庭荫树布局对庭院微气候及热舒适的影响研究
发布时间：2022-01-03 08:40
随着城市的快速发展与人们生活水平的不断提高,城市生态环境问题也日益严峻,改善城市住区室外环境的微气候与热舒适迫在眉睫。建筑四面围合式庭院空间,作为城市户外空间的重要组成部分。大量研究表明通过植物可以调节庭院环境户外空间的微气候,对改善室外热舒适具有重要的意义。本文研究目的在于通过模拟庭荫树布局中的绿化覆盖率、种植位置与布局方式,分析其对庭院的空气温度、风速、风向、相对湿度及通用热气候指数（UTCI）的影响规律。更加科学量化的指导庭院植物的种植设计并提供建议,进而改善庭院微气候提高热舒适。结合实地测量及数值模拟的方法,模拟分析庭荫树布局对庭院空气温度、风速、风向与相对湿度以及热舒适的影响。研究主要结论如下:（1）庭荫树的绿化覆盖率的增加,可以降低庭院人行高度处的空气的平均温度、平均风速,增加庭院的平均相对湿度,提高庭院的热舒适,但绿化覆盖率过大时,也会导致场地的空气温度升高,相对湿度下降,热舒适变差,当绿化覆盖率在3060%时具有较好的热舒适。随着绿化覆盖率的增加,场地空气的平均温度的降低程度逐渐降低、平均相对湿度的增加程度逐渐减小、UTCI的变化程度在逐渐减小。（...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域位置图(a)周边环境图(b)研究对象图(c)
第三章研究方法14第三章研究方法3.1研究区域研究选择的庭院位于辽宁省沈阳市的沈阳农业大学园艺植保学院的学科楼的建筑四面围合的庭院（图3-1），该庭院周长与建筑高度的比为8，庭院长度与宽度的比为0.6，比较符合北方传统庭院的比例特征的现代围合式建筑庭院(田银城,2013)，但由于现代生活的需要，庭院空间尺度上已经发生了很大改变。沈阳市位于辽宁省中部(41°11′51″~43°02′13″N，120°25″09′~123°48′24″E),气候属于暖温带季风气候区,年平均气温6.2~9.7℃,全年降水量600~800mm，降水集中在夏季，四季分明，温差大，夏季最热月为7月，最高气温可达38℃(邹旭东等,2015)。(a)(b)(c)图3-1研究区域位置图(a)周边环境图(b)研究对象图(c)Fig.3-1Locationofthemeteorologicalstationandfieldmeasurementsite(a)simulateddomain(b)fieldmeasurementdomain(redoutline)3.2研究方法3.2.1CFD模拟分析法运用PHOENICS2018软件设置合理的数学模型和边界条件后，对简化后的沈阳农业大学园艺植保学院学科楼的庭院模型及参数进行设置，并验证模型可靠性，再基于简化后庭院，设计实验预案，模拟分析实验结果。3.2.2实地测量法采用Kestrel5500手持式气象仪(图3-2)对研究区域的空气的温度、风向、风速以及相对湿度等微气候因子进行实地测量，其观测频率选择短时定点连续观测。得到的研究区域微气候因子数据，为后期模型验证的工作提供实测依据。将场地微气候模拟的结果与实地测量的结果进行对比，验证场地模型的模拟结果与实测结果的吻合度，进而确保模拟计算中模型的选择与参数设定的准确性。
沈阳农业大学硕士学位论文15图3-2Kestrel5500手持式气象仪Fig.3-2Kestrel5500HandheldWeatherApparatus3.3模拟预案设计基于传统园林建筑四面围合式庭院中乔木的种植位置(周维权,2008；贾珺,2013；刘庭风,2018)，设计10组庭荫树的种植位置的预案，根据布局方式不同将各种植位置预案分为5组集中式与5组分散式布局预案。根据庭荫树种植位置的不同，5组集中式布局预案，庭荫树分别集中种植在庭院的北侧、南侧、西侧、东侧与中心，分别用英文缩写N、S、W、E、CE来代表其种植的位置；而5组分散式布局预案，庭荫树分别分散种植在庭院的南北两侧、东西两侧、四角、周围以及均匀分散种植在庭院内，分别用英文缩写NS、WE、CO、A、SC来代表其种植的位置。绿化覆盖率为0%的无树对照组预案，用英文字母NT来代表。根据城市居住区热环境设计规范JGJ286-2013遮阳覆盖率的要求，沈阳及北方地区游憩场地需满足至少15%的遮阳覆盖率，考虑冬季的庭院采光选用落叶乔木，且乔木布局时满足庭荫树树干距离窗户不小于5m进行种植，基于种植位置设计绿化覆盖率分别为0%、15%、30%、45%、60%、75%的实验预案，由于分散式布局预案绿化覆盖率大于45%时，各预案的种植位置差异不大，也更加集中，且使用冠幅为6m的乔木时，已经很难进行分散式布局预案的设计了，因而分散式布局预案不在设置绿化覆盖率为60%、75%的实验预案（图3-3）。而为了便于进一步探究绿化覆盖率的变化对庭院微气候及热舒适的影响规律，增加设计庭院庭荫树的绿化覆盖率为100%的实验预案。图3-3实验预案Fig.3-3Experimentalcase
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD模拟的不同下垫面对城市热环境的影响[J]. 陈淦,卓志雄,张华荣,艾嘉蓓,黄启堂. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]明代开封王府园林研究[J]. 唐洁芳,李帅,苏金乐. 中国园林. 2019(10)
[3]严寒地区过渡季建筑庭院空间微气候研究——以内蒙古工业大学某建筑周边庭院为例[J]. 吴园园,许国强,黎美祎. 建筑节能. 2019(08)
[4]树冠空间结构对微气候影响的模拟[J]. 卫笑,郝日明,张明娟,沈昊天,邱易,耿红凯. 浙江农林大学学报. 2019(04)
[5]不同绿化改造方案对小区微气候环境影响的ENVI-met模拟研究[J]. 王婷,陈小芮,章家恩,叶昌东. 华南农业大学学报. 2019(04)
[6]竹类植物夏季微气候特征及其对人体舒适度的影响[J]. 吴仁武,晏海,舒也,史琰,包志毅. 中国园林. 2019(07)
[7]基于气候适应性的苏州留园景观要素研究[J]. 熊瑶,张建萍,严妍. 南京林业大学学报(自然科学版). 2020(01)
[8]论中国传统园林研究之大视镜——以无锡寄畅园为例[J]. 郭明友. 中国园林. 2019(04)
[9]基于微气候模拟的武汉居住小区植被降温通风效应研究[J]. 章莉,詹庆明,蓝玉良. 中国园林. 2019(03)
[10]南京市不同结构植物群落在冬夏两季的微气候调节作用[J]. 张明娟,卫笑,苏晓蕾,李晨,刘佩凡. 生态学杂志. 2019(01)
博士论文
[1]基于气候适应性的岭南庭园空间要素布局模式研究[D]. 薛思寒.华南理工大学 2016
[2]亚热带湿热地区郊野公园气候适应性规划设计策略研究[D]. 方小山.华南理工大学 2014
[3]典型围合式建筑室内外空气环境特征的研究[D]. 张宁波.东华大学 2014
[4]城市公园绿地小气候环境效应及其影响因子研究[D]. 晏海.北京林业大学 2014
[5]人体热舒适气候适应性研究[D]. 茅艳.西安建筑科技大学 2007
[6]绿化对室外热环境影响的研究[D]. 林波荣.清华大学 2004
硕士论文
[1]城市公园绿地不同景观空间热舒适研究[D]. 许敏.西北农林科技大学 2019
[2]基于CFD模拟的冬季校园环境评价与优化研究[D]. 常璐.沈阳农业大学 2017
[3]围合式居住组团绿地植物配置模式对夏季小气候影响分析[D]. 夏舒适.沈阳农业大学 2017
[4]基于乔木布置的微气候效应的开放空间设计[D]. 廉英豪.南京大学 2017
[5]哈尔滨住区广场空间尺度与微气候环境改善的相关性研究[D]. 王磊.哈尔滨工业大学 2017
[6]岭南庭园热舒适阈值探索研究[D]. 罗健萍.华南理工大学 2016
[7]岭南古典园林的植物景观配置研究[D]. 杨发.华南理工大学 2014
[8]传统民居庭院类型的气候适应性初探[D]. 田银城.西安建筑科技大学 2013
[9]中国北方地区室外热舒适研究[D]. 赖达祎.天津大学 2012
[10]城市环境下银杏蒸腾耗水特性及其调节机制[D]. 付海曼.北京林业大学 2009
本文编号：3565959
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域位置图(a)周边环境图(b)研究对象图(c)
第三章研究方法14第三章研究方法3.1研究区域研究选择的庭院位于辽宁省沈阳市的沈阳农业大学园艺植保学院的学科楼的建筑四面围合的庭院（图3-1），该庭院周长与建筑高度的比为8，庭院长度与宽度的比为0.6，比较符合北方传统庭院的比例特征的现代围合式建筑庭院(田银城,2013)，但由于现代生活的需要，庭院空间尺度上已经发生了很大改变。沈阳市位于辽宁省中部(41°11′51″~43°02′13″N，120°25″09′~123°48′24″E),气候属于暖温带季风气候区,年平均气温6.2~9.7℃,全年降水量600~800mm，降水集中在夏季，四季分明，温差大，夏季最热月为7月，最高气温可达38℃(邹旭东等,2015)。(a)(b)(c)图3-1研究区域位置图(a)周边环境图(b)研究对象图(c)Fig.3-1Locationofthemeteorologicalstationandfieldmeasurementsite(a)simulateddomain(b)fieldmeasurementdomain(redoutline)3.2研究方法3.2.1CFD模拟分析法运用PHOENICS2018软件设置合理的数学模型和边界条件后，对简化后的沈阳农业大学园艺植保学院学科楼的庭院模型及参数进行设置，并验证模型可靠性，再基于简化后庭院，设计实验预案，模拟分析实验结果。3.2.2实地测量法采用Kestrel5500手持式气象仪(图3-2)对研究区域的空气的温度、风向、风速以及相对湿度等微气候因子进行实地测量，其观测频率选择短时定点连续观测。得到的研究区域微气候因子数据，为后期模型验证的工作提供实测依据。将场地微气候模拟的结果与实地测量的结果进行对比，验证场地模型的模拟结果与实测结果的吻合度，进而确保模拟计算中模型的选择与参数设定的准确性。
沈阳农业大学硕士学位论文15图3-2Kestrel5500手持式气象仪Fig.3-2Kestrel5500HandheldWeatherApparatus3.3模拟预案设计基于传统园林建筑四面围合式庭院中乔木的种植位置(周维权,2008；贾珺,2013；刘庭风,2018)，设计10组庭荫树的种植位置的预案，根据布局方式不同将各种植位置预案分为5组集中式与5组分散式布局预案。根据庭荫树种植位置的不同，5组集中式布局预案，庭荫树分别集中种植在庭院的北侧、南侧、西侧、东侧与中心，分别用英文缩写N、S、W、E、CE来代表其种植的位置；而5组分散式布局预案，庭荫树分别分散种植在庭院的南北两侧、东西两侧、四角、周围以及均匀分散种植在庭院内，分别用英文缩写NS、WE、CO、A、SC来代表其种植的位置。绿化覆盖率为0%的无树对照组预案，用英文字母NT来代表。根据城市居住区热环境设计规范JGJ286-2013遮阳覆盖率的要求，沈阳及北方地区游憩场地需满足至少15%的遮阳覆盖率，考虑冬季的庭院采光选用落叶乔木，且乔木布局时满足庭荫树树干距离窗户不小于5m进行种植，基于种植位置设计绿化覆盖率分别为0%、15%、30%、45%、60%、75%的实验预案，由于分散式布局预案绿化覆盖率大于45%时，各预案的种植位置差异不大，也更加集中，且使用冠幅为6m的乔木时，已经很难进行分散式布局预案的设计了，因而分散式布局预案不在设置绿化覆盖率为60%、75%的实验预案（图3-3）。而为了便于进一步探究绿化覆盖率的变化对庭院微气候及热舒适的影响规律，增加设计庭院庭荫树的绿化覆盖率为100%的实验预案。图3-3实验预案Fig.3-3Experimentalcase
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CFD模拟的不同下垫面对城市热环境的影响[J]. 陈淦,卓志雄,张华荣,艾嘉蓓,黄启堂. 山东农业大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]明代开封王府园林研究[J]. 唐洁芳,李帅,苏金乐. 中国园林. 2019(10)
[3]严寒地区过渡季建筑庭院空间微气候研究——以内蒙古工业大学某建筑周边庭院为例[J]. 吴园园,许国强,黎美祎. 建筑节能. 2019(08)
[4]树冠空间结构对微气候影响的模拟[J]. 卫笑,郝日明,张明娟,沈昊天,邱易,耿红凯. 浙江农林大学学报. 2019(04)
[5]不同绿化改造方案对小区微气候环境影响的ENVI-met模拟研究[J]. 王婷,陈小芮,章家恩,叶昌东. 华南农业大学学报. 2019(04)
[6]竹类植物夏季微气候特征及其对人体舒适度的影响[J]. 吴仁武,晏海,舒也,史琰,包志毅. 中国园林. 2019(07)
[7]基于气候适应性的苏州留园景观要素研究[J]. 熊瑶,张建萍,严妍. 南京林业大学学报(自然科学版). 2020(01)
[8]论中国传统园林研究之大视镜——以无锡寄畅园为例[J]. 郭明友. 中国园林. 2019(04)
[9]基于微气候模拟的武汉居住小区植被降温通风效应研究[J]. 章莉,詹庆明,蓝玉良. 中国园林. 2019(03)
[10]南京市不同结构植物群落在冬夏两季的微气候调节作用[J]. 张明娟,卫笑,苏晓蕾,李晨,刘佩凡. 生态学杂志. 2019(01)
博士论文
[1]基于气候适应性的岭南庭园空间要素布局模式研究[D]. 薛思寒.华南理工大学 2016
[2]亚热带湿热地区郊野公园气候适应性规划设计策略研究[D]. 方小山.华南理工大学 2014
[3]典型围合式建筑室内外空气环境特征的研究[D]. 张宁波.东华大学 2014
[4]城市公园绿地小气候环境效应及其影响因子研究[D]. 晏海.北京林业大学 2014
[5]人体热舒适气候适应性研究[D]. 茅艳.西安建筑科技大学 2007
[6]绿化对室外热环境影响的研究[D]. 林波荣.清华大学 2004
硕士论文
[1]城市公园绿地不同景观空间热舒适研究[D]. 许敏.西北农林科技大学 2019
[2]基于CFD模拟的冬季校园环境评价与优化研究[D]. 常璐.沈阳农业大学 2017
[3]围合式居住组团绿地植物配置模式对夏季小气候影响分析[D]. 夏舒适.沈阳农业大学 2017
[4]基于乔木布置的微气候效应的开放空间设计[D]. 廉英豪.南京大学 2017
[5]哈尔滨住区广场空间尺度与微气候环境改善的相关性研究[D]. 王磊.哈尔滨工业大学 2017
[6]岭南庭园热舒适阈值探索研究[D]. 罗健萍.华南理工大学 2016
[7]岭南古典园林的植物景观配置研究[D]. 杨发.华南理工大学 2014
[8]传统民居庭院类型的气候适应性初探[D]. 田银城.西安建筑科技大学 2013
[9]中国北方地区室外热舒适研究[D]. 赖达祎.天津大学 2012
[10]城市环境下银杏蒸腾耗水特性及其调节机制[D]. 付海曼.北京林业大学 2009
本文编号：3565959
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