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。     

热浪背景下大连城市热岛强度反演及缓解策略

提出了一种基于Landsat 8卫星遥感数据建立城市热岛强度地图的流程和方法,为热浪天气条件下城市热环境评估提供了一种快速可靠的依据。以大连市2018年8月连续高温热浪天气为研究背景,实现中山区地表温度反演,将结果与国家气象站观测值进行验证,相关系数达0.813。基于土地利用数据划分城区和郊区,计算其差值得到城市热岛强度并分级,发现高温热浪天气会加重热岛效应;超过31%的区域出现了7级及以上强热岛、超强热岛,强度最高达32.1℃;中心主要出现在中山广场、三七广场及大连市第二中学等地。根据热岛强度分级结果,对重点区域提出了规划缓解和改进策略。     

WUDAPT方法的局地气候区分类流程优化及地表热环境特征分析

局地气候区（Local Climate Zone,LCZ）是依据城市地表特征进行分区的城市气候定量分析方法。现有WUDAPT分类流程（WorldUrban Database and Access Portal ToolsM,WUDAPT）由于人为样本类别识别偏差造成建成类型分类精度明显低于自然类型,本文以西安主城区为例对这一分类流程进行优化,优化流程采用GIS计算和归一化差异指数计算达到预先识别建筑形态特征与自然覆盖属性的目的,结果用于提取不同LCZ样本类型。采用大气校正法反演得到研究区内地表温度数据,与LCZ分类地图叠置分析得到不同LCZ地表热环境差异与规律。从LCZ分类结果来看,优化的分类流程制作的LCZ地图总体分类精度、建成类型分类精度和自然覆盖类型分类精度分别为79.76%、79.97%和79.41%,相比常规流程下的精度分别提升17.4%、19.4%和9.5%,Kappa系数为0.78,一致性达到显著水平。从地表温度分析结果来看,建成类型LCZ地表温度受建筑密度、高度、功能等共同影响,建筑高度相近时密度越大地表温度越高,而建筑密度一定高度越高地表温度越低,LCZ10受人为热影响而地表温度最高。自然覆盖类型地表温度整体低于建成类型,但仍表现出显著的类间差异,如无植被覆盖的硬化地面与裸地均高于植被覆盖类型,低矮植被与稀疏林地均高于稠密林地,水体地表温度最低。从局地气候区分类视角合理规划不同LCZ用地类型可达到改善城市地表热环境的目的。     

局地气候区改变对城市地表热岛强度的影响

统计了地中海气候范围内的米兰、贝鲁特与伊斯坦布尔2000年以及2020年城市发展变化。借助局地气候区系统,探索分析了城市地表热岛强度(Surface Urban Heart Island, SUHI)的时空变化分布。局地气候区框架直观地展示了城市空间形态的变迁,同时更有针对性地表征了地表热岛强度的区域变化特点,为地表热岛强度的缓解提供有效参考依据。结果表明米兰的城市扩张范围最小,产业升级造成的工业园区(LCZ8)更新是城市过去20年来的主要变动,LCZ 2与LCZ 3对LCZ 8的替代创造了更多的人工排热,使当地地表热岛强度平均提升了1.2℃。贝鲁特的扩张规模是3座城市中最大的,其建成类局地气候分类面积提高了约8%。伊斯坦布尔海岸沿线与近郊出现快速城市化的趋势,近郊的建筑密度不断提升,区域内平均提升了1.3℃。总体来看,在夏季地中海城市,与工业排热相比,人工排热也会使区域产生强烈的地表热岛效应。伊斯坦布尔的结果证明了千万人口城市中的局地气候区变化会产生更强烈的地表热岛强度。大都市的交通排热也是影响城市热环境的重要因素。3座城市展示了不同发展阶段下城市面临的热岛效应问题,研究城市变迁将为...     

以缓解热岛效应为导向的气候适应性城市研究

研究以我国快速城市化进程中的成都市中心城区为例,借助Landsat遥感影像数据进行地表温度反演,利用局地气候分区（LCZ）理论,在分析成都市中心城区日间和夜间热环境空间结构的基础上,从城市发展格局、土地利用、绿地系统、城市公共服务设施和城市剖面五个方面,结合局地气候分区理论,对城市的空间形态与热岛效应的关联性进行研究分析,从而探索不同规划设计要素对城市热环境的影响。同时,进一步探讨城市空间布局优化方案,探寻适用于缓解城市热岛效应的多视角、多尺度的城市设计研究框架。     

基于气象环境影响效应的城市规划——以青岛市为例

"城市规划"与"气象"是一对相互影响、相互制约的复杂矛盾因子.通过城市规划的气象环境影响效应研究,发现城市发展与气象变化的客观规律,研究城市规划的应时措施,对提高城市规划的科学性有重要意义.结合青岛市气象局的历史资料分析和数值模拟预测研究成果,重点从城市功能布局、防灾减灾、生态功能区的保护、城市发展建设密度等方面探讨适应气象条件的城市规划对策.     

城市热岛空间格局及形态差异化调控策略研究——以广州市中心城区为例

深入研究城市热岛的空间形态差异性对认识城市热岛效应和改善城市微气候具有重大意义。以广州市中心城区为例,运用地域圈层的空间类型识别热岛空间格局,以局地气候分区法（LCZ）为基础提取典型热岛街区进行数据分析,并从用地类型、地表覆盖、建设强度3方面总结空间形态特征。研究表明：研究区由中心向外围呈现出“内外双高”的波浪形热岛空间格局;提取出4种典型热岛街区,分别为高密度居住类、工业类、高密度服务类和设施农业类;建筑密度的两极化、工业用地占比高、不透水地表比例高和植被覆盖率低是造成研究区强热岛的主要原因。基于此提出具有可操作性的形态差异化调控策略,丰富城市热岛空间形态差异性研究成果,为中国湿热地区的城市生态规划建设提供借鉴。     

极端气候区建筑围护结构性能设计参数优化 ——以吐鲁番地区办公建筑为例

为了优化极端干热与寒冷交替环境中,不同参数组合下的办公建筑围护结构的综合性能,本文选取8组具有代表性的围护结构性能设计参数,运用拉丁超立方采样(LHS)得到大量的组合样本(4000组),并通过参数化性能模拟技术进行模拟计算,对模拟结果运用机器学习(ML)算法进行性能建模和综合分析.结果表明该地区的围护结构性能优化潜力较...     

中国被动房外围护系统研究——以寒冷、严寒气候区被动房项目为例

德国的被动房是目前世界公认的具有超低能耗、超低碳排放量、超高室内舒适度等特点的建筑技术体系。德国的气候特征与中国华北地区的气候特征具有相似性,因此,研究并建造被动房对于我国建筑节能工作的发展具有重大的意义。外围护系统作为被动房设计的重点要素,对建筑的节能效率有重大的影响。以寒冷、严寒气候区的被动房项目为例,对被动房外围护系统进行分析与阐述,并以秦皇岛"在水一方"被动式住宅示范项目为例,进行能耗模拟与对比分析。提出适合我国寒冷、严寒气候区气候特点的被动式超低能耗建筑外围护系统的设计策略。     

城市绿地对热岛效应缓解作用研究——以保定市中心城区为例

随着中国城镇化建设的进行,城市热岛效应逐渐成为城市发展的显著问题之一,而城市绿地能有效地缓解城市热岛效应,在城市规划中,可以通过对城市绿地进行合理布局,从而减缓城市热岛效应的影响。本文采用遥感数据反演的方法,综合应用地理信息系统（GIS）和遥感（RS）技术,得到不同时期保定市中心城区地表温度和植被覆盖度的时空演变图,分析近10年的时空演变规律,并用网格法对植被覆盖度与地表温度之间的耦合关系进行研究,得出研究区内的植被覆盖度每增加10%,其地表的平均温度可减少0.9℃~1.3℃。选取研究区域内的8个城市绿地,利用缓冲区分析的方法,定量研究城市绿地面积与其降温范围之间的关系,结合保定市热岛效应集中区域及周边土地利用现状,提出增加城市绿地的可能位置,为城市绿地布局提供科学依据。     

寒冷气候区近零能耗公共建筑设计方法——以某展馆建筑为例

近零能耗公共建筑具有超低能耗、高舒适等特点,近年来受到我国建筑行业及相关科研院所的广泛关注.如何通过组合多种节能措施来实现近零能耗目标,并尽可能减少成本,是近零能耗建筑设计的重点和难点.本文从寒冷气候区近零能耗公共建筑设计的优点及重点入手,以某展馆建筑为例,探究寒冷气候区近零能耗公共建筑设计方法.     

基于GRAPES数值模拟的城市绿地空间布局对局地微气候影响研究——以广州为例

为研究城市绿地布局对所在城市区域的局地气候的影响效应,采用华南中尺度区域模式GRAPES大气模拟方法,在ArcGIS10.0和ERDAS9.2平台上进行地形与城市土地利用空间数据的转换,使其接入GRAPES大气模拟界面进行局地气候模拟试验。试验结果表明,城市绿地空间分布对局地风场的形成影响显著,并与其分布紧密相关,城市绿地能够与周围建成区之间形成局地风场的圈层效应,强化周边区域的风速,利于空气污染的稀释。试验结果还表明,城市绿地空间分布对温度场的空间分布影响微弱。据此分析,城市绿地的空间布局规划应当考虑其对城市局地风场形成的影响,通过一定规模面积的绿地布局能够增强城市气流输送,并激发城市中尺度次级环流,进而改善周围环境温度,对局地气候产生积极影响。因此,基于局地气候改善的优化绿地布局方式是保留并建设位于城市上风向的大规模氧源绿地,同时在城市一定范围区域内,集中布局面积不小于70ha的绿地,而非进行点小面广的星星点点式布局。     

基于Ecotect模拟技术的住宅窗扇自然采光分析——以Ⅳ类光气候区典型城市武汉市为例

住宅窗户设计对室内自然采光有显著影响。在户型不变的前提下,本文旨在借助Ecotect模拟技术探讨住宅采光窗口设计的最佳策略。以Ⅳ类光气候区的典型城市武汉为例,对室内自然光环境定量分析,最终推导出窗口设计策略:窗地面积比≥1/6、避免采用条窗、窗框距离内墙的水平距离不宜大于0.9m。这些策略同样也适用于Ⅳ类光气候地区的其他城市。     

浅议紧凑型城市理念指导下的城市规划——以合肥新站综合开发试验区规划建设策略为例

依照科学发展观和“五个统筹”的要求,解决城市化进程和城市发展中遇到的种种问题,促进城市的健康、稳定、协调发展,是城市规划工作面临的历史性课题。本文试图在城市规划工作中运用紧凑型城市理念,分析和指导城市建设。     

基于遥感技术的城市布局与热环境关系研究——以武汉市为例

以夏季炎热的武汉市为例,通过ETM+卫星遥感影像反演城市的地表温度,并对城市的下垫面进行分类,然后与归一化植被指数等表征下垫面植被状况的参数进行综合对比,反映城市热岛的状态,研究其内部结构及相应的下垫面类型,提出针对性的下垫面改善措施。此外借助遥感影像,采取典型地物选点研究的方法开展深入分析,进一步探寻下垫面与热环境的关系。研究结果表明,城市的热环境与城市规划之间存在着较为密切的关系。城市下垫面的不合理布局和人为活动的过度密集是热岛效应产生的主要因素。而植被和水体是调节城市热岛效应的较好手段,应该给予重视。     

地表温度与植被指数相关性的空间尺度特征——以重庆市为例

为了揭示植被改善城市热岛的量化关系,以重庆市主城区为例,在不同的尺度上分析了地表温度与归一化植被指数之间的相关性,分别从全局和局部出发分析了两者之间的线性关系.结果发现,在120m尺度上两者之间的相关性最强,空间相关场表明相关性在空间上呈现较强的异质性;全局普通线性回归和地理加权回归分析发现,两者之间没有显著的线性关系,这说明可能还存在其他多种因素的复杂影响.     

基于Landsat数据的蓝绿空间改善城市热环境分析——以天津市为例

以天津市内六区为研究区域,利用2004年、2011年、2017年间的Landsat卫星遥感影像,综合应用地表温度反演、温度差异分区、土地利用分类解译、景观格局分析等研究方法,探讨城市热环境与蓝绿空间的联系特征。结果表明,2004～2017年城市高温范围区域随着城市建设发展的方向,跨越河流的空间限制不断拓展,而低温范围区域主要集中在蓝绿空间。蓝绿空间具有改善城市热环境的生态作用：在景观格局层面,地表温度与蓝绿空间的斑块周长指数呈显著负相关,与周长面积比指数呈显著正相关;在空间格局层面,地表温度与蓝色空间的斑块所占景观面积比在1500m×1500m尺度样本中相关程度最高,与绿色空间在300m×300m最高,且蓝色空间的热环境改善效率更佳。最终提出面向热环境改善的城市蓝绿空间优化建议,可为生态宜居城市建设提供新思路。     

山地城市公园冷岛效应的影响研究——以重庆主城区公园为例

公园作为城市建成环境中的重要降温冷源,对改善城市热岛问题具有重要作用。为揭示外部环境对公园冷岛效应扩散的影响,以重庆市主城区三个公园为例,采用ENVI反演周边地表温度,分析外部环境要素对公园冷岛效应扩散的影响。结果表明：(1)三个公园降温效应差异明显,花卉园降温效应(2.174℃)>沙坪公园(1.442℃)>大学城中央公园(0.631℃);(2)外部建筑形态和用地功能是影响公园冷岛效应扩散的主要因素,其中建筑围合形态产生的“风墙”对公园冷岛效应扩散具有明显阻碍影响,而大规模不透水下垫面会制约冷岛扩散方向。