模拟城市形态对建筑能耗的影响——以银川阅海生态城方案为研究

研究尝试通过软件模拟来探索城市形态对建筑能耗的影响,选取卡迪夫大学威尔士建筑学院研发的建筑能耗动态模拟软件HTB2和VirV il Plugins作为研究工具,选取由东南大学建筑设计研究院有限公司设计的中国银川阅海生态城城市设计方案中的一部分地块为研究对象。模拟的过程将原城市设计方案分别与只调整一个形态参数后的四个不同方案的建筑能耗水平作对比分析,四个参数分别为:建筑形式、平均建筑高度、建筑朝向、组团形态。模拟结果表明,城市形态特征和城市尺度下的建筑能耗之间存在着不同程度的关系,而且研究结果还为城市开发者在总平面规划阶段减少能源消耗提供了若干思路。     

基于Holt线性趋势和ARIMA模型对安徽省能源消费的预测

能源消耗直接关系到一个地区的发展,能够预测到一个地区的能源消耗量有利于今后的能源调度配置方案的制。针对安徽省能源消耗问题,选择1990年到2017年的安徽省能源消耗量数据,综合利用EViews,SPSS,EXCEL等软件,采取Holt线性趋势模型和ARIMA模型对安徽省2018年到2022年的能源消耗量进行预测。所建立的模型通过相关检验,预测效果理想,并对两个模型的预测结果进行对比分析。最后,根据所得到的结果,对安徽省今后能源使用提出相应的建议,助力区域发展。     

城市设计要素对热岛效应的影响分析——广州地区案例研究

针对低碳城市的发展要求,利用热环境分析软件DUTE对街区尺度的实际案例进行模拟分析,研究广州地区建筑密度、容积率、架空率、下垫面材质等因素对街区热岛的影响规律,结合实际条件寻求可操作性较强的城市设计策略,改善城市热环境,减少能源消耗和温室气体排放。     

应用全球大气输送模型进行数值模拟的研究进展(英文)

TOMCAT模型作为多尺度大气输送模型(CTM)的一种,已经在全球范围内得到了广泛应用。大气输送模型是全球温室气体循环研究中一种有效工具,这对于理解全球生态系统的化学循环规律,预测未来气候变化及其对生物多样性的影响具有重要意义。在该模型中,对闪电产生氮氧化物和大气对流过程进行数值模拟是两个重要的因素。为了提高数值模拟的精确性,本文总结了对闪电产生的氮氧化物和大气对流过程进行数值模拟的研究进展,并对将来的研发方向进行了深入探讨。     

城市高层化及高密度化发展模式对城市气候的影响研究

城市人口增长,城市化进程加速使得城市向着更高、更密的方向发展,高层化和高密度化城市发展模式带来城市空间形态的改变的同时,还影响城市热收支平衡,改变了城市环境及微气候。本研究以统计数据为基础,预测2050年武汉市人口增长速率不变的情况下,随着建筑面积的增长带来的城市高层化及高密度化发展对城市气候的影响。为实现城市尺度的气侯模拟预测研究,本文详细介绍并采用耦合了城市冠层模型(UCM)的中尺度气象预测模拟模型(WRF),并通过对武汉市内典型路段的实地测量验证此模拟模型的精确度。在研究方法得到验证的基础上,本研究设计了高层化及高密度化两组六个案例。通过对这六个案例的模拟分析,比较探讨了应对人口增长的城市高层化及高密度化发展模式对夏季城市气温、风速等的影响程度,并进一步比较分析了这两种城市发展模式对日益增长的人工热排放的应对。最终,总结、归纳出高密度化和高层化发展模式的适用区域、优缺点及适用策略,为城市规划设计决策者提供定量化的数据依据和理论基础。     

多尺度区域气候模拟技术在较大尺度城市区域热气候评价中的应用——以中国南方某沿海城市一中心商业区设计为例

关于较大空间尺度的城市区域热气候模拟与评价问题,现有的模拟手段都不同程度地存在不足.本文利用中尺度气象模型和CFD模型相结合的多尺度区域气候模拟技术.依据相关的绿色建筑热气候评价标准,建立较大尺寸城市空间的热气候评价方法,并以中国南方某沿海城市一中心商业区设计为例,介绍多尺度模拟技术在较大尺度城市区域热气候评价中运用的全过程.由结果可以看出利用该方法可以定量地把握和保留较大的中尺度对城市区域尺度内热气候的影响信息,解决孤立研究较小尺度大气问题时必然面临的尺度相互作用问题,大大提高了计算依据和精确度.     

基于物理风洞与神经网络算法的建筑群体形态生成设计方 法研究

近年来，随着我国城市高层、高密 度建筑群的发展，城市通风、热岛效应、空 气污染以及行人热舒适度等已经成为研究 城市高层建筑群体设计的重要课题。同时， 环境性能化模拟与实验工具的不断发展，针 对城市风环境影响进行初期概念设计决策 的作用愈加凸显。本文首先介绍了以物理风 洞为模拟工具的实验平台，包括数据采集、 性能可视化设计方法探索；然后开发了一套 针对高密度城市高层建筑群体的机械生形 装置，打通建筑几何生成与城市风环境数 据参数的关联；在此基础上，提出了一种将 神经网络算法应用于高层建筑群场景的建 筑几何生成设计优化算法。由此，实现城市 设计导向的、基于城市高密度风环境性能化 的、高层建筑形体预测与生成方法研究     

基于WRF的城市热岛效应高分辨率评估方法

为解决城市总规尺度气候评估工具缺乏的问题,分析了不同气候评估方法的特点和应用范围,研究了气象学工具WRF在城市热岛效应评估中的应用方法及有效性。建立了针对城市总规尺度的高精度城市规划信息数据库、气象数据库生成WRF模拟边界的方法;明确了高精度城市热岛效应模拟所需的WRF物理方案。以沿海城市大连夏季典型晴朗高温天气为例,利用WRF模型进行了300m的高分辨率模拟。结果表明,WRF可以较好地模拟出城市热岛效应的强度和时空变化;将模拟结果与气象站和现场观测值进行了对比,两者变化趋势一致,偏差在可接受的范围之内。     

建筑群能耗计算方法综述

快速城市化推动了经济和社会发展,但也导致了建筑能源消耗的持续增长.如何在满足人们日益增长的对建筑使用舒适性需求的同时,控制建筑用能的增长,实现节能和减排目标,具有非常重要的意义.城市建筑能源需求的准确量化能够为城市节能设计提供支撑,辅助城市形态生成和优化、建筑布局优化、建筑形体和构造设计、能源系统优化、能源计划和节能政策评估.近年来,国内外研究人员从不同角度开展了城市尺度的建筑群能耗计算方法研究和实践应用,也遇到了不同的技术难点.本研究对城市建筑群能耗计算的相关研究从以下三个方面进行综述:数据、模型和平台.通过文献综述,作者旨在指出当前的城市建筑群能耗计算方法的优势和局限,并提出以下几种可能的途径来提升城市能源计算方法:研发能够直接应用于城市建筑群能耗计算的微环境数据生成方法;结合数据挖掘技术,提升建筑信息数据的采集、过滤、转换能力;结合当前的人工智能技术,提升能耗计算的速度;研发可视化平台,实现城市设计的实时编辑和计算.     

基于人行为影响的住区建筑多主体集成能耗模型

在城市建筑节能研究中,政府常常依赖城市能源与碳排放模型工具制定并评估节能策略。而当前的城市建筑能耗模型受限于开发技术等因素,尚存在诸多不足,例如,考虑人行为对建筑能耗的影响,建立行为、日常活动及与环境相关的综合能耗模型。关于此类模型合理的数学形式、参数选择的方法以及不同行为的模拟方式等问题还尚待进一步研究。采用多主体(Multi-Agent)建模技术,设计集成建筑能耗模型,以住区中的居民作为模型中活动的主体,模拟使用者行为习惯、活动对建筑能耗的影响;采用ISO 13790标准模拟建筑的供热和降温需求,并在集成环境中设计统一的描述框架,以相对独立的环境模拟、行为模拟模块形式进行交互,实现热环境模拟和基于主体活动的设备能耗模拟的有机结合。研究表明,住区居民的用能行为是影响城市建筑能耗密度变化的重要因素,实现对住区主体行为特征的引导是实现城市建筑节能目标的有效途径。     

计算性城市设计尝试——上海小陆家嘴公共空间品质提升计划

以工具变革为核心的第四代城市设计范型催生了众多数字化城市设计实践。本研究整合了数据支持、具身循证、算法驱动三个方向的计算性城市设计分析技术,并以上海小陆家嘴公共空间品质提升计划为例,展示了这一系统对中微观尺度城市设计的全方位、全流程的深入把控。数据支持的城市设计分析支撑基地问题识别和策略拟定;具身循证的城市设计帮助明确设计介入点及具体的空间设计要素;算法驱动的城市设计帮助预测方案成效并辅助方案优化。通过与传统方法对比及建成后指标预测,可以证明计算性城市设计方法的整合应用推动了城市设计的视角从“自上而下”向“自下而上”拓展,从二维向三维化、人本尺度转变。     

强化建筑节能设计研究

<正>随着全球经济的发展,能源已经成为世界性问题,节约能源成为世界上所有人共同关注的主题。目前,我国的能源消耗很大一部分都来自已建筑能源的消耗,并且随着建设量的增加,建筑能源消耗也在与日俱增。因此,强化建筑节能设计刻不容缓,势在必行。建筑能源消耗的影响因素建筑消耗能源巨大,对建筑节能设计能够有效的节约能源,促进持续化发展,在建筑能源消耗上存在着一些影响因素,具体有以下几种。1.建筑追求高舒适度     

强化建筑节能设计研究

正随着全球经济的发展,能源已经成为世界性问题,节约能源成为世界上所有人共同关注的主题。目前,我国的能源消耗很大一部分都来自已建筑能源的消耗,并且随着建设量的增加,建筑能源消耗也在与日俱增。因此,强化建筑节能设计刻不容缓,势在必行。建筑能源消耗的影响因素建筑消耗能源巨大,对建筑节能设计能够有效的节约能源,促进持续化发展,在建筑能源消耗上存在着一些影响因素,具体有以下几种。1.建筑追求高舒适度     

细胞自动机模型用于城市发展模拟的方法初探——以海口市为例

在简要阐述了细胞自动机模型的基本概念及其在地理学中的应用历史后 ,以海南省海口市的城市发展为例 ,初步探讨了应用该模型 ,对蔓延生长、中心生长、沿交通线生长和农村居民点城市化等四种城市扩展类型进行模拟 ,并将模拟成果与 1996及 2 0 0 0年城市实际发展状况作对比分析 ,模拟精度达到 82 %以上。我们认为 ,基于遥感和地理信息系统的细胞自动机模型应用是城市发展预测研究的一个有效工具。     

大模型:城市和区域研究的新范式

提出了大模型这一城市和区域的新范式。大模型是在一个大地理区域上建立的相对精细尺度的城市-区域分析与模拟模型。随着大数据和开放数据的广泛使用,以及日益成熟的计算能力和日臻完善的区域和城市模拟分析方法,大模型使得兼顾大地理尺度与精细化单元成为了可能。详细说明了大模型的概念、特征及其潜在的应用方式,并重点采用案例的方式介绍了一系列大模型的应用进展,如推导中国所有城市的城镇建设用地范围、地块尺度的城市扩张模拟、城市增长边界评价等,这些研究大多基于全国尺度开展,并关注精细尺度(如地块、街区、乡镇街道办事处等)。期待在大数据时代,大模型作为一种新的研究方式,能为区域和城市研究提供新的视角和思考。     

城市建筑集群能耗模拟(UBEM)与环境可持续导向的城市规划与设计:方法,工具和路径

本文从城市规划和设计的实际需求出发,首先简析了建筑能耗模拟在单体-街区/城区-城市等不同尺度应用的原理机制方面的差异;继而讨论了街区/城区尺度所对应的UBEM方法的最新进展;并通过对理想化街区的形态和功能布局对能耗影响的参数化模拟,探讨了使用UBEM工具辅助规划设计决策的潜力;最后对UBEM的应用场景进行了探讨,包括城市设计和管理辅助决策、节能城区评价基准建模、绿色生态城区性能设计标准优化等方面,以帮助合理引导节能低碳城区的理论研究和建设实践.     

城市能耗模拟方法的比较研究

在全球气候变暖的背景下,提高能源利用效率是绿色建筑和生态城市领域的重要研究内容之一。在建筑层面,能耗模拟分析技术已经相当成熟;在城市层面,进行能耗模拟的难度较大,由于单体建筑数量多、类型多、构造多样,城市设施复杂,必须研究新的方法技术计算城市能耗。本文针对目前国际上最新的城市能耗模拟方法,总结出城市能耗模拟的一般性流程,并基于该流程对城市能耗模型的模拟方法进行比较分析。城市能耗模拟方法的探索和研究能够为城市能源政策的制定、城市能源安全、城市节能提供强有力的技术支持。     

美国马里兰大学森林城市交界域火灾研究项目

美国马里兰大学开展森林城市交界域火灾风险评估与预测建模研究,项目由美国国家自然科学基金支持,资助经费130万美元。该项目旨在填补森林城市交界域火灾预测技术的空白,通过建模实现对森林城市交界域多尺度火灾蔓延的动态过程模拟。项目重点将现有的林野火传播模型与数据同化技术以及新开发的结构火灾模型融合到一起,描述火灾进入城市社区及在城市社区内部的传播蔓延情况。相关研究成果可用于对交界域火灾的灾前风险评估以及火灾蔓延的实时动态建模。     

空气源热泵供暖系统的研究与应用

1、前言 随着我国经济不断发展，城镇化率的不断提高，在我国能源的使用结构中，建筑能源消耗已经占到社会能源消耗的35％以上，城市中的办公、商业、医院、住宅、学校、营房等建筑依赖制冷、制热设施用能已经成为一个必不可少的环节、     

中国平板玻璃需求量及能源消耗和污染物排放量预测

借助NICE模型,预测了城市化快速和慢速发展两种情景下未来中国的平板玻璃需求量、能源消耗和污染物排放量.预测结果显示,到2020年以后中国平板玻璃需求量将大幅度下滑,其能源和污染物排放量也将随之大幅下降.