指南

建築陰影分析

建築陰影分析探討建築物或都市街廓隨時間推移如何投射陰影、接收日照，讓設計者在施工前就能檢驗採光、遮陰與日照權。

建築陰影分析的功能

日照陰影研究能回答設計上的實際問題：冬季哪些立面與中庭能曬到太陽？新建高樓會對鄰近建築造成多少陰影？入口、露台或遊戲場該設在哪裡？由於太陽的位置從不重複，分析必須涵蓋一整天與整個季節，而非單一瞬間。

常見輸出包括：

• 特定日期與時刻的陰影圖（例如 12月21日 的 09:00、12:00 與 15:00）。
• 顯示表面接受多少小時直射日照的日照時數熱區圖。
• 屋頂與立面的太陽輻射（陣列面）累積量。
• 供簡報使用的太陽路徑與陰影動畫序列。

為何在建築與都市規劃中如此重要

• 採光與舒適度： 日照決定自然採光自主性、眩光風險與戶外熱舒適度。
• 遮陰與日照權： 許多都市計畫主管機關要求提出證明，確保開發案不會剝奪鄰居的日照。
• 都市量體： 陰影表現是比較密集基地上各種量體方案最快速的方法。
• 太陽能： 陰影是屋頂光伏（PV）系統最主要的損失因素，因此陰影分析會直接影響發電量。
• 景觀與公共空間： 植栽、廣場與遊戲場的選址取決於它們整天被遮蔭的情形。

陰影分析的運作原理

每一項日照陰影研究都結合三項要素：地點（緯度、經度與時區）、日期與時間範圍，以及建築物與基地的 3D 幾何。軟體會依地點與時間，透過太陽位置演算法計算太陽的位置——高度角與方位角。這個位置正是太陽路徑圖所要呈現的全年資訊。接著將幾何與太陽向量比對，產生陰影；若逐時累加，還可得到日照時數與輻射量。

這與陰影建模密切相關，後者描述陰影幾何本身如何建立與算繪。

實體日影儀與數位陰影分析

在電腦出現之前，建築師用日影儀（heliodon）研究日照——這是一種實體裝置，透過相對於燈光傾斜比例模型來重現太陽路徑。這項技術至今仍在建築院校中教授，也是本工具名稱的由來。數位陰影分析以 3D 模型與運算出的太陽路徑取代實體模型和燈光，能更快速地測試眾多日期、時刻與設計方案。

在 Heliodon 中執行日照陰影研究

1. 匯入模型： 開啟你的建築物或城市街廓的 .3dm、.obj 或 .dae 檔案。解析作業會在你的瀏覽器本機完成。
2. 設定地點： 在地圖上選取基地，以套用正確的太陽路徑。
3. 選擇日期與時間範圍： 逐時檢視一天，或執行全年以取得累積結果。
4. 判讀結果： 檢視即時陰影、日照時數與陰影熱區圖，以及太陽輻射。
5. 匯出： 擷取螢幕截圖、錄製動畫，或匯出詳細的 Excel 報告。

由於模擬是在瀏覽器中以 GPU 執行，移動太陽時結果會即時更新，很適合早期設計探索。

常見問題