重庆市某高校人为热时空变化特征研究

发布时间：2020-06-20 16:26

【摘要】：随着城市化的快速发展,人类活动产生的人为热对城市热环境的影响也日益增强,是城市热岛效应加剧的重要影响因子之一。大学校园被认为是一个微型城市,人员密度大,活动复杂,其热环境状况直接影响着学生的身心健康。当前在室外热环境研究方面,人为热这一影响因素未引起重视,造成室外热环境的预测与评估差异较大。为此,本文开展了重庆市某高校校园人为热源详细的时间变化和空间分布特征研究,以真实反映人为热排放对区域热环境的影响。首先,基于对城市地表能量平衡相关理论进行分析,阐释了城市热量收支平衡关系,为人为热的研究奠定了理论基础。采用问卷调查和实地调研方法对校园内学生分布特征进行统计分析,结合人体新陈代谢计算方法,得到人体新陈代谢排热的时空变化特征。其次,对校园内道路情况进行实地勘察,以确定主要研究道路,采用视频数据采集技术对各类型机动车车流量进行逐时统计,并基于不同类型机动车耗油量计算排热量,形成交通排热的时空分布特征。结果表明:交通排热在工作日与非工作日都呈现“双峰”特征,峰值出现在8:00~9:00和16:00~18:00,与教师、工作人员的上下班时间强相关,且由于学校的交通管制在空间分布上也具有不均匀性。再次,借助DesignBuilderV5.0能耗模拟软件对典型建筑建立实际尺寸的三维模型,以实际围护结构参数、作息时间和气象参数等作为模拟的初始条件,在能耗验证的基础上,进行逐时能耗模拟,获得典型建筑人为热的时空变化特征;最后将结果推广到校园内其他同类型建筑,获得校园内建筑排放人为热变化特征。最后,对校园内总人为热的时空变化特征进行分析,并与太阳辐射对比分析,评估其对城市能量平衡的影响程度。结果表明在冬季工作日与非工作日总人为热分别为太阳辐射的38.2%和35.3%;在夏季工作日与非工作日总人为热分别为太阳辐射的15.8%和17.1%。综上所述:本文采用调研问卷、视频数据采集技术和能耗模拟三种方法对不同来源人为热的时空变化特征进行分析,研究成果以期为提高气候模式和环境效应研究特别是数值模拟的准确度提供有力支撑。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X16
【图文】：

示意图,城市热岛效应,来源,图片

图 1.2 城市热岛效应示意图（图片来源：image.baidu.com）Fig. 1.2 The Sketch map of urban heat island effect城市热岛效应伴随着城市的发展而产生，是影响区域空气质量的重要因素，在城市上空会出现一个悬浮逆温层，使大气污染物不易扩散，且在阳光的作用下极易发生化学反应，造成“光化学烟雾”，给人们的健康带来危害[12, 13]。城市热岛效应除了对空气质量有影响外，对区域热环境也有一定影响。城市高温会导致城镇居民生活品质的降低，人体热舒适的下降，更甚者造成诸如中暑、脑血管、冠心病等疾病的发病率大大增加。近年来，部分大城市的热岛效应出现明显增强的趋势。由于气候变化和经济发展水平等客观因素以及人们追求生活品质的主观原因，致使城市在这些方面消耗了大量能源，导致污染物和人为热量的排放反过来又会加剧城市热岛效应，使得城市热岛效应陷入了“人为热排放热岛效应加剧—能源消耗增加”的恶性循环，严重制约了社会的可持续发展。除此之外，热岛效应还会造成诸如雷暴天气等城市异常气候的发生。总之，城市热岛效应不仅会影响人们正常的工作生活，还成为限制人们生活品质进一步提高和城市进一步发展的重要因素。

地图,卫星图,学院,全景图

图 2.1 重庆某大学虎溪校区卫星图与全景图（图片来源：谷歌地图和意匠视觉）Fig. 2.1 The satellite map and panorama of chongqing university’s huxi campus目前，虎溪校区已入住有外国语学院、艺术学院、土木工程学院、新闻学院、数学与统计学院、物理学院、化学化工学院、计算机学院、自动化学院、城市建设与环境工程学院、软件学院、材料科学与工程学院等学院。校区主要承担各个学院本科年级学生的培养任务。

【参考文献】