基于ENVI-met的居住区绿地对PM_(2.5)消减作用的模拟研究——以保定市西苑南区为例

从景观绿化角度出发,以优化绿地形式减轻颗粒物污染为目标导向,以保定市行列式老旧小区——西苑南区为研究对象,使用ENVI-met微气候模拟软件,对居住区绿地种植形式进行优化模拟研究。结果表明,种植形式、乔木高度、乔灌木种植比例的变化都会影响绿地中PM_(2.5)的浓度分布。通过模拟得出对颗粒物消减效果最好的植物配置方案如下:(1)公共绿地采用乔木与灌木搭配围合绿地边界,中心设置硬质铺装的种植形式,选择国槐为主要乔木树种,乔灌木等比例种植;(2)宅旁绿地采用乔木与灌木搭配围合绿地边界,内部为草坪或低矮地被的种植形式,选择龙爪槐为主要乔木树种,乔灌木种植比例为1∶2;(3)东西走向的道路绿地选择旱柳为主要乔木树种,乔灌木种植比例为2∶1,南北走向的道路绿地选择臭椿为主要乔木树种,乔灌木等比例种植。

基于ENVI-met的住区室外热环境模拟探析——以上海市中心城区为例

选取上海中心城区典型多层住宅区为样本案例,通过现场实测和模拟分析相结合的方法,探讨绿化要素对住区热环境的影响。首先,对样本住区进行微气候实测,并选取夏季典型气象日实测数据进行研究;其次,利用ENVI-met微气候模拟软件对样本住宅区进行室外热环境模拟计算,并在模拟前通过理论验证模型分析确定合适的边界条件及垂直网格形式;最后,将实测数据与模拟结果进行对比,探讨ENVI-met软件应用于住区尺度室外热环境分析的可行性与可靠性,为未来使用该软件的相关模拟研究提供科学的参考依据。

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.

基于ENVI-met模拟冷岛效应指标及差异性分析

【目的】为探明不同绿地配置及不同材质路面发挥冷岛效应的差异性及其微环境影响因素。【方法】选取北京市昌平区某高校教学区为研究对象,使用ENVI-met对研究区建立不同植被群落配置和路面类型的2种模型并对比其冷岛效应指标。【结果】(1)不同的绿地植物群落配置对于冷岛效应有明显影响。2种绿地配置(模型1:草地+灌木+乔木、模型2:草地)的教学区域日均温分别为20.68℃和20.47℃;日均相对湿度分别为60.60%和59.44%。(2)不同材质路面的温度、相对湿度具有差异性,但在2个模型中的温湿度高低上体现了一致性,温度由高到低依次为石砖路面、沥青路面、裸露土壤表面;相对湿度由高到低依次为裸露土壤表面、沥青路面、石砖路面。裸露土壤表面具有相对低温高湿的特性而石砖路面则相反。【结论】绿地植被配置中乔灌草相结合的绿地优于仅包含草地的绿地,不同材质路面中裸露土壤表面具有较高的舒适度。微环境影响因素中太阳辐射强度、CO_(2)质量浓度等对冷岛效应的发挥有一定影响。

基于ENVI-met绿化形式对夏季微气候及热舒适影响的研究:以桂林市为例

为研究夏季绿化形式对滨湖步道微气候的影响,以桂林市两江四湖景区榕湖步道为例,结合现场测试和ENVI-met数值模拟方法,分析绿化形式对滨湖步道微气候的响应规律,并利用正交设计试验得出步道高宽比、植物排布形式和乔木冠层尺寸对微气候的贡献度关系,并提出最优绿化设计方案。结果表明:步道高宽比越大,降温效果越好,减湿效果越弱;两侧复合式绿化排布降温效果最优,两行开敞型绿化排布减湿效果最优;乔木冠层尺寸越小,降温效果越好;植物排布形式对湖泊中心的通用热气候指标(universal thermal climate index,UTCI)变化的影响较大。通过非线性拟合和正交试验可知对空气温度和平均辐射温度贡献度关系为植物排布形式>步道高宽比>乔木冠层尺寸,且当步道高宽比为1.0,植物排布形式为两侧复合式绿化,乔木冠层尺寸为9 m时,滨湖步道微气候最优,符合人体热舒适标准,为城市绿化规划设计提供科学依据。

基于ENVI-met模型的绿化布局模式对洛阳城市生活性街道热环境的影响研究

生活性街道是城市居民日常生活中使用频率最高的公共空间之一,提升生活性街道环境热舒适具有重要意义。以城市生活性街道为研究对象,调研归纳了城市生活性街道典型空间特征及绿化景观要素,运用ENVI-met计算软件构建7种模型,研究分析不同绿化布局模式下种植密度及绿化带布局形式对热环境的影响。结果表明:乔木、灌木对环境气候影响大于地被植物,增加绿化带的数量并采用路侧绿化式布局对环境气候有较大影响。结合UTCI热舒适性评价方法对街道热环境进行客观评价,分析得出高种植密度及路侧绿化布局形式对人体舒适度的提升优于其他布局模式。

基于ENVI-met绿地布局形态对热环境的影响研究——以洛阳高层居住区为例

文章以洛阳市为研究范围,在对洛阳城市高层居住区进行调研的基础上,运用ENVI-met软件量化研究分析了不同绿地布局(集中式、分散式、轴线式、网格式)形态对高层居住区热环境的影响。结果显示,分散式绿化布局对住区环境的整体降温和增湿效果最为显著;其次是集中式和轴线式,降温效果覆盖面相对较小,但降温和增湿最大值较高;网格式影响面积大但降温和增湿效果最差。依此结果,建议在高层居住区整体采用分散式绿地布局规划为主,局部绿地广场采用集中式为辅的布局设计,可以有效地提升高层居住区热环境舒适度。

基于ENVI-met的夏季儿童热舒适调节效应树种研究

热舒适是影响儿童夏季户外活动的主要方面,树木是改善儿童夏季热舒适的重要影响因素。研究比较了ENVI-met中28个树种对儿童热舒适的调节效应,并分别探索了树木特征因子与SET值降低幅度、对儿童热舒适影响范围的相关性。结果表明:小叶榆、悬铃木、栾树、槐树、云杉、臭椿、合欢、椴树、夏栎对儿童热舒适的改善幅度显著,小叶榆、夏栎、银毛椴等对儿童热舒适的影响范围较大;冠幅和叶面积密度与树下SET值呈线性负相关,树高、冠幅和叶面积密度与树种高温段对儿童热舒适的整体影响范围呈线性正相关。研究进一步揭示了树木与儿童热舒适的内在联系,可为天津市儿童活动场地植物应用提供重要参考。

基于ENVI-met的二沙岛公园植物群落空间微气候模拟研究

以城市公园绿地植物群落为模拟对象,选取1.5 m人行空间高度的温度、湿度和风度作为微气候指标,运用ENVI-met三维微气候模式对植物群落水平结构和垂直结构层面开展模拟研究,并对5个群落结构指标进行主成分分析。结果表明:(1)5个植物群落结构指标对微气候预测平均热感觉指数影响由大到小为树冠覆盖率>枝下冠线>群落面积>布局方式>草灌层高;(2)从水平结构上看,群落面积越大微气候的改善越强,当面积大于2500 m^(2),改善效果的继续提升不明显;群落对微气候的改善作用,随着树冠覆盖率的增加而增加;在布局方式上,下风向密集型对微气候的改善强于其他布局方式;(3)从垂直结构上看,草灌层高和枝下冠线变化对温度和含湿量的影响差异较小,对风速影响明显。最后对湿热地区的植物群落设计提出优化策略,对改善室外空间微环境、满足居民活动需求具有重要的现实意义。

基于ENVI-met的街道空间形态对微气候的影响——以郑州市德化街为例

文章采用微气候模拟软件ENVI-met,以郑州市德化街为研究对象建立商业街道模型,实测和模拟相结合,量化分析了夏季商业街微气候特征。研究表明:(1)增加建筑高度和植物覆盖率,均可降低空气温度,同一时间各测点最大温差达到1.14℃,同时也改善了商业街空间微气候和室外人体热舒适,各测点之间最大PET温差达到了12.7℃。(2)植物由于蒸腾作用可显著增加街道空间相对湿度,同一时间各测点最大相对湿度差达到6.4%。(3)较高街道高宽比可提升风速,各测点全天平均风速最大相差1.10m/s。由此可得,较高的街道建筑和植物覆盖率对街道微气候和室外人体热舒适影响显著。

基于ENVI-met的广州街区温湿环境模拟

为研究华南湿热气候地区城市小区的温湿环境特征,基于微气候模式(ENVI-met)模拟广州市海珠区中山大学小区冬夏季温湿场的分布特征,并结合气象自动站连续监测资料进行检验订正,结果表明:(1)不同季节街区温湿场空间分布特征存在一定差异,白天水体和植被覆盖区为高湿和低温区;(2)ENVI-met模式能够较好预测小区微尺度温度和湿度环境,冬季温度和湿度实测值日变化幅度稍高于模拟值,夏季温度模拟值日变化幅度大于实测值;(3)冬夏季温度经过多项式函数拟合订正及冬季湿度经过指数函数和夏季湿度经过幂函数拟合订正后RMSE分别降至0.8℃以下和2.5%以下;MAPE分别降至0.26%和2.6%以下,模拟结果与实测值基本一致。研究结果表明ENVI-met可应用于城市小区规划建设。

基于三维模型ENVI-met对黑河森林和北方森林的潜热及显热通量模拟

在非均匀混合场景下模拟区域能量,三维小气候模型比一维模型考虑因素更为全面,但三维模型较复杂,研究甚少。为探究三维模型在混合像元场景中的通量模拟能力,以ENVI-met模型为例,以黑河关滩森林和加拿大北方森林为实验区,比较森林通量模拟值和实测值的季节性和日变化差异,并模拟森林三维空间结构对通量分布的敏感性。结果表明:(1)模型在春季、夏季、秋季模拟拟合度(R^2)分别为0.75,0.76,0.55。模拟显热通量、潜热通量日变化符合实测趋势,日平均实测值与模拟值之差均不超过10.0%。模型对显热通量、潜热通量和太阳短波辐射模拟精度分别为0.68,0.63,0.80。(2)模拟总体能量闭合率(EBR)达92.9%,模型对气象参数微小变动不敏感,较为稳定。(3)自然参数不变场景下,团状分布通量值大于均匀分布,变化幅度剧烈,且显热通量对空间异质性较潜热通量更为敏感。研究结果肯定了ENVI-met模型模拟通量具有较好精度,且能够反映出森林空间分布格局在通量分配上的影响,为研究区域气候变化提供了有效手段。

应用ENVI-met模型模拟三维植被场景温度分布

为深入研究地表温度异质性机理,引入三维小气候模式ENVI-met开展三维植被场景的温度场模拟。以离散分布的山杨、侧柏和油松人工林场景为例,在实测的气象要素、土壤水分、植被结构、叶面积指数和组分温度等的基础上,进行了敏感性分析和试验验证。敏感性分析结果表明:土壤相对湿度对模拟土壤温度场最为敏感,太阳辐射比例因子对模拟植被温度场最为敏感。验证结果表明:ENVI-met能准确模拟三维植被温度场的分布规律,模拟值与实测值较为接近(最高R2≈0.9,最小RMSE≈0.6 K)。

基于ENVI-met模式的城市近地表气温模拟与分析——以南京市部分区域为例

城市不同下垫面与建筑物空间形态对近地表气温等微气候要素产生了重要影响。开展城市气温时空变化模拟与影响因素分析,对于城市热环境评价与城市规划具有重要意义。论文基于高空间分辨率Geoeye-1立体影像,在建筑物高度、下垫面覆盖类型信息提取的基础上,选择南京一中、光华东街、玄武湖、头陀岭4个区域,采用ENVI-met微气候模式,以城市基本气象站南京站的实时气象数据作为背景气象场,模拟不同区域近地表气温的时空分布特征,并利用区域自动气象站观测数据进行精度检验。结果表明:在时间变化上,ENVI-met模拟气温与实测值之间吻合程度较高;在空间分布上,南京一中与光华东街区域气温时空分布规律总体相似,但城市空间形态的差异使得局部区域气温变化不同,玄武湖区域气温由陆地中心向外围呈递减趋势,而头陀岭地形复杂多变,白天气温变化剧烈,夜间空间变化较小。

基于ENVI-met的道路绿地微气候效应模拟与分析研究

道路是城市的骨架,处于城市形象的五大要素之首。道路绿化诞生之初即源于人们对道路环境的需求,道路绿化是改善道路微气候条件的重要策略。因而,合理地进行道路绿地规划设计,使其生态效益最大化,具有重要的理论和实践意义。论文以城市道路空间微气候为研究对象,运用城市微气候模拟软件ENVI-met,选取1.5 m人行高度的温度、相对湿度、PM2.5浓度作为微气候指标要素,模拟不同道路绿地率、道路绿带断面形式对道路空间微气候的影响,结果表明:第一,增加道路绿地率能改善城市道路微气候效应,起到降温增湿、消减人行道PM2.5浓度的作用;第二,相同绿地率情况下,道路绿带断面设计的绿带数越多,道路绿化降温增湿效果越好。40%绿地率的四板五带式效果最佳,对比无绿化道路温度降低率约为11%,湿度增长率约43%;第三,道路绿带断面设计形式影响了PM2.5浓度在道路空间的分布,导致机动车道PM2.5浓度增加,人行道PM2.5浓度减少,40%绿地率的两板三带式对人行道PM2.5浓度消减效果最佳,对比无绿化道路增减率最大提高了27%。

基于ENVI-met模式的某高校教学区室外微气候模拟与分析

基于三维非静力气候模拟软件ENVI-met,以大庆市某高校教学区为研究对象建立模拟方案,运用实测与模拟相结合的方法对校园微气候进行研究。得出了ENVI-met模型的模拟结果变化趋势与实际环境中的气象变化趋势基本一致,能够较好地反映出实际情况;针对实际区域内模拟结果的温度场、风环境及相对湿度进行了相关分析,并与相同模型、相同参数下无植被方案的模拟结果进行对比分析,得出了建筑物与树木阴影的有效结合可降低教学区内人行高度处的环境温度;教学区内部道路可作为通风廊道,降低空气龄,加速污染物的流通;教学区内大量植物的自身蒸腾作用为周围大气提供了大量的水蒸气,使局部空气保持湿润、相对湿度较高等结论。

ENVI-met乔木建模简化方式探究——以细叶榕Ficus microcarpa为例

为探究ENVI-met乔木建模的简化方式,确定实测中不便获取的建模参数能否采用软件默认值替代,本文以广州市居住区常用树种细叶榕Ficus microcarpa为例,通过正交试验探究影响微气候模拟结果的主要建模参数,并初步建立了细叶榕的建模参数库。正交试验结果表明,在细叶榕模型中,叶片反射率是树下空气温湿度模拟结果的显著影响因素,叶面积指数是树下太阳辐射和地表温度模拟结果的显著影响因素,应采用实测值以保证模拟结果的准确性;根深和根幅对以上四种微气候指标的模拟结果影响均不显著,在测量条件不具备时可采用软件默认值或建议值。针对以上四种建模参数,本文建立了细叶榕建模参数库,为设计师提供简便可行的数据参考。

基于ENVI-met微气候模拟的生活性街道景观优化

生活性街道是人们日常出行中使用最频繁的公共空间之一,提高其热舒适环境具有重要意义。通过对深圳市南山区代表性生活性街道的广泛调研,掌握生活性街道总体空间特征和景观因素特征。对4条典型生活性街道进行微气候实测实验及ENVI-met模拟和校核,构建南山区生活性街道理想模型,并对其进行正交试验设计模拟,找出最佳的UTCI值对应的最适景观要素值。根据模拟结果及相关规范要求,提出了针对深圳南山区生活性街道景观优化策略。

基于ENVI-met模拟的顺德清晖园布局通风设计要素研究

传统岭南庭园在湿热多雨的气候条件下展现出适应地域气候的朴素营造智慧,形成了富于岭南特色的庭园营造手法。自然通风作为一种被动通风方式,在传统岭南庭园布局中被积极利用,从而形成舒适宜人的庭园微气候。本文结合岭南四大名园之一的顺德清晖园夏季通风测试与模拟研究,对其布局设计中的通风要素进行分析,发掘其庭园布局中的通风组织策略、设计要素及导控要点。本文通过对顺德清晖园ENVImet模拟模型进行校验研究,认为ENVI-met软件可用于模拟湿热气候下岭南庭园通风效果的量化分析与评价,并且基于ENVI-met模拟分析,总结了清晖园布局中营造出良好通风效果的通风要素及通风设计策略,进而提出通风要素的设计要点、适宜尺度等,以期为当代岭南庭园的设计实践提供参考。

基于ENVI-met模拟的屋顶绿化热环境影响

文章以同济大学四平路校区为研究对象,采用ENVI-met 4.4.2模拟4种方案(无绿化、地面绿化、屋顶绿化、地面绿化与屋顶绿化的组合绿化)时校园内温度分布特征,对比分析有地面绿化和无地面绿化情况下,7∶00、12∶00、20∶00、1∶00时屋顶绿化对室外行人高度(1.5m)和屋面高度(12.5m、17.5m)的气温影响。结果表明:(1)校园无地面绿化时,屋顶绿化的降温效果较为微弱;(2)校园有地面绿化时,屋顶绿化对环境气温的影响明显增强,尤其是行人高度的温度变化明显增大,且随着高度增加,影响逐渐减弱;(3)校园有地面绿化时,12∶00时屋顶绿化对建筑较少的开放区域降温效果明显好于建筑密度大的区域,而7∶00、20∶00和1∶00时开放区域会出现升温现象。屋顶绿化除增加绿化总量外,也增加了绿色空间的连接性,有利于形成联系更为紧密的绿色空间网络,提高开放空间的热舒适性。