城市局地气温对建筑冷负荷的影响

局地气候区(Local Climate Zone,LCZ)是一套用于城市气温研究的客观、标准、通用的局地热气候分类方法。对南京9个不同类型LCZ地块的近地气温进行实测(2016年07月22日至2016年09月30日),然后结合EnergyPlus软件分析局地气温对典型居住建筑和办公建筑冷负荷的影响。结果表明:1)热岛强度夜间显著高于白天;对于整个研究时段的夜间平均热岛强度,紧凑建筑区最高(1.8～1.9℃),其次是开敞中高层建筑区和重工业区(1.4～1.5℃),低层建筑区为0.9～1.1℃;稀疏建筑区最低(0.3℃);热岛强度在少云弱风的典型天气条件下更高;2)与采用郊区气象参数的基准案例相比,整个研究时段各LCZ地块居住建筑的累积冷负荷增幅为8%～17%,办公建筑的累积冷负荷增幅为4%～7%;典型天气条件下的夜间时段各LCZ地块的居住建筑累计冷负荷增幅为8%～26%。     

局地气候区框架下的城市热岛特征及缓解策略——以郴州市为例

局地气候区提供了标准化的城市空间分类框架,在明确局地气候与城市空间形态关系、沟通跨学科的信息等方面有重要作用。以郴州市为例,首先计算、叠加和聚类8个局地气候区指标,获得局地气候区图,然后进一步分析夏季高温月份中不同局地气候区类型的地表温度和热岛强度的时空特点,以及局地气候区指标与平均地表热岛强度之间的关系。最后,从热岛重点控制单元、重点控制局地气候区类型和局地气候区指标3个层面提出缓解城市热岛的规划策略。研究发现,在200m×200m的栅格精度下,郴州市的核心区域以紧密中层(LCZ-2)和紧密低层(LCZ-3)居多,开敞中层(LCZ-5)和开敞低层(LCZ-6)通常出现在核心区外围,紧密高层(LCZ-1)和开敞高层(LCZ-4)数量较少。在夏季高温季节,建成环境型LCZ的平均地表温度明显高于自然环境型,紧密型LCZ-1-3和工业型LCZ-8B的地表温度和地表热岛强度较高。大面积的生态冷源集中在风景名胜区(LCZ-A),其他自然环境型(LCZ-B-D和LCZ-G)在建成区内形成若干小冷源。不透水率、植被覆盖率、天空视域因子与平均地表热岛强度的相关性较高。局地气候区图有助于确定城市热岛缓解...     

合肥市污染风玫瑰与城市规划的探讨

<正> 合肥市风场的一般规律 为了摸清合肥市地面风场的特征,我们利用合肥市1957—1978年22年逐日四次(02、08、14、20时)风向风速资料,进行了污染风和非污染风的统计分析,并绘制了常规风向频率图、污染风玫瑰图及污染风累积频率图,从图上可以看出合肥市地面风场有以下特征: 1.全年风向基本上以东北偏东风——南风为盛行风向,其中以东北偏东风向频率为最大,达8.6％;东、东南偏东、南风均达     

合肥市环城公园对旧城区风环境影响研究

旧城区由于普遍存在绿地率低、建筑密度高等问题,对风环境研究极具紧迫性。以合肥市环城公园旧城区为研究对象,选取逍遥津公园、包河公园、杏花公园及其周边环境为例,采用CFD技术模拟场地风环境,探究影响合肥市旧城区风环境的各项空间组合要素。结果表明:(1)旧城区平均风速在0.57 m/s,明显低于合肥市平均风速;(2)杏花公园地块风环境最好,逍遥津地块建筑群组对风环境阻碍明显,包河公园地块静风区面积最大;(3)旧城区风环境主要影响因素为环城公园绿地和水体、建筑群的空间组合方式、建筑与风向之间的夹角、建筑单体形态。最后将城市公园绿地环境效应和建筑布局综合研究,基于原有旧城肌理,提出改善旧城区风环境的建筑布局与绿地布局策略,为旧城区风道规划与更新方式提供了新思路。     

基于气象和GIS技术的北京中心城区通风廊道构建初探

利用长年代气象资料、现场观测、高分辨地理信息数据等研究了北京背景风环境、通风潜力分布以及通风廊道对局地微气候的影响,并将研究结果用于北京中心城区通风廊道的规划和构建中.结果表明:近年北京地区年均风速缓慢下降,平均气温和极端最高气温呈上升趋势,中心城区特别是经济和商业中心热岛严重;北京偏北风和偏南风频率最高,城市主通风廊道的走向应与背景风场相一致;在构建次级通风廊道时,宜结合局地“软轻风”的风速和风向分布;通风潜力较大的区域主要为绿地、河道、农田、宽阔街道以及低矮零碎的建筑区,四环内建筑密集、街道狭窄区域的地表通风潜力相对较小;在气温较高时通风廊道有明显的降温作用,可缓解城市热岛;在中小风速条件下,廊道能明显增加局地风速,而在静风或接近静风时,廊道的增风作用则不太显著;最后,基于背景风环境、城市热岛和地表通风潜力分布提出了北京中心城区通风廊道构建的依据、原则和初步方案建议.     

合肥城市混合住区风环境的模拟比较与评价

住区风环境直接影响居住环境的空气质量以及人的健康和舒适程度。通过调查分析合肥市混合住区现状,从不同规划布局、不同建筑高度、不同建筑朝向三个方面得出合肥市混合住区的典型布局形式。同时运用软件Phoenics分别模拟了在夏季主导风向与冬季主导风向影响下的三方面住区空间布局室外风环境,并对模拟结果进行了分析,总结出南部开敞,北部紧凑式的布局、偏向与东西向的夹角控制在15°左右的住宅;西面开敞式空间布局的住区在合肥地区混合住区群体空间处理中优势明显。     

风玫瑰与工业用地布局关系新议

工业用地布局不能教条地依据风玫瑰以及城市主导风向的下风向或最小风频的上风向进行。全年只有一个盛行风向的地区,工业用地应尽量沿盛行风向作纵列布置,占下风向;全年有两个盛行风向的地区,工业用地应顺风轴作横列布置;全年无盛行风向的地区,工业用地应着重考虑风速;全年基本为静风的地区,工业用地宜集中布局,且远离居住区。     

台风灾害下城市受损树木的空间分布特征——以广州为例

台风作为一种极端的气候灾害,常年袭击中国东南沿海城市,给园林树木造成严重破坏,并引发一系列次生灾害。以台风灾害下广州2016—2018年受损树木数据为基础,利用地理信息系统（GIS）技术与城市气候地图（LCZ）,对受损树木分布进行基于城市空间特征的分类统计,进而结合树木的受损情况,进行树种、受损原因等问题的分析与讨论。研究结果表明：1）羊蹄甲属、榕树和绿黄葛树等为台风灾害下的易倒伏、易断枝树种;2）受损树木主要分布于建筑密度为30%~50%、容积率在1~4的地区,其LCZ类型多为密集的中层建筑区（LCZ 2）;3）台风灾害下受损树木分布主要集中于4种城市空间,即低层多层高密度区、密集－开敞区、高层建筑峡口区、高架桥周边城市空间。希望为台风灾害下的园林树木养护与检测和景观设计提供参考,从而减弱次生灾害对城市的影响。     

底部架空住区风环境风洞试验研究

为研究底层架空建筑住区风环境,通过大气边界层风洞试验的方法,以广州地区某建筑底部架空住区为对象,研究了底部架空对于住区人行高度风环境以及建筑表面风压的影响。研究结果表明:对于各组团建筑周边开敞区域的风速测点位置,大部分风向下无架空情况的阵风等效风速比稍大于有架空情况;无架空情况下二层高度平均风压系数略高于有架空情况,而对于整体风压有无架空影响不大;在夏季主导风向下,无架空情况各组团建筑表面平均风压差均略高于有架空情况。     

建筑群风环境干扰效应研究

在TJ3风洞中,对浦东一拟建大楼与其周边建筑群之间的风环境群体干扰效应做了试验研究。分别对仅单体建筑、仅周边建筑群、单体建筑和周边建筑群三种情况进行了风洞试验。分析试验数据,得出各测点处平均风速系数rM和阵风风速系数rG随风向角的变化,进而得到周边建筑群对试验建筑风速系数的干扰因子IF1和试验建筑对周边建筑群风速系数的干扰因子IF2随风向角的变化。试验结果表明：处于高层建筑的尾流区或者当建筑并排布置形成街道峡谷时,干扰效应十分显著;矩形截面建筑的尖角效应比较明显;试验建筑建成后对原周边风环境的影响不可忽略。     

街区尺度建筑布局对通风性能的影响及评价方法研究

建筑布局是室外风环境的重要影响因素。为研究建筑布局对住宅小区室外风环境的影响,本文建立了9种典型布局的住区模型,通过各季节条件下的数值模拟,分析各个季节不同建筑布局的风环境特征,研究建筑布局对室外风环境的影响。为了量化空间形态对风环境影响,研究了室外风环境评价指标,并对已有指标"通风阻塞比"进行了修正及验证。为全面分析评价建筑室外风环境,提出全风向评价法,并对比分析了单风向(主导风向)与全风向(16风向)的评价结果的差异。     

平潭岛风环境分析研究

平潭岛所在区域是我国东南沿海具有代表性意义的海岛强风区,常年受大风气候影响严重。采用CFD方法对平潭岛不考虑建筑和植被的地形条件下的风环境进行模拟分析,选取全年最具代表性意义的风向风速参数进行模拟计算,分别得出全岛风环境分布图,分析模拟结果得出结论:(1)夏季有利风和冬季不利风作用下岛上风环境截然不同,城市规划须考虑;(2)最强风出现在主要山脉的山脊,风速等级极其危险;(3)部分乡镇风速常年过大,应加以治理;(4)三大风口是防风的重点,同时是风力资源集中分布的地区。     

基于LCZ的广州夏季热岛强度特征分析

城市局地气候分区(Local Climate Zone,LCZ)是按照一定指标对城市空间分区研究城市热环境的通用方法.基于LCZ理论,甄选出广州市9个不同类型的LCZ地块进行空气温度实测,分析多个典型气象日下不同LCZ地块的热岛强度时空特征、气温变化特征和升温冷却率差异.结果 表明:各LCZ地块热岛效应呈现明显的昼弱夜强的日变化规律,日出后逐渐变弱,中午最弱,且部分城市形态区域出现"城市冷岛"的现象,在日落3～5h达到最强,超过4℃;各LCZ地块平均热岛强度夜间差异明显,在0.5～2.3 ℃之间,建筑密度与热岛强度呈正相关.白天差异较小,均在0.5℃左右,高宽比过高的LCZ 1因建筑相互遮阴白天形成"城市冷岛",LCZ A"城市冷岛"效应明显;各LCZ地块日低温差异显著高于日高温差异,且热岛强度日变化特征与升温冷却率变化特征一致.     

用于建筑渗风动态能耗分析的气象模型研究

建立了能耗统计的三维(气温、风速、风向)气象模型，并作了详尽的可行性分析计算，编制了通用性的气象统计模型的计算程序。研究结果可用于建筑供暖和渗风全年的动态能耗分析。     

秦岭山地历史文化名镇街巷空间风环境研究

通过对秦岭山地历史文化名镇调查及街巷风环境实测,发现街巷风速较小、风速分布不均匀、总体风环境较差等现状问题。针对街巷两侧建筑界面形态、街巷宽度及街巷两侧建筑高度等要素,剖析了街巷尺度与风环境的作用关系。应用计算流体动力学模拟软件,分别以人感觉舒适风速的上下两个极限值及平均风速为初始条件,对不同高宽街巷进行风环境模拟。并采用夏季舒适风速比率、冬季舒适风速比率、静风区比率及风速均匀度等多个量化指标从不同角度对街巷内部风环境进行分析评价,确定了在秦岭山地历史文化名镇空间延展过程中具有舒适风环境的街巷尺度。     

某小区建筑群室外风环境的数值模拟

建筑风环境对于行人的舒适性与安全、建筑的节能和污染物的扩散等都具有很大影响.通过对东风、东南风和东北风3种风向下南京某小区内的风环境进行数值模拟,并对小区的风环境品质进行了评估.结果表明:在3种风向下,小区内部行人高度处(Z=1.5 m)的风速均不会超过4.5 m/s,不会影响人的舒适性;在东南风和东北方风向时大部分建筑前后的风压为2～3 Pa左右,能够较好地利用自然通风,节约能耗;但由于小区建筑群面积较大、建筑较多,有小范围内的无风区域和涡旋区,不利于污染物的扩散.     

面向城市高密度街区舒适风环境的设计策略研究——以北京三条商业街的实地数据分析为例

城市建筑布局与城市外部风资源的相互作用决定了城市建成环境内部风环境的特征,对城市热岛效应、建筑能耗、建筑室内外的热舒适、空气质量以及居民健康都具有一定的影响作用。本研究试图避免复杂且高成本的计算机模拟,而基于常年大量现场测试的物理环境指标,采用数据统计分析的方法,通过相对简单的城市建成环境的形态参数和外部城市风环境获取步行街区行人高度下的微环境风速,而同时又保证风环境关键信息的可接受精度和准确性。研究数据的获取主要基于北京王府井步行街、前门大街、大栅栏商业街三处街区环境,并同步采集了城市外部的风向与风速数据。提出并建立的城市行人尺度下的风环境模型能够更加有效地应用于高密度城市区域规划与设计实践的初步设计阶段。     

国家体育场多目标等效静风荷载

针对大跨结构的风振响应特点，研究多目标等效静风荷载的分析方法，并采用该方法对国家体育场等效静风荷载进行了研究。该等效静风荷载分析方法的基本过程是:根据结构风振响应特性，选择风荷载的主要本征模态和结构主导振型惯性力作为构造多目标等效静风荷载的基本向量，根据最小二乘法，得到基本向量的最优组合系数，从而得到针对多个等效目标的等效静风荷载。国家体育场的分析结果表明:在所有风向下的风振响应中，背景响应远大于共振响应，其中0°风向和270°风向对结构最为不利；在针对多等效目标的等效静风荷载作用下，所有关键位置的节点位移响应和支座反力都与实际动力响应极值吻合较好。     

局地气候区视角下的城市热环境优化研究——以澳门为例

为应对日益严峻的高温热浪风险，明晰城市复杂的空间形态与热环境的关系，以澳门为例，首先，通过ENVI遥感解译、GIS空间分析、CART决策树分类等方法划定局地气候区（LCZs）；其次，利用空间误差模型（SEM）分析LCZs热环境的关键影响因子和影响机制；最后结合热环境优化等级评估，提出优化建议。结果表明：1）以中低层建筑、裸露地表为主的LCZs升温效应显著；以乔木、水体和高层建筑为主的LCZs降温效应显著；2）阻挡太阳辐射比通风散热更有利于地表降温；3）空间误差模型（SEM）能较好地描述澳门城市形态与热环境的关系；4）各LCZs分区热环境影响因子及影响机制差异较大；5)SVF、BD、BVD和ISD具有增温效应，BH、BH＿S、GSD和WSD具有降温效应，且GSD、WSD、ISD和BVD的影响系数普遍较高；6）澳门宜优先优化LCZ10（重工业）、LCZF（裸土或沙）、LCZ4（开阔高层）、LCZ5（开阔中层）、LCZA（茂密树木）、LCZ6（开阔低层）热环境。将为澳门等高密度城市制定高温风险应对决策提供支持。     

大型工业建筑群室外风环境优化设计探索与实践

工业建筑在其使用过程中会产生大量的余热和有害气体,良好的通风可以带走工业建筑室内外的污染物,对改善生产环境和城市微气候具有重要的作用;在设计阶段对工业建筑群的室外风环境进行优化,可以有效改善建成后的通风效果。在分解工业建筑风环境数值模拟步骤的基础上,借助数字技术建立了常用的计算模块,实现了数值模拟中重复步骤的自动运行,引入舒适风速区比率、静风比率等评价因子,构建了快速、准确、便于方案比选的数值模拟方法。最后以包装材料工厂为例,在设计阶段通过数值模拟对工厂室外的风环境进行分析,并针对精整车间各分区之间的距离进行了优化,在建成后对室外风环境进行了测试,室外风速基本满足工厂室外通风的要求。