面向區(qū)域規(guī)劃的熱環(huán)境參數(shù)快速求解研究.pdf

1、2007年至2050年期間，發(fā)展中國家城市人口比例預(yù)計(jì)將從44％增至67%，而發(fā)達(dá)國家將可能從74%增至86%。傳統(tǒng)規(guī)劃理論與實(shí)踐活動多以規(guī)劃人員的主觀意識為導(dǎo)向，較少考慮規(guī)劃方案與環(huán)境和氣候的內(nèi)在聯(lián)系，城市發(fā)展往往伴隨諸多熱環(huán)境問題。為營造良好的區(qū)域熱環(huán)境，需要在規(guī)劃階段開展規(guī)劃方案的預(yù)測及優(yōu)化工作。為此，本論文以區(qū)域熱環(huán)境為研究對象，對熱環(huán)境參數(shù)進(jìn)行了實(shí)測和模擬研究，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域熱環(huán)境參數(shù)快速求解的目的。
　　首先，在重慶大學(xué)虎

2、溪校區(qū)布置下墊面反射率測點(diǎn)、空氣溫濕度測點(diǎn)、風(fēng)速風(fēng)向測點(diǎn)、建筑表面溫度測點(diǎn)和背景氣象參數(shù)測點(diǎn)，通過自動記錄和流動觀測相結(jié)合的方式對各測點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行了夏季實(shí)測。結(jié)果表明：不同類型下墊面的反射率相近，平均反射率約為13.2%～27.3%；校區(qū)內(nèi)1.5m高度處空氣溫濕度顯著性相關(guān)（相關(guān)系數(shù)|r|>0.95）；校區(qū)夏季主要風(fēng)通道處常見風(fēng)速范圍約為0.4～1.2m/s，風(fēng)向無明顯規(guī)律，主要受風(fēng)向測點(diǎn)周邊障礙物影響；晴朗天氣時(shí)，典型建筑晝間各立面表面

3、溫度受植物遮擋影響，峰值差距約為2～7℃；夜間各立面表面溫度基本一致。陰雨天氣下，各立面全天表面溫度基本相近；草坪和灌木叢上方不同高度處空氣干球溫度和相對濕度變化趨勢與草坪溫度變化趨勢一致，但不同高度處空氣的相對濕度變化無明顯規(guī)律性可循。實(shí)測數(shù)據(jù)可提供后續(xù)數(shù)值模擬的初始條件，也可用于模擬結(jié)果的驗(yàn)證。
　　其次，從建模的便捷性和時(shí)效性出發(fā)，提出單幅圖像建模法，結(jié)合太陽輻射簡化求解模型，建立建筑群熱平衡模型，用于預(yù)測下墊面和建筑表面溫

4、度分布。同時(shí)，立足區(qū)域模型思想，簡化水平邊界和垂直邊界的熱量和質(zhì)量交換量求解方程，迭代求解空氣流動區(qū)域熱環(huán)境參數(shù)。為加快計(jì)算速度，降低程序?qū)τ布?，模擬過程先計(jì)算下墊面和建筑表面溫度分布，然后基于相關(guān)溫度信息求解流動區(qū)域空氣干球溫度和風(fēng)速等參數(shù)。
　　最后，對重慶大學(xué)虎溪校區(qū)東側(cè)區(qū)域進(jìn)行模擬分析。以背景氣象參數(shù)、建筑材料熱物理性能參數(shù)等作為模擬的初始條件。將模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明，模擬結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)變化趨勢一致