干热地区不同居住区夏季室外热环境分析——以石河子市5个居住区为例

随着城镇化的快速发展,大规模的城市开发建设加剧了城市热岛效应,干热地区夏季城市热环境问题尤为突出,城市活力下降。为探究不同形态参数和建筑布局对干热地区居住区夏季室外热环境的影响,通过对石河子市五个典型居住区的热环境物理参数进行实测调研,运用控制变量法对比不同形态参数对居住区的影响,并采用多元回归分析的方法探究干热地区室外热环境的影响因素,以期为干热地区营造健康舒适的室外环境和街区设计提供借鉴和参考。

干热地区高校夏季室外热环境研究——以石河子市某高校为例

高校校园是师生室外活动的主要场所,其室外热环境直接影响了师生的舒适程度,尤其在干热地区更加显著。因此,对干热地区高校校园进行热环境研究分析具有重要意义。以干热地区新疆石河子市内典型高校石河子大学北苑新区为研究对象,选取校园内人流量较大且功能性明显的5个区域作为典型点位探究室外热环境。从建筑空间形态、典型点位物理环境参数等角度进行实测数据分析。研究结果表明,点位周边的建筑形态以及是否存在绿化植被对其热环境产生了显著影响,从而为干热地区高校校园热环境的研究与改善提供理论基础,具有一定的参考价值。

冷辐射墙系统对室外热环境的改善

选取夏季沈阳西塔步行街作为研究对象,通过实地测量和PHOENICS软件模拟,对比分析了步行街的室外热环境。发现测量数据与模拟数据的趋势大体相同,并且有较好的拟合结果,验证了PHOENICS模拟软件对街区室外热环境模拟的可行性。同时通过热舒适评价指标UTCI评价了湿热天气下街区的热舒适,其中阴影区外的行人活动区域UTCI值达到42℃左右,街区平均UTCI达到37℃左右,属于极端热应力和很强的热应力范围。为改善步行街的室外热环境,建立了冷辐射墙系统,通过试验验证和数据分析证明了冷辐射墙系统对室外热环境有较好的改善效果。最后在PHOENICS模拟软件中,将冷辐射墙模型加到原有的街区模型中,模拟发现在加入冷辐射墙的3号楼附近,风速增加了1m/s,温度降低了3℃左右,验证了冷辐射墙系统在热湿天气下对街区室外热环境有很好的改善效果。

深圳市南山区某CBD商业街区室外热环境实测分析

中央商务区(CBD)是城市的经济发展中枢和各类商业活动的核心区域,具有极强的经济辐射能力。CBD商业街区的下垫面硬质化比例高、建筑空调制冷系统向外排热多、机动车流量大等特征有可能加剧城市热岛效应,引发城市热环境问题。基于深圳市南山区某CBD商业街区的室外热环境实测结果分析,探讨不同下垫面的城市建筑空间在过渡季节的热环境差异,分析其影响因素,为CBD商业街区的室外热环境优化设计研究提供参考。

建筑布局模式对湿热地区城市住区室外热环境影响分析

伴随着我国城市化进程的推进,城市热岛效应等城市热环境问题对城市居民的日常生活的影响日益明显。以深圳地区为例,采用通用热气候指数作为评价指标,以ENVI-met作为模拟计算工具,对不同建筑布局条件下的住区室外热环境进行模拟,对建筑布局模式对室外热环境的影响进行了分析与总结,可有效指导城市住区的规划设计,提高人居环境质量。

面向长时间尺度室外热环境模拟的节气日典型气象日气象要素序列的生成

长时间尺度的数值模拟可以更为全面地描述室外热环境的特征及变化规律,具有重要的理论和实践意义。当前在模拟中输入的气象数据主要是经由Finkelstein-Schafer(FS)统计方法或主成分分析法生成的典型气象日,其数据连续性不足,不利于描述模拟场景。节气知识起源于中国黄河中下游地区,将节气知识与FS方法相结合,选出具有气象代表性的典型节气日,加工后可生成用于长时间尺度室外热环境模拟的节气日典型气象日(Solar Terms Typical Meteorological Day,STTMD)气象要素数据序列。研究分别以1981—2010年及1991—2020年的气象观测数据为基础,生成了郑州、济南等8个站点的STTMD气象要素数据序列,并对该数据的气象代表性和适用范围进行了分析。结果表明:该数据在黄河中下游地区具有较为准确的气象表征,可以大幅简化长时间尺度的数值模拟工作,并具备进一步加工深化及延伸应用的可能。研究也发现,对于黄河中下游之外的区域,该数据的物候意义不够准确。

浅析茶室建筑与室外热环境的研究——以田螺山茶室为例

建筑室内外热环境品质直接影响人们的活动,茶室建筑在提供文娱场所的同时,对室外热环境也有一定的要求。本文以田螺山茶室为例,通过遥感手段快速获取夏季、冬季的茶室及周边地温,对茶室室外热环境进行分析,并总结不同季节茶室室外下垫面要素对热环境的影响。通过目视解译,本文从地温特征的角度识别水体、草地对茶室室外热环境的影响,结论为:水体在夏季、冬季均有明显的冷岛效应,对茶室室外地温降温明显,而草地受季节因素影响,夏季对茶室室外地地面降温效果弱于冬季。

城市居住区室外热环境气候研究进展分析

城市居住区是构成城市的重要单元之一,是城市居民日常生活的重要场所,其室外热环境气候质量的优劣受到人们的广泛关注。以2000年之后中国知网(CNKI)和Web of Science(WOS)核心合集数据库中收录的446篇关于城市居住区室外热环境气候研究的文献为研究对象,首先从时间和空间维度分析了城市居住区室外热环境气候研究概况,研究表明随着人们对美好人居环境的追求以及科学技术的发展,对于城市居住区室外热环境气候的研究将会进入新的阶段;其次,使用CiteSpace软件对相关文献进行了关键词共现分析与统计分析,从其数据采集方法、空间要素与气候要素耦合分析和室外热舒适性研究等方面进行了归纳总结;最后,讨论分析了城市居住区室外热环境气候研究的发展特点以及未来的研究趋势。

居住区室外热环境的预测、评价与城市环境建设

利用改进的CTTC(集总参数 )模型并结合计算流体力学模拟得到的小区风场 ,可定量分析太阳辐射、绿化及建筑布局等因素对小区热环境的影响 ,并对小区不同区域内的热环境进行预测和评价 ,其结果可指导住区室外环境设计及规划。介绍了模拟预测小区室外热环境的方法 。

室外热环境评价指标湿球黑球温度简化计算方法

针对室外热环境评价指标湿球黑球温度在实测和数值计算中都比较难获得的问题,在湿热地区广州夏季收集了空气干球温度、湿球温度、黑球温度、相对湿度、风速、太阳辐射和湿球黑球温度等数据,对收集的数据进行相关性分析和回归分析,相关性分析结果表明:空气温度、相对湿度、太阳辐射与湿球黑球温度具有一定的线性相关度,可以采用上述三个气象因子作为湿球黑球温度的简化计算参数;回归分析结果表明:回归的关联式与实测湿球黑球温度的相关性较高,并且满足多元线性回归的各项检验,认为该回归方程具有较高的可信度,可以在城市热环境的实测评价和数值预测过程中,作为湿球黑球温度的简化计算方法应用。

城市住区室外热环境三维分布特征模拟——以杭州为例

选取杭州城西3个现实住区为模拟对象,应用室外水平与垂直气温实地观测与CFD数值模拟相结合的方法,量化模拟并比较在无风与微风条件下夏季不同建筑布局的住区室外热环境的三维分布特征.结果表明,在相似的下垫面特征、太阳辐射和建筑体表面热属性条件下,考虑导热和自然对流条件下室外模拟温度比仅考虑导热条件更接近于现实室外热环境,即相差幅度为1～3℃.在垂直方向上,随着高度的上升,室外热环境逐步由受下垫面导热的影响为主转变为受太阳辐射与自然对流影响为主,纵向气温变化幅度为2.0～2.5℃.在通常情况下,点式高层的住区室外热环境优于围合高层与行列式多层住区.

广州大学校园夏季室外热环境测试与分析

通过对广州大学夏季室外不同下垫面的环境变量进行测试,包括空气温湿度、风速、地表温度和太阳辐射强度以及综合热指标生理等效温度(PET),最终获得了不同下垫面对热环境的影响程度.结果表明:缺少有效遮阳的条件下,不同硬质地面上方的空气温度和平均辐射温度相差不大,但比树荫下分别高出了近2.4℃和20℃;不同下垫面的PET分布趋势:树荫<木质凉亭<草地<植草透水砖<深色混凝土<白色瓷砖.

教学组团夏季室外热环境特征与计算模型验证

对湿热地区典型教学组团的夏季室外热环境进行了33 h昼夜连续实测。根据气象参数,行人高度上温度、湿度、风速和湿球黑球温度(WBGT)分布以及典型地表温度等的测试结果,得到湿热地区教学组团夏季室外热环境的主要特征。测试结果表明,组团内的天井、架空、透水砖可有效降低夏季白天行人高度处的空气温度及WBGT,一些建筑设计手法对组团夏季白天室外热舒适的改善效果依次为:架空>天井>透水砖路面>不透水砖路面>混凝土路面。夜间,各测点的热舒适性基本一致。将测试结果对组团室外风速和WBGT现有计算模型进行验证研究。研究表明,数学公式计算值的相对误差均不超过6%,与实测统计值相吻合。

居住区室外热环境影响因素探究

居住区室外热环境直接影响室内热环境并关系到人居环境质量,已越来越被人们重视。从借鉴传统古村落建筑群室外热环境的研究成果出发,结合广州等湿热地区气候特征,探究影响该地区居住区室外热环境的主要因素,以期在未来建筑设计中更多地关注这些因素,从而创造出更加舒适的室外热环境。

城市居住区室外热环境的分析方法

针对建筑室外热环境模拟研究中对物理模型过于简化的问题,提出了一种基于数字图像分析的室外热环境模拟方法,实现了图像处理技术与数学模型的结合,有效地分析了室外热环境分布情况,并在测试结果和模拟结果的对比分析中得到证实,研究结果为室外热环境的研究方法提供了新的参考。

基于图像处理的建筑群室外热环境数学模型及实例分析

针对早期规划阶段的建筑群室外热环境问题,为建筑群空气流动建立了区域网络流动模型(即用建筑、地面等围成不同的流动区域),并通过各个流动区域的开口将这些流动区域连接起来构成网络模型;同时对建筑群中的建筑和地面建立了辐射、导热数学模型。在整体的数学模型中考虑了太阳直射、太阳散射、反射辐射、长波辐射、空气流动换热、建筑的外围护结构传热、地面传热等因素,分别以建筑、地面、空气为对象,建立热平衡方程进行耦合求解。同时,应用数字图像技术,实现了数字图像与建筑群室外热环境数学模型的结合。并通过实体建筑群的模拟分析和实测比较,验证了该模型的合理性。

江南水乡住区冬季室外热环境实测及分析--以上海魅客小镇滨江社区为例

室外物理环境是体现人居环境品质的重要因素,针对广大乡村住区的室外环境研究存在一定的空白,而当下乡村人居环境科学发展已成为江南地区乃至国家的重大需求。文章以室外热环境为切入点,选取上海典型乡村案例——上海魅客小镇滨江社区,通过布点实测的方法,获取冬季水乡住区室外热环境数据,初步分析得出影响室外热环境的要素:太阳辐射、地面类型、空间围合度及树冠遮盖等,同时阐述各影响要素的作用机制。采取的实测方法和初步结论可为乡村住区室外微气候、热舒适性的深入探讨提供借鉴。

东北严寒地区居住小区室外热环境优化设计研究

东北严寒地区冬季室外气温低,热舒适性差,热环境优化设计难度大。本研究通过实地调研与理论分析提出居住小区室外热环境影响因素,应用ENVI-met分析空间形态、建筑密度、容积率对居住小区室外热环境的影响,为东北严寒地区及相近寒地居住小区室外热环境优化设计提供参考。

立体绿化对室外热环境的影响机制和效益评估指标研究

基于CiteSpace文献计量方法对Web of Science数据库的文献进行分析,针对立体绿化的物理热环境评估指标缺乏系统性的问题,梳理了立体绿化对室外热环境的影响机制和效益评估方法,主要聚焦于室外热环境的表征因子、立体绿化影响因子及其对应的评估工具,总结目前国内外立体绿化对热环境研究中各类影响指标的相互关系,并展望可持续建筑环境的未来。

基于ENVI-met的中山市街区室外热环境数值模拟

随着城市化进程的加快,城市对局地热环境的影响越来越明显,为定量分析城市建筑物和绿化设施对夏日室外温度、风速和热舒适度的影响,运用三维非静力模式ENVI-met对中山市典型街区建立实际和无植被两种方案进行模拟研究.结果表明,ENVI-met模式模拟结果与实况接近,能较好反映实际情况.建筑物阴影和树阴可降低行人高度的环境气温2.6~3℃;草坪和沥青路面行人高度(1.5m)的温差在11:00~17:00较大,逐时最大的温差达1.7℃.建筑物背阳面和树木附近PMV值(表征人体热反应(冷热感)的评价指标)比沥青路面低2个等级.无植被方案下,行人高度的高温面积比实际方案增加最大可达10%,平均风速增加24%,PMV≥4(非常热)面积增加最大可达13%.在垂直方向上,无植被方案街区的加热效应可伸展到10m高度,在0.6m高度上该效应最显著.由此可见,在炎热的天气下,城市的绿化可以显著降低温度,有效提高人体舒适度.