采用被动式太阳能技术,就必须使建筑物的部分外墙能够接受日照(Wright,1936)。在新的城市规划中,太阳能的有效利用是设计目标之一,设计者可以更好地控制建筑物的朝向、地块内的组合、位置和邻接物以及这些地块本身的形状和朝向。在形成最终的布局前,需要平衡太阳能的利用率和城市规划要求(例如土地法规、场地利用、交通布局、公用事业服务和美学)。图12.2为英国和美国在此规划下的实例。
图12.3是英国米尔顿·凯恩斯(Milton Keynes)地区规划建设的太阳能热利用示范区之一。房屋的规划、方向和位置都是按最有助于利用冬季日照的方式确定的。
图12.4给出了北纬52°处纵向排列的建筑物之间为避免遮挡所需要的距离。
早期试图获取的太阳辐射仅限于光束辐射。古希腊和罗马人掌握了被动式太阳房设计的原则,罗马人甚至颁布了法律来保证建筑物能够获取阳光。在1189年的法规中,获得采光是英国古典法律的主题。1832年的《诉讼时效法》规定,如果建筑物的窗户可以不间断地获得20年的日光照射,则该建筑物就具有永久获得阳光的权利。
与罗马人用来保证照明标准的法律相对应,现代也有美国城市建立的分区法规。1916年纽约市分区条例的实施是第一次全面的市政尝试,条例旨在合法指导和控制城市的物理形态和功能。纽约分区法规的形式和意图依然是目前争论的主题,目前的重点是提高人工照明和日光照明组合设计中的节能潜力(Bryan等,1981)(见图12.4)。
图12.2 获取太阳能场地布局的早期实例
注:原书图片不清楚。
图12.3 英国米尔顿·凯恩斯(Milton Keynes)地区为获取太阳能的城市规划(南视图)(www.xing528.com)
图12.4 在北纬52°,为避免窗户底部出现南向阳光遮挡所需的距离
使用太阳轨迹图能够充分考虑太阳日间运动的年度变化。图12.6为将图12.5所示场地平面图转换为太阳轨迹图的实例。
图12.5 场地平面图
利用太阳辐射的计算机仿真模型,可在规划获取太阳能时更加自由地考虑潜在方案(如,O’Cathain,1981,1982;Fanchiotti等,1983;Rowe和Willmott,1984;Dupagne和Renson,1986)。
图12.6 由图12.5中场地平面图转换的太阳轨迹图
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