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(guó)家城市人口比例預(yù)計(jì)將從44％增至67%，而發(fā)達(dá)國(guó)家將可能從74%增至86%。傳統(tǒng)規(guī)劃理論與實(shí)踐活動(dòng)多以規(guī)劃人員的主觀意識(shí)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(wèn)題。為營(yíng)造良好的區(qū)域熱環(huán)境，需要在規(guī)劃階段開(kāi)展規(guī)劃方案的預(yù)測(cè)及優(yōu)化工作。為此，本論文以區(qū)域熱環(huán)境為研究對(duì)象，對(duì)熱環(huán)境參數(shù)進(jìn)行了實(shí)測(cè)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(cè)點(diǎn)、空氣溫濕度測(cè)點(diǎn)、風(fēng)速風(fēng)向測(cè)點(diǎn)、建筑表面溫度測(cè)點(diǎn)和背景氣象參數(shù)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)自動(dòng)記錄和流動(dòng)觀測(cè)相結(jié)合的方式對(duì)各測(cè)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行了夏季實(shí)測(cè)。結(jié)果表明：不同類(lèi)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(jiàn)風(fēng)速范圍約為0.4～1.2m/s，風(fēng)向無(wú)明顯規(guī)律，主要受風(fēng)向測(cè)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(duì)濕度變化趨勢(shì)與草坪溫度變化趨勢(shì)一致，但不同高度處空氣的相對(duì)濕度變化無(wú)明顯規(guī)律性可循。實(shí)測(cè)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(yáng)輻射簡(jiǎn)化求解模型，建立建筑群熱平衡模型，用于預(yù)測(cè)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(jiǎn)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(dòng)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螅M過(guò)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(dòng)區(qū)域空氣干球溫度和風(fēng)速等參數(shù)。
　　最后，對(duì)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(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明，模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)一致