绿地对建筑外热环境特征及人体舒适度的影响

发布时间：2017-03-27 18:19

  本文关键词：绿地对建筑外热环境特征及人体舒适度的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着城市化进程的不断发展,城市人口的不断增长,城市下垫面性质逐步转换,导致城市热环境受到影响,过热的环境会严重影响城市居民的健康。而建筑外环境是城市居民使用频率最高的场地,寻找改善建筑外热环境的方法成为近来研究的重点。建筑外热环境特征包括温度、湿度、风、环境辐射温度等相关因子,这些因子的变化不仅取决于建筑本身的空间特征,也与建筑周边的下垫面组成密切相关。绿地作为下垫面组成中及其重要的部分,其对热环境的改善有良好的作用。人体舒适度是评价热环境舒适程度的重要指标,是研究热环境的方式之一。目前对于热环境的研究多集中于建筑或绿地对热环境或人体舒适度的影响上,而关于建筑热环境、绿地及人体舒适度三者之间的关系,以及绿地在不同尺度中对热环境及舒适度的改善效果还没有明确的结论。因此,本文采用实地测量及软件分析的方法,讨论不同尺度中下垫面性质、绿地率及绿地布置方式对建筑外热环境特征及人体舒适度的影响,为城市设计及绿地规划提供有力依据。主要内容和结论如下：1.在微尺度中：本试验以北大医疗产业园区(以下简称园区)为研究对象,旨在研究建筑空间的不同、外部环境的变化以及绿地的增加对园区内热环境及人体舒适度的影响。(1)园区内的热环境特征及人体舒适度受到建筑空间的影响。在各个季节均表现出建筑南侧空间温度大于建筑北侧空间的温度。(2)园区内部的热环境特征可能受到外部环境的影响。本试验对园区东南侧的小型城市公园及其对周边热环境特征的影响进行研究(该公园在10月对外环境有较明显的降温增湿作用,而2月对外环境有较明显的保温作用),结果表明,虽然公园会对周边的热环境特征产生影响,但园区内部的热环境更多的取决于园区内部的建筑空间及绿地分布。(3)随着园区内植被的增加,园区内热环境特征逐渐表现出降温趋势,并在夏季达到最大降温率为2.65%。园区内湿度高于园区外,而随着植被的增加,园区内的增湿率也相应增加,最大为12.15%。相对于园区外部,园区内不舒适度指数(以下简称DI)在夏季具有最大降低率为5.85%,这说明园区内的植被的增加可以在一定程度上降低园区内的不舒适度指数。2.在街区尺度中：本试验以北京林业大学(简称北林)、北京科技大学(简称北科)、北京航空航天大学(简称北航)以及北极寺干休所(简称北极寺)作为研究对象,对街区中不同范围内下垫面组成(乔木覆盖率、建筑覆盖率、不透水地面覆盖率等)与热环境特征及人体舒适度的关系进行研究,探讨绿地布置形式对街区热环境特征及人体舒适度的影响。(1)通过相关性及回归分析,发现在夏季高温时段测点环境受到多种因素影响。空气温度随着周围环境中的不透水地面覆盖率的增加而增加,随着植被覆盖率的增加而降低,空气湿度则表现出相反的特性。通过对20m及50m的植被覆盖率的降温增湿作用研究发现,20m尺度中的植物降温增湿作用更加显著。(2)通过对热环境特征的时空变化分析,发现建筑覆盖率与空气温度的关系从上午10：00到下午14：00,呈现负相关关系,在16：00开始转为正相关关系,但在傍晚相关性不明显,这可能与太阳落山有关。(3)在满足绿地率以及街区中建筑覆盖率都相近的情况下,对北科(分散式)、北航(集中式)、北极寺(集中-分散式)三种不同布局形式的街区进行研究,结果发现集中-分散式绿地有更好的降温及增湿率以及更高的舒适度。3.在局地尺度中：本试验以奥林匹克森林公园(以下简称奥森)及其东部的3个住区(包括国奥村东区、国奥村西区以及北京市自动化工程学校)作为研究对象,探究城市公园及其对邻近不同远近程度的住区中热环境特征(空气温度、相对湿度、风速)及人体舒适度指标的影响。(1)在高温时段,奥森相对于周边环境具有一定的降温增湿效益,最大降温强度为2.88℃,最大增湿强度为7.93%。并且,相对于公园外部环境而言,奥森具有一定降低不舒适指数的特性。(2)距离公园更近的社区拥有较低的温度、较高的湿度以及较低的不舒适度指数。在奥森周边2000m的范围内,每远离奥森500m,住区内温度会增加0.85℃,湿度降低1.5%,不舒适度指数会增加0.4。本试验在不同尺度中,研究了绿地对建筑外热环境特征及人体舒适度的影响,为生态、舒适的建筑外环境中的绿地设计提供理论依据,并可在人体舒适度层面上指导北京的住区规划。
【关键词】：热环境特征 人体舒适度 绿地 尺度 建筑环境
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU985.12;TU119
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 引言11-27
• 1.1 背景11-15
• 1.1.1 尺度的定义11-13
• 1.1.2 城市热环境的改变及城市热岛效应13
• 1.1.3 绿地的作用及相关概念13-14
• 1.1.4 人体舒适度用于评价室外环境14-15
• 1.2 国内外研究综述15-25
• 1.2.1 建筑结构对建筑外环境的影响15-16
• 1.2.2 植被对微尺度热环境的影响16-18
• 1.2.3 绿地对街区热环境的影响18-19
• 1.2.4 绿地对城市热环境的影响19-20
• 1.2.5 绿地对人体舒适度的影响20-23
• 1.2.6 小结23-25
• 1.3 研究目的和意义25
• 1.4 研究内容25-26
• 1.4.1 微环境尺度中的热环境特征及人体舒适度25
• 1.4.2 街区尺度的热环境特征及人体舒适度25
• 1.4.3 城市局地尺度的热环境特征及人体舒适度25-26
• 1.5 技术路线26-27
• 2 微尺度下绿地对建筑环境及人体舒适度的影响27-53
• 2.1 研究区概况与研究方法27-31
• 2.1.1 研究区概况27
• 2.1.2 研究方法27-31
• 2.1.3 数据处理与分析31
• 2.2 结果与分析31-49
• 2.2.1 建筑空间及外环境对北大医疗产业园区热环境特征的影响31-40
• 2.2.2 建筑空间及外环境对北大医疗产业园区人体舒适度的影响40-43
• 2.2.3 绿地对北大医疗产业园区热环境特征的影响43-47
• 2.2.4 绿地对北大医疗产业园区内人体舒适度的影响47-49
• 2.3 结论与讨论49-53
• 2.3.1 建筑空间对园区内热环境的影响49-50
• 2.3.2 外环境对园区内热环境的影响50
• 2.3.3 绿地对园区内热环境的影响50-53
• 3 街区尺度下绿地对建筑外环境及人体舒适度的影响53-83
• 3.1 研究区概况与研究方法53-57
• 3.1.1 研究区概况53-54
• 3.1.2 研究方法54-57
• 3.1.3 数据处理与分析57
• 3.2 结果与分析57-79
• 3.2.1 街区下垫面组成对街区热环境特征的影响57-68
• 3.2.2 街区下垫面组成对街区中人体舒适度的影响68-74
• 3.2.3 街区绿地布局形式对街区热环境特征的影响74-77
• 3.2.4 街区绿地布局形式对街区人体舒适度的影响77-79
• 3.3 结论与讨论79-83
• 3.3.1 下垫面特征在高温时段对热环境特征及人体舒适度的影响79
• 3.3.2 建筑及乔木覆盖率对热环境特征的时空变化影响79-80
• 3.3.3 绿地布局形式对热环境特征及舒适度的影响80-83
• 4 局地尺度中公园对周围居住区热环境特征及舒适度的影响83-101
• 4.1 研究区概况与研究方法83-85
• 4.1.1 研究区概况83
• 4.1.2 研究方法83-84
• 4.1.3 数据处理与分析84-85
• 4.2 结果与分析85-97
• 4.2.1 奥林匹克森林公园的热环境特征85-87
• 4.2.2 奥林匹克森林公园的人体舒适度舒适度87-89
• 4.2.3 奥林匹克森林公园对外部热环境特征的影响89-92
• 4.2.4 奥林匹克森林公园对外部环境中舒适度的影响92-94
• 4.2.5 奥林匹克森林公园对居住区内热环境特征的影响94-95
• 4.2.6 奥林匹克森林公园对居住区内舒适度的影响95-97
• 4.3 结论与讨论97-101
• 4.3.1 奥林匹克森林公园对热环境特征的影响97-98
• 4.3.2 奥林匹克森林公园对人体舒适度的影响98-101
• 5 结论、建议及不足101-105
• 5.1 结论101-103
• 5.1.1 微尺度中绿地对建筑热环境特征及人体舒适度的影响101
• 5.1.2 街区尺度中绿地对建筑热环境特征及人体舒适度的影响101-102
• 5.1.3 局地尺度中绿地对建筑热环境特征及人体舒适度的影响102-103
• 5.2 建议及展望103-104
• 5.3 本研究中存在的不足104-105
• 参考文献105-113
• 个人简介113-115
• 导师简介115-117
• 获得成果目录117-119
• 致谢119

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