和半球隔磁罩的磁屏蔽作用进行控制。

（6）半球透光罩外端连接有套设于握持棒外侧的防落套，握持棒外端连接有一对限位滑块，且防落套内端开设有一对与限位滑块相匹配的限位滑槽，限位滑块和防落套用来对控制棒进行保护，避免其在使用过程中出现脱落现象。

附图说明

图1为本发明的系统示意图；

图2为本发明反馈借光模块的结构示意图；

图3为本发明导光管部分的结构示意图；

图4为本发明借光罩正常状态下的结构示意图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为本发明借光罩借光状态下的结构示意图。

图中标号说明：

1聚光球、2导光管、3控制棒、31握持棒、32磁性端头、33半球隔磁罩、4借光罩、41半球透光罩、42折翼式挡光片、43导光纤维网、5限位滑块、6助合磁铁、7光热球、8热膨胀杆、9助连磁铁、10导光纤维管、11防落套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，基于城市规划的高层住宅日照分析器，包括日照采集模块、建筑参数模块、处理器、云平台数据库、三维模型构建模块、日照分析模块、结果输出模块和反馈借光模块，反馈借光模块包括多个安装于高层住宅顶楼的聚光球1。

请参阅图4，聚光球1下端连接有导光管2，导光管2外端连接有多个均匀分布的借光罩4，且借光罩4与导光管2相连通，借光罩4包括半球透光罩41以及多个相互对应的折翼式挡光片42和导光纤维网43，折翼式挡光片42相互连接于半球透光罩41与导光管2的连接面处，导光纤维网43相互连接于半球透光罩41的内端。

聚光球1和半球透光罩41均采用透光材料制成，导光管2内端贴覆有反光膜，折翼式挡光片42采用不透光材料制成。

请参阅图5，折翼式挡光片42包括一对对称分布的挡光翼片，一对挡光翼片相互靠近的一端均镶嵌连接有助合磁铁6，挡光翼片在正常状态下可以对导光管2内的光照进行阻挡，避免无谓的消耗，在展开状态下光照可以从导光管2内反射出来实现借用，助合磁铁6不仅可以在正常状态下提高挡光翼片的闭合性，避免光照从缝隙处透过，同时在展开状态下可以与助连磁铁9和磁性端头32进行配合。

导光纤维网43的中心处镶嵌连接有光热球7，光热球7靠近折翼式挡光片42一端连接有一对对称分布的热膨胀杆8，热膨胀杆8远离光热球7一端连接有助连磁铁9且助连磁铁9与助合磁铁6相匹配，光热球7可以吸收光照并转化为热量，利用热量对热膨胀杆8进行加热，迫使其进行膨胀，从而对展开后的折翼式挡光片42进行张开角度的控制，在光照较强时，光热球7光热转化高，热膨胀杆8的膨胀程度也高，从而使得折翼式挡光片42张开角度变小，透过的光照也变弱，反之亦然，可以实现光照均衡借用，不易出现光照过强或过弱的现象，符合用户的用光习惯和需求。

光热球7靠近折翼式挡光片42一端还连接有正对于折翼式挡光片42中心处的导光纤维管10，且导光纤维管10贯穿光热球7并与导光纤维网43相连通，导光纤维管10不仅有效导光至光热球7上，提高光热球7光热转化的敏感性，同时与导光纤维网43相配合，有利于将集束的强光进行分散，从而形成缓和的放射光，提高光照效果的同时符合用户的用光习惯和需求。

光热球7采用光热转化材料制成，热膨胀杆8采用遇热膨胀的材料制成，光热转化材料可以为黑色炭基材料，具有较高的光热转化率，热膨胀杆8则在吸收热量后触发膨胀动作。

借光罩4远离导光管2一端安装有控制棒3，控制棒3包括握持棒31、磁性端头32和半球隔磁罩33，且磁性端头32连接于握持棒31靠近导光纤维网43的一端，磁性端头32与助合磁铁6和助连磁铁9均保持磁性排斥作用，半球透光罩41上开设有与握持棒31相匹配的迁移孔，半球隔磁罩33包括一对对称分布的隔磁翼片，且隔磁翼片弹性连接于半球透光罩41内壁上，用户可以通过控制棒3控制折翼式挡光片42的整体闭合和展开动作，主要利用磁性端头32的磁场作用和半球隔磁罩33的磁屏蔽作用进行控制。

半球透光罩41外端连接有套设于握持棒31外侧的防落套11，握持棒31外端连接有一对限位滑块5，且防落套11内端开设有一对与限位滑块5相匹配的限位滑槽，限位滑块5和防落套11用来对控制棒3进行保护，避免其在使用过程中出现脱落现象。

使用时，请参阅图6，握住握持棒31拉动磁性端头32后退至半球隔磁罩33内，对磁性端头32的磁场进行屏蔽，折翼式挡光片42在自身的弹力作用和助连磁铁9的磁吸作用下展开，导光管2内的光照透过，借由导光纤维管10和导光纤维网43的分散后，通过半球透光罩41以灯具的形式进行发光使用，使用过程中通过光热球7和热膨胀杆8的配合实现对折翼式挡光片42张开角度的控制，进而控制光照的均衡程度，在休闲状态下时，通过推动握持棒31至磁性端头32露出半球隔磁罩33，通过磁性排斥作用迫使折翼式挡光片42闭合，对导光管2内光照进行阻挡。

日照采集模块包括采集时间间隔、有效日照时间、日照强度变化和气候因素，建筑参数模块包括建筑楼房高度、建筑楼房模型、遮挡楼房的高度及间距、建筑楼房坐标、建筑楼房日照时间。

基于城市规划的高层住宅日照分析器的使用方法，包括以下步骤：

S1、在城市规划中，先通过建筑参数模块输入该高层住宅的相关信息，如建筑楼房高度、建筑楼房模型、遮挡楼房的高度及间距、建筑楼房坐标、建筑楼房日照时间，然后通过日照采集模块输入日照信息，如采集时间间隔、有效日照时间、日照强度变化和气候因素；

S2、处理器针对上述数据进行模拟计算，并通过三维模型构建模块构建住宅模型后，代入计算数据进行日照分析；

其中住宅模型的三维构建具体有以下两种方式，一：在CAD中用工具规整后，建筑轮廓已经带有了实体信息，如建筑高度、长度、角度、建筑构件窗户等，图纸导入三维日照分析软件后，软件将会自动读取CAD图纸上的属性信息进行模型转换，由点到线，由线到面逐步由代码实现，最终实现一个立体的建筑模型，二：则是在三维日照分析软件中直接进行绘制，构建方法与第一种类似，先绘制建筑轮廓，然后将建筑轮廓转换为建筑实体，接着对建筑进行拉伸，使建筑轮廓形成一个符合实际的建筑，最后对建筑构件如阳台、飘窗等进行定义，定义完成后，都将以三维的形式展示，然后通过渲染引擎实现所述点线面属性的三维日照分析模型的构建。

S3、将日照分析结果进行输出，并根据输出数据在高层住宅施工时采用针对性预埋反馈借光模块，从而满足日照规范；

在分析时可以随建筑的高度拉伸或者位置平移快速计算出日照结果，标识于分析对象之上，同时随着检测建筑的变化同步刷新其日照时数，实现了动态日照的效果。

因此在输出日照分析结果后，技术人员可以在住宅施工时，提前向住宅内的被遮光区域及弱光区域预埋导光管2，并根据所需光照强弱选取不同的尺寸，为施工提供数据指导。

本发明可以实现输入相关参数信息后，利用构建三维模型的方式进行日照分析，分析结果更为精确，且显示更为真实和直观，并将分析结果应用于高层住宅的建设中，通过提前预埋聚光球1和导光管2的方式，将日照进行引导借用，并通过导光管2传导至住宅的各个楼层，并利用不同规格的借光罩4来借用不同程度的日照，从而实现日照分配平衡，使得每个楼层均可以获得一致的日照，改善因楼层关系带来的日照不平衡问题，并且可以实现日照分配均衡，不易出现光照过强或过弱的现象，符合用户的用光习惯和需求，有助于城市规划的合理开展。

各功能模块的划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将移动终端的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。而且，在实际应用中，本实施例中的相应的功能模块可以是由相应的硬件实现，也可以由相应的硬件执行相应的软件完成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：包括日照采集模块、建筑参数模块、处理器、云平台数据库、三维模型构建模块、日照分析模块、结果输出模块和反馈借光模块，所述反馈借光模块包括多个安装于高层住宅顶楼的聚光球（1），所述聚光球（1）下端连接有导光管（2），所述导光管（2）外端连接有多个均匀分布的借光罩（4），且借光罩（4）与导光管（2）相连通，所述借光罩（4）包括半球透光罩（41）以及多个相互对应的折翼式挡光片（42）和导光纤维网（43），所述折翼式挡光片（42）相互连接于半球透光罩（41）与导光管（2）的连接面处，所述导光纤维网（43）相互连接于半球透光罩（41）的内端。

2.根据权利要求1所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述折翼式挡光片（42）包括一对对称分布的挡光翼片，一对所述挡光翼片相互靠近的一端均镶嵌连接有助合磁铁（6）。

3.根据权利要求2所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述导光纤维网（43）的中心处镶嵌连接有光热球（7），所述光热球（7）靠近折翼式挡光片（42）一端连接有一对对称分布的热膨胀杆（8），所述热膨胀杆（8）远离光热球（7）一端连接有助连磁铁（9）且助连磁铁（9）与助合磁铁（6）相匹配。

4.根据权利要求3所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述光热球（7）靠近折翼式挡光片（42）一端还连接有正对于折翼式挡光片（42）中心处的导光纤维管（10），且导光纤维管（10）贯穿光热球（7）并与导光纤维网（43）相连通。

5.根据权利要求3所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述光热球（7）采用光热转化材料制成，所述热膨胀杆（8）采用遇热膨胀的材料制成。

6.根据权利要求1所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述借光罩（4）远离导光管（2）一端安装有控制棒（3），所述控制棒（3）包括握持棒（31）、磁性端头（32）和半球隔磁罩（33），且磁性端头（32）连接于握持棒（31）靠近导光纤维网（43）的一端，所述半球透光罩（41）上开设有与握持棒（31）相匹配的迁移孔，所述半球隔磁罩（33）包括一对对称分布的隔磁翼片，且隔磁翼片弹性连接于半球透光罩（41）内壁上。

7.根据权利要求6所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述半球透光罩（41）外端连接有套设于握持棒（31）外侧的防落套（11），所述握持棒（31）外端连接有一对限位滑块（5），且防落套（11）内端开设有一对与限位滑块（5）相匹配的限位滑槽。

8.根据权利要求1所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述聚光球（1）和半球透光罩（41）均采用透光材料制成，所述导光管（2）内端贴覆有反光膜，所述折翼式挡光片（42）采用不透光材料制成。

9.根据权利要求1所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器，其特征在于：所述日照采集模块包括采集时间间隔、有效日照时间、日照强度变化和气候因素，所述建筑参数模块包括建筑楼房高度、建筑楼房模型、遮挡楼房的高度及间距、建筑楼房坐标、建筑楼房日照时间。

10.根据权利要求1-9任一所述的基于城市规划的高层住宅日照分析器的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在城市规划中，先通过建筑参数模块输入该高层住宅的相关信息，然后通过日照采集模块输入日照信息；

S2、处理器针对上述数据进行模拟计算，并通过三维模型构建模块构建住宅模型后，代入计算数据进行日照分析；

S3、将日照分析结果进行输出，并根据输出数据在高层住宅施工时采用针对性预埋反馈借光模块，从而满足日照规范。

Images