基于微气候及热舒适性的城市更新项目优化研究

在全球气候变化及城市快速发展的背景下,城市极端气候日频出,室外环境恶劣的微气候严重地影响了室外的热舒适性情况及行人的活动。传统城市更新方法中,很少通过定量模拟的方法分析街区的微气候,以此作为街区环境的前置分析。本文聚焦于夏季极端湿热天气条件下的城市微气候及室外热舒适性情况,以上海为例,通过对街区微气候及热舒适性相关因素的归纳,论述了基于微气候优化的城市更新策略,然后结合城市更新项目的特征,以上海曹杨一村为对象进行定量模拟和分析,最后总结了上海地区通过微气候及热舒适性策略进行城市更新项目规划设计的方法。     

基于微气候模拟的城市综合公园活动空间热舒适评价研究 ——以沈阳市万柳塘公园为例

随着城市化和新型城镇化的发展，城 市热岛效应不断加剧。城市绿地空间微气候环 境的热舒适性是影响人们户外活动的重要因 素，而综合公园是市民在城市绿色空间中进行不 同活动的集中选择。为了深入探讨综合公园不 同空间类型对居民热舒适性的调节作用，研究 以沈阳市万柳塘公园为研究对象，通过问卷调 查、现场实测和微气候模拟相结合的方式，评估 公园不同活动类型空间的热舒适度，校准居民 对热环境感知的中性温度和不同热等级的感知 范围。结果表明：不同类型活动空间的热舒适感知存在差异；研究基于MATLAB对微气候实测数据和模拟数据进行拟合，得到各类活动空间更 为准确的热舒适评价结果；通过研究确定了四类空间的生理等效温度（PET）等级及中性温度范 围，并基于此对各类空间的热舒适性进行评价。研究结果对城市公园景观设计具有重要意义，可 以帮助城市规划者和景观设计师在未来城市建设中科学地改善城市室外热环境。     

城市住区建筑、绿化布局与夏季舒适度相关性测析——以寒冷地区郑州市为例

以寒冷地区郑州市典型住区为对象,调研住区建筑、绿化布局情况,实测室外空间微气候,计算人体生理等效温度,调查人体舒适度感受情况,旨在评价住区建筑、绿化布局与人体舒适度的相关性,为住区规划设计提供改善策略.结果 表明:建筑绿化布局指标天空视图因子SVF、建筑视图因子BVF、植物视图因子TVF与舒适度指标PET的相关性系数分别是0.391**、-0.288**、-0.198*,说明提升建筑绿化布局密度,能够降低人体生理等效温度PET值;建筑物通过遮挡太阳辐射,绿化通过降低室外温度,改善室外空间舒适度;建筑布局顺应主导风向有利于降低夏季热感觉;人视高度处绿化能够使人产生荫凉舒适的心理感受;不同下垫面材质给人带来的心理感受具有差异,硬质铺装使人感觉更热,植草砖则能够降低热感觉.     

传统岭南庭园水体周边热环境模拟研究以余荫山房为例

“水”作为重要的造园要素之一,对调节庭园微气候起着不可忽视的作用。本次研究期冀通过现代方法尽量真实的描述岭南庭园空间环境特征,探索岭南传统庭园中水体的微气候效应,传承蕴藏其中的生态智慧。以广东四大名园之一余荫山房为研究对象,借助微气候模拟软件ENVI—met,对其夏季热环境进行数值模拟,分析温度、湿度、风速、平均辐射温度等气候要素的空间分布特征和时间变化规律,在此基础上选用标准有效温度综合评价夏季庭园室外热环境质量。研究表明,水体在白天对庭园中近地面空气有一定的降温增湿作用,园中水体与植物相结合的空间室外热环境质量最高。故在庭园设计中重视理水的作用,可以更有效的改善夏季庭园热环境,营造舒适的室外活动场所。     

热舒适指标在湿热地区城市室外空间的适用性

为了评价不同热舒适指标在中国湿热地区城市室外空间的适用性,以广州为例,通过问卷调查和现场测试,获得8个典型城市室外空间的人体热感觉投票和微气候参数。采用统计指标和定性指标,对比评价生理等效温度(PET)、标准有效温度(SET*)、通用热气候指标(UTCI)和经验指标(TSV_(model))对室外热感觉的预测性能。研究结果表明:TSV_(model)的适用性最好,表现为其计算参数,也即空气温度、风速和太阳辐射对湿热地区居民在城市室外空间的热感觉投票决定系数最高,为0.942,TSV_(model)预测值与居民室外热感觉投票的Spearman相关系数最大,为0.833,TSV_(model)对居民热感觉投票百分比的预测正确率最高,为65.1%。推荐经验指标TSV_(model)作为我国湿热地区的室外热舒适评价指标,用以评价不同城市室外空间的规划设计对人体舒适性的影响。     

寒冷地区半围合式庭院空间风环境研究

半围合式建筑庭院作为建筑室内与室外的缓冲空间,在寒冷地区可以创建较为温和的微气候,维持建筑热环境的相对稳定,同时为人们提供开放自然舒适的室外交流与活动空间。以地处寒冷地区的典型半围合式庭院建筑为例,通过实地测量和数值模拟分析,研究基于室外气候要素的半围合式庭院空间风环境适宜性空间尺度,采用风速、空气龄等风环境评价指标来模拟评价庭院不同空间尺度与比例条件下的舒适度与建筑性能。研究成果可为寒冷地区建筑半围合式庭院空间设计提供空间价值尺度参考,探讨通过可持续性设计的方法对半围合式庭院空间进行优化设计来提高室外空间的舒适性。     

基于微气候性能化的村落空间形态模拟优化方法研究

当前村落规划远离自然生态,空间形态呆板,存在诸多困境与问题,本文以陕西关中村落为研究对象,运用微气候与性能化研究方法,通过参数化设计平台(RhinocerosGrasshopper)构建参数建模、性能模拟、自动生成与遗传优化等步骤,从前期设计阶段提高村落空间的环境效益,探索村落空间形态模拟优化的方法与数字化设计流程。通过量化模拟、生成、优化等系列运算,以形体参数为自变量,选择通用热气候评价指标(UTCI)作为微气候舒适度的评价指标,以冬季热舒适度、冬季日照时数、夏季热不舒适百分比为优化目标,探讨建筑与气候环境的耦合关系,开展多目标遗传优化,提升村落的空间形态设计方法,为绿色村落规划设计实践提供参考。     

城市形态与城市微气候的关联性研究

对城市形态与城市外部空间微气候之间进行关联性研究,提炼了城市肌理形态、城市肌理体量单元等概念,及热舒适度、风舒适度和呼吸性能3个舒适性指标,同时为城市肌理优化提出了街区整合度、建筑群离散度、建筑朝向指标和体型系数3组指标,为城市街道空间优化提出了街道贴线率和街阔整合度2组表述指标,并提出亟待解决的相关问题.     

郑州市秋季住区不同室外空间的微气候与人的感受分析

为通过改变寒冷地区不同开敞空间过渡季的景观要素,提高住区微气候及舒适度,文章以郑州市工程技术学院金河校区家属院为典型案例,进行六处不同节点景观空间的风、湿、热微气候环境测试,探究住区开敞空间景观要素、微气候及使用舒适度三者之间的关系,推荐增加水体和绿化作为住区室外景观空间微气候与人体舒适度改善的最有效方法.     

武汉市夏季室外环境热舒适度主观评价研究

笔者通过研究室外热环境参数和人体热舒适度之间的关系,为改善夏热冬冷城市的室外热舒适度提出了建议。首先,笔者对在武汉市城区选取的31个位置进行问卷调查,综合气象站数据,分析了人们对夏季室外热环境的满意度。其次,通过线性回归建模分析得出适用于夏热冬冷地区夏季室外环境的热舒适度评价模型和夏季室外热体可接受热环境参数范围。与武汉类似的夏热冬冷地区,人体感觉最舒适的室外温度约为26℃,湿度约为30%,笔者针对武汉市当前的夏季热环境状况提出了一些改进性意见。     

居住小区室外活动空间微气候差异及其适宜性等级划分

基于城市矢量数据，建立3个理想化典型居住小区模型，并划分6类室外活动空间；借助ENVI-met和Ray Man模型，开展室外微气候和不同人群舒适度的定量评价；进而叠加夏冬两季热感觉等级累积时长，确定室外空间适宜性类型。结果表明：高开发强度小区近地面空间平均温度更低、风速更大、室外活动空间环境平均差异更小；人体热感觉变化主要受辐射环境作用，昼夜差异显著，通常老幼群体较普通成年人对室外环境变化更敏感，尤其是在建筑阴影下和风速更大的建筑与入流风场方向相切处，但热感觉等级基本一致。研究结果有助于加深对不同室外活动空间微气候和舒适度差异的理解，并可直观引导室外空间规划设计和活动设施空间落位。     

湿热气候区风景园林微气候舒适度评价研究

本文综合运用WBGT指标和TS-Givoni指标计算湿热地区风景园林微气候舒适度值,结合国家热环境WBGT指标和TS-Givoni指标假设微气候舒适度评价标准,并通过实地监测和调查问卷,分析使用主体行为与微气候舒适度值的相关性,从而验证假设的评价标准.由此,得到湿热地区风景园林微气候舒适度评价参数、评价指标、评价标准和微气候舒适度等级划分指标.这种评价方法将客观的物理参数和主观的人体热舒适感结合,既是对热环境的客观评价,又考虑使用主体的热感受,评价的结果相对简明、完善、实用.     

热舒适指标在寒地冬季校园空间的适用性研究

热舒适指标作为表征室外空间舒适程度的主要依据,其在不同气候区的适用性是影响室外热环境评价结果的关键因素,为了分析不同热舒适指标在中国严寒地区城市室外空间的适用性,以哈尔滨市大学校园室外空间为例,通过气象参数实测和问卷调查的方式,获得了校园典型空间中受访者的主观热感觉投票和微气候参数,并选取3个统计指标和2个定性指标作为室外热舒适指标的适用性量化指标,对比分析了标准有效温度SET~*、生理等效温度PET、通用热气候指标UTCI对寒地大学校园室外空间热舒适的预测性能。PET的预测力和表现力较好,其总体预测和分类预测准确度均较高且Spearman相关分析表明PET的预测值与受访者真实热感觉值相关性较强。在冬季寒地校园热环境评价时应优选PET作为预测指标,SET~*和UTCI可作为参考评价指标。     

半室外空间内部水体对热湿环境的影响及热舒适性评价研究

建立了一套研究半室外空间内部水体对热湿环境影响及舒适性评价的方法,并以某实际工程为研究对象,采用该方法对半室外空间内部河道水体对热湿环境的影响进行了模拟分析.模拟结果发现,自然通风工况下该环境在夏季通风设计条件下部分区域的适应性平均热感觉指数可达到Ⅱ级舒适性要求,但是在河岸的角落出现热舒适性较差、仅达Ⅲ级舒适性的区域....     

城市街区热舒适性与空间行为关联性研究

空间形态会影响热舒适性,同时也和环境行为有密切的关联。对于城市街区而言,室外热环境不仅受到区域大气候的影响,也会受到属地微气候的作用,而影响微气候的主要因素是街区形态~([1])。从另一方面看,街区形态包括主次街布局、道路密度、节点形态等特征,这些因素也会对个体的行为判断产生影响,所以,街区形态很大程度上决定了行为活动的分布~([2])。从人体热舒适性和空间行为的相互关联角度出发,结合街区式商业综合体这一典型的城市街区类型,通过"街区原型设计+计算机数值模拟"和"多元线性回归分析+空间叠图"的研究方法,评价室外空间热舒适性和空间行为的相关性。最后分析不同街区形态要素对关联度的影响,讨论如何改变特定形态要素来促进关联度,从而提升街区式商业综合体室外空间的环境绩效。     

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。     

基于室外风环境与热舒适度的城市设计改进策略——以北京西单商业街为例

城市室外风热环境对于城市生活品质起着不容忽视的作用,对于城市室外公共空间,如商业街,行人层高度风环境与热舒适度的优劣对其商业价值有着直接的影响.选取北京西单商业街为案例进行研究,基于北京夏季炎热高温冬季寒冷风强的地域气候特征,结合其数次城市设计环境改造,通过数值模拟手段,对北京西单商业街冬夏两季室外开放空间行人层风环境与热舒适度进行综合评价,针对现存导致室外风热环境恶化的城市设计问题提出改进措施,并总结提升城市户外风热环境品质的普适性城市设计策略.结果可从户外舒适度的角度提供同类型商业街区的城市设计参考,从而创造宜居的城市户外环境与空间.     

城市形态与城市微气候的关联性研究

城市能耗的在全球的比重越来越大,高能耗的发展改变了气候的变化。城市随着高速度的发展,引起了城市微气候的变化,如何设计才能营造良好的气候环境?近年来,城市建设的"热舒适度"、"风舒适度"、"呼吸性能"等舒适性指标成为城市的外部生活空间的微气候的指标,同时也提出了城市肌理、建筑群离散度、建筑朝向指标和体形系数等城市微气候。在城市建设当中,由于没有注意微观气候的变化,造成了许多问题亟待解决。     

基于微气候实测的山地城市不同海拔街区空间形态研究——以重庆市主城区为例

山地城市通常因为地形复杂、气候多变使得街区环境中的人体舒适度指标及污染物分布规律很可能与平原城市有较大区别。该文主要对重庆市主城区不同海拔高度的多个住宅街区空间进行了微气候实测,并分析了山地城市不同海拔高度的建筑形态对街区空间的温湿度、人体舒适度及PM2.5浓度的影响特点。通过实验研究,得出以下结论：(1)山地城市夏季不同海拔高度的街区微气候整体特征不同;(2)山地城市夏季对处于同等海拔高度的建筑群的不同街区形态呈现出不同的微气候特征;(3)海拔高度对于街区PM2.5污染物浓度的影响不太显著,但是街区人群活动对污染物的浓度影响较为明显。通过对山地城市街区空间形态的研究,旨在引导合理的山地城市设计,提高山地城市的居民生活舒适度,降低污染,从而为营造健康的城市生活空间提供策略。     

基于热环境优化的居住区开放空间形态研究

居住区的开放空间承担了重要的社会功能,其热环境品质值得重视。以往很多住区开放空间的设计手法都是基于空间理论和美学理论,本文从微气候角度出发,印证了以往的部分建筑设计手法也具有调节室外热环境的作用。通过调研居住区开放空间的微气候属性,对居住区开放空间形态与其热环境进行关联性研究,利用统计学方法分析不同维度的建筑形态指标对室外热环境的单独及联合影响程度,筛选出对室外热环境影响最强的形态指标,由此针对各类形态指标的建筑学意义进行空间设计手法的转译,为居住区的场地环境设计提供微气候适应性方面的理论支持。