郑州浅山区村落街巷微气候影响机制分析

【目的】探究村落街巷空间微气候的影响因素与调节机制,创造更加舒适的夏季微气候环境,减少能源消耗,提升农村居民生活品质。【方法】以郑州市浅山区典型村落的90个街巷样地为研究对象,通过实地调研和无人机测绘等方式采集数据,利用ENVI-met软件建立样地实况模型对微气候参数进行模拟,借助统计学分析方法探究街巷高宽比、街巷走向、植被覆盖度3项要素与街巷微气候的影响机制。【结果】1)高宽比(height-width ratio,H/W)主要通过降低平均太阳辐射温度(mean radiant temperature,MRT)来调节夏季街巷空间的微气候;植被覆盖度(fractional vegetation cover,FAC)主要通过增加相对湿度进而调节夏季街巷空间的微气候;而空气温度(air temperature,TA)、相对湿度(relative humidity,RH)、平均太阳辐射温度均会受到街巷走向的影响;2)通过极差分析可得,当高宽比达到1.1后,即可有效缩短街巷处于“极端”热应激等级的时间;3)在村内单位面积植被覆盖度≥10%时,通过和街巷高宽比结合设计的方式可最大程度地发挥植被增湿降温作用;4)南北走向(North-South direction,N-S)的街巷内夏季的空气温度、相对湿度、平均太阳辐射温度均优于东西走向(East-West direction,E-W)。【结论】街巷高宽比、街巷走向、植被覆盖度对郑州浅山区村落街巷微气候的影响机制各不相同,三者之间具有一定的关联性且存在最佳阈值。可从微气候的角度对村落街巷空间进行改造和设计,提升乡村人居环境品质的规划设计策略,为相同地理环境下的村落改造提供参考借鉴。

建筑立体绿化对微气候改善作用实测研究

为研究立体绿化改善微气候的作用,选取重庆地区具有代表性的4个立体绿化建筑物进行微气候实测分析,比较了绿化朝向、距外墙距离、叶面积指数等因素对绿墙降温增湿能力的影响。实测结果表明面宽小于30 m的立体绿化可以降低空气温度约0.7℃,增加空气相对湿度约15%。面宽大于30 m的立体绿化可以实现1.5~3℃的降温效应。东西朝向的立体绿化要比南北向的多降温约0.9℃,增加约1.5%空气湿度。叶面积指数对立体绿化的降温增湿效应影响较大,叶面积指数增大0.40,空气温度降低约0.6℃,增加空气湿度约3%。立体绿化对微气候的影响范围较广,研究结果证实,在街区尺度实施立体绿化可以调节城市微气候,改善城市热环境。

基于CiteSpace的城市微气候研究热点与展望

以2014—2023年CNKI收录的城市微气候研究文献为对象,使用CiteSpace软件,对城市微气候的相关研究进行了较为全面的整合和分析,将过去10年内关于城市微气候的研究文献以时间顺序进行整理,并探讨研究的热点和主要的研究领域;结合关键词共现图谱、聚类图谱、时间线图谱,明确近10年研究的聚焦方向;综述相关研究的结论,在此基础上展望未来城市微气候的发展趋势,以期为后续研究提供一定的借鉴与指导。

基于微气候的校园绿地优化设计分析——以福建农林大学为例

随着高校招生规模的扩大和城市化进程的不断推进,大学校园绿地周围建筑密度增加,城市热岛效应、空气污染等微气候问题日益严重。然而,以往校园绿地的建设往往局限于功能和美学,忽视了对微气候的调节能力。因此,本研究以福建农林大学为例,开展校园绿地优化设计研究。文章以福建农林大学(旗山校区)5个典型校园绿地为例,采用植被、铺砖、水体和微地形4种设计策略,进行针对性优化设计,最后借助ENVI-met数值模拟验证优化设计前后的微气候改善效果,以增强设计方案的合理性和科学性,为校园微气候的建设提供参考。

顶部下翻盖式通风口开张度对温室微气候及番茄生长发育的影响

为探究日光温室顶部下翻盖式通风口开张度大小对温室微气候及番茄生长发育的影响,为温室生产调控提供参考。本研究设计日光温室顶部下翻盖开启75°(A1处理)和45°(A2处理)2种通风方式,以顶部卷帘通风为对照(CK),对温室内光照、CO_(2)浓度和温度等环境因子及番茄生长状况进行研究。结果表明,在典型晴天白天,A1、A2和CK温室的平均温度分别为26.3、27.5、28.9℃,平均湿度分别为50.0%、50.3%、50.9%,平均CO_(2)浓度分别为870、765、708μmol/mol,A1、A2、CK温室室内及室外平均光照度分别为33327、25261、22674、40140 lx。A1、A2温室番茄的单株产量及品质相较于CK有了极大的提升。通过利用Fluent软件选择合适的边界条件,探究在自然通风条件下不同顶部下翻盖式通风口开张度对室内环境的影响。模拟A1、A2和CK温室内的气流和温度场分布特征,分析顶部下翻盖式通风口不同开度对日光温室环境因子的影响,得出了A1处理温室温度和气流变化均匀,对作物影响相对较小;A2处理温室通风效果相对较差,不符合夏季通风需求;CK温室底部气流较大,在寒冷季节可能会对作物底部造成冻害。综上,日光温室顶部下翻盖式通风口开张度为75°时表现最好。

场地微气候对红花石蒜开花物候的影响

为了解石蒜属植物开花与环境因子之间的关系,本文以红花石蒜为研究对象,采用微气候监测和定株物候观察法,调查了林下和露地两种不同微气候场地栽培的红花石蒜开花物候。结果表明:(1)林下栽培场地的最高气温、最高土壤温度、平均温差和湿度差均低于露地栽培场地。(2)红花石蒜的群体花期为15~20 d,其中,林下栽培场地的群体花期早且相对集中(16 d),露地栽培场地群体花期较晚且持续时间略长(19 d)。林下栽培场地的开花时期较露地栽培场地早60 d左右,出莛期、始花期和盛花期分别早52 d、61 d、61 d。(3)主成分分析表明,温度(依次为平均最高气温、平均最高土温、昼夜空气温差)对红花石蒜的开花影响最大,其次为空气湿度(月均空气湿差)。红花石蒜的开花物候与环境因子(温度、湿度)密切相关,在实际生产中可考虑综合采用夏季适当降温和增湿的措施促进提前开花和提高开花整齐度。

寒地微气候影响下的住区空间形态与碳排放效应协同优化研究

城市空间形态与微气候的关联性研究已经广泛应用于城市气候领域,然而由此产生对建筑碳排放效应的影响规律尚有待进一步探讨。以严寒地区沈阳市高层住区为研究对象,建立多种微气候要素影响下的建筑碳排放耦合模型,采用Grasshopper构建参数化平台,集成住区形态几何控制模块、微气候分析模块与碳排放模拟模块,在遗传算法支持下,以碳排放效应最优为目标进行住区空间布局寻优求解。研究结果表明:微气候要素对单体建筑各层碳排放的影响程度为:风速>空气温度>太阳辐射;在容积率一定情况下,形态参数对住区碳排放总量的影响程度为:建筑朝向>建筑间距系数>围合度。根据2023年冬至日气象数据进行优化实验,获得的最优方案与原始方案对比,当日住区的CO_(2)排放量减少6.53 kg。研究结果可为严寒地区规划建设低碳住区提供一种量化控制设计方法。

碳中和背景下光伏阵列对沙漠地区微气候的影响

【目的】为更好地掌握沙漠地区光伏阵列对局地微气候的影响。【方法】选取宁夏中卫沙漠光伏产业园作为研究区域,采用自动气象站实地观测,对比分析光伏电站内与流动沙丘(对照点)气象要素和土壤温湿度的变化特征及差异。【结果】与流动沙丘(对照点)相比,光伏电站内2 m高度空气温度增加了0.13℃,空气湿度提高了0.85%,太阳辐射量降低了11.87 W/m^(2),平均风速减少了1.35 m/s;站内偏南北方向的风明显减少,主风向由原来的东北风转变为东风,风向更加单一;光伏电站内空气温度日较差显著高于站外,空气湿度日较差大于站外,夜间差异明显。电站内土壤温度分别为22.76℃(10 cm)、23.13℃(20 cm)、22.94℃(30 cm),较流动沙丘(对照点)分别降低1.5℃、1.11℃、0.74℃;电站内土壤含水量分别为7.35%(20 cm)、8.58%(30 cm),较流动沙丘(对照点)分别增加了1.2%、0.73%;与流动沙丘(对照点)相比,夜间(8时前和21时后)光伏电站内土壤温度(10 cm)上升,4时至9时光伏电站内土壤温度(20 cm)上升;不同时刻光伏电站内不同深度土壤含水量均高于流动沙丘(对照点)。【结论】光伏阵列对近地表气象要素和土壤温湿度影响明显,站内空气温湿度具有复杂的昼夜变化特征;光伏阵列的布设可改善沙漠地区的环境因子,增加空气湿度、土壤含水量,降低太阳辐射和风速,发挥着防风固沙的作用。本研究结果可为沙漠地带未来光伏电站的可持续发展提供理论支撑,对荒漠区风光电建设的生态保护与修复具有重要的指导意义。

基于城市微气候的地下空间开发策略研究——以地下商业街为例

为探索改善城市微气候的地下空间开发策略,以围合式城市形态下地下商业街开发为例,选择室外CO浓度为评价指标,运用微气候模拟软件ENVI-met量化研究不同地下商业街开发强度、竖井排风位置、竖井排风高度以及地面横向乔木、竖向乔木、大灌木、小灌木和草四种绿化等设计因素对室外CO浓度的影响,以此探索基于城市微气候的地下商业街设计策略。结果表明,随着地下商业街开发强度的增加,室外的CO浓度变高,污染范围变大;提高竖井排风高度,竖井排风选择分散布置,在开发区域地面种植草或者大灌木,能够降低室外CO浓度。

热带湿季不同海拔林分的空气负离子特征及微气候效应

为研究湿季不同林分空气负离子浓度的变化规律及其影响因素,选取三亚南岛森林康养基地同一海拔的4种林分类型和不同海拔梯度的常绿阔叶林、槟榔林为研究对象,采用空气负氧离子检测仪及气象记录仪在7—9月份进行数据监测,并对数据进行单因素方差分析、多重比较及相关性分析。结果表明:1)4种林分空气负离子浓度日变化均呈双峰型,不同林分间存在极显著差异,其均值从高到低的排序为橡胶林>常绿阔叶林>槟榔林>母生林,群落结构越复杂、郁闭度越高,负离子变异性越小。2)受植物自身生理特性、群落结构等的影响,不同林分空气负离子浓度与微气候具有不同的线性相关关系。3)常绿阔叶林、槟榔林负离子浓度与海拔呈显著性负相关,槟榔林负离子浓度变异系数与海拔呈正相关。因此,4种不同林分中,橡胶林的康养效果最佳,其次为常绿阔叶林,今后在森林康养旅游中,可优先选择这两种林分进行游憩。

中国城市绿地微气候研究进展——基于CiteSpace的可视化分析

随着中国城市化进程的快速发展,导致城市热岛效应加剧,威胁居民健康,城市绿地微气候已成为影响城市居民生活环境的关键因素。近年来,风景园林学科对于城市绿地微气候的研究日益重视。本研究运用CiteSpace软件分析过去二十年的相关文献,通过整理关键词发现城市微气候研究主要集中在小气候、数值模拟、热舒适等方面。研究进一步梳理文献来源、研究发展历程、空间分布情况和研究热点等内容,并进行深入评析。并对城市绿地类型与景观要素对微气候的影响、基于数值模拟技术的城市绿地微气候分析与优化、城市绿地公众热舒适度评价这三个方面成果最为丰富的研究内容进行分析。最后结合当前研究的特点与不足提出注重以人为本的城市绿地规划与设计、多感官舒适度评价的耦合、长期的微气候效应评估以及跨区域比较研究的建议。研究旨在探究城市绿地微气候的研究热点和发展趋势,为研究当前城市绿地微气候有关内容提供依据。

微气候因子对城市综合公园影响研究

城市公园不仅是城市生态系统的基本载体,更是城市小气候环境的生态调节系统。公园内部的热舒适环境与居民的生活质量成正相关关系,公园内部的每一个组成要素都关乎着独特的微气候特征。通过对城市公园的现有研究进行梳理,对比地形营造关系、水体排列形式、植物配比模式、铺装材料选取几大方面,确定出城市公园设计最优配比,对城市提质、发展绿化城市及城市公园的进一步研究提供参考。

植物配置形式对屋顶空间微气候影响实测分析——以昆明主城区为例

屋顶绿化建设对高层居住区室外空间的小气候产生积极影响,可刺激居民户外活动积极性,提高参与度。为分析屋顶绿化的植物配置形式对屋顶空间的微气候产生的影响及其变化规律在昆明主城区内东南西北4个方向各选择一处屋顶绿化,在2024年3月1日8:00-20:00对其小气候环境进行了实地监测,对比分析乔灌草复合、乔草、灌草等种植形式和单一地被种植形式的屋顶空间微气候变化规律。结果表明:单一地被对屋顶微气候环境影响程度小,乔灌草复合配置对微气候影响程度大;植物丰富程度高、植物数量多且密集,形成一定围合空间的植配形式对小气候有一定影响;覆盖度、遮阴度较高的空间对温度有影响,植物配置的丰富度、高度对湿度有影响,植物密集程度、围合程度对风速有影响。

微气候视角下住宅节能途径研究——基于CiteSpace的知识图谱分析

随着人们生活水平的提高,改善建筑周边微气候、减少建筑的能源消耗及提高室内舒适度,逐渐成为建筑领域研究的重要方向。本文运用CiteSpace软件,分别对微气候和住宅节能相关领域研究热点及要素进行梳理,总结出微气候与住宅节能的关系框架及发展趋势。研究展现了微气候与住宅节能在影响要素及模拟方法上的异同,通过对各领域软件与技术的协同操作,使两个领域产生关联,以期为住宅的规划、设计、建造及附属设施等,总结切实可行的策略方法,为提升住宅舒适度和节能减排提供参考。

基于气象数据对建筑遗产的微气候模拟及风险评估——以碧云寺为例

微气候的波动变化会对建筑遗产产生影响。使用实测、ERA5和MSN天气等三种不同类型的气象数据,以碧云寺为例,对建筑遗产的微气候进行模拟分析并做出初步的风险评估。通过实测数据发现温度和湿度波动较大的地方会有建筑材料的损坏。采用气象数据模拟时,发现在温度和湿度方面ERA5的气象参数适合用于观察历史情形,而MSN天气的数据适合用于对未来情形的预测和预防。在风环境方面,MSN天气的风速模拟结果贴合实测的风速,但风向数据存在滞后性;太阳辐射方面,辐射的模拟结果适用于一般情形。研究结果表明,在进行微气候模拟时,不同气象数据具有不同方面的适用性,这为后续在建筑遗产预防性保护的微气候风险评估方面提供了一个研究视角。

居住小区空间载体的微气候调节作用及其落位原则

室外立体空间拓展和绿化设施配置不仅可有效补充地面绿量,还能够调节住区微气候,营造舒适活动空间。参照重庆地域特征,建立下沉花园和屋顶花园两类空间载体,并细分为8种设计模式;借助ENVI-met和Ray Man软件开展室外微环境和人体舒适度模拟,进而依据对热风环境和生理等效温度热感觉累计时长的改善程度,提出空间载体落位原则。研究结果拟丰富住区室外立体空间规划内容,为引导室外活动设施的空间选位和规划实践提供支撑。

局地微气候差异对居住建筑夏季制冷能耗的影响分析

微气候与建筑能耗关系密切,通过改善微气候环境降低建筑能耗已经成为建筑节能设计领域的一个重要方向。以沈阳市尚盈丽景小区为例,依托微气候模拟软件ENVI-met和建筑能耗模拟软件EnergyPlus建立了微气候影响下的建筑能耗耦合模型,对夏季典型气象日的建筑逐层制冷能耗进行精准分析。实验结果表明:随着建筑高度的增加,局地微气候与城市气候对建筑制冷能耗影响的差异逐渐减小,微气候主要通过影响空气渗透得热量来影响建筑制冷能耗。微气候影响下全天建筑总制冷能耗相对于城市气候下建筑制冷能耗增加了9.63 kW·h,增长了4.28%。针对局地微气候差异对建筑制冷能耗的影响规律,提出优化住区规划布局、分区域提升围护结构热工性能、优化立面开窗等策略,从而实现居住区节能设计。

北京城市图书馆微气候控制单体图书馆阅览室

看点key feature微气候控制单体图书馆CLIMATIZED READING SPACE组件模块化和结构网格标准化COMPONENT MODULARIZATION AND STRUCTURAL GRID STANDARDIZATION自承重式玻璃幕墙结构THE LARGEST LOAD-BEARING GLASS SYSTEM北京城市图书馆历时4年建成,于2023年12月27日正式对外开放,总建筑面积约7.5万平方米,地上3层,地下1层。该图书馆是世界上首座超高自承重式玻璃幕墙结构建筑,拥有目前全国最大的智能化立体书库。

基于ENVI-met的景观绿化对城市商业广场微气候的影响研究

商业景观场所是商业建筑向城市空间的延伸,也是现代人在日常生活中能够接触到的比较多的一种室外景观场所,更是人们购物消费、休闲游憩的重要场所.通过ENVI-met软件的运用,对徐州市杉杉奥特莱斯商业广场进行景观绿化前后的微气候及热舒适度模拟研究,分析归纳总结消费者在景观绿化前后对于商业景观场所的热舒适度比较变化.根据消费者购物行为学调查研究,选用14:00—20:00作为模拟数据的时间段,分析各空间样点在典型时间段的室外热舒适度变化情况,并引入Pearson相关性分析,探究微气候因子与室外人体热舒适度的相关性.研究结果表明景观绿化后的商业广场比之前拥有更好的微气候环境及热舒适度.

城市地下空间开发对城市微气候的影响机理研究

基于城市能量平衡理论,总结了影响城市能量平衡的主要因素,从城市空间形态、城市下垫面属性、地下空间内部环境质量控制三个方面分析了地下空间开发对城市微气候的影响机理.研究成果可为科学合理开发城市地下空间、改善城市微气候提供理论支撑.