庭蔭樹布局對庭院微氣候及熱舒適的影響研究
發(fā)布時間:2022-01-03 08:40
隨著城市的快速發(fā)展與人們生活水平的不斷提高,城市生態(tài)環(huán)境問題也日益嚴峻,改善城市住區(qū)室外環(huán)境的微氣候與熱舒適迫在眉睫。建筑四面圍合式庭院空間,作為城市戶外空間的重要組成部分。大量研究表明通過植物可以調節(jié)庭院環(huán)境戶外空間的微氣候,對改善室外熱舒適具有重要的意義。本文研究目的在于通過模擬庭蔭樹布局中的綠化覆蓋率、種植位置與布局方式,分析其對庭院的空氣溫度、風速、風向、相對濕度及通用熱氣候指數(UTCI)的影響規(guī)律。更加科學量化的指導庭院植物的種植設計并提供建議,進而改善庭院微氣候提高熱舒適。結合實地測量及數值模擬的方法,模擬分析庭蔭樹布局對庭院空氣溫度、風速、風向與相對濕度以及熱舒適的影響。研究主要結論如下:(1)庭蔭樹的綠化覆蓋率的增加,可以降低庭院人行高度處的空氣的平均溫度、平均風速,增加庭院的平均相對濕度,提高庭院的熱舒適,但綠化覆蓋率過大時,也會導致場地的空氣溫度升高,相對濕度下降,熱舒適變差,當綠化覆蓋率在3060%時具有較好的熱舒適。隨著綠化覆蓋率的增加,場地空氣的平均溫度的降低程度逐漸降低、平均相對濕度的增加程度逐漸減小、UTCI的變化程度在逐漸減小。(...
【文章來源】:沈陽農業(yè)大學遼寧省
【文章頁數】:81 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)域位置圖(a)周邊環(huán)境圖(b)研究對象圖(c)
第三章研究方法14第三章研究方法3.1研究區(qū)域研究選擇的庭院位于遼寧省沈陽市的沈陽農業(yè)大學園藝植保學院的學科樓的建筑四面圍合的庭院(圖3-1),該庭院周長與建筑高度的比為8,庭院長度與寬度的比為0.6,比較符合北方傳統(tǒng)庭院的比例特征的現(xiàn)代圍合式建筑庭院(田銀城,2013),但由于現(xiàn)代生活的需要,庭院空間尺度上已經發(fā)生了很大改變。沈陽市位于遼寧省中部(41°11′51″~43°02′13″N,120°25″09′~123°48′24″E),氣候屬于暖溫帶季風氣候區(qū),年平均氣溫6.2~9.7℃,全年降水量600~800mm,降水集中在夏季,四季分明,溫差大,夏季最熱月為7月,最高氣溫可達38℃(鄒旭東等,2015)。(a)(b)(c)圖3-1研究區(qū)域位置圖(a)周邊環(huán)境圖(b)研究對象圖(c)Fig.3-1Locationofthemeteorologicalstationandfieldmeasurementsite(a)simulateddomain(b)fieldmeasurementdomain(redoutline)3.2研究方法3.2.1CFD模擬分析法運用PHOENICS2018軟件設置合理的數學模型和邊界條件后,對簡化后的沈陽農業(yè)大學園藝植保學院學科樓的庭院模型及參數進行設置,并驗證模型可靠性,再基于簡化后庭院,設計實驗預案,模擬分析實驗結果。3.2.2實地測量法采用Kestrel5500手持式氣象儀(圖3-2)對研究區(qū)域的空氣的溫度、風向、風速以及相對濕度等微氣候因子進行實地測量,其觀測頻率選擇短時定點連續(xù)觀測。得到的研究區(qū)域微氣候因子數據,為后期模型驗證的工作提供實測依據。將場地微氣候模擬的結果與實地測量的結果進行對比,驗證場地模型的模擬結果與實測結果的吻合度,進而確保模擬計算中模型的選擇與參數設定的準確性。
沈陽農業(yè)大學碩士學位論文15圖3-2Kestrel5500手持式氣象儀Fig.3-2Kestrel5500HandheldWeatherApparatus3.3模擬預案設計基于傳統(tǒng)園林建筑四面圍合式庭院中喬木的種植位置(周維權,2008;賈珺,2013;劉庭風,2018),設計10組庭蔭樹的種植位置的預案,根據布局方式不同將各種植位置預案分為5組集中式與5組分散式布局預案。根據庭蔭樹種植位置的不同,5組集中式布局預案,庭蔭樹分別集中種植在庭院的北側、南側、西側、東側與中心,分別用英文縮寫N、S、W、E、CE來代表其種植的位置;而5組分散式布局預案,庭蔭樹分別分散種植在庭院的南北兩側、東西兩側、四角、周圍以及均勻分散種植在庭院內,分別用英文縮寫NS、WE、CO、A、SC來代表其種植的位置。綠化覆蓋率為0%的無樹對照組預案,用英文字母NT來代表。根據城市居住區(qū)熱環(huán)境設計規(guī)范JGJ286-2013遮陽覆蓋率的要求,沈陽及北方地區(qū)游憩場地需滿足至少15%的遮陽覆蓋率,考慮冬季的庭院采光選用落葉喬木,且喬木布局時滿足庭蔭樹樹干距離窗戶不小于5m進行種植,基于種植位置設計綠化覆蓋率分別為0%、15%、30%、45%、60%、75%的實驗預案,由于分散式布局預案綠化覆蓋率大于45%時,各預案的種植位置差異不大,也更加集中,且使用冠幅為6m的喬木時,已經很難進行分散式布局預案的設計了,因而分散式布局預案不在設置綠化覆蓋率為60%、75%的實驗預案(圖3-3)。而為了便于進一步探究綠化覆蓋率的變化對庭院微氣候及熱舒適的影響規(guī)律,增加設計庭院庭蔭樹的綠化覆蓋率為100%的實驗預案。圖3-3實驗預案Fig.3-3Experimentalcase
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CFD模擬的不同下墊面對城市熱環(huán)境的影響[J]. 陳淦,卓志雄,張華榮,艾嘉蓓,黃啟堂. 山東農業(yè)大學學報(自然科學版). 2019(06)
[2]明代開封王府園林研究[J]. 唐潔芳,李帥,蘇金樂. 中國園林. 2019(10)
[3]嚴寒地區(qū)過渡季建筑庭院空間微氣候研究——以內蒙古工業(yè)大學某建筑周邊庭院為例[J]. 吳園園,許國強,黎美祎. 建筑節(jié)能. 2019(08)
[4]樹冠空間結構對微氣候影響的模擬[J]. 衛(wèi)笑,郝日明,張明娟,沈昊天,邱易,耿紅凱. 浙江農林大學學報. 2019(04)
[5]不同綠化改造方案對小區(qū)微氣候環(huán)境影響的ENVI-met模擬研究[J]. 王婷,陳小芮,章家恩,葉昌東. 華南農業(yè)大學學報. 2019(04)
[6]竹類植物夏季微氣候特征及其對人體舒適度的影響[J]. 吳仁武,晏海,舒也,史琰,包志毅. 中國園林. 2019(07)
[7]基于氣候適應性的蘇州留園景觀要素研究[J]. 熊瑤,張建萍,嚴妍. 南京林業(yè)大學學報(自然科學版). 2020(01)
[8]論中國傳統(tǒng)園林研究之大視鏡——以無錫寄暢園為例[J]. 郭明友. 中國園林. 2019(04)
[9]基于微氣候模擬的武漢居住小區(qū)植被降溫通風效應研究[J]. 章莉,詹慶明,藍玉良. 中國園林. 2019(03)
[10]南京市不同結構植物群落在冬夏兩季的微氣候調節(jié)作用[J]. 張明娟,衛(wèi)笑,蘇曉蕾,李晨,劉佩凡. 生態(tài)學雜志. 2019(01)
博士論文
[1]基于氣候適應性的嶺南庭園空間要素布局模式研究[D]. 薛思寒.華南理工大學 2016
[2]亞熱帶濕熱地區(qū)郊野公園氣候適應性規(guī)劃設計策略研究[D]. 方小山.華南理工大學 2014
[3]典型圍合式建筑室內外空氣環(huán)境特征的研究[D]. 張寧波.東華大學 2014
[4]城市公園綠地小氣候環(huán)境效應及其影響因子研究[D]. 晏海.北京林業(yè)大學 2014
[5]人體熱舒適氣候適應性研究[D]. 茅艷.西安建筑科技大學 2007
[6]綠化對室外熱環(huán)境影響的研究[D]. 林波榮.清華大學 2004
碩士論文
[1]城市公園綠地不同景觀空間熱舒適研究[D]. 許敏.西北農林科技大學 2019
[2]基于CFD模擬的冬季校園環(huán)境評價與優(yōu)化研究[D]. 常璐.沈陽農業(yè)大學 2017
[3]圍合式居住組團綠地植物配置模式對夏季小氣候影響分析[D]. 夏舒適.沈陽農業(yè)大學 2017
[4]基于喬木布置的微氣候效應的開放空間設計[D]. 廉英豪.南京大學 2017
[5]哈爾濱住區(qū)廣場空間尺度與微氣候環(huán)境改善的相關性研究[D]. 王磊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[6]嶺南庭園熱舒適閾值探索研究[D]. 羅健萍.華南理工大學 2016
[7]嶺南古典園林的植物景觀配置研究[D]. 楊發(fā).華南理工大學 2014
[8]傳統(tǒng)民居庭院類型的氣候適應性初探[D]. 田銀城.西安建筑科技大學 2013
[9]中國北方地區(qū)室外熱舒適研究[D]. 賴達祎.天津大學 2012
[10]城市環(huán)境下銀杏蒸騰耗水特性及其調節(jié)機制[D]. 付海曼.北京林業(yè)大學 2009
本文編號:3565959
【文章來源】:沈陽農業(yè)大學遼寧省
【文章頁數】:81 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)域位置圖(a)周邊環(huán)境圖(b)研究對象圖(c)
第三章研究方法14第三章研究方法3.1研究區(qū)域研究選擇的庭院位于遼寧省沈陽市的沈陽農業(yè)大學園藝植保學院的學科樓的建筑四面圍合的庭院(圖3-1),該庭院周長與建筑高度的比為8,庭院長度與寬度的比為0.6,比較符合北方傳統(tǒng)庭院的比例特征的現(xiàn)代圍合式建筑庭院(田銀城,2013),但由于現(xiàn)代生活的需要,庭院空間尺度上已經發(fā)生了很大改變。沈陽市位于遼寧省中部(41°11′51″~43°02′13″N,120°25″09′~123°48′24″E),氣候屬于暖溫帶季風氣候區(qū),年平均氣溫6.2~9.7℃,全年降水量600~800mm,降水集中在夏季,四季分明,溫差大,夏季最熱月為7月,最高氣溫可達38℃(鄒旭東等,2015)。(a)(b)(c)圖3-1研究區(qū)域位置圖(a)周邊環(huán)境圖(b)研究對象圖(c)Fig.3-1Locationofthemeteorologicalstationandfieldmeasurementsite(a)simulateddomain(b)fieldmeasurementdomain(redoutline)3.2研究方法3.2.1CFD模擬分析法運用PHOENICS2018軟件設置合理的數學模型和邊界條件后,對簡化后的沈陽農業(yè)大學園藝植保學院學科樓的庭院模型及參數進行設置,并驗證模型可靠性,再基于簡化后庭院,設計實驗預案,模擬分析實驗結果。3.2.2實地測量法采用Kestrel5500手持式氣象儀(圖3-2)對研究區(qū)域的空氣的溫度、風向、風速以及相對濕度等微氣候因子進行實地測量,其觀測頻率選擇短時定點連續(xù)觀測。得到的研究區(qū)域微氣候因子數據,為后期模型驗證的工作提供實測依據。將場地微氣候模擬的結果與實地測量的結果進行對比,驗證場地模型的模擬結果與實測結果的吻合度,進而確保模擬計算中模型的選擇與參數設定的準確性。
沈陽農業(yè)大學碩士學位論文15圖3-2Kestrel5500手持式氣象儀Fig.3-2Kestrel5500HandheldWeatherApparatus3.3模擬預案設計基于傳統(tǒng)園林建筑四面圍合式庭院中喬木的種植位置(周維權,2008;賈珺,2013;劉庭風,2018),設計10組庭蔭樹的種植位置的預案,根據布局方式不同將各種植位置預案分為5組集中式與5組分散式布局預案。根據庭蔭樹種植位置的不同,5組集中式布局預案,庭蔭樹分別集中種植在庭院的北側、南側、西側、東側與中心,分別用英文縮寫N、S、W、E、CE來代表其種植的位置;而5組分散式布局預案,庭蔭樹分別分散種植在庭院的南北兩側、東西兩側、四角、周圍以及均勻分散種植在庭院內,分別用英文縮寫NS、WE、CO、A、SC來代表其種植的位置。綠化覆蓋率為0%的無樹對照組預案,用英文字母NT來代表。根據城市居住區(qū)熱環(huán)境設計規(guī)范JGJ286-2013遮陽覆蓋率的要求,沈陽及北方地區(qū)游憩場地需滿足至少15%的遮陽覆蓋率,考慮冬季的庭院采光選用落葉喬木,且喬木布局時滿足庭蔭樹樹干距離窗戶不小于5m進行種植,基于種植位置設計綠化覆蓋率分別為0%、15%、30%、45%、60%、75%的實驗預案,由于分散式布局預案綠化覆蓋率大于45%時,各預案的種植位置差異不大,也更加集中,且使用冠幅為6m的喬木時,已經很難進行分散式布局預案的設計了,因而分散式布局預案不在設置綠化覆蓋率為60%、75%的實驗預案(圖3-3)。而為了便于進一步探究綠化覆蓋率的變化對庭院微氣候及熱舒適的影響規(guī)律,增加設計庭院庭蔭樹的綠化覆蓋率為100%的實驗預案。圖3-3實驗預案Fig.3-3Experimentalcase
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于CFD模擬的不同下墊面對城市熱環(huán)境的影響[J]. 陳淦,卓志雄,張華榮,艾嘉蓓,黃啟堂. 山東農業(yè)大學學報(自然科學版). 2019(06)
[2]明代開封王府園林研究[J]. 唐潔芳,李帥,蘇金樂. 中國園林. 2019(10)
[3]嚴寒地區(qū)過渡季建筑庭院空間微氣候研究——以內蒙古工業(yè)大學某建筑周邊庭院為例[J]. 吳園園,許國強,黎美祎. 建筑節(jié)能. 2019(08)
[4]樹冠空間結構對微氣候影響的模擬[J]. 衛(wèi)笑,郝日明,張明娟,沈昊天,邱易,耿紅凱. 浙江農林大學學報. 2019(04)
[5]不同綠化改造方案對小區(qū)微氣候環(huán)境影響的ENVI-met模擬研究[J]. 王婷,陳小芮,章家恩,葉昌東. 華南農業(yè)大學學報. 2019(04)
[6]竹類植物夏季微氣候特征及其對人體舒適度的影響[J]. 吳仁武,晏海,舒也,史琰,包志毅. 中國園林. 2019(07)
[7]基于氣候適應性的蘇州留園景觀要素研究[J]. 熊瑤,張建萍,嚴妍. 南京林業(yè)大學學報(自然科學版). 2020(01)
[8]論中國傳統(tǒng)園林研究之大視鏡——以無錫寄暢園為例[J]. 郭明友. 中國園林. 2019(04)
[9]基于微氣候模擬的武漢居住小區(qū)植被降溫通風效應研究[J]. 章莉,詹慶明,藍玉良. 中國園林. 2019(03)
[10]南京市不同結構植物群落在冬夏兩季的微氣候調節(jié)作用[J]. 張明娟,衛(wèi)笑,蘇曉蕾,李晨,劉佩凡. 生態(tài)學雜志. 2019(01)
博士論文
[1]基于氣候適應性的嶺南庭園空間要素布局模式研究[D]. 薛思寒.華南理工大學 2016
[2]亞熱帶濕熱地區(qū)郊野公園氣候適應性規(guī)劃設計策略研究[D]. 方小山.華南理工大學 2014
[3]典型圍合式建筑室內外空氣環(huán)境特征的研究[D]. 張寧波.東華大學 2014
[4]城市公園綠地小氣候環(huán)境效應及其影響因子研究[D]. 晏海.北京林業(yè)大學 2014
[5]人體熱舒適氣候適應性研究[D]. 茅艷.西安建筑科技大學 2007
[6]綠化對室外熱環(huán)境影響的研究[D]. 林波榮.清華大學 2004
碩士論文
[1]城市公園綠地不同景觀空間熱舒適研究[D]. 許敏.西北農林科技大學 2019
[2]基于CFD模擬的冬季校園環(huán)境評價與優(yōu)化研究[D]. 常璐.沈陽農業(yè)大學 2017
[3]圍合式居住組團綠地植物配置模式對夏季小氣候影響分析[D]. 夏舒適.沈陽農業(yè)大學 2017
[4]基于喬木布置的微氣候效應的開放空間設計[D]. 廉英豪.南京大學 2017
[5]哈爾濱住區(qū)廣場空間尺度與微氣候環(huán)境改善的相關性研究[D]. 王磊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[6]嶺南庭園熱舒適閾值探索研究[D]. 羅健萍.華南理工大學 2016
[7]嶺南古典園林的植物景觀配置研究[D]. 楊發(fā).華南理工大學 2014
[8]傳統(tǒng)民居庭院類型的氣候適應性初探[D]. 田銀城.西安建筑科技大學 2013
[9]中國北方地區(qū)室外熱舒適研究[D]. 賴達祎.天津大學 2012
[10]城市環(huán)境下銀杏蒸騰耗水特性及其調節(jié)機制[D]. 付海曼.北京林業(yè)大學 2009
本文編號:3565959
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