基于微气候调节的大庆市滨水住区建筑布局优化研究
发布时间：2021-07-31 06:14
随着我国城市生活水平的不断提高,人们对住区环境质量的关注度也相应提高,滨水住区越来越受到人们的青睐。城市水体在滨水住区建筑布局的影响下,能够发挥更大的微气候效应,提升人们的居住品质。严寒地区和其他气候区相比具有显著的地域性,因此从微气候调节的角度出发,研究滨水住区建筑布局变得至关重要。为了提高严寒地区滨水住区整体微气候环境的舒适性,以大庆市滨水住区为例,从调节微气候的角度出发,对滨水住区建筑布局模式和微气候环境之间的关系进行探讨与反思,研究冬季和夏季滨水住区建筑布局对微气候环境的影响,提出基于微气候调节的大庆市滨水住区建筑布局优化设计策略,为后续大庆市滨水住区建筑布局设计提供有价值的参考和借鉴。本文对滨水住区微气候环境进行了基础性研究。通过研究城市水体四周的气候环境,发现水体具有特殊的微气候效应,它可以增加住区环境中的湿度和风速、降低空气温度。介绍了微气候环境模拟软件ENVI-met,阐述了滨水住区人体舒适度理论,归纳了适用于大庆市滨水住区微气候环境的评价标准。通过系统的分析大庆的城市气候特征、滨水住区建筑布局模式和市内主要湖泊的现状特点,确定了软件模拟研究参数的设定。利用现场测量的滨...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文框架(笔者自绘)
东北石油大学工程硕士专业学位论文92.2微气候模拟技术2.2.1ENVI-met软件简介ENVI-met是由德国MichaelBruse开发的微气候模拟软件，它可以研究建筑表皮、植物和空气之间热应力关系，软件基于计算流体力学、热力学、城市气象学相关理论，可以输出空气温度、湿度、风速、风向、平均辐射温度等气象参数，从而实现对城市微气候环境的模拟。该软件的各项指标达到了模拟严寒地区的需求，可以对气温在0℃以上的温湿度环境和风环境进行模拟。2.2.2ENVI-met模型结构和网格划分ENVI-met模型结构包括三维主模型、一维边界模型、一维土壤模型和嵌套区域，模型结构如图2.1所示。图2.1ENVI-met模型结构（ENVI-met官方网站）ENVI-met软件最重要的组成部分是三维主模型。三维主模型可以设置下垫面、建筑和植被的特性，一维边界模型和土壤模型可以设置气象、土壤等数据参数，并对主模型进行计算。为了避免主模型受到外界环境的干扰，确保模型具有足够的大气高度，一维边界模型的高度可以达到2.5km。三维主模型的上边界和入流边界被一维边界的计算结果赋值。在主模型上边界到2.5km高度处，是不等距的十五层；在边界模型垂直方向上（0~Z处）的网格和主模型相同。开放式（open）、强迫式（forced）和循环式（cyclic）三种边界模式，可以模拟不同的区域周边空间形态。开放式可以模拟街区空间形态与模拟区域相似，但有一段距离的情况；强迫式可以模拟区域附近平坦空旷的情况；循环式可以模拟街区空间形态与模拟区域相似且紧邻模拟区域的情况。土壤一维模型，是被划分为十四层的，低于地表1.75m的距离，每层的距离不同，离地面越近，距离越校为
第二章滨水住区微气候基础性研究10了保证模拟效果的准确性和科学性，需要根据地面的实际情况、土壤特性，设置每层土壤材质，因为土壤的热量交换、水分传递，在一维状态下，能够对整个模拟地区的温湿度产生影响。设置嵌套区域是为了提高三维主模型周边的稳定性，嵌套网格通常设置3~5个，其地表类型可设置为类似主模型区域周边的环境状况。三维主模型的网格，水平方向相等，垂直方向分成四种，如图2.2所示。图2.2ENVI-met垂直方向网格划分(笔者自绘)网格设置方式依据如下：当模拟区域垂直方向的高度较低时，为确保近地面的热量交换与大气之间模拟的准确性设置成等距网格；当模拟区域有高大建筑时，为了缩短模拟的时间，设置成不等距网格。2.2.3ENVI-met使用流程ENVI-met软件有五个主要模块，包括ENVIGuide配置文件模块、ENVI-MET模拟运行模块、SPACES建模模块、BioMet计算模块、LEONARDO可视化模块，如图2.3所示。图2.3ENVI-met软件模块组成（ENVI-met软件界面截图）SPACES建模模块包含建筑模型、植物模型、下垫面材质等，可以深入的分析复杂的城市结构。建筑模型可以设置成与实际情况吻合的、具有复杂几何特征的形式；植物同样也根据实际情况进行设置；下垫面也可以根据实际情况设置成柏油、土壤、水体等不同的材质。ENVIGuide配置文件模块能够设定文件的路径、模拟时间、风速、空气温度、湿度等气象参数和边界的来流方式等。LEONARDO可视化模块能够对风速、空气
【参考文献】：
期刊论文
[1]高层住宅小区建筑形态对微气象影响研究[J]. 李笑寒,胡聃,韩风森,周宏轩. 生态科学. 2018(01)
[2]哈尔滨市滨江居住小区冬季热环境实测分析[J]. 刘哲铭,赵旭东,金虹. 哈尔滨工业大学学报. 2017(10)
[3]高层建筑的分布对室外风、热环境的影响研究[J]. 彭立,田燕,邓娜. 城市建筑. 2017(20)
[4]不同形状城市湿地对周边环境温湿度的影响[J]. 纪鹏,朱春阳,盛云燕. 应用生态学报. 2017(10)
[5]基于风环境数值模拟的住宅区规划设计优化研究[J]. 张春灵,姜允芳. 中外建筑. 2016(04)
[6]建筑布局对住宅住区室外微环境的影响研究[J]. 李晗,吴家正,赵云峰,黄锦,李铮伟,阮应君. 建筑节能. 2016(03)
[7]基于热环境模拟分析的滨河住区建筑布局研究[J]. 杨召,余磊,刘京,宋晓程. 南方建筑. 2015(06)
[8]基于风速比和空气龄的小区风环境评价研究[J]. 刘政轩,韩杰,周晋,张聪,张国强. 建筑技术. 2015(11)
[9]典型低碳宜居社区人居气候舒适性评价[J]. 洪国平,王凯,吕桅桅,王苗. 气象科技. 2015(01)
[10]重庆市建筑布局对建筑环境影响的研究[J]. 岳红蕾. 科技视界. 2014(22)
博士论文
[1]绿化体系对湿热地区建筑组团室外热环境影响研究[D]. 陈卓伦.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]基于风环境模拟的哈尔滨滨江住区设计策略研究[D]. 孙丽然.哈尔滨工业大学 2017
[2]南京居住区建筑群体空间形态对风环境的影响研究[D]. 李梦雯.东南大学 2016
[3]严寒地区住区高层建筑布局形态对风环境的影响[D]. 单琪雅.哈尔滨工业大学 2016
[4]高层住宅小区风环境数值模拟研究[D]. 孟晗.西安建筑科技大学 2015
[5]城市住区室外风热环境研究[D]. 张宇娟.安徽建筑大学 2015
[6]基于微气候调节的哈尔滨多层住区建筑布局优化研究[D]. 麻连东.哈尔滨工业大学 2015
[7]东北严寒地区村镇微气候分析与评价[D]. 张连程.哈尔滨工业大学 2015
[8]住宅小区风环境、光环境综合影响分析研究[D]. 吴晨旭.天津商业大学 2014
[9]住宅小区热环境数值模拟研究[D]. 赖志平.广东工业大学 2013
[10]城市住区室外热环境数值模拟研究[D]. 邵宇翎.浙江大学 2012
本文编号：3312935
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文框架(笔者自绘)
东北石油大学工程硕士专业学位论文92.2微气候模拟技术2.2.1ENVI-met软件简介ENVI-met是由德国MichaelBruse开发的微气候模拟软件，它可以研究建筑表皮、植物和空气之间热应力关系，软件基于计算流体力学、热力学、城市气象学相关理论，可以输出空气温度、湿度、风速、风向、平均辐射温度等气象参数，从而实现对城市微气候环境的模拟。该软件的各项指标达到了模拟严寒地区的需求，可以对气温在0℃以上的温湿度环境和风环境进行模拟。2.2.2ENVI-met模型结构和网格划分ENVI-met模型结构包括三维主模型、一维边界模型、一维土壤模型和嵌套区域，模型结构如图2.1所示。图2.1ENVI-met模型结构（ENVI-met官方网站）ENVI-met软件最重要的组成部分是三维主模型。三维主模型可以设置下垫面、建筑和植被的特性，一维边界模型和土壤模型可以设置气象、土壤等数据参数，并对主模型进行计算。为了避免主模型受到外界环境的干扰，确保模型具有足够的大气高度，一维边界模型的高度可以达到2.5km。三维主模型的上边界和入流边界被一维边界的计算结果赋值。在主模型上边界到2.5km高度处，是不等距的十五层；在边界模型垂直方向上（0~Z处）的网格和主模型相同。开放式（open）、强迫式（forced）和循环式（cyclic）三种边界模式，可以模拟不同的区域周边空间形态。开放式可以模拟街区空间形态与模拟区域相似，但有一段距离的情况；强迫式可以模拟区域附近平坦空旷的情况；循环式可以模拟街区空间形态与模拟区域相似且紧邻模拟区域的情况。土壤一维模型，是被划分为十四层的，低于地表1.75m的距离，每层的距离不同，离地面越近，距离越校为
第二章滨水住区微气候基础性研究10了保证模拟效果的准确性和科学性，需要根据地面的实际情况、土壤特性，设置每层土壤材质，因为土壤的热量交换、水分传递，在一维状态下，能够对整个模拟地区的温湿度产生影响。设置嵌套区域是为了提高三维主模型周边的稳定性，嵌套网格通常设置3~5个，其地表类型可设置为类似主模型区域周边的环境状况。三维主模型的网格，水平方向相等，垂直方向分成四种，如图2.2所示。图2.2ENVI-met垂直方向网格划分(笔者自绘)网格设置方式依据如下：当模拟区域垂直方向的高度较低时，为确保近地面的热量交换与大气之间模拟的准确性设置成等距网格；当模拟区域有高大建筑时，为了缩短模拟的时间，设置成不等距网格。2.2.3ENVI-met使用流程ENVI-met软件有五个主要模块，包括ENVIGuide配置文件模块、ENVI-MET模拟运行模块、SPACES建模模块、BioMet计算模块、LEONARDO可视化模块，如图2.3所示。图2.3ENVI-met软件模块组成（ENVI-met软件界面截图）SPACES建模模块包含建筑模型、植物模型、下垫面材质等，可以深入的分析复杂的城市结构。建筑模型可以设置成与实际情况吻合的、具有复杂几何特征的形式；植物同样也根据实际情况进行设置；下垫面也可以根据实际情况设置成柏油、土壤、水体等不同的材质。ENVIGuide配置文件模块能够设定文件的路径、模拟时间、风速、空气温度、湿度等气象参数和边界的来流方式等。LEONARDO可视化模块能够对风速、空气
【参考文献】：
期刊论文
[1]高层住宅小区建筑形态对微气象影响研究[J]. 李笑寒,胡聃,韩风森,周宏轩. 生态科学. 2018(01)
[2]哈尔滨市滨江居住小区冬季热环境实测分析[J]. 刘哲铭,赵旭东,金虹. 哈尔滨工业大学学报. 2017(10)
[3]高层建筑的分布对室外风、热环境的影响研究[J]. 彭立,田燕,邓娜. 城市建筑. 2017(20)
[4]不同形状城市湿地对周边环境温湿度的影响[J]. 纪鹏,朱春阳,盛云燕. 应用生态学报. 2017(10)
[5]基于风环境数值模拟的住宅区规划设计优化研究[J]. 张春灵,姜允芳. 中外建筑. 2016(04)
[6]建筑布局对住宅住区室外微环境的影响研究[J]. 李晗,吴家正,赵云峰,黄锦,李铮伟,阮应君. 建筑节能. 2016(03)
[7]基于热环境模拟分析的滨河住区建筑布局研究[J]. 杨召,余磊,刘京,宋晓程. 南方建筑. 2015(06)
[8]基于风速比和空气龄的小区风环境评价研究[J]. 刘政轩,韩杰,周晋,张聪,张国强. 建筑技术. 2015(11)
[9]典型低碳宜居社区人居气候舒适性评价[J]. 洪国平,王凯,吕桅桅,王苗. 气象科技. 2015(01)
[10]重庆市建筑布局对建筑环境影响的研究[J]. 岳红蕾. 科技视界. 2014(22)
博士论文
[1]绿化体系对湿热地区建筑组团室外热环境影响研究[D]. 陈卓伦.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]基于风环境模拟的哈尔滨滨江住区设计策略研究[D]. 孙丽然.哈尔滨工业大学 2017
[2]南京居住区建筑群体空间形态对风环境的影响研究[D]. 李梦雯.东南大学 2016
[3]严寒地区住区高层建筑布局形态对风环境的影响[D]. 单琪雅.哈尔滨工业大学 2016
[4]高层住宅小区风环境数值模拟研究[D]. 孟晗.西安建筑科技大学 2015
[5]城市住区室外风热环境研究[D]. 张宇娟.安徽建筑大学 2015
[6]基于微气候调节的哈尔滨多层住区建筑布局优化研究[D]. 麻连东.哈尔滨工业大学 2015
[7]东北严寒地区村镇微气候分析与评价[D]. 张连程.哈尔滨工业大学 2015
[8]住宅小区风环境、光环境综合影响分析研究[D]. 吴晨旭.天津商业大学 2014
[9]住宅小区热环境数值模拟研究[D]. 赖志平.广东工业大学 2013
[10]城市住区室外热环境数值模拟研究[D]. 邵宇翎.浙江大学 2012
本文编号：3312935
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