面向城市规划的热环境与风环境评估研究与应用——以济南中心城为例

在城市尺度规划中如何定量评估规划方案对热环境与通风环境的影响是一个技术难题。基于遥感和GIS技术,建立了一套面向城市规划的热环境与通风环境评估指标和技术方法,其中热环境可采用遥感估算的地表热岛强度(SUHI)、热岛比例指数(UHPI)以及生态冷源等级进行评估;通风环境评估则包括背景风环境和地表通风潜力两方面,前者可通过气象观测统计或数值模拟得到,后者可根据下垫面动力粗糙度长度(RL)和天空开阔度(SVF)进行估算。基于城市形态学模型,RL可以由建筑密度和建筑高度进行估算,SVF可由高分辨率数字建筑高程模型进行估算。在此基础上进行通风潜力等级划分,并采用通风潜力指数(VPI)定量评估一个地区的总体通风状况。应用上述指标和方法,利用2015年济南6月12日Landsat 8卫星资料、2013年1∶2 000基础地理信息资料和2020年城市规划资料,对济南中心城区规划前后热环境与风环境进行了定量评估,并基于生态冷源、热岛强度、地表通风潜力和背景风初步开展了济南中心城通风廊道规划应用,同时给出了相关规划策略和建议。研究结果显示:(1)文章建立的热环境与风环境评估指标和技术方法可有效应用于城市规划前后变化评估中;(2)热岛强度、地表通风潜力的高低与城市分区功能定位和土地利用类型有直接关系,规划后(2020年)热岛比例指数(UHPI)从0.31增加到0.38(均为"较轻"等级),通风潜力指数(VPI)从0.89("好"等级)降至0.74("较好"等级);(3)初步构建的3条一级廊道和10条二级廊道规划方案,将有利于缓解济南中心城区热岛效应和增强城市空气流动性。

城市开敞空间热环境调控规划方法研究--以广东南海为例

对开敞空间热环境调控原理进行研究,认为开敞空间对热环境的影响可归纳为冷效应和通风效应2个方面。其中,冷效应包括降低城市热岛、冷溢出效应及切割城市热场;通风效应包括作为风源、输送凉风。构建以开敞空间为基础的城市热环境调控规划体系,研究生态冷源控制区、城市热环境控制区、通风廊道控制区的规划原则与方法。以"佛山市南海区城市开敞空间专项规划"为例,规划热环境重点控制区350.44km^2,热环境一般控制区313.14km^2,生态冷源控制区411.87km^2,以及10条通风廊道。

城市通风廊道规划技术研究--以石家庄都市区为例

以在城市规划建设中提高空间布局的气候适宜性、实现良好的自然通风为出发点,构建了一套覆盖城市小区尺度的自然通风规划技术方法,在石家庄都市区规划中进行应用。其中城市尺度利用气象观测、卫星遥感、现状建筑矢量数据,综合气象数值模拟、RS反演与GIS分析,进行背景风环境评估、热环境评估和通风环境评估,并利用城市建设对气候影响程度不同,将研究区分为5类气候空间。在以上研究分析的基础上,形成了“6+13”多级通风廊道规划方案,并提出应依据城市气候分析图采取不同开发策略。小区尺度则采用CFD模拟及观测实验,对典型街区微气候环境进行模拟分析,评估不同建筑布局、密度对通风环境的影响。结果表明:主导风向上游方向建筑物越少、密度越小,越有利于通风。风速衰减等级随建筑密度升高而增加,街区内垂直于风向且建筑密度较高的建筑群,挡风效果最为明显。