日照分析在现代庭院景观设计中的研究与实践

日照分析在现代庭院景观设计中的研究与实践
作者：杨艺红郭思远徐子涵
来源：《南京林业大学学报(人文社会科学版)》2020年第03期
摘要：城市化的不断深入、城市用地规模的不断扩大，使得人地之间的矛盾日益显现，
其中“日照权”作为居民亲近自然的一项基本权益受到损害。

对于日照的实用效果和审美效果的分析，成为当下景观设计中不可缺少的重要环节，在个性化的庭院景观设计中也尤为重要。

不同于传统意义上只用于居住区规划和建筑设计中的日照分析，现代的日照分析需要综合考虑光的元素与建筑布局、建筑结构、庭院空间布局、种植设计的相互关系，寻找人类居住环境中“光的舒适度”，在兼顾舒适性和经济性的同时，真正实现诗意的栖居。

从日照分析概念入手，结合实际情况合理延伸传统日照分析的定义，以当下庭院设计中日照分析存在的问题为切入点，研究了日照分析对于庭院空间布局、园林设计要素、使用者身心健康等的重要作用。

最后，以某别墅庭院景观设计为实例，计算出庭院各区域每日接受日照的时长，依据日照分析的具体原则，对其进行基于日照元素的设计改造，通过日照分析探索当代庭院景观设计的新趋势，实现庭院景观节能高效、美观舒适的设计。

关键词：风景园林;日照分析;庭院景观设计;个性化服务;空间布局
DOI：10.16397/ki.1671-1165.202003053 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
近年来，传统城镇化在带来经济高速增长的同时，也造成了环境污染和生态环境退化。

[1]大规模的农村人口涌向城市，使得城市的用地日趋紧张。

“千塔之城”的出现，是对人们拥有“日照权”的一个重大挑战。

伴随着建筑能耗和住宅能耗不断增加、服务业的不断兴起与完善，日照分析在庭院设计中的重要地位逐步彰显。

一、日照分析概念及其在庭院设计中运用的现状
（一）日照分析的概念
传统意义上的日照分析主要运用在居住区规划和建筑设计中，通常指的是具有规划、设计法定资质的单位，依据国家和地区的各项规定、要求，通过电脑软件，对有日照强度要求的建筑进行标准日的日照模拟，具体分析建筑的量化指标。

[2]这样的日照分析具有阶段性的问
题，通常侧重项目前期日照对于居住区楼层间距离、建筑的结构等的影响，一定程度上忽略了在居住区环境景观设计中，空间布局、功能分区以及使用者对于光照的要求。

庭院景观设计中的日照分析作为一项辅助于设计的重要步骤，要求庭院设计者根据日照对于庭院空间布局及造景元素的影响，分析拟建庭院受到周边日照环境情况的影响，制定分析报告，最终实现人性化的集约型庭院设计。

日照分析的原理是：太阳到达地球的太阳光为平行光，在某一时刻，通过计算太阳的方位角和高度角，得出太阳相对于分析点的位置，然后利用投影关系和几何知识计算出分析点在该时刻的日照情况。

如果将一个平面看成分析面，可以通过计算任意一个高于本投影面物体的投影区域，从而分析出该分析面上的任意一点的日照情况。

[3]
决定庭院景观设计中太阳光线运用的要素主要涉及三个方面：园林设计场所的不同地理纬度;同一个地点一年四季循环的太阳高度角的变化;同一个地点每天太阳从日出到日落的太阳方位角的变化。

[4]
（二）日照分析在庭院设计中的背景及运用
日照是能源的基本来源，对气候有着重要的影响作用。

处理好日照和住宅的关系，可以较大程度地提高住宅内部的舒适性。

[5]在园林庭院的设计中，如何让人们充分感受到阳光的价值，如何扬长避短，巧妙利用太阳辐射的有利因素，营造适合人们的惬意栖居环境，成为时下追求个性化服务、人性化服务的庭院设计风尚。

与以往大部分“粗放型”的统一庭院设计模式不同，随着第三产业的兴起，个性化诉求的提升，园林庭院设计随之体现出更全面、更细化、更个性的要求。

庭院设计在关注使用者个性化需求的同时，突出了细节与高效。

而园林庭院设计中，人们对于舒适度、经济性、细节化也提出了符合时代的高标准严要求。

（三）日照分析在庭院设计中的问题
1.认知水平较低，功能布局失衡
日照分析对庭院景观的分区有着重要的影响，不同的日照时长决定了不同的分区以及各分区在功能上的不同，目前日照分析的重要性在居住者中的认知度普遍较低。

许多使用者并未意识到日照对于庭院植物搭配、水景选择、设计材料等的重要性，对日照分析呈回避状态。

因而没有对庭院设计中的日照功能分区、日照范围等提出较为详细的要求，导致一些庭院设计无法满足居民居住的切身体验要求。

庭院布局功能泛化，分区相对笼统，没有合理而明确的分区。

有些庭院景观设计师缺乏前瞻性，在进行功能分区设计时没有考虑日照的早晚变化、季节变化等，导致其对功能分区的划分相对局限。

对于已划分的功能分区，也存在无法合理控制功能分区内水景、植物等庭院景观要素的现象，致使一些问题的出现，例如强光导致水体富营养化、耐阴植物遭曝晒的问题，破坏了庭院的功能分区和整体布局，甚至出现一些地方的太阳光不能被人们利用，引发“无效日照”的情况。

2.庭院景观同质化，住宅能耗激增
许多设计者没有使用过正式全面的日照分析流程，在对庭院进行日照分析时，因缺乏技术指导，往往思考不全面，在某一环节发生疏忽，导致了规划出现局限性。

另一方面，日照分析与水景设置、植物配置等类型的园林庭院设计要素不同，其设计规范化起步晚、资源配置不均匀、信息渠道有限、社會关注度较低，同时优秀的庭院日照分析成果缺乏，这使得日照分析存在着明显的“套用”现象，没有做到“具体场所具体分析”。

此外，许多专家学者对城市住宅区展开了大量调查与研究，发现了各地住宅的趋同现象，如香港、广州部分城市住宅几乎完全被套用在上海和北京。

这个现象的背后隐藏了这样的一个问题，住宅设计忽视了与自然气候的关系。

日照作为自然气候的重要组成部分，在上述某些住宅区的景观设计中显然未得到重视，这使得庭院的气候适应性降低，庭院居住舒适感降低。

随着城市化和现代化进程的加快，人们对居住的舒适度需求日益增加，庭院设计同质化带来的舒适感的降低便需要通过其他建筑设备来实现，如不合理的设计导致室内无阳光，冬季阴冷，致使暖气的使用量额外增加。

此外一些庭院苗木的跨区域同步、不按照苗木对阳光的不同需求随意栽植，导致的枯病死等也带来了极大的损失，这些都大大提高了住宅的能耗。

二、日照分析对庭院设计的作用
（一）空间布局功能界定——合理规划园林设计场地的空间布局
通过日照分析能准确地将园林设计场地的半阳区、全日照区、半荫区、全荫区划分开来，从而在不同的区域内种植不同的植物[3]。

以地处江苏西南部、长江下游的南京为例，其气候条件为亚热带季风气候（夏季高温多雨、冬季低温少雨），对于全荫区可以选择凤尾蕨、八角金盘等耐阴性植物，对于半阳区、半荫区可以选择一些中性植物，如侧柏、女贞、紫荆等等，全日照区可以选择玉兰、枫树等阳性植物。

日平均日照长度比较大的地方可以选择一些常绿的大乔木，便于体现冠幅优势对于改善庭院居住者夏日观景体验的作用，对于日平均辐射比较小的地方，可以选择种植一些落叶乔木，夏季遮阳造荫，冬日落叶引阳，以达到“夏阴冬暖”的效果。

（二）庭院景观元素
1.“日光熨动黄金叶”——日照对于植物选择的影响
作为景观构造上的重要一环，合理的植物绿化不仅能够彰显春夏秋冬四时的庭院景观变化，还能起到改善微气候环境，柔化建筑边界的作用。

“日光穿竹翠玲珑”，光照可以让植物依据其特有的形态进行动态的光影变化，此外光照可以调动植物的色感，刺激观赏者的视觉细胞。

同时，日照能使植物产生叶绿素等，促使植物产生光合作用。

绿色植物在庭院中充分发挥其作用离不开日照，因此，在进行园林环境设计时，对于植物生长习性的把握以及日照区的合理布置则显得尤为重要。

对于日照时数在10 h以上的区域，可以选择冠幅大的乔木进行遮阴;对于日照时数在5～10 h的区域，可以种植大部分植物，在实际设计中，要根据当地的气候条件等确定; 对于日照时数在5 h以下的区域，太阳辐射比较弱，可以选择种植彩叶铁树、粗筋草等耐阴性植物。

[3]
2.“池暖波碧映日光”——日照对于庭院水体的影响
所谓“一水护田将绿绕”，水是庭院里灵动的视觉焦点，将所有琐碎的片段设计连接成一个柔和的整体。

庭院水体在调节微气候和提升庭院观景品质上都起着重要的作用。

在庭院设计中，日照赋予了庭院水景别样的审美意蕴，它具有“涵游鱼”“凝水面”的美学功能。

此外，水体的质量一直是庭院水景重点考虑的要素，长时间的日照是水体富营养化的一个重要原因，因此多数情况下，日照时数比较长的区域应避免设计水景，水体的蒸发量会随着强烈的太阳辐射而增大，容易引起水质变差，破坏庭院景观。

3.“斜光到晓穿朱户”——日照在建筑、小品中的运用
“晓开读书窗，日光泼双眸”，宋代的舒邦佐在《雨后即事》中描绘了夜雨后的早晨，自己打开书房的窗户，阳光照射进屋内温暖雙眸的惬意画面。

当阳光作为软质的介质在与硬质建筑、小品发生联系时，两者相呼应，串联整个空间，营造出温馨、惬意的生活氛围。

一缕阳光就是坐凳、灯具、雕塑、假山等的点睛之笔，具有鲜明的艺术特征。

同时，庭院中还可以直接利用日光进行造景，例如承德避暑山庄文津阁中的“日月同辉”景观，池潭南边的假山洞府中，用叠石形成月牙形孔洞，光线穿洞投影水池，形成水中月，同太阳一起倒映在池水中，便为日月同辉。

4.“日光铺庭照栏杆”——日照对于园林材料的选择
在庭院设计过程中，对于日照时数比较长的区域，不易吸热、耐晒、反光度低的材料往往更受到青睐，设计者应避开选择金属类材料，防止人们在夏季观赏过程中，栏杆、扶手等因吸热升温造成烫伤的现象。

同时日照时数长的区域要尽量选择颜色淡雅、清爽的材料，如浅色系的地铺;而对于日照时数比较短的区域，则可以选用一些色彩活泼的材料。

（三）日照对使用者的影响
1.阳光对使用者的生理和心理影响
生理上：阳光中包含的紫外线能促进人体内的维生素A转化为维生素D，防止佝偻病等
疾病;同时，日光具有杀菌作用，并且阳光刺激对人体血压、脉搏、呼吸、筋肉紧张等也有很大的影响。

心理上：日光是光明与希望的象征，从心理学的角度分析，日照对人的情绪有很大的影响;个人的安全感、归属感、舒适感、创造欲等一切心理体验都可从普照的阳光中产生，如果长期得不到足够的阳光照射，人就会感到孤独、忧郁、悲伤、紧张甚至恐惧。

2.连接人和阳光之间的桥梁
人们规划的不是场所、不是空间、也不是内容，人们规划的是体验。

[6]阳光对人的生理和心理都具有重要的影响，如此，庭院设计如何让人与阳光之间的桥梁互通并营造互动的体验氛围就显得尤为重要。

在庭院中可以根据日照的程度合理地建造休息娱乐区，引导人们有意识地“接近”日光，形成日光体验，以配合日照发挥其对居民的有益作用。

休息娱乐区最好选取在半阴半阳区，这样既可以避免夏日的曝晒，也可以避免冬日的阴冷潮湿。

三、日照分析在庭院设计中的现实诉求——以句容某别墅庭院景观设计为例
（一）项目背景
本项目庭院位于句容市宝华山某别墅区内，住宅区总体呈现出古典苏式建筑景观格局，在屋檐、长廊、院墙花窗等细节处运用独特的中国文化元素。

庭院遵循传统建筑制序，空间布局讲究生活哲学，亭台楼阁、雕花漏窗处处精工细作。

本方案设计组与由户主代表组成的生活设计业主委员会进行了深入的交流与沟通。

在中式庭院风格的整体大框架下，针对不同的户型、户主的不同需求进行了集约式的庭院设计，突出个性化和人性化。

（二）场地测绘及数据分析
设计人员实地进行了考察，对庭院尺寸、墙体高度、周围建筑高度等进行了测量和分析，绘制出庭院的房屋建筑主体示意图，并且通过天正建筑的日照分析功能，计算建筑高度、分析遮挡影响情况、建立模型进行模拟，最终模拟出整个场地的日照情况。

随着城市化和现代化进程的加快，人们对居住的舒适度需求日益增加，庭院设计同质化带来的舒适感的降低便需要通过其他建筑设备来实现，如不合理的设计导致室内无阳光，冬季阴冷，致使暖气的使用量额外增加。

此外一些庭院苗木的跨区域同步、不按照苗木对阳光的不同需求随意栽植，导致的枯病死等也带来了极大的损失，这些都大大提高了住宅的能耗。

二、日照分析对庭院设计的作用
（一）空间布局功能界定——合理规划园林设计场地的空间布局
通过日照分析能准确地将园林设计场地的半阳区、全日照区、半荫区、全荫区划分开来，从而在不同的区域内种植不同的植物[3]。

以地处江苏西南部、长江下游的南京为例，其气候条件为亚热带季风气候（夏季高温多雨、冬季低温少雨），对于全荫区可以选择凤尾蕨、八角金盘等耐阴性植物，对于半阳区、半
荫区可以选择一些中性植物，如侧柏、女贞、紫荆等等，全日照区可以选择玉兰、枫树等阳性植物。

日平均日照长度比较大的地方可以选择一些常绿的大乔木，便于体现冠幅优势对于改善庭院居住者夏日观景体验的作用，对于日平均辐射比较小的地方，可以选择种植一些落叶乔木，夏季遮阳造荫，冬日落叶引阳，以达到“夏阴冬暖”的效果。

（二）庭院景观元素
1.“日光熨动黄金叶”——日照对于植物选择的影响
作为景观构造上的重要一环，合理的植物绿化不仅能够彰显春夏秋冬四时的庭院景观变化，还能起到改善微气候环境，柔化建筑边界的作用。

“日光穿竹翠玲珑”，光照可以让植物依据其特有的形态进行动态的光影变化，此外光照可以调动植物的色感，刺激观赏者的视觉细胞。

同时，日照能使植物产生叶绿素等，促使植物产生光合作用。

绿色植物在庭院中充分发挥其作用离不开日照，因此，在进行园林环境设计时，对于植物生长习性的把握以及日照区的合理布置则显得尤为重要。

对于日照时数在10 h以上的区域，可以选择冠幅大的乔木进行遮阴;对于日照时数在5～10 h的区域，可以种植大部分植物，在实际设计中，要根据当地的气候条件等确定; 对于日照时数在5 h以下的区域，太阳辐射比较弱，可以选择种植彩叶铁树、粗筋草等耐阴性植物。

[3]
2.“池暖波碧映日光”——日照对于庭院水体的影响
所谓“一水护田将绿绕”，水是庭院里灵动的视觉焦点，将所有琐碎的片段设计连接成一个柔和的整体。

庭院水体在调节微气候和提升庭院观景品质上都起着重要的作用。

在庭院设计中，日照赋予了庭院水景别样的审美意蕴，它具有“涵游鱼”“凝水面”的美学功能。

此外，水体的质量一直是庭院水景重点考虑的要素，长时间的日照是水体富营养化的一个重要原因，因此多数情况下，日照时数比较长的区域应避免设计水景，水体的蒸发量会随着强烈的太阳辐射而增大，容易引起水质变差，破坏庭院景观。

3.“斜光到晓穿朱户”——日照在建筑、小品中的运用
“晓开读书窗，日光泼双眸”，宋代的舒邦佐在《雨后即事》中描绘了夜雨后的早晨，自己打开书房的窗户，阳光照射进屋内温暖双眸的惬意画面。

当阳光作为软质的介质在与硬质建筑、小品发生联系时，两者相呼应，串联整个空间，营造出温馨、惬意的生活氛围。

一缕阳光就是坐凳、灯具、雕塑、假山等的点睛之笔，具有鲜明的艺术特征。

同时，庭院中还可以直接利用日光进行造景，例如承德避暑山庄文津阁中的“日月同辉”景观，池潭南边的假山洞府中，用叠石形成月牙形孔洞，光线穿洞投影水池，形成水中月，同太阳一起倒映在池水中，便为日月同辉。

4.“日光铺庭照栏杆”——日照对于园林材料的选择
在庭院设计过程中，对于日照时数比较长的区域，不易吸热、耐晒、反光度低的材料往往更受到青睐，设计者应避开选择金属类材料，防止人们在夏季观赏过程中，栏杆、扶手等因吸热升温造成烫伤的现象。

同时日照时数长的区域要尽量选择颜色淡雅、清爽的材料，如浅色系的地铺;而对于日照时数比较短的区域，则可以选用一些色彩活泼的材料。

（三）日照对使用者的影响
1.阳光对使用者的生理和心理影响
生理上：阳光中包含的紫外线能促进人体内的维生素A转化为维生素D，防止佝偻病等
疾病;同时，日光具有杀菌作用，并且阳光刺激对人体血压、脉搏、呼吸、筋肉紧张等也有很大的影响。

心理上：日光是光明与希望的象征，从心理学的角度分析，日照对人的情绪有很大的影响;个人的安全感、归属感、舒适感、创造欲等一切心理体验都可从普照的阳光中产生，如果长期得不到足够的阳光照射，人就会感到孤独、忧郁、悲伤、紧张甚至恐惧。

2.连接人和阳光之间的桥梁
人们规划的不是场所、不是空间、也不是内容，人们规划的是体验。

[6]阳光对人的生理
和心理都具有重要的影响，如此，庭院设计如何让人与阳光之间的桥梁互通并营造互动的体验氛围就显得尤为重要。

在庭院中可以根据日照的程度合理地建造休息娛乐区，引导人们有意识地“接近”日光，形成日光体验，以配合日照发挥其对居民的有益作用。

休息娱乐区最好选取在半阴半阳区，这样既可以避免夏日的曝晒，也可以避免冬日的阴冷潮湿。

三、日照分析在庭院设计中的现实诉求——以句容某别墅庭院景观设计为例
（一）项目背景
本项目庭院位于句容市宝华山某别墅区内，住宅区总体呈现出古典苏式建筑景观格局，在屋檐、长廊、院墙花窗等细节处运用独特的中国文化元素。

庭院遵循传统建筑制序，空间布局讲究生活哲学，亭台楼阁、雕花漏窗处处精工细作。

本方案设计组与由户主代表组成的生活设计业主委员会进行了深入的交流与沟通。

在中式庭院风格的整体大框架下，针对不同的户型、户主的不同需求进行了集约式的庭院设计，突出个性化和人性化。

（二）场地测绘及数据分析
设计人员实地进行了考察，对庭院尺寸、墙体高度、周围建筑高度等进行了测量和分析，绘制出庭院的房屋建筑主体示意图，并且通过天正建筑的日照分析功能，计算建筑高度、分析遮挡影响情况、建立模型进行模拟，最终模拟出整个场地的日照情况。

随着城市化和现代化进程的加快，人们对居住的舒适度需求日益增加，庭院设计同质化带来的舒适感的降低便需要通过其他建筑设备来实现，如不合理的设计导致室内无阳光，冬季阴冷，致使暖气的使用量额外增加。

此外一些庭院苗木的跨区域同步、不按照苗木对阳光的不同需求随意栽植，导致的枯病死等也带来了极大的损失，这些都大大提高了住宅的能耗。

二、日照分析对庭院设计的作用
（一）空间布局功能界定——合理规划园林设计场地的空间布局
通过日照分析能准确地将园林设计场地的半阳区、全日照区、半荫区、全荫区划分开来，从而在不同的区域内种植不同的植物[3]。

以地处江苏西南部、长江下游的南京为例，其气候条件为亚热带季风气候（夏季高温多雨、冬季低温少雨），对于全荫区可以选择凤尾蕨、八角金盘等耐阴性植物，对于半阳区、半荫区可以选择一些中性植物，如侧柏、女贞、紫荆等等，全日照区可以选择玉兰、枫树等阳性植物。

日平均日照长度比较大的地方可以选择一些常绿的大乔木，便于体现冠幅优势对于改善庭院居住者夏日观景体验的作用，对于日平均辐射比较小的地方，可以选择种植一些落叶乔木，夏季遮阳造荫，冬日落叶引阳，以达到“夏阴冬暖”的效果。

（二）庭院景观元素
1.“日光熨动黄金叶”——日照对于植物选择的影响
作为景观构造上的重要一环，合理的植物绿化不仅能够彰显春夏秋冬四时的庭院景观变化，还能起到改善微气候环境，柔化建筑边界的作用。

“日光穿竹翠玲珑”，光照可以让植物依据其特有的形态进行动态的光影变化，此外光照可以调动植物的色感，刺激观赏者的视觉细胞。

同时，日照能使植物产生叶绿素等，促使植物产生光合作用。

绿色植物在庭院中充分发挥其作用离不开日照，因此，在进行园林环境设计时，对于植物生长习性的把握以及日照区的合
理布置则显得尤为重要。

对于日照时数在10 h以上的区域，可以选择冠幅大的乔木进行遮阴;对于日照时数在5～10 h的区域，可以种植大部分植物，在实际设计中，要根据当地的气候条件等确定; 对于日照时数在5 h以下的区域，太阳辐射比较弱，可以选择种植彩叶铁树、粗筋草等耐阴性植物。

[3]
2.“池暖波碧映日光”——日照对于庭院水体的影响
所谓“一水护田将绿绕”，水是庭院里灵动的视觉焦点，将所有琐碎的片段设计连接成一个柔和的整体。

庭院水体在调节微气候和提升庭院观景品质上都起着重要的作用。

在庭院设计中，日照赋予了庭院水景别样的审美意蕴，它具有“涵游鱼”“凝水面”的美学功能。

此外，水体的质量一直是庭院水景重点考虑的要素，长时间的日照是水体富营养化的一个重要原因，因此多数情况下，日照时数比较长的区域应避免设计水景，水体的蒸发量会随着强烈的太阳辐射而增大，容易引起水质变差，破坏庭院景观。

3.“斜光到晓穿朱户”——日照在建筑、小品中的运用
“晓开读书窗，日光泼双眸”，宋代的舒邦佐在《雨后即事》中描绘了夜雨后的早晨，自己打开书房的窗户，阳光照射进屋内温暖双眸的惬意画面。

当阳光作为软质的介质在与硬质建筑、小品发生联系时，两者相呼应，串联整个空间，营造出温馨、惬意的生活氛围。

一缕阳光就是坐凳、灯具、雕塑、假山等的点睛之笔，具有鲜明的艺术特征。

同时，庭院中还可以直接利用日光进行造景，例如承德避暑山庄文津阁中的“日月同辉”景观，池潭南边的假山洞府中，用叠石形成月牙形孔洞，光线穿洞投影水池，形成水中月，同太阳一起倒映在池水中，便为日月同辉。

4.“日光铺庭照栏杆”——日照对于园林材料的选择
在庭院设计过程中，对于日照时数比较长的区域，不易吸热、耐晒、反光度低的材料往往更受到青睐，设计者应避开选择金属类材料，防止人们在夏季观赏过程中，栏杆、扶手等因吸热升温造成烫伤的现象。

同时日照时数长的区域要尽量选择颜色淡雅、清爽的材料，如浅色系的地铺;而对于日照时数比较短的区域，则可以选用一些色彩活泼的材料。

（三）日照对使用者的影响
1.阳光对使用者的生理和心理影响
生理上：阳光中包含的紫外线能促进人体内的维生素A转化为维生素D，防止佝偻病等疾病;同时，日光具有杀菌作用，并且阳光刺激对人体血压、脉搏、呼吸、筋肉紧张等也有很大的影响。