华南城市典型居住小区空间形态对微气候的影响研究-土木工程专业论文.docxVIP

A A Dissertation Submitted to Guangdong University of Technology for the Degree of Master of Engineering Effects of Urban Spatial Morphology on Microclimate for Typical Residential Districts in Southern China City Cand idate：Zhao Dong Supervisor：Prof．Wang Xin May 201 6 School of Civil and TranspOrtatiOn Engineering Guangdong University of Technology Guangzhou，Guangdong，P．R．China， 51 0006 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 城市空间形态对城市微气候有着重要的影响作用。优化居住小区的空间形态特 征，不仅有效改善城市局地微气候环境(主要是住区通风效果和太阳辐射)，从而有 利地缓解城市热岛效应，还可以提高居住区的舒适性、降低城市能耗以提高应对气 候变化能力。目前我国对于住区空间形态特征与城市局地微气候影响机制的研究还 不太深入，并且缺乏定量的及综合多因素对微气候影响的分析方法。 本文主要采用数值模拟研究方法，对在太阳辐射条件下，研究分析住宅小区空 间形态与局地微气候适应性的影响。以华南地区(尤其是广州)夏季典型的湿热气 候作为气象背景，选取广州地区住区规划设计中较为常见的行列式布局建立数值模 型。采用有限体法并借助计算流体力学软件Fluent进行相关模拟。本课题主要研究 住宅小区规划几何构造控制参数(住区阻塞比、建筑覆盖密度、群体平均高度、小 区见空率等)对局地微气候的影响规律，并且考虑了CFD数值模拟城市微气候时计 算域大小如何确定问题。另外，本文通过采不同工况进行了一个耦合城市建筑、铺 面与周围大气的三维CFD计算模拟。根据模拟结果对比分析，从而探讨住区空间形 态特征对城市局地微气候适应性的影响机理及规律。 本课题研究结果归纳如下：使用圆柱计算域模拟城市微气候问题，模拟结果与 风洞试验结果基本吻合，其对比表明计算结果没有很大影响，并通过不同尺度计算 域工况进行比较分析确定合适尺寸的计算域，为今后CFD模拟城市微气候问题计算 域确定提供参考。住区整体通风效果及太阳热辐射对城市组团局地微气候有很大程 度的影响。住区空间形态的改变，会导致局地微气候的变化。组团对自然来流风阻 挡越大，气流几乎无法顺利穿越小区以及冠层与上部大气层之间的气流交换能力越 弱，小区整体通风效果能力就越差，不断增加能耗甚至影响居民的热舒适性。建筑 群平均高度及见空率越大，住宅小区内铺面及墙壁面的平均温度就越高，且室外活 动范围1．5m处的空气温度均有所上升。采用适当减小群体阻塞率和小区密度规划 方案，并且考虑建设成一个紧凑型城市空间形式以提供更多的阴影区域以改善住宅 小区的整体通风和热辐射环境，从而调节小区的局地微气候状况。 关键词：城市居住小区；气候适应性：局地微气候；住区空间形态；太阳热辐射 万方数据 广东工业大学硕士学位论文ABSTRACT 广东工业大学硕士学位论文 ABSTRACT The urban spatial morphology of urban residential districts plays a very important role in urban microclimate．Optimizing the spatial pattern of residential districts，not only Can effectively improve urban local microclimate(Mainly residential ventilation and solar radiation)and mitigate the urban heat island(UHI)，but also Can improve the comfort of residential area environment and reduce the urban energy consumption．The local climate within an urban area can be improved as well as its climate change adaptation．At present，the studies about influences between spatial morphology of urban residential dis