【瑞竣電子報】No.0148 今天曬太陽了嗎? 高樓建物陰影分析

2017/08/02 | 電子報No.0148期 | Darren 崔穎奇

台灣都會地區人口稠密且寸土寸金,房屋樓層愈蓋愈高,每天穿梭在這「都會叢林」之中就是現代都市人的生活寫照。然而,在爭取更多居住空間的同時也逐漸衍生出日照不足的問題。
1996年美國紐約發起黑雨傘運動,就因老舊屋子拆除改建後,要蓋起二十多層的高樓,影響了公園裡運動者的「日照權」。所以我們在營造更多居住空間的同時,也越來越注意可照射到日照的程度,但日照權的爭取又與先進國家的建築規劃潮流背道而馳,如何在發展都市建設與顧及到人民的居住品質當中取得平衡,是現今我們會面臨的課題。我們利用高解析度Vricon DSM數值地表模型進行城市陰影的萃取,可快速且真實呈現現實環境的地表起伏,拜真實三維資料所賜,我們重現了真實的陰影變化。在讓大家瞭解我們如何做到之前,先來思考一下何謂「日照權」吧。

「日照權」是指每個人都有享受陽光的權利,陽光照射良好的住宅能降低病菌孳生、情緒變好及舒緩壓力等正向能量,若長時間居住在陽光不足的房屋裡,居住者的情緒和生理健康皆會受影響,所以日照權被視為人類生存必須的基本權利。

下午兩點日照

下午兩點日照渲染

根據世界衛生組織所規定的「健康住宅」標準要求,要達到「健康住宅」的規範,每天的日照時間應有3個小時以上。台灣現行日照權,規範在《建築技術規則》下:樓高7層樓以上或是高度超過21公尺的住宅區建築物,在「冬至」當日所造成的日照陰影,應該要使得鄰近基地有1小時以上的有效日照時間、至少要有一個居室窗戶可以直接獲得日照,在日本也明文規範了「日照權」,保障應有的居住環境。

儘管建商在設計規畫階段已將日照權規範劃定為一重要的評估,爭取日照權的事件還是屢有所聞,因為在新建案日照評估過程中,有效的分析建物倒影情況相當困難,這其中包含了建物與建物間的相互影響,尤其樓層越高,影響的範圍越廣,如下圖樓高509公尺的台北101,在冬至這天下午四點的建物倒影,可觸及遠達2公里外的後山埤捷運站,其實也可以看到其他高樓建物的影子同一時間的影子也都拉長了至少4倍多左右。

101冬至影子延伸圖

2008年起,因WorldView系列衛星上空,將衛星監測帶入高解析度時代,而隨著地形萃取技術的發展,我們已能由衛照影像產製三維數值地形資料,Vricon結合衛星影像大範圍掃描的特點,蒐集歷年拍攝大量的衛照,利用多張衛星照片匹配出高解析度50公分的精細數值地形DSM,完整呈現地表三維資訊。我們利用Vricon DSM的優勢重現台北市信義區冬至日的太陽光影變化,為避開日出與日落時大氣折射影響,下圖為冬至當天日出後1小時至日落前1小時的連續光影變化。

冬至當天光影變化

至今日照權而爭議的事件依然時有所聞,準確模擬冬至日當天的日照環境實屬不易,無法完整評估建物的倒影對其周圍環境的影響時,則會造成某些鄰建物受影響而不知,基於Vricon DSM的高精度,我們不只重現了建物一整天的陰影變化,並進一步計算出建物受光照的時間總和。我們採用台北市信義區部分區域來評估,以信義計畫區為中心北起市民大道、南至台北醫學大學為界、西起光復南路東迄松山,共約5.93平方公里範圍做為分析的區域,除去空地及道路,時間以冬至日當天的日照情況產製累積陰影圖,依國土測繪中心產製的建物框計算,範圍內建物屋頂總面積約達1.83平方公里,在這其中,日照達6小時及日照達3小時的成果。冬至日這天受到太陽日照時數達3小時的建物屋頂面積約1.08平方公里,約佔全部屋頂面積的59%,而日照時數達6小時的屋頂面積為0.53平方公里,約佔總屋頂面積的29%,從數據我們可以知道在冬至這天建物能夠受陽光照射是多麼的幸福,達到日照時數3小時的建物只有約6成,且受陽光照射6小時的建物更不達3成,冬至太陽由南方照射,許多建在高樓層大樓的北側建築,當然所能受到的日照又更少了。

日照3小時

日照6小時

現今都市內房屋樓高愈建愈高,生活在都會叢林內,最普通簡單不過的陽光變成生活品質上也重視的議題了,利用Vricon DSM重現台北市信義區內的建物陰影,並加入區域地形綜效影響,進而發現每一建物對週遭鄰地基地的影響,準確計算出每一建物的受光照長短,對評估日照權方面帶來更好的方法,營建署日前完成日照權修法,新增「商業區」7層樓以上的新建高樓,皆須遵守讓鄰地建築享有「冬至日1小時陽光」的日照權,不只讓住宅區有保障,工作環境也能獲得該有的日照。本地圖相關應用也獲得內政部第一屆優良地圖優勝獎殊榮,未來我們將朝著綠能產業地圖前進,在地圖中挖掘太陽能的產值。

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Darren

任職於空間圖資事業部,試著從地圖中尋找秘密,熱愛大自然及享受大自然帶來的美好。