城市街谷夏季熱環(huán)境及控制機理研究.pdf

1、城市街谷亦稱都市“峽谷”，是指城市覆蓋層內(nèi)相鄰建筑物與地面圍合形成的類似“峽谷”的空間，作為城市人居環(huán)境的基本組成單元，城市街谷熱環(huán)境是城市戶外熱環(huán)境的構(gòu)成基礎(chǔ)。只有系統(tǒng)掌握了街谷熱過程的物理本質(zhì)與控制機理，才有可能在城市規(guī)劃和建設中有效地改善城市熱環(huán)境質(zhì)量，進而遏制城市熱島效應及其次生污染。針對于此，本文開展了以下研究： 首先，通過對所篩選的典型街谷各項熱物理環(huán)境參數(shù)的現(xiàn)場實測，得到了街谷熱環(huán)境及各項環(huán)境指標的分布及變化規(guī)律，

2、掌握了各類影響因素對街谷熱環(huán)境分布的影響規(guī)律和影響程度。 其次，通過對三維街谷熱過程的詳盡分析，解決了街谷方位角、太陽輻射蔭蔽變化規(guī)律、以及街谷內(nèi)各界面動態(tài)熱過程、谷內(nèi)綠化和人為產(chǎn)熱等街谷熱環(huán)境相關(guān)因素等一系列問題，建立了三維街谷熱過程的數(shù)學模型。在此基礎(chǔ)上，以Fluent6.1軟件為平臺，編制了完整的三維街谷熱環(huán)境聯(lián)合模擬程序，驗算顯示模擬結(jié)果與測試結(jié)果吻合良好。 第三，從街谷熱環(huán)境的動態(tài)變化規(guī)律出發(fā)給出了“街谷”準確

3、的數(shù)值定義，通過對七種不同高寬比的街道進行熱環(huán)境模擬對比，發(fā)現(xiàn)高寬比1:0.9是“街谷”的數(shù)值極限，回答了街道的幾何尺度應達到什么樣的比例范圍才可稱其為“谷”的問題，為街谷的環(huán)境分析和工程應用提供了科學基礎(chǔ)；并從實用的角度給出了最佳高寬比的推薦范圍。 最后，利用本文建立的模擬評價程序，定量比較了設計要素對街谷熱環(huán)境的影響。結(jié)果顯示：在現(xiàn)行的幾種設計尺寸中，高寬比在1:1.1～1:1.2時街谷內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量最佳；同時指出單純地提高下

4、墊面反射率對改善街谷熱環(huán)境的作用是極其有限的，而提高下墊面蒸發(fā)率則對改善街谷熱環(huán)境是非常有效；不同走向街谷的其峰值熱環(huán)境并無明顯差異，所不同的只是峰值持續(xù)時間的長短；特別指出街谷兩側(cè)建筑表面凸凹起伏對街谷熱環(huán)境十分不利；大多數(shù)情況下，在街谷綠化形式之中，樹木對改善街谷熱環(huán)境效果最佳，草坪次之，灌木最差，但不論采用何種綠化形式，至少應保持葉面積指數(shù)LAI≥3才可以對街谷熱環(huán)境帶來實質(zhì)性的改善。 本論文首次運用建筑與工程熱物理的理論