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《浙江大学》 2011年
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基于城市热岛缓减定量模拟的效益评价研究

张雍雍  
【摘要】:能源的大量消耗已造成了大气污染、全球温室效应、城市热岛效应、生态环境恶化等严重的环境问题。日益恶化的城市环境,不断加剧的城市热岛效应,更加强了人们对于坚持走可持续发展道路的愿望,强化了寻找合理高效的城市热岛缓减策略的需求。本毕业论文旨在分析国内外城市发展、热岛演变现状的基础上,总结城市热岛缓减的技术手段,提出城市尺度和街区尺度下城市热岛缓减定量模拟方法,并在此基础上,建立城市热岛缓减效益评价体系,以期能够建立城市热岛缓减策略与城市热岛缓减效益之间的相互关系,从而对城市热岛缓减、城市热环境改善、城市节能减排、城市规划管理等相关领域产生一定的指导和借鉴,为人类居住、生活、工作、游憩等环境的改善提供一定的科学依据和技术指导。 文章首先阐述了城市热岛产生的机理主要有城市下垫面改变,自然下垫面的减少,城市人为热源的排放等,由此推出了城市热岛缓减策略;同时总结了目前比较普遍使用的城市热岛缓减技术,主要包括树木植被、屋顶绿化、凉屋顶、铺面冷却等。 其次,在对城市热岛产生的机理和城市热岛缓减策略分析的基础上,进行不同尺度下城市热岛缓减的定量模拟研究,主要包括城市尺度下和街区尺度下城市热岛缓减的定量模拟研究。结果表明,城市尺度下,城市热岛缓减的主要人为可控因子包括植被指数、地表反照率、建筑密度、容积率和建筑高度等,其相关性大小排序为:NDVI地表反照率建筑密度建筑高度容积率;街区尺度下,城市热环境的三维分布受表面材质、建筑高度间距之比、建筑围合等的影响,尤其是垂直方向,随着层高的不同,气温的主要影响因素和分布状况发生变化。 第三,在城市热岛缓减定量模拟基础上,选取不同尺度下城市热岛缓减效益评价因子,包括经济效益评价因子(节能量、费用节省值等)和社会效益评价因子(人体舒适度、工作效率、健康水平、灾害频率等),采用层次分析法,比较分析不同尺度下不同城市热岛缓减策略所能产生的经济效益与社会效益。 最后,选择夏季杭州城西一定范围(221.16km2)的研究区域进行实例分析,结果表明,通过不改变研究区范围内的容积率,增大研究范围内的植被指数(0.01)、地表反照率(0.05)、建筑平均高度(30)以及降低建筑密度(-6);或者不改变研究范围内的地表反照率和建筑密度,增大研究范围内的植被指数(0.09)、建筑平均高度(25),以及降低容积率(-0.5)等三种不同的热岛缓减措施,均能达到气温下降1.28℃;耗能量节省3.41×108kJ;电力需求节省16.81×104kwh和电价费用节省值为1256.39万元的缓减效益。 文章通过对热岛缓减的定量模拟以及基于定量模拟的效益评价估算,得出在城市规划或建设中,可以通过改变人为可控因子,例如植被指数、地表反照率、容积率等,以达到城市热岛缓减的效益,并产生可观的经济效益,实现城市生态和经济的“双赢”,为城市热环境的改善,城市规划管理的实施提供合理的数理支撑和科学的依据,为实现城市节能减排和人类的可持续发展作出贡献。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X16

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