【摘要】：近年來,伴隨著快速城市化以及工業(yè)的迅速發(fā)展,由大氣懸浮顆粒物引起的霧霾現(xiàn)象,已經(jīng)成為影響居民健康以及正常生活的主要大氣污染問題。城市居住組團(tuán)是城市建成環(huán)境中最為重要的城市活動(dòng)場(chǎng)所與室外空間,其空間形態(tài)的微氣候變化直接影響著懸浮顆粒物的擴(kuò)散程度。針對(duì)這一問題,本文以城市居住組團(tuán)為研究對(duì)象,研究介于單體建筑和城市中尺度層面之間的居住組團(tuán)懸浮顆粒物分布的問題,展開了以下研究:首先調(diào)研了西安市88個(gè)居住組團(tuán)小區(qū),結(jié)合所提煉的微氣候與居住組團(tuán)空間形態(tài)的影響指標(biāo),抽象出針對(duì)西安市居住組團(tuán)各因素的物理模型;其次,采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法獲取了西安市冬夏兩季的居住組團(tuán)空間內(nèi)的風(fēng)速、溫度、濕度以及PM2.5濃度日變化數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)分析得到微氣候因子、PM2.5濃度以居住組團(tuán)設(shè)計(jì)因素的相關(guān)性。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析得到微氣候影響因素和空間形態(tài)設(shè)計(jì)因素對(duì)PM2.5濃度分布的影響程度,并得到微氣候影響的排序?yàn)?風(fēng)速溫度濕度,設(shè)計(jì)因素影響的排序?yàn)?天空開闊度綠地率形狀指數(shù)容積率。并基于實(shí)測(cè)研究和理論研究,提出新指標(biāo)天空開闊度與形狀指數(shù)。第三,利用CFD模擬定量比較各項(xiàng)設(shè)計(jì)因素對(duì)懸浮顆粒物濃度分布的影響,模擬結(jié)果為:最優(yōu)日照系數(shù)取1.6、2.0;相鄰建筑對(duì)比高度最優(yōu)方案為正風(fēng)壓區(qū)與負(fù)風(fēng)壓區(qū)的比例為1:1以及2:1為最優(yōu)選擇;最優(yōu)風(fēng)向投射角取75o,即建筑朝向?yàn)槟掀珫|30o,道路與風(fēng)向夾角-15o,風(fēng)向投射角為0o與15o的組團(tuán)方案為不可用方案;最優(yōu)綠地率35%、40%;高層組團(tuán)最優(yōu)容積率取2.0,且不宜超過4.0;多層組團(tuán)最優(yōu)容積率取1.5,且不易超過3.0;體形系數(shù)最優(yōu)取0.238或0.249;形狀指數(shù)的最優(yōu)為四邊形取值262.89,不可用方案為縱向矩形,形狀指數(shù)221.1;天空開闊度最優(yōu)值取1或0.64;居住組團(tuán)的布局形態(tài)中,周邊式的組團(tuán)布局最不利,行列式最優(yōu)。本文通過對(duì)組團(tuán)各指標(biāo)和空間形態(tài)的模擬結(jié)果,總結(jié)其指標(biāo)與懸浮顆粒物的相關(guān)性,并將選取的最優(yōu)方案與規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)方法結(jié)合,提出功能布局要求、規(guī)劃布局要求以及形態(tài)布局要求三方面能夠優(yōu)化城市居住組團(tuán)設(shè)計(jì)的相關(guān)策略和閾值,為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的主觀定性理論基礎(chǔ),提供更具科學(xué)性和可操性的定量化設(shè)計(jì)參數(shù)。首次利用城市規(guī)劃與建筑技術(shù)學(xué)科交叉的方法,系統(tǒng)并完整的研究城市居住組團(tuán)的空間形態(tài)對(duì)懸浮顆粒物濃度分布的影響,為在規(guī)劃研究階段中,從優(yōu)化組團(tuán)空間形態(tài)角度,來改善懸浮顆粒物濃度分布提供了科學(xué)指導(dǎo)。
【圖文】：

接影響居民的生活品質(zhì)。城市化現(xiàn)如今已經(jīng)成為世界社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，從世界范圍來看，1800 年世界城市人口僅占 3%，而經(jīng)歷產(chǎn)業(yè)革命后城市化加速發(fā)展，直至2000 年世界的城市人口就占比 55%，也是人類歷史上首次城市人口大于農(nóng)村人口。面對(duì)全球的城市化發(fā)展，各國家的人口變化均表現(xiàn)出不同的步伐節(jié)奏。如圖 1.1 所示，在發(fā)達(dá)國家中，由于城市化發(fā)展起步早并且城市化水平高，鄉(xiāng)村以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施都較為完善，伴隨著人們對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量要求的增高，城市人口增長(zhǎng)趨于穩(wěn)定，并且出現(xiàn)人口向鄉(xiāng)村及城鎮(zhèn)回流的現(xiàn)象，使得發(fā)達(dá)國家城市出現(xiàn)郊區(qū)化；但在發(fā)展中國家，城市化起步晚、水平低，發(fā)展速度極快，由于城市經(jīng)濟(jì)畸形發(fā)展，導(dǎo)致城市人口的迅速增長(zhǎng)，城市建設(shè)為滿足快速增長(zhǎng)人口需求，開始盲目攤大餅式的無限制擴(kuò)張，使得發(fā)展中國家城市出現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量急速下降，交通擁堵嚴(yán)重，居住條件惡劣等一系列的環(huán)境及社會(huì)問題。在中國，城市人口增長(zhǎng)則明顯表現(xiàn)出激增的態(tài)勢(shì)，如圖 1.2 所示，1950 年，中國人口 5.45億，，其中只有 12%即 0.654 億的城市人口，2000 年城市地區(qū)擁有 4.53 億人口，預(yù)計(jì)到2025 年中國人口將有 8.51 億人口居住在城市1。

接影響居民的生活品質(zhì)。城市化現(xiàn)如今已經(jīng)成為世界社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，從世界范圍來看，1800 年世界城市人口僅占 3%，而經(jīng)歷產(chǎn)業(yè)革命后城市化加速發(fā)展，直至2000 年世界的城市人口就占比 55%，也是人類歷史上首次城市人口大于農(nóng)村人口。面對(duì)全球的城市化發(fā)展，各國家的人口變化均表現(xiàn)出不同的步伐節(jié)奏。如圖 1.1 所示，在發(fā)達(dá)國家中，由于城市化發(fā)展起步早并且城市化水平高，鄉(xiāng)村以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施都較為完善，伴隨著人們對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量要求的增高，城市人口增長(zhǎng)趨于穩(wěn)定，并且出現(xiàn)人口向鄉(xiāng)村及城鎮(zhèn)回流的現(xiàn)象，使得發(fā)達(dá)國家城市出現(xiàn)郊區(qū)化；但在發(fā)展中國家，城市化起步晚、水平低，發(fā)展速度極快，由于城市經(jīng)濟(jì)畸形發(fā)展，導(dǎo)致城市人口的迅速增長(zhǎng)，城市建設(shè)為滿足快速增長(zhǎng)人口需求，開始盲目攤大餅式的無限制擴(kuò)張，使得發(fā)展中國家城市出現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量急速下降，交通擁堵嚴(yán)重，居住條件惡劣等一系列的環(huán)境及社會(huì)問題。在中國，城市人口增長(zhǎng)則明顯表現(xiàn)出激增的態(tài)勢(shì)，如圖 1.2 所示，1950 年，中國人口 5.45億，其中只有 12%即 0.654 億的城市人口，2000 年城市地區(qū)擁有 4.53 億人口，預(yù)計(jì)到2025 年中國人口將有 8.51 億人口居住在城市1。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X513


本文編號(hào)：2662905