精准更新导向下的数字化城市设计实践探索——以上海市陆家嘴水环为例

本研究面向精准更新需求,提出了数字化城市设计分析范式,推动设计分析与效能评估从主观经验向量化解析的转换。在现状问题研判上以“人本”为核心,基于移动互联网LBS数据解析场地人口组成与行为特点,基于路网组构和sDNA诊断慢行堵点断点,基于美团与微博数据研判空间品质,基于结构化网页数据与POI兴趣点数据提炼功能布局,在方案效能评估上强调“量化”,结合大数据案例库与空间分析技术形成针对性效能提升分值评价。陆家嘴水环片区,这一紧邻上海核心CBD的“城市背面”,作为具有更新潜力和复合问题的代表性区域被选为案例。通过多源城市数据和城市设计分析技术的城市体检,本研究在实现从问题诊断到效能评估的多环节嵌入性支持的同时保证了相关分析方式的可推广性。通过实践需求引导下的技术与设计深度融合,本文有望为设计科学(Design Science)新范式的涌现提供针对性探索。

完全匹配层吸收边界条件的研究

边界反射是数值模拟中的一个关键问题。构建完全匹配层(PML)吸收边界条件是消除边界反射的理想方法之一。此方法是在研究区域的边界上加入吸收层,使边界上传入吸收层的波随传播距离按指数规律衰减,不产生任何反射,达到消除边界反射的目的。首先给出了二维声波方程完全匹配层的公式,然后通过地面地震模型和井间地震模型数值算例与常规吸收边界条件进行了比较。结果表明,PML边界条件具有吸收更干净、相位对应关系好且能够吸收各种角度的边界反射等优点,从而验证了完全匹配层吸收效果的优越性。

超薄白色罩面(UTW)脱空应力分析

采用ANSYS软件对UTW路面结构的脱空进行了分析,探讨了板底未脱空时板受力特性及板分别出现不同程度的纵缝边缘脱空、横缝边缘脱空和板角脱空情况下的混凝土板受力特性,并结合直道疲劳试验的应变观测及芯样观测结果对有限元分析的结论进行验证,指出在设计及施工时应采取措施切实保证UTW层间粘结,保证UTW在荷载下不过早破坏。

上海工业历史街坊更新中场所真实性特征研究——基于产业存续视角

工业遗产源于产业结构调整,产业存续与否,对更新中的真实性表达具有重要影响。文章建构了一个场所真实性特征的分析框架:本源真实性、连续真实性、现实真实性;以中国近代工业发源地——上海中心城区为对象,选择8处工业历史街坊展开评价;讨论场所真实性在不同产业之间的异同,总结出新产业对旧产业的存续程度,是影响工业遗产更新的场所真实性表达的核心要素;从产业存续角度提出建议,以期为上海未来的工业历史街坊更新提供借鉴。

生态型高与超高性能结构混凝土的研究与应用

这一项目依据我国重大工程设计寿命100年、强化国防工程的防御能力和提高西部严酷条件下工程服役寿命等特殊要求,对结构混凝土开展了系统研究,取得了达到国际领先水平的创新成果,主要体现在以下几个方面：（1）首次采用微粒细丝复合技术,制备出具有高动态效应的CF200系列化生态型超高性能纤维增强混凝土材料，解决了防护工程的抗爆炸、抗侵彻设计与施工难题。

水泥混凝土路面疲劳寿命预估研究

本文结合上海水泥混凝土路面的损坏状况,主要对水泥混凝土路面发生频率最高的病害-裂缝进行分析,分析的方法是利用断裂力学的原理,通过对水泥混凝土动态抗压试验的结果进行分析,提出了利用弹性模量来预估水泥混凝土路面的寿命,对水泥混凝土路面的寿命预测,可以针对损坏的情况及时提出修复方案,从而可以对水泥混凝土路面的病害早期养护和修复,防止病害的蔓延和影响道路的正常使用,增加修复难度和修复费用。对水泥混凝土的养护、保养和修补提供理论的依据和实际操作方法。

夏热冬冷地区开放街区气候适应性设计研究

随着城市居住空间需求的急剧扩张,高层高密度小区逐渐发展为不可避免的城市居住模式。由于传统封闭住宅小区引发了一系列社会经济问题,“开放街区”成为现今住宅小区的发展趋势。研究选取上海典型住区为研究对象,采用街区类型设计和计算机数值模拟方式研究建筑布局和绿化形式对开放街区的微气候影响,为优化高密度住宅小区的布局提供参考,并为实际规划方案的评估过程提供优选策略。研究结果表明,在夏热冬冷气候区,围合式开放街区的室外热舒适度高于点式开放街区;建筑垂直绿化对围合式布局的影响程度大于半围合式和点式布局;南立面绿化和东立面绿化在行人高度处会带来更高的热舒适度。

上海居民用能行为和住宅空调采暖能耗研究

充分了解居民用能行为、居住及个人因素对建筑能耗的影响,有助于针对性地提出和推广优化用能行为措施来挖掘住宅节能潜力。通过对上海市5个不同类型小区的实地调研和走访,获得了不同小区中以家庭为单位的环境调控设备类型及数量、空调使用习惯、开窗通风习惯、月电费等居民用能相关数据、基本居住信息及被访问者个人信息,对居住建筑中能源使用者的行为特征进行归纳分析,并对若干因素与建筑能耗相关性加以回归分析。研究发现上海地区住宅室内环境制冷和采暖主要依靠分体空调,因此提高分体空调能源效率并鼓励居民选择高效产品有重要意义;设备数量与户内面积呈显著正相关关系;空调使用模式是“按需使用,人走即关”,表明使用者具有一定节能意识;空调夏季设定温度相对较节能,而冬季较不节能,夏季夜间开机率要高于冬季夜间,应进行宣传教育,使冬季空调设定温度趋向合理,引导夏季夜晚采用更节能的风扇等设备来降温;多数居民有保持通风的习惯,且老人优于年轻人,关窗原因由于各小区环境不同而略有差异,应通过前期设计创造利于通风的室外环境和室内空间,规避室外噪音等阻碍开窗的因素,对重点人群进行教育并鼓励开窗等被动式行为;在月电费粗略代替建筑能耗的前提下,建筑能耗与户内面积和空调数量呈显著正相关关系,与小区类型和常住人口数无直接关系,与被访问者收入无显著关系。希望能为进一步提出优化用能行为措施提供理论参考依据,以促进我国住宅建筑节能减排与可持续发展。

高层居住区规划设计策略的室外热环境效应实测和数值模拟评估

城市化改变了城市的热环境,适宜的规划设计策略可以缓解热岛效应等城市热环境问题对建筑节能、人体热舒适等方面带来的负面效应。本文针对城市高层居住区规划设计策略对小区室外热环境的影响,进行了实地观测和参数化的数值模拟,以验证和量化不同设计策略对室外热岛和热舒适度的影响机制和程度。研究发现,增加树木数量和树冠层叶密度和覆盖率对降低城市热岛以及改善人体热舒适都表现最佳,增加草坪覆盖效果次之,而提高地面的硬质铺面反射率应注意控制在合理区间,否则虽然对降低城市热岛有一定效果,但可能提高行人区域的辐射温度从而影响行人的日间热舒适。研究旨在为改善我国南方地区城市小区热环境的城市与建筑设计策略研究提供参考依据。

产业变迁对工业遗存改造中物质真实性影响研究

工业遗存改造是产业变迁在物质空间的映射。根据改革开放以来上海产业变迁的历程,将工业遗存改造划分为4个阶段。通过建立"建筑、场地、景观、其他工业要素"4个方面的物质真实性评价框架,评析不同阶段的代表性案例,验证了产业变迁中的城市宏观产业结构和改造对象的微观产业功能对工业遗存改造中物质真实性特征存续的不同影响,指出物质真实性是产业催生下城市经济发展真实需求的完整写照。研究结果可为上海在新一轮产业转型中的工业遗存改造提供参考。