高层居住组团布局类型与区域热环境作用关系研究——以厦门市为例

城市热岛的持续与“双碳”战略的实施,对住区建设提出了应对城市气候问题、缓解区域热污染的要求。文章以厦门市为例,通过统计分析、控制变量、数值模拟等方法,对高层居住组团布局类型与其所在区域热的环境质量的作用机理展开研究。结果表明,通过布局优化改善区域热环境的思路具有可行性;在同一基本布局类型下,建筑紧凑程度、建设用地方位、组团开敞方向等因素的变化将对区域的热环境产生显著影响;精细化的布局类型与热环境研究具有必要性。

福州市不透水面变化对区域热环境的影响

通过对福州市两时相LandSat 8影像进行全约束线性光谱混合像元分解,提取出研究区不透水面亚像元信息,并在此基础上根据城市不同区域的发展程度,将亚像元按不透水面百分比划分为<10%、10%~<30%、30%~<50%、≥50%的区域.同时结合基于大气校正的地表温度反演,分别计算各区间不透水面对区域热环境的贡献.结果表明:福州市平均地表温度随着不透水面百分比的增加而升高;当不透水面百分比≥10%时,不透水面对福州市热环境的贡献开始增大,福州市的地表温度逐渐呈升高趋势;不透水面百分比<10%时,不透水面斑块的破碎程度减弱,对福州市的“热岛效应”具有一定的减缓效果;随着城市化的推进,福州市中低密度区域的不透水面向着中高密度区域转移,土地利用/覆盖变化导致了区域热环境的变化.

基于遥感的区域热环境分析

为研究城市及其周边区域大范围热环境变化,以秦岭山脉南坡和北坡为例,采用遥感数据反演地表温度、植被指数和地表通量,不仅从传统地表温度参数理解区域热环境问题,还着重分析了秦岭两侧地表通量空间分布格局。研究表明,秦岭山脉南坡与北坡气候、地形和地表覆被状况的差异导致地表温度和热通量等热环境均存在显著差异。北坡的西安和咸阳市平均地表温度比其他行政区显著偏高,而在南坡植被覆盖较好的周至县境内,地表温度平均值则显著下降;裸地和居民地的地表温度平均值较高,而潜热通量和蒸散发平均值则较低。遥感估算区域热通量和蒸散发信息与地表温度同样是区域热环境研究中不可忽视的重要表征变量之一,而大范围区域热环境变化对于研究城市热岛效应的形成机制具有重要推动作用。

南京江北新区城市规划对区域热环境影响的WRF模拟研究

区域热环境问题是影响城市生态环境的重要因素之一,如何通过合理的城市规划从而最大限度降低热环境问题带来的负面影响,是城市规划需要解决的关键问题之一。以南京江北新区为研究对象,基于城市规划下垫面类型数据,利用WRF模式(Weather Research and Forecasting model,WRF)来模拟近地表气温变化,进而分析研究区域热环境对城市规划的响应。研究表明:(1)高时空分辨率土地利用数据的输入能够显著提高WRF模式模拟的近地表气温精度,在此基础上耦合城市冠层模式,可以更准确地反映城市内部气温变化情况;(2)区域热环境受城市规划中土地利用类型变化的影响显著,城镇用地增加区域的气温变化幅度在不同时段有差异,其中气温升高幅度最大为1. 8℃,出现在20∶00～22∶00时段;相比于自然地表,城镇用地呈现出升温快和降温慢的特点;(3)与2013年相比,2030年研究区热岛范围扩大,热岛强度增强。因此,初步建议在城市规划时,除有效控制城镇用地增长外,需考虑该用地的分散布局,将其对热环境造成的影响降到最低,更有利于江北新区生态规划建设。

区域背景下生态空间网络与热环境分析

近几年,随着城镇化的不断发展,城市建设用地逐渐增加,生态用地不断减少,区域热环境问题已经逐渐成为一个生态问题。利用统计分析和理论分析相结合的手法,通过建立地表空间格局指数,将区域内的生态空间数据化;通过对区域内温度进行分析,得到了区域内热环境特点,利用空间温度模型计算公式得到了区域内温度极值和生态空间的关系,利用数理统计温度点的特性建立了温度空间模型曲线;通过分析模型曲线,研究了生态空间与区域热环境的关系,探讨了生态格局对生态空间网络的影响机制。研究表明,随着生态空间指数的增大会导致区域环境温度不断降低。该结论为后续区域热环境的研究提供了理论依据和实际应用价值,具备积极的现实意义。

城市住区气候适应性的热环境设计

以南通地区某小区为例,重点就城市环境设计中的夏季热环境因素进行分析,以图在进行环境设计时明确热环境对它的影响,创造出宜人的城市住区空间。

土地利用变化对京津冀热环境时空演变的影响

选取中国三大城市群之一的京津冀城市群作为研究区,利用Getis-Ord Gi*指数、贡献指数等分析方法,探究了2001~2020年不同土地利用类型对京津冀城市群夏季昼夜区域热环境的影响.结果发现,夏季昼夜相对地表温度空间分布差异较大.白天,西北部和东南部的相对地表温度都较高.夜晚,西北部以冷点为主,而热点主要聚集于东南部.京津冀城市群主要以耕地、林地、草地和建设用地为主.耕地、建设用地主要分布于东南部,林地和草地主要位于西北部.其中,耕地面积最大,约占总体面积的45.5%.然而自2001~2020年,随着城市化的发展,耕地面积降低了5.2%,而建设用地面积增加了2.3%.土地利用在夏季昼夜的相对地表温度变化较大.水体在白天的相对地表温度基本低于0℃,对区域热环境具有明显的降温作用,在夜晚水体的相对地表温度则位于3~4℃,具有明显的增温作用.草地在白天对区域的降温作用不明显,而在夜晚的降温作用明显强于林地.本文通过研究不同土地利用类型对区域热环境的昼夜影响,将有助于理解区域热环境分布特征及影响机制,从而为区域层面的热岛缓解策略制定提供理论依据.

基于低空热红外遥感的区域地表温度分布研究

遥感已成为获取和记录生态环境信息的主要方法,其中热红外遥感已被运用于城市领域的多个方面。由于遥感平台的限制,针对城市的热红外遥感研究中同时具有较高分辨率并且覆盖较大面积的研究较少。为了在广州开展此类研究,华南理工大学建筑节能研究中心自主研发了低空航拍热红外遥感平台,并利用其对广州城区和郊区区域进行了观测。基于所获取的热红外遥感图像,分别利用典型剖面分析法和整体分析法从不同角度对两个区域的地表温度分布进行了研究。从温度概率分布及其偏度与峰度等角度对两区域的温度分布特征进行描述,并分别从平均值和中位值的角度对两区域的温度进行对比,以探明广州夏季城区与郊区的地表温度差别。此外,对温度方差值进行比较,分析两区域地表温度的波动情况。

基于多用途建筑区域热气候预测模型的城市气候图研究初探

为了对室外人居环境进行良好的预测和评价,克服CFD数值模拟等其他模拟方法在解决城市气候图问题时存在的局限性,该研究采用已研发的多用途建筑区域热气候评价模型,以深圳国际低碳城热环境为对象,针对夏季最热月情况初步形成区域热环境城市气候图。该文结合规划专业技术,对空间参数和下垫面信息进行归纳和简化,讨论了区域内夏季不同室外环境参数气候图的分布规律和彼此的相关性,分析了城市气候图中差异性较大地区的主要成因并提出宜采取的相应改善措施。研究结果表明:深圳国际低碳城内部建筑和人员活动密集的中部区域和林地为主的周边区域呈现出截然不同的热气候规律,前者比后者气温高约3.5℃,含湿量低1 g/kg左右,人为排热量密集的地块可达到160 W/m2以上;热舒适性指标SET*在中部区域呈现出相对较低的水平,平均比周边区域低1.5℃左右,但部分局部地块超过了30℃,需要进一步从规划的角度优化自然资源配置,调整建筑布局。