紹興地區(qū)既有住宅不同位置加裝電梯的日照影響對(duì)比與分析

陳莉亞 高峰 陳曉紅

1. 華匯工程設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司 浙江 紹興 312000；

2. 紹興市建設(shè)工程質(zhì)量安全管理中心 浙江 紹興 312000

引言

既有住宅加裝電梯是政府老舊小區(qū)改造的一項(xiàng)重要民生工程。2019年，紹興市發(fā)布了《關(guān)于既有住宅加裝電梯工作的實(shí)施意見(jiàn)（試行）》，對(duì)電梯加裝方案提出“專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)符合日照、結(jié)構(gòu)安全、消防安全、井道底坑質(zhì)量、應(yīng)急救援和電梯等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、安全技術(shù)規(guī)范”的規(guī)定。

本文擬通過(guò)對(duì)紹興地區(qū)既有住宅幾種常見(jiàn)位置的加裝電梯進(jìn)行模擬日照計(jì)算，對(duì)比不同位置加裝電梯前后周邊建筑的日照時(shí)數(shù)變化，從日照影響的角度分析加裝電梯的合理位置，確定可能受影響的房間，為既有住宅加裝電梯決策和設(shè)計(jì)提供參考。

1 實(shí)地調(diào)研情況

目前，紹興地區(qū)有加裝電梯需求的以建成于1990年到2000年初期的住宅為主。既有住宅加裝電梯常見(jiàn)有三種做法。

第一種加裝在住宅北面，電梯到達(dá)樓梯的半層平臺(tái)，上或者下半層后由戶(hù)門(mén)進(jìn)入戶(hù)內(nèi)；

第二種加裝在住宅東西側(cè)面，通過(guò)廚房、餐廳或客廳進(jìn)入戶(hù)內(nèi)；

第三種加裝在住宅南面，通過(guò)陽(yáng)臺(tái)或房間進(jìn)入戶(hù)內(nèi)。

第一種做法雖然不能完全到達(dá)住宅所在樓層，但是由于對(duì)戶(hù)內(nèi)使用基本沒(méi)有影響，成為加裝電梯的首選做法。第二種做法只有靠山墻的半個(gè)單元住戶(hù)可以使用電梯，加裝電梯成本比較高，對(duì)房間的使用也有一定的影響。第三種做法不僅遮擋住宅自身的日照而且影響房間的使用，選擇這種做法的很少。

以下我們針對(duì)前兩種做法進(jìn)行模擬日照計(jì)算、對(duì)比和分析。

2 日照影響對(duì)比與分析

2.1 基本條件

為了簡(jiǎn)化圖面，我們假設(shè)了一組住宅，全部采用當(dāng)時(shí)紹興地區(qū)三室一廳100㎡的主流戶(hù)型，如圖1所示：南面一排三棟住宅樓均為一梯兩戶(hù)三個(gè)單元，中間2號(hào)樓擬加裝電梯，為了能完整顯示日照變化，把北面住宅4號(hào)樓設(shè)計(jì)成了一梯兩戶(hù)不限單元數(shù)的一長(zhǎng)條，并將房間進(jìn)行了編號(hào)，作為日照分析對(duì)象。

圖1 電梯加裝前平面示意圖

當(dāng)時(shí)紹興住宅主流層高為2.8m，底層設(shè)2.2m的車(chē)庫(kù)層，六層住宅的總高度是：2.2＋2.8×6=19m，日照分析的計(jì)算高度是一層住宅的窗臺(tái)位置，即：2.2＋0.9=3.1m。當(dāng)時(shí)的規(guī)劃要求，多層住宅的日照間距按1∶1.2控制，則計(jì)算可得六層住宅南北向日照間距為：（19-3.1）×1.2=19.08m。雖然當(dāng)時(shí)的住宅大部分都有坡屋面，但紹興地區(qū)采用的屋面坡度一般小于30°，只要屋頂起坡點(diǎn)為零基本不會(huì)遮擋日照，因此計(jì)算中不再考慮坡屋頂。

日照影響中的另一個(gè)關(guān)鍵性因素是加裝的電梯井道的平面尺寸和高度，目前，紹興地區(qū)既有住宅加裝的電梯考慮到成本原因，以國(guó)產(chǎn)品牌為主，經(jīng)過(guò)對(duì)比永大，?？松?，三菱，普朗克，富士精工，西子奧的斯五個(gè)品牌630kg無(wú)機(jī)房客用電梯的技術(shù)參數(shù)，選取了井道尺寸相對(duì)最小的一個(gè)：西子奧的斯電梯來(lái)進(jìn)行模擬計(jì)算，具體參數(shù)如表1所示，井道吊鉤和吊鉤梁高考慮300mm。

表1 西子奧的斯630KG無(wú)機(jī)房客用電梯技術(shù)參數(shù)表

2.2 計(jì)算軟件及參數(shù)

計(jì)算軟件為眾智日照分析軟件V10.0版。

根據(jù)省標(biāo)[1]規(guī)定：普通住宅的日照標(biāo)準(zhǔn)日采用大寒日（1月20日），有效日照時(shí)間采用8∶00-16∶00，采樣點(diǎn)的間距為1m，日照計(jì)算間隔時(shí)間為5min。

計(jì)算采用多點(diǎn)沿線分析法，日照計(jì)算基準(zhǔn)面取4號(hào)樓一層窗臺(tái)面，高度為3.1m，遮擋住宅高度為19m（六層）。

2.3 加裝于住宅北面時(shí)的日照影響對(duì)比與分析

2.3.1 電梯布置方案。電梯加裝于住宅北面時(shí)，常見(jiàn)的電梯安裝位置與住宅的距離有兩種：①電梯井道離樓梯間1.5m，留出人行通道，②電梯井道離樓梯間4m，留出車(chē)行通道。根據(jù)表1參數(shù)計(jì)算得電梯井高度為18.98m。

2.3.2 樓梯位置現(xiàn)狀情況。常見(jiàn)的是現(xiàn)狀1：一梯兩戶(hù)住宅單元，樓梯布置在單元中間位置，建筑朝向正南，如圖1所示。電梯分別加裝于2號(hào)樓三個(gè)單元的北面。

現(xiàn)狀2：受用地長(zhǎng)度影響，有時(shí)會(huì)在住宅樓的端頭設(shè)計(jì)一梯一戶(hù)的住宅單元，單元樓梯布置在山墻位置，建筑朝向正南。電梯加裝于樓梯正對(duì)北面。

2.3.3 對(duì)比與分析。

2.3.3.1 現(xiàn)狀1。對(duì)電梯分別加裝于2號(hào)樓三個(gè)單元的北面進(jìn)行加裝前后的日照計(jì)算，模擬計(jì)算結(jié)果顯示加裝電梯前后4號(hào)樓一層各房間日照時(shí)數(shù)基本沒(méi)有變化，但加裝電梯前后的日照陰影線卻是有變化的。經(jīng)過(guò)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前條件下后排住宅4號(hào)樓完全處于前排住宅1，2，3號(hào)樓的陰影線內(nèi)，一層窗臺(tái)處電梯和住宅的投影是重疊的，因此顯示電梯對(duì)日照無(wú)影響。

由于建筑的陰影是一個(gè)由建筑屋面頂點(diǎn)與地面日照陰影線連線形成的楔形，當(dāng)后排住宅處于陰影線內(nèi)時(shí)，這個(gè)楔形的斜面與后排住宅必然會(huì)存在一個(gè)相交的地方，在這個(gè)位置日照時(shí)數(shù)將會(huì)發(fā)生變化。為了驗(yàn)證這個(gè)想法我們對(duì)以上各層也進(jìn)行了日照分析。分析結(jié)果顯示二層有日照的房間得到的日照時(shí)數(shù)比一層略有增加，但大部分仍為零，說(shuō)明二層窗臺(tái)仍處于楔形交線位置以下，加裝電梯前后各房間日照時(shí)數(shù)與一層一樣基本沒(méi)有變化，而三層時(shí)各房間的日照時(shí)數(shù)比二層成倍增加，且電梯加裝前后的日照變化明顯，可見(jiàn)三層窗臺(tái)已處于楔形交線位置以上。對(duì)三到五層進(jìn)行日照模擬計(jì)算，顯示電梯加裝后對(duì)房間日照有明顯影響，電梯離樓梯間距離越大，樓層越低，影響越大，計(jì)算結(jié)果受影響最大的房間日照時(shí)數(shù)減少了26%，總計(jì)70分鐘，但三層時(shí)日照時(shí)數(shù)已經(jīng)在3.5小時(shí)以上，因此，加裝后房間的日照時(shí)數(shù)仍不低于普通住宅大寒日2小時(shí)的規(guī)劃要求[2]。隨著時(shí)間的推移，由冬到春太陽(yáng)高度角變高，日照陰影范圍線縮小，陰影的楔形斜面與后排住宅的交線將會(huì)下移，一二層的日照變化也將會(huì)如以上幾層一樣變得明顯。由于計(jì)算所采用的軟件無(wú)法進(jìn)行逐日計(jì)算，因此一二層的日照影響還有待進(jìn)一步研究，本文僅探討規(guī)范要求的大寒日日照。

2.3.3.2 現(xiàn)狀2。計(jì)算顯示這種情況的日照變化非常明顯。加裝電梯后， 4號(hào)樓一層房間的日照變化影響如下表（表2）顯示，受影響的房間數(shù)量雖然不多，減少的時(shí)數(shù)也不多，在30分鐘以?xún)?nèi)，但是由于一層房間日照時(shí)數(shù)基本都少于1小時(shí)，稍有影響就會(huì)失去日照，計(jì)算顯示受影響的14間房間中有8間影響程度達(dá)到了100%。對(duì)比東西單元的影響數(shù)據(jù)，顯示西單元加裝電梯對(duì)后排的影響比東單元更大一些。

為了進(jìn)一步研究不同建筑環(huán)境中日照的變化，將2號(hào)樓西側(cè)的1號(hào)樓去掉，重新計(jì)算后發(fā)現(xiàn)（見(jiàn)表2），4號(hào)樓一層受影響的房間數(shù)量增加了一倍，雖然房間的日照時(shí)數(shù)增加了，平均影響程度有所下降，但是影響程度為100%的房間數(shù)沒(méi)有變化，還是有5間之多。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明，小區(qū)圍墻邊第一戶(hù)住宅如為一梯一戶(hù)，其加裝電梯對(duì)后排會(huì)有明顯影響。

表2 現(xiàn)狀2大寒日一層日照變化影響表

2.4 加裝于住宅東西側(cè)面時(shí)的日照影響對(duì)比與分析

2.4.1 電梯布置方案。

電梯加裝于住宅東西側(cè)面時(shí)，常見(jiàn)的電梯安裝位置有兩種：①電梯井道側(cè)面貼山墻，北面齊平住宅北面外墻，從廚房進(jìn)入戶(hù)內(nèi)，②電梯井道居山墻中間，從客廳或餐廳進(jìn)入戶(hù)內(nèi)，立面示意如圖2。由于電梯加裝于住宅側(cè)面時(shí)，電梯是從住宅所在樓面進(jìn)入戶(hù)內(nèi)，因此電梯井高度比安裝在北面時(shí)增加了1.4m，總高度為20.38m。

圖2 電梯加裝于住宅東西側(cè)面時(shí)立面示意圖

分析對(duì)象依舊采用一梯兩戶(hù)住宅單元，樓梯布置在單元中間位置，建筑朝向正南。

2.4.2 對(duì)比與分析。我們對(duì)電梯分別加裝于東西山墻北側(cè) 和居中位置進(jìn)行加裝前后的日照計(jì)算，日照變化影響見(jiàn)表3。

表3 山墻加裝電梯大寒日一層日照變化影響表

電梯加裝在住宅側(cè)面，相當(dāng)于增加了住宅長(zhǎng)度，因此對(duì)日照的影響還是比較大的，加裝在東單元時(shí)受影響的17個(gè)房間中有2個(gè)是100%影響，西單元時(shí)受影響的17個(gè)房間中有4個(gè)是100%影響，相對(duì)來(lái)說(shuō)西單元受到的影響更大一些[3]。

若加裝電梯的住宅西側(cè)無(wú)建筑，影響范圍明顯增加，但影響程度降低，受影響的22個(gè)房間中僅有2個(gè)受影響程度大于1/3，加裝后新增一個(gè)房間不能達(dá)到老城區(qū)住宅大寒日1小時(shí)日照標(biāo)準(zhǔn)[2]，新增一個(gè)房間不能達(dá)到大寒日2小時(shí)日照標(biāo)準(zhǔn)，其中電梯加裝于山墻居中時(shí)被影響房間全部能達(dá)到大寒日2小時(shí)日照標(biāo)準(zhǔn)。另外，電梯安裝于東山墻北側(cè)時(shí)對(duì)電梯西北側(cè)的房間影響更多，安裝于東山墻居中時(shí)對(duì)電梯東北側(cè)的房間影響更多。這說(shuō)明電梯不同安裝位置對(duì)上下午的日照遮擋是一個(gè)分離關(guān)系，北側(cè)時(shí)對(duì)上午的日照遮擋較多，居中時(shí)對(duì)下午的日照遮擋較多，西山墻則正好相反。

3 結(jié)束語(yǔ)

紹興地區(qū)既有住宅不同位置加裝電梯大寒日一層的日照影響情況總結(jié)如下：

電梯加裝于住宅北面且樓梯靠住宅山墻時(shí)，加裝電梯對(duì)北面建筑的日照影響是最大的，電梯距離樓梯越遠(yuǎn)影響越大，住宅旁邊有無(wú)其他建筑，僅對(duì)影響的范圍起作用，影響的程度不變；西單元加裝電梯的影響大于東單元。

電梯加裝于住宅東西側(cè)面時(shí)對(duì)北面建筑的日照影響其次，電梯與北面外墻的距離僅對(duì)影響的范圍起作用，影響的程度不變，但如住宅旁邊沒(méi)有其他建筑時(shí)，則日照影響不大；總體來(lái)說(shuō)西單元加裝電梯的影響略大于東單元。

電梯加裝于住宅北面且樓梯位于單元中間時(shí)，加裝電梯對(duì)北面建筑的日照基本無(wú)影響。

實(shí)際工程中因小區(qū)布局各異，北面建筑位置也不盡相同，我們總結(jié)了大寒日一層日照受影響房間號(hào)，決定加裝電梯之前可以對(duì)照表4和圖1進(jìn)行初步的判斷。

表4 大寒日一層日照受影響房間號(hào)表