基于日照分析的行道树选择研究

摘要为研究北方地区行道树的选择配置问题，以日照市为例，实地调查行道树种类、树高、冠幅、胸径及道路宽度、道路两侧建筑高度等内容。借鉴建筑行业的日照分析方法，利用 SketchUp 软件，对行道树受日照时间的影响进行了比较分析。同时研究了各种变量组合情况下不同方向行道树的日照时间。结果表明：东西方向道路，路北侧行道树受日照时间比路南侧长。南北方向道路，路东、路西两侧行道树受日照时间差异不大。道路宽度和树高一定时，行道树受日照时间随着道路两侧建筑高度的增大而减少;道路宽度和两侧建筑高度一定时，行道树受日照时间随着树高的增大而增加;树高和道路两侧建筑高度一定时，随着道路宽度的增大，行道树受日照时间有一定程度的增加。同时，结合调查结果探讨了日照市的行道树选择配置问题，并提出了意见建议。

关键词道路宽度;建筑物高度;行道树树高;日照分析

中图分类号S731.8文献标识码A

文章编号0517-6611（2022）13-0110-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.13.029

Research on Avenue Trees Selection Based on Sunlight Analysis—Taking Rizhao City in Shandong Province as an Example

YIN De-shu XU Xiao-yan GAO Fei-long et al（1.Rizhao Gardens & Environmental Sanitation Group，Rizhao，Shandong 276800;2.Rizhao Institute of Landscape Architeture，Rizhao，Shandong 276800）

AbstractTaking Rizhao City as an example to study the selection and allocation of avenue trees in the northern region， field investigation was conducted on avenue tree species， tree height， crown width， diameter at breast height， road width and building height，etc.Referring the sunlight analysis method of construction industry， compared and analyzed the sunlight duration of avenue trees by SketchUp software.The sunlight time of avenue trees in different directions under various variable combinations was also studied.The results showed the avenue trees on the north side receive longer sunlight than the south side of the east-west road.There was no significant difference in sunlight time on east and west side of avenue trees in the north-south road.At a certain road width and tree height， the sunlight time of avenue trees  decreased with the increasing of building height.When the road width and avenue trees height were constant， the sunlight time of avenue trees increased with the trees height.And at a certain tree height and building height， the sunlight time of the avenue trees increased to a certain extent with the increase of road width.At the same time， the selection and configuration of avenue trees in Rizhao City were discussed， and some suggestions were given.

Key wordsRoad width;Building height;Avenue trees height;Sunlight analysis

城市道路作为城市的基本骨架，在空间上构建城市网络，不仅承担着交通功能，还承担社会功能、生态功能，是城市面貌变化和城市精神追求的体现[1]。道路景观是城市景观的重要组成部分，是人们对城市的首要整体印象。行道树作为道路绿化的主体，是道路两侧建筑与道路之间的过渡，其独有的质感及丰富的色彩很好地柔和了钢筋混凝土建筑的刚硬与生冷，还能让人愉悦身心、放松心情。目前对于行道树的研究多集中于交通安全、环境响应、微气候、应用及调查等方面[2-8]，对道路走向、道路宽度、两侧建筑高度对行道树选择的影响研究较少。该研究选取日照市中心城区10条典型性道路进行实地调查，通过SketchUp 软件建立模型对道路行道树进行日照分析，探讨行道树走向、道路宽度、建筑高度之间的关系，为北方城市科学合理选择行道树提供借鉴。

1行道树调查

1.1调查地概况日照市为山东省地级市，地处我国大陆沿海中部、山东半岛东南部，属于温带季风气候，四季分明。年均气温12.7 ℃，年均湿度72%，无霜期223 d，年均日照时数2 533 h，年均降水量874 mm。

1.2行道树调查采用实地调查法，选取日照市中心城区有代表性的10条道路的代表性样段作为调查对象，调查内容包括道路宽度、行道树种类、高度、胸径、冠幅及两侧建筑高度等（表1）。使用胸径尺测量行道树胸径，用卷尺测量道路宽度、行道树冠幅，目测估测行道树高度及建筑物高度（每层3 m）。

2日照模拟与分析

2.1日照分析原理日照分析采用太阳高度角hs和太阳方位角 A_s 2个主要参数[9]。根据日照原理，太阳高度角hs公式为

sinhs=sinΦ·sinδ+cosΦ·cosδ·cosΩ

式中，Φ为所在地区的地理纬度;δ为太阳赤纬角;Ω为太阳时角。

太阳方位角As的计算公式为

cosA_s=（sinhs·sinΦ-sinδ） /coshs·cosΦ

太阳时角Ω与当地时间（即真太阳时）的关系为

Ω=15×（t-12）

式中，t为当地时间（真太阳时），以24 h计算;Ω为太阳时角。太阳时角是时间的表达式，用角度测量来表示，上午为负值，下午为正值。在我国采用北京时间，真太阳时t=北京时间+时差，时差=（120°-当地经度）/15°。

2.2模拟分析根据调查数据，结合百度地图，在SketchUp软件中建立样段模型，利用日照大师插件对模型进行日照计算，设置参数位置为山东省日照市（119.52°E，35.42°N），选择大寒日为日照标准日。日照扫掠角15°，采样点间距2 m，采样时间间隔 8 min。分析结果以不同颜色显示不同日照时间范围，从低到高分别为0～<1、1～<2、2～<3、3～<4、4～<5、5～<6、6～<7 h，颜色由红色逐渐过渡为蓝色。图1、2为10条道路日照时间顶视图。

2.2.1东西方向道路行道树日照时间统计。对图1行道树日照时间进行计算，通过统计可以看出（表2），东西方向不同道路行道树最大受日照时间和最小受日照时间有明显不同，可以推断，东西方向道路行道树受道路宽度、两侧建筑高度、树高等因素的影响。整体上，路北侧行道树最大受日照时间和最小受日照时间普遍比南侧长。

2.2.2南北方向道路行道树日照时间统计。对图2行道树日照时间进行计算，通过统计可以看出（表3），南北方向不同道路上行道树最大受日照时间和最小受日照时间也有差异，这说明南北方向道路行道树也受道路宽度、两侧建筑高度、树高等因素的影响。路东侧与路西侧行道树最大受日照时间和最小受日照时间基本没有差异，这可能是由于太阳高度角一定时，东西两侧行道树都同时受到日照或同时得不到日照。

3不同因素对行道树的日照影响分析

为分析道路宽度、建筑高度、树高3个因素对行道树的日照影响，将行道树树高设为3个等级（10、15、25 m），道路宽度设为3个等级（20、30、50 m），两侧建筑高度设为3个等级（10、25、40层，每层以3 m计算），在SketchUp软件中建立模型，研究分析各种组合情况下行道树受日照情况。

3.1东西方向道路行道树受日照时间的影响设树高10 m为不变因素（日照市区行道树10 m高的情况较多），改变道路宽度和两侧建筑高度，具体分析模型见图3。设建筑高度10层为不变因素（市区建筑小高层居多），改变道路宽度和树高，具体分析模型见图4。设道路宽度30 m为不变因素（道路两车道或四车道居多），改变两侧建筑高度和树高，具体分析模型图5。

由图3～5可判断，东西方向道路上，路北侧行道树受日照时间明显长于南侧行道树，且道路两端的行道路受日照时间明显高于中间部分。从图3可知，树高为10 m时，道路宽度由20 m增加到50 m时，建筑高度为10～40层的北侧行道树受日照时间逐渐增加，南侧行道树受日照时间变化不明显;道路宽度为20～30 m时，随着建筑高度的增加，两侧行道树受日照时间变化不明显，当道路宽度为50 m时，树高为10 m的北侧行道树受日照时间随两侧建筑物高度由10层增加到25层时逐渐降低，但随着建筑物高度的继续增加，两侧受日照时间变化不明显。从图4可知，在建筑高度一定时（10层），道路宽度从20 m增加到50 m的过程中，树高为10、15、25 m的北侧行道树受日照时间明显逐渐增加，南侧变化则较小，道路宽度不变的情况下，随着树高的增加，行道树两侧受日照时间均明显逐渐增加。从图5可知，道路宽度一定时（30 m），随着建筑高度从10层增加到40层，树高10、15 m的两侧行道树受日照时间变化不明显，而树高25 m的行道树北侧受日照时间出现明显减少趋势，南侧变化不明显，且建筑高度增加到25层以后，两侧行道树受日照时间变化均不明显。建筑高度一定的情况下，随着树高的增加，两侧行道树受日照时间均逐渐增加。

3.2南北方向道路行道树受日照时间的影响同样设树高10 m为不变因素，改变道路宽度和两侧建筑高度，具体分析模型见图6。设建筑高度10层为不变因素，改变道路宽度和树高，具体分析模型见图7。设道路宽度30 m为不变因素，改变两侧建筑高度和树高，具体分析模型见图8。

由图6～8可看出，路东、路西两侧行道树受日照时间差异不大，且从北向南，东西两侧行道树日照时间逐渐增加。

由图6可知，树高为10 m的情况下，建筑高度一定，道路变宽时，行道树受日照时间有一定程度的增加;树高一定时，道路宽度为20～50 m，建筑高度由10层增加到25层的过程中，东西两侧行道树受日照时间逐渐减少，建筑物由25层增加到40层过程中，东西两侧行道树受日照时间变化不明显。从图7可见，建筑高度不变（10层）的情况下，道路宽度相同，随着树高的增大，东西两侧行道树受日照时间增加;树高不变时，随着道路宽度增加，行道树受日照时间增长明显。从图8可知，道路宽度为30 m的情况下，树高一定，建筑高度由10层增加到20层，东西两侧行道树受日照时间越来越少，由25层增加到40层的过程中，东西两侧行道树受日照时间变化不明显;建筑高度不变，随着树高的增大，行道树受日照时间逐渐增加。