广州地区街区尺度热环境与热舒适度评价-建筑与土木工程专业论文.docxVIP

Classified Index：TU83 U.D.C.：624 Dissertation for the Master Degree in Engineering EVALUATION OF THERMAL ENVIRONMENT AND THERMAL COMFORT ON BLOCK SCALE IN GUANG ZHOU Candidate： Rao Junquan Supervisor： Prof. Liu Jing Academic Degree Applied for： Master of Engineering Specialty： Architecture and Civil Engineering Affiliation： School of Municipal and Environmental Engineering Date of Defence： June，2015 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文 I I 摘 要 随着我国城市化建设的快速推进，伴随而来的各种热环境问题日益显著。近 年来热环境问题逐渐被人们所认识和关注，其中最为人们所熟知的就是城市热岛 （Urban Heat Island）问题。城市是由一个个城市街区组成的，作为重要组成单元， 街区尺度室外热环境和舒适性评价问题是关系居住质量和身心健康的重要民生问 题，同时也是复杂的多学科交叉问题。目前对于街区热环境的研究存在不足：一 是国内外学者大都是从单一学科角度出发，对于各个学科的综合交叉研究非常少； 二是对街区热环境的数值模拟研究采用计算模型复杂、计算周期长，难以在实际 工程中进行应用；三是对街区热环境没有系统的评价方法。 本文立足于建筑环境专业，结合城市气候、规划设计等专业的相关研究，针 对广州地区的气候条件和街区、建筑特点，研究街区尺度的热环境和热舒适问题， 旨在通过数值模拟结合现场实测的方式，总结广州地区控制性详细规划（简称控 规）因素对街区热环境的影响机制，提出一套实用的街区热环境与热舒适度评价 的指标体系，建立热环境与热舒适度评价的简易模型，在热环境方面对街区的规 划设计提供指导。针对广州地区街区尺度热环境与热舒适，本文重点研究了以下 几个方面内容： (1)总结广州地区室外热环境影响因素，包括从建筑形式、布局、朝向到下垫 面种类、热物性以及遮阳构筑物等方面的因素。建立以评价性指标与热环境参数 相结合作为目标层，以微气候条件、规划空间布局、建筑材料和下垫面属性以及 人为排热为指标层的热环境与热舒适度综合评价指标体系。 (2)在课题组已有的城市区域热气候预测模型（UDC）的基础上，对原模型进 行改进和功能扩展。对广州某小区进行连续一周的热环境测试，并用改进的模型 对该小区进行模拟研究，通过模拟结果和实测数据的对比分析验证改进后的模型。 (3)以单参数分析的思想设计数值试验，得到不同参数组合下街区热环境变化 规律。主要结论为：建筑密度和容积率对热环境的影响是非线性、非单调的，当 建筑密度和容积率变化时，环境温度及舒适性指标的响应曲线表现为类似二次曲 线的凹函数形式；硬地路面以及建筑外表面材料铺装材料，虽然反射率增大对热 环境有利，但是过大的反射率会增大平均辐射温度，甚至引起光污染；建筑架空、 绿地与绿化、透水路面、水体等下垫面以及遮阳构筑物对改善热环境有利。 (4)在数值试验的基础上，考虑热环境影响因素间相互作用关系，对各个参数 进行组合，重新整合成用于回归分析的因子。拟合得到控制性详细规划指标的热 II II 环境与热舒适度评价模型。将该模型程序化，开发针对广州地区的城市控规用热 环境预测评估软件。基于建立的热环境评价简化模型和软件采用全局敏感性分析 法进行参数不确定性和敏感性分析，得到主要结论有：（1）热环境评价性指标对 建筑密度和楼层数最为敏感；（2）建筑架空对于 WBGT 为第三敏感因素，而对于 SET*和热岛强度，第三敏感因素则是绿地率；（3）整体敏感性指标考虑各因素间 相互作用，对于敏感性分析更加全面和准确。 关键词：街区热环境；实地观测；数值试验；简化评价模型；敏感性分析 PAGE PAGE VI Abstract The rapid urbanization is accompanied by a variety of thermal environmental problems. It becomes increasingly significant. In recent years, thermal environmental problems are gr