基于热调节的济南古城水景观空间形态优化设计研究
发布时间：2020-09-04 10:20
自霍华德于1833年发现“热岛效应”现象以来,有关城市热环境的研究一直备受关注。尤其是近年来随着全球城市化的推进所导致的夏季高温问题,一直困扰着居民正常生产生活。诚如城市热环境研究是一种问题导向型科学,因此依据具体问题具体分析是其重要的特征之一。而以往的城市热环境研究大多由环境科学、气象学等学科主导,并各自发展出适合相关领域的理论方法与技术手段。但随着科学技术的发展,尤其是Phoenics、EnviMet等软件、灵敏仪器的出现,为与城市空间息息相关的建筑学、城市规划以及风景园林学提供了切实可行的技术手段。尤其是为聚落水景观热环境调节的研究提供便利。本文以济南古城区为研究对象,首先从广义建筑学的角度,对城市热环境基本概念、时空特征、影响机制进行阐释,同时结合环境学、生态学、气象学、地理学等理论,通过文献查阅,从方法层面对城市热环境研究进行综述,并对国内外水景观与热环境相关性研究进行重点概述;其次在梳理了研究区城市热环境与水景观分布特征基础上,初步探析了水景观对城市热环境的调节作用;然后运用Phoencis软件从水景观水面率、围合度(围合、不围合)、分散度(集中式、分散式)三个层面剖析了理想状态下不同空间形态的水景观在水面率分别为4%、8%、12%、16%、20%、24%条件下的热环境调节能力,并运用SPSS软件进行热流场模拟信息的提取与统计,进而分析不同水景观空间形态与热环境之间的耦合关系,得出理想状态下水景观空间形态设计公式,结果表明,随着水面率不断提高,水景观热调节能力也就越强,且分散式水景观的降温效应最高;最后从水景观空间形态优化设计的角度出发,利用济南古城片区控制性详细规划尺度下的城市空间模型进行热环境实证探究,对理想状态下得到的设计公式进行仿真性适应,得出适宜该区域水景观优化设计的修正系数,同时利用人体温度阈值和最优热效应综合评价,得出水景观空间形态优化设计的指标应保证水面率在4%~16%范围内。为水景观改善人居环境提供科学依据,对日后济南城市水景观保护与规划有指导作用,同时对济南特色水生态文明的建设与泉水成功申遗具有极为重要的意义。
【学位单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU984.18
【部分图文】：
1.2.3 城市微气候、城市热环境和城市热岛城市设计在不断发展并完善的过程中，也开始将热环境的相关内容纳入到自身的研究体系中，同时引入了如气象学、环境科学等学科的部分概念与理论。有关微气候的表述南茨伯格认为城市微气候是研究与地球表面直接接触的城市下垫面的气候差异的[8]；罗伯特 杰克则认为城市微气候指的是小范围区域内的气候，可以调节改善[1]；山塔莫瑞斯等认为微气候是指“在特定的几公里区域之内，受气候偏差影响所导致的不同地块拥有的小尺度气候类型”[3]。尽管他们对微气候的表述有着不同的见解，但他们同时都认为这和起到主要因素的地球大气候之间有着很大的差异。微气候实际上指的是一定区域内的微小气候状况，正如气候包括气温与降水等方面，是受地理位置与环境所影响的。而相对于城市大气候的确定，城市微气候则更多侧重于通过后期规划设计等行为影响局部气候，这种变化可能非常微小，但同样具有研究意义。城市微气候包括城市局部热环境、城市局部风环境、城市局部湿环境等方面。
山东建筑大学硕士学位论文1.5.2 技术框架基于前人相关研究的基础上，建立基于热调节的济南古城水景观空间形态优化设计研究的理论框架，并借此对济南古城区控制性详细规划在水景观的优化设计进行指导,从而得出适用于该区域的水景观设计公式。
图 2.1 2011~2017 年夏季温度变化图济南的夏季从五月下旬开始持续到九月上旬，期间大约要经历 100 多天。夏季高温现象在夏热冬冷地区是普遍存在的，气象学中将温度高于 35℃的天气称为极端天气。通过统计 2011 年~2017 年夏季平均气温、2011 年~2017 年夏季极端气温、2011 年~2017 年夏季极端气温出现天数以及 2011 年~2017 年极端平均高温变化特征（图 2.1）可以得出，除去 2016年出现短暂降温之外，自 2011 年至今济南夏季气温总体呈上升趋势，其中 2013 年与 2014年夏季平均温度上升幅度最快，并达到最高温度 31.38℃，2014 年与 2015 年夏季平均气温有所降低，但 2015 年至今夏季平均气温又有回升趋势。2011 年至今，夏季出现的最高极端温度是 2014 年与 2015 年的 39℃，其次是 2017 年的 38℃。对于 2011 年至今极端天气出现频率而言，2014 年之前夏季极端温度出现频率逐年上升，2014 年~2016 年夏季极端天气出现频率开始降低，但自 2016 年以后，极端天气出现频率又大幅上升，并在 2017 年出
【学位单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU984.18
【部分图文】：
1.2.3 城市微气候、城市热环境和城市热岛城市设计在不断发展并完善的过程中，也开始将热环境的相关内容纳入到自身的研究体系中，同时引入了如气象学、环境科学等学科的部分概念与理论。有关微气候的表述南茨伯格认为城市微气候是研究与地球表面直接接触的城市下垫面的气候差异的[8]；罗伯特 杰克则认为城市微气候指的是小范围区域内的气候，可以调节改善[1]；山塔莫瑞斯等认为微气候是指“在特定的几公里区域之内，受气候偏差影响所导致的不同地块拥有的小尺度气候类型”[3]。尽管他们对微气候的表述有着不同的见解，但他们同时都认为这和起到主要因素的地球大气候之间有着很大的差异。微气候实际上指的是一定区域内的微小气候状况，正如气候包括气温与降水等方面，是受地理位置与环境所影响的。而相对于城市大气候的确定，城市微气候则更多侧重于通过后期规划设计等行为影响局部气候，这种变化可能非常微小，但同样具有研究意义。城市微气候包括城市局部热环境、城市局部风环境、城市局部湿环境等方面。
山东建筑大学硕士学位论文1.5.2 技术框架基于前人相关研究的基础上，建立基于热调节的济南古城水景观空间形态优化设计研究的理论框架，并借此对济南古城区控制性详细规划在水景观的优化设计进行指导,从而得出适用于该区域的水景观设计公式。
图 2.1 2011~2017 年夏季温度变化图济南的夏季从五月下旬开始持续到九月上旬，期间大约要经历 100 多天。夏季高温现象在夏热冬冷地区是普遍存在的，气象学中将温度高于 35℃的天气称为极端天气。通过统计 2011 年~2017 年夏季平均气温、2011 年~2017 年夏季极端气温、2011 年~2017 年夏季极端气温出现天数以及 2011 年~2017 年极端平均高温变化特征（图 2.1）可以得出，除去 2016年出现短暂降温之外，自 2011 年至今济南夏季气温总体呈上升趋势，其中 2013 年与 2014年夏季平均温度上升幅度最快，并达到最高温度 31.38℃，2014 年与 2015 年夏季平均气温有所降低，但 2015 年至今夏季平均气温又有回升趋势。2011 年至今，夏季出现的最高极端温度是 2014 年与 2015 年的 39℃，其次是 2017 年的 38℃。对于 2011 年至今极端天气出现频率而言，2014 年之前夏季极端温度出现频率逐年上升，2014 年~2016 年夏季极端天气出现频率开始降低，但自 2016 年以后，极端天气出现频率又大幅上升，并在 2017 年出
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 冷红;马彦红;;应用微气候热舒适分区的街道空间形态初探[J];哈尔滨工业大学学报;2015年06期
2 苏振华;何报寅;丁超;刘芳;寇杰锋;;基于遥感分析土地利用变化对武汉城市热岛的影响[J];华中师范大学学报(自然科学版);2015年01期
3 覃雪松;黄昊;;基于数字化技术的城市热岛效应研究[J];华中建筑;2015年01期
4 孔亚f
本文编号：2812206
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