指南

建筑阴影分析

建筑阴影分析研究建筑或城市街区在时间推移中如何投射阴影、接收阳光，让设计师在施工前就能检验采光、遮挡和日照获取情况。

建筑阴影分析能做什么

日照研究能回答设计中的实际问题：冬季哪些立面和庭院能晒到太阳？新建塔楼会给邻里带去多少阴影？入口、露台或活动场地该布置在哪里？由于太阳的位置永远不会重复，分析必须覆盖全天和各个季节，而不是单一时刻。

典型输出包括：

• 特定日期和时刻的阴影图（例如 12月21日的 09:00、12:00 和 15:00）。
• 日照时数热力图，显示某一表面接收直射阳光的小时数。
• 屋顶和立面上的太阳辐射（阵列平面）累积量。
• 用于汇报的太阳路径与阴影动画序列。

为何它在建筑与规划中举足轻重

• 采光与舒适度：阳光影响采光自主性、眩光风险与室外热舒适度。
• 遮挡与采光权：许多规划主管部门要求提供证据，证明方案不会剥夺邻里的阳光。
• 城市体量：在密集场地上比较不同体量方案时，阴影表现是最直观的方式。
• 太阳能：遮挡是屋顶光伏（PV）系统最主要的损失因素，因此阴影分析直接关系到发电量评估。
• 景观与公共空间：绿化、广场和活动场地的选择取决于它们一天中被遮蔽的情况。

阴影分析的工作原理

每一项日照研究都由三个要素组成：地点（纬度、经度和时区）、日期与时间范围，以及建筑和场地的三维几何体。软件根据地点和时间，通过太阳位置算法计算太阳的位置——高度角与方位角。那个位置正是太阳路径图所呈现的全年情况。随后，几何体针对太阳向量进行测试以生成阴影，逐小时累积后便得到日照时数和辐射。

这与阴影建模密切相关，后者讲述阴影几何体本身如何构建与渲染。

实体日影仪与数字阴影分析

在计算机出现之前，建筑师借助日影仪（heliodon）研究太阳——这是一种让比例模型相对光源倾斜，以复现太阳路径的实体装置。这项技术至今仍在建筑院校中教授，本工具的名字也源于此。数字阴影分析用三维模型和计算出的太阳路径取代实体模型与光源，从而能更快地测试大量日期、时间和设计方案。

在 Heliodon 中开展日照研究

1. 导入模型：打开建筑或城市街区的 .3dm、.obj 或 .dae 文件。解析在浏览器本地进行。
2. 设置地点：在地图上选取场地，以确保使用正确的太阳路径。
3. 选择日期与时间范围：逐时查看一天，或运行全年以获得累积结果。
4. 查看结果：查看实时阴影、日照时数和阴影热力图，以及太阳辐射。
5. 导出：截取屏幕截图、录制动画，或导出详细的 Excel 报告。

由于模拟在浏览器中借助 GPU 运行，移动太阳时结果会即时更新，这使该工具非常适合方案初期的设计探索。

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