城市熱島效應(yīng)分析及其對(duì)建筑空調(diào)采暖能耗影響的研究.pdf

1、本文圍繞天津市熱島效應(yīng)這一主線，將研究工作分成三大部分： 第一，通過在天津市南開區(qū)布置9個(gè)空氣溫度監(jiān)測點(diǎn)，采集不同下墊面的空氣溫度數(shù)據(jù)，并據(jù)此分析了空氣溫度與其人為影響因素之間的相關(guān)關(guān)系，得出了影響測點(diǎn)空氣溫度單個(gè)因素的最相關(guān)半徑和多個(gè)因素綜合最相關(guān)半徑。認(rèn)為測點(diǎn)處的全天和白天平均空氣溫度與其300米范圍內(nèi)的人為影響因素相關(guān)性高，而夜晚平均空氣溫度則與其250米范圍內(nèi)的人為影響因素相關(guān)性最高； 第二，根據(jù)T.R.Oke的

2、城市能量平衡原理和Monin-Obukhov大氣近地層相似性理論，建立了城市空氣溫度計(jì)算模型，編制了城市逐時(shí)空氣溫度計(jì)算模擬程序。對(duì)天津市西青氣象站、天津市二中、天津市第二南開中學(xué)和天津市第八中學(xué)四個(gè)測點(diǎn)的空氣溫度進(jìn)行模擬計(jì)算，將結(jié)果與實(shí)際觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了計(jì)算模型的可信性。之后，運(yùn)用該模擬程序，對(duì)可能影響空氣溫度的五個(gè)因素進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)分析。模擬計(jì)算結(jié)果的方差分析顯示：蒸發(fā)率對(duì)城市空氣溫度的影響最為顯著，對(duì)日平均、白天平均、夜

3、晚平均氣溫的影響均屬于高度顯著；反射率對(duì)于夜晚氣溫的影響趨于不顯著，白天反射率作用比較明顯，對(duì)日平均氣溫反射率作用高度顯著；白天地表粗糙度的作用明顯，夜晚粗糙度的作用減??；蓄熱系數(shù)對(duì)于日平均氣溫而言，作用不明顯，但夜晚蓄熱系數(shù)的作用明顯顯現(xiàn)；人為排熱是影響氣溫的直接因素，其在不同時(shí)段下均將對(duì)氣溫產(chǎn)生較顯著影響。 第三，為長期監(jiān)測天津市熱島效應(yīng)，以天津市和平區(qū)為中心發(fā)散狀布置了多個(gè)空氣溫度監(jiān)測點(diǎn)。通過對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)收集的2003-20

4、04年空氣溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，獲得了天津市冬夏季熱島強(qiáng)度分布規(guī)律和特點(diǎn)。根據(jù)我國當(dāng)前的建筑規(guī)范設(shè)計(jì)了辦公、住宅建筑模型，利用觀測點(diǎn)的實(shí)測溫度數(shù)據(jù)，對(duì)所建立的模型建筑的空調(diào)采暖能耗進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算，得出了天津市熱島強(qiáng)度對(duì)辦公、住宅類建筑空調(diào)、采暖能耗及全年能耗的影響趨勢和大小。對(duì)天津市中心城區(qū)而言，由于熱島現(xiàn)象，辦公建筑空調(diào)能耗增加率為17.5％/℃；住宅建筑空調(diào)能耗增加率為10.2％/℃。辦公建筑采暖能耗減少率為6.22％/℃；住宅