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系統識別號 U0002-1308201412082200
中文論文名稱 建築平面配置與日照陰影影響探討研究--以220N、230N、240N、250N四個緯度為例
英文論文名稱 A Study of Building Plan configuration and the Shadow Effects of Sunshine: case studies at 220N,230N,240N and 250N in Taiwan
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系博士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生中文姓名 陳雅芳
研究生英文姓名 Ya-Fang Chen
學號 896380085
學位類別 博士
語文別 中文
口試日期 2014-06-13
論文頁數 250頁
口試委員 共同指導教授-丁育群
指導教授-周家鵬
委員-彭光輝
委員-周鼎金
委員-姚忠達
委員-溫琇玲
委員-賴怡成
委員-林慶元
中文關鍵字 日照陰影檢討  冬至日  方位角  鄰棟間隔 
英文關鍵字 Solar Shadows  Winter solstice  Solar Azimuth  Site Shadow of Buildings 
學科別分類
中文摘要 研究內容以台灣地區冬至日之方位角為基礎,進行冬至日日照陰影之探討。首先針對台灣地區220N、230N、240N、250N四個緯度探究各種不同比例之基地寬度與深度組合時,依建築技術規則建築設計施工邊規定檢討冬至日一小時日照陰影時,其受影響之程度。其次,再探究現行台灣地區各種法規所規定之退縮距離對於日照陰影之影響。另外,現行相關法規並未規定建築基地內之各棟建築物需檢討冬至日日照陰影,本研究以建築物鄰棟間隔與深度變化進行模擬探討,以了解相互之間之影響。並以日照陰影模擬之成果對臺灣地區現行相關都市及建築法規進行探討,研議修正建議與草案,以供相關法規研修時之參考。
研究內容以台灣地區冬至日逐時之方位角為基礎,探討建築基地於冬至日北向日照對於鄰近基地及基地內各棟建築物相互間日照陰影之影響。首先依建築技術規則建築設計施工編規定內容檢討冬至日一小時日照陰影,針對台灣地區220N、230N、240N、250N四個緯度探究建築基地之寬度與深度不同比例組合時,其受影響之程度;其次,探究現行台灣地區各種法規所規定之退縮距離對於日照陰影之影響;另外,由於現行相關法規並未規定建築基地內之各棟建築物需檢討冬至日日照陰影,是以本研究針對建築物鄰棟間隔與深度變化進行模擬探討,以了解相互間之影響;最後,以前述日照陰影模擬之成果對臺灣地區現行相關都市及建築法規進行探討,研議修正建議與草案,以供相關法規研修時之參考。
章節內容概述如下:
第一章 確立研究方向、研究限制以及研究相關假設,進而研擬研究主題、範圍與內容以及研究預期成果。
第二章 文獻依「日照陰影」、「日照法規」、「都市計畫、建築設計、建築管理法規」及「建築用氣象資料」四方面整理,並歸納與本研究相關之文獻。
第三章 以淡江大學建築研究所歷年所收集及分析之氣象資料為基礎,就台灣地區220N、230N、240N、250N四個緯度之日照條件,對不同寬度深度組合條件之規則型基地進行模擬,同時納入相關都市計畫及建築管理法規條件,以實務操作之方式探討建築平面配置基地日照陰影之影響。
第四章 根據模擬所得之成果,分別由都市計畫及建築管理與設計等面向進行台灣地區法規之探討。現行台灣地區除建築技術規則外,並未就日照陰影檢討有明文之規定,本研究以都市計畫與建築管理所規定須留設之相關退縮進行比對分析,以探究日照陰影對於建築基地開發之影響,並由建築基地及建築物之比例關係探討日照陰影與規劃配置之關聯性,針對都市計畫及建築管理相關法規提出檢討修正之相關建議。
第五章 就研究所設定之模擬條件與獲得之數據資料,針對台灣地區之都市計畫及建築管理相關規定提出檢討建議。以生態都市之發展理念而言,應於未來都市計畫通盤檢討中要求以土地使用之層面納入日照陰影檢討,以達由源頭管制解決不同使用用途建築物相互干擾之情形。而就建築管理部份,除建議將建築基地檢討冬至日日照陰影之適用範圍擴大外,亦建議應進行建築基地內各棟建築物相互間日照陰影之檢討,以確保良好之居住環境品質。
英文摘要 This study in solar azimuth of the winter solstice in Taiwan is based to explore the winter solstice sun’s shadow of site buildings. Firstly, 22°N, 23°N, 24°N, 25°N four latitudes being studies to explore a variety of different combinations base on site’s width and length when, according to the provisions of building code for minimum one sunshine hour in the day of winter solstice, The shadows in site made by the solar rays are being examined in related surrounding site. Secondly, decide the shading distance of the setback distance required by building code and urban design code regulate prevailing in Taiwan area for solar shading in site. In addition, the existing regulations did not provide for the construction of various buildings within the base is necessary to review the winter solstice sun’s shadow, this research reveal building adjacent buildings spacing and depth to simulate building size changes and its results. The results will be proposed for amending or updating the building code and urban design code.

This study includes the following content:
Chap 1 To introduce the research motivation, objectives, assumptions, study methods, and perspective results.
Chap 2 Studying the literature review with the subject of "solar shadow", "solar rights", "urban planning, architectural design, construction management and regulations" and "construction of meteorological data" in four areas organize, and summarize the literature relevant to the study.
Chap 3 Analysis the experimental and simulated data which being collected by Tamkang University Daylighting lab.over last decade. These data include four major latitude in Taiwan, which are 22°N, 23°N, 24°N, 25°N. Site’s width and length are interchanged for further simulation the solar ray in wither solstice. The results of simulation will be used for comparing the site’s area allowed to built with the existing regulations. Base on above analysis, the practical proposal will be suggest for deciding the solar shadow on and off site area.
Chap 4 According to the results of simulation obtained were discussed by the regulations in Taiwan, such as urban planning and construction management and design-oriented conduct. In addition to the existing building technologies in Taiwan rules, there is no provision expressly sunshine shadow on the review of relevant research to back this management of urban planning and architectural design of the provisions shall remain compare analysis to explore the sun shadow base for building development the impact by the ratio between the building base to explore and buildings associated with the planning of sunshine shadow Allocation for urban planning and construction management to review the recommendations put forward regulations as amended.
Chap 5 Data simulated conditions on the set of the data obtained Institute proposes to review the recommendations for urban planning of the Taiwan Area and the relevant provisions of the building management. To develop the concept of eco-city is concerned, the request to review the future of urban planning to the overall level of use of the land included in the shadows sunshine review the situation in order to achieve the intended use of buildings in different mutual interference from source control to solve. And part of building management, in addition to the review recommended that the scope of building bases winter solstice sun shadow of the expansion, but also recommended that the building should be the base of each building mutual shadow of sunshine review to ensure good quality of the living environment.
論文目次 目錄
第1 章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍 3
1.4 研究內容 9
1.5 研究方法與流程 13
1.6 預期成果 16
第2 章 文獻回顧 17
2.1 日照陰影之比較分析 17
2.2 日照陰影相關研究文獻 43
2.3 日照法規 49
2.4 都市計畫與建築基地建築管理 76
2.5 日照爭議與法律見解 94
第3 章 模擬模型建置 101
3.1 模擬計畫 101
3.2 基地比例與陰影關係模擬結果 118
3.3 基地退縮深度與陰影關係模擬結果 121
3.4 基地建築群體配置與陰影關係模擬結果與分析 128
第4 章 模擬成果對於法規之檢討
4.1 都市計畫規定之檢討 131
4.2 建築管理與設計之檢討 134
第五章 結論與建議
5.1 結論 141
5.2 後續發展與研究建議 144
參考文獻 145
附錄 151

圖目錄
圖1-1 台灣四個主要緯度東至日日出-日落方位角圖 5
圖1-2 台灣四季太陽仰角與方位圖說 6
圖1-3 太陽高度角與建築量體關係 7
圖1-4 太陽方位及高度位置模擬建築量體配置與日照強度 8
圖1-5 逐月溫度氣候平均值之變化圖9
圖1-6 GRASSHOPPER 界面圖示圖像示建模透過不同功能之元件,
將數據進行操作及運算進而生成數位模型 14
圖1-7 研究流程圖 15
圖2-1 亞洲五城市夏至日冬至日秋分日太陽高度角 21
圖2-2 亞洲五城市夏至日秋分日冬至日太陽方位角 22
圖2-3 亞洲五城市夏至日(六月)冬至日(十二月)秋分日(九月)
之月平均日照率 23
圖2-4 亞洲五城市夏至日秋分日冬至日水平面太陽輻射能量-理
論值 25
圖2-5 亞洲五城市夏至日秋分日冬至日水平面太陽輻射能量-包
含日照率因子 26
圖2-6 亞洲五城市夏至日秋分日冬至日南向垂直面太陽輻射能
量-理論值 27
圖2-7 亞洲五城市夏至日秋分日冬至日南向垂直面太陽輻射能
量-包含日照率因子 28
圖2-8 亞洲五城市夏至日冬至日秋分日可照時數與方位移動範
圍 29
圖2-9 亞洲五城市冬至日每小時太陽方位移動角度 30
圖2-10 亞洲五城市秋分日每小時太陽方位移動角度 31
圖2-11 台灣六城市夏至日冬至日秋分日太陽高度角 36
圖2-12 台灣六城市夏至日冬至日秋分日太陽方位角 37
圖2-13 台灣六城市夏至日秋分日冬至日水平面太陽輻射能量-
理論值 38
圖2-14 台灣六城市夏至日秋分日冬至日水平面太陽輻射能量-
包含日照率因子 39
圖2-15 台灣六城市夏至日秋分日冬至日南向垂直面太陽輻射能
量-理論值 40
圖2-16 台灣六城市夏至日秋分日冬至日南向垂直面太陽輻射能
量-包含日照率因子 41
圖2-17 台灣六城市夏至日冬至日秋分日可照時數與方位移動範
圍 42
圖2-18 台灣六城市冬至日秋分日每小時太陽方位移動角度 43
圖2-19 美國各州施行日照相關法規分佈 55
圖2-20 太陽日照條件與建築配置關係 58
圖3-1 模擬架構圖 101
圖3-2 模擬一組織架構圖 102
圖3-3 模擬二組織架構圖 103
圖3-4 模擬三組織架構圖 104
圖3-5 條件式樹狀結構圖 106
圖3-6 GRASSHOPPER 中的資料建構結構示意 107
圖3-7 NUMBER 判斷示意圖(有無資料可透過PENAL 和顏色來判斷)
109
圖3-8 數列MERGE 後順序示意圖 110
圖3-9 建築基地面寬與基地深度比例對日照陰影影響模擬系統
圖 113
圖3-10 建築基地單側退縮深度對基地日照陰影影響模擬系統圖
114
圖3-11 建築基地雙側退縮深度對基地日照陰影影響模擬系統圖
115
圖3-13 建築群體水平排列配置組合之日照陰影變化模擬系統
圖 117
圖3-14 建築基地面寬與日照陰影探討示意圖 118
圖3-15 220N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 122
圖3-16 230N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 122
圖3-17 240N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 123
圖3-18 250N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 123
圖3-19 220N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 126
圖3-20 230N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 126
圖3-21 240N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 127
圖3-22 250N 陰影深度與都市計畫退縮距離關係 127
圖3-23 建築群體垂直排列間距與日照陰影面積關係 129
圖3-24 建築群體水平並列間距與日照陰影面積關係 130
圖4-1 建築物深度與兩幢建築物間距之變化趨勢圖 137

表目錄
表1-1 台灣六城市冬至日之日出日落太陽方位時間與可照範圍 5
表1-2 建築基地面寬與深度比例對日照陰影影響之研究內容 10
表2-1 亞洲五城市十二月份代表日之日照資料 18
表2-2 台灣六城市十二月份代表日之日照資料 32
表2-4 美國各州日照相關法規項目 52
表2-4 建築基地冬至日日照陰影檢討相關函釋 59
表2-5 都市更新容積獎勵額度 85
表2-6 綜合設計容積獎勵額度 87
表2-7 日照爭議相關判例一覽表 97
表3-1 台灣主要緯度日出至日落間方位角 104
表3-2 台灣主要緯度日出至日落間各小時方位角 105
表3-3 GRAFT 範例圖-1 107
表3-4 GRAFT 範例圖-2 107
表3-5 GRAFT 範例圖-3 107
表3-6 常用元件與功能表 107
表3-7 特殊元件與功能表 108
表3-8 其他元件與功能表 108
表3-9 數據層級關係表 109
表3-10 輸入端與輸出端項目表 111
表3-11 不同緯度日照陰影差異度比較表 119
表3-12 單側退縮與雙側退縮之日照陰影比較 124
表4-1 冬至日日出-日落最大方位角之兩幢建築物間隔 137
表4-2 冬至日日出-日落最小方位角之兩幢建築物間隔 139
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論文使用權限
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