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夏热冬冷地区基于城市微气候的街区层峡气候适应性设计策略研究

王振  
【摘要】: 街区层峡是城市建成环境中最为重要的城市活动场所和室外空间之一,它对城市微气候有着直接的影响。在夏热冬冷地区气候变化极端的条件下,研究街区层峡形态特征与城市微气候之间的关系,对于提高人居住环境质量和城市整体节能有重要的意义。 目前,国内对于城市可持续发展与气候环境、能源资源的研究主要是集中于城市的大尺度层面(如城市热岛等)或者小尺度层面(如室内空调环境等),并取得了很多重要的研究成果。但是对于以中尺度模式的城市街区为研究对象,从城市空间形态和微气候之间关系的角度展开的研究工作相对较少,研究方向相对较窄(如空气污染等),特别是结合夏热冬冷地区的街区层峡的城市设计中的微气候问题,仍缺乏系统的理论研究和设计策略。针对这些问题,本文以街区层峡为研究对象,研究介于单体建筑和城市宏观层面之间的城市微气候问题。 由于夏热冬冷地区城市微气候的复杂性,本文在现场实测的基础上,应用数值模拟的方法在不同城市形态特征条件下,对夏热冬冷地区街区层峡进行包括风流量、热流量、湍流量和日射辐射量等城市微气候因子日变化过程的动态耦合计算,为城市微气候分析提供了新的分析方法和思路。 为了分析夏热冬冷地区街区层峡内的微气候特征,并且验证城市微气候数值模型在夏热冬冷地区的可靠性和适用性,作者选择武汉保成路商住混合街区进行夏、冬季节的现场实测。并应用当地当天气象数据和部分现场调研数据作为计算模型的初始条件,对数值计算结果和实测数据进行了空气温度、地表温度、风速、湿度、平均辐射温度的对比分析,最后证实了数值模拟的合理性,为应用到街区层峡微气候相关的城市设计奠定了基础。 本文最后对城市街区层峡分别从层峡的几何特征、布局方式、下垫面物性、绿植、水体以及来风、季节等等方面分析了街区微气候相关的日变化和分布状态,并对夏热冬冷地区基于城市微气候的街区层峡设计方法进行总结,提出阴影生长及相关遮阳、狭管效应及相关通风、绿植和水体技术、下垫面及环境热稳定性技术等街区层峡设计策略以及对城市微气候进行分区域分时段的分析设计方法。 本文为预测和评价室外热环境奠定了基础,使得通过数值模拟指导和优化城市街区层峡设计以改善城市微气候可行。


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