【摘要】：隨著前所未有的快速城市化進(jìn)程,我國城市規(guī)模不斷擴(kuò)張,城市擁擠、能源緊缺和氣候變暖等生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯,尤其是城市微氣候環(huán)境不斷惡化。我國西北地區(qū)干熱氣候特征顯著,高溫、干旱、多沙塵暴,有必要借助多學(xué)科的最新研究成果,針對(duì)性提出緩解城市環(huán)境壓力、提高城市宜居品質(zhì)的有效方法。論文以此為出發(fā)點(diǎn),以滿足干熱地區(qū)外部空間人體熱舒適需求為具體目標(biāo),結(jié)合參數(shù)化自動(dòng)尋優(yōu)技術(shù),嘗試建立一套基于熱舒適需求的街區(qū)空間布局自動(dòng)生成與尋優(yōu)的方法路徑,以適用于干熱地區(qū)城市街區(qū)尺度的微氣候改善問題。論文針對(duì)城市街區(qū)層級(jí)的微氣候環(huán)境展開研究。首先簡要介紹了對(duì)城市微氣候影響較大的4種氣候要素:風(fēng)、太陽輻射、溫度和濕度;按照建筑單體—建筑群—街區(qū)—城市的不同層級(jí)秩序分析闡釋建筑基本型、街道空間形態(tài)、容積率、建筑密度、開放空間布局、高層建筑布局等城市空間形態(tài)與城市氣候要素之間的相互影響與關(guān)聯(lián)。論文以探求干熱地區(qū)夏季的室外人體熱舒適最優(yōu)為目標(biāo),通過基于Rhino與Grasshopper計(jì)算機(jī)平臺(tái)的遺傳算法來控制城市形態(tài)要素的參數(shù),使用Ladybug等插件進(jìn)行氣候模擬,從而生成既定條件下的最優(yōu)街區(qū)布局方案。首先,在容積率、建筑密度可變的條件下,對(duì)干熱地區(qū)的街區(qū)布局進(jìn)行優(yōu)化。通過分析街區(qū)形態(tài)指標(biāo)隨UTCI的優(yōu)化而呈現(xiàn)出的變化趨勢(shì),利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)對(duì)形態(tài)要素對(duì)街區(qū)的平均室外人體舒適度的影響度進(jìn)行回歸分析,篩選出相關(guān)要素并形成定量回歸方程。其次,在相同的容積率和建筑密度設(shè)定條件下,選擇柱式、條式、點(diǎn)式、庭院式4種類型街區(qū)形式進(jìn)行街區(qū)布局尋優(yōu)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)研究展現(xiàn)出的尋優(yōu)結(jié)果,論文對(duì)柱式、條式、點(diǎn)式、庭院式4種街區(qū)的特點(diǎn)及其干熱氣候地區(qū)的適應(yīng)程度進(jìn)行比對(duì)分析。第三,依據(jù)在理想街區(qū)模型條件下得出的結(jié)論的基礎(chǔ)上,選擇喀什市中心某街區(qū)進(jìn)行實(shí)際的街區(qū)布局尋優(yōu)研究。通過將點(diǎn)式、條式、柱式3種基本型進(jìn)行街區(qū)尺度的混合布局,得出相對(duì)于原基地較優(yōu)的布局方案,進(jìn)一步表明遺傳算法在實(shí)際案例的具體約束條件下可以穩(wěn)定進(jìn)化發(fā)展,優(yōu)化出有針對(duì)性的較理想的布局方案。最后,針對(duì)干熱地區(qū)基于室外熱舒適需求的城市設(shè)計(jì)策略進(jìn)行總結(jié),系統(tǒng)提出論文的創(chuàng)新研究成果、有效的技術(shù)方法等,同時(shí)也指出利用優(yōu)化算法在干熱氣候條件下的城市街區(qū)布局時(shí)存在的局限性,進(jìn)而提出對(duì)未來城市微氣候研究的展望與建議。
【圖文】：

2.1.3 干熱地區(qū)氣候特征干熱氣候（hot-arid climate）是以太陽輻射強(qiáng)、空氣溫度高濕度低、晝夜溫差大為特點(diǎn)的氣候。受干熱氣候影響的地區(qū)通常表現(xiàn)為：白天日照強(qiáng)烈，墻體地面反射率高，常出現(xiàn)刺目眩光的現(xiàn)象；空氣溫上升迅速（最高氣溫達(dá) 60°C 左右），由于空氣中水汽較少，空氣也異常干燥；再加上整體降水少，地表水蒸發(fā)快，地表植被稀疏，土地蓄熱能力弱，，導(dǎo)致干熱地區(qū)早晚、晝夜溫差較大，土地干旱、高鹽堿化，這也是干熱氣候沙漠地區(qū)較多的原因，在有風(fēng)的中午和下午，還經(jīng)常伴有沙塵暴，地域氣候特征極為惡劣。2干熱地區(qū)的冬季局地出現(xiàn)嚴(yán)寒，通常氣候條件較為舒適。干熱地區(qū)的夏季氣候條件較為嚴(yán)峻，太陽輻射強(qiáng)、空氣溫度高濕度低、刺眼的光線、沙塵暴等，這些因素給人們的生活出行帶來很大不便。因此，相對(duì)于冬季來說，干熱地區(qū)惡劣的夏季氣候?yàn)殛P(guān)注重點(diǎn)。滿足干熱地區(qū)夏季人們的熱舒適需求，這是干熱地區(qū)的城市設(shè)計(jì)主要的研究目標(biāo)。172.2 氣候影響因素組成與城市設(shè)計(jì)和人的舒適感有關(guān)的自然氣候因素包括溫度、濕度、太陽輻射、風(fēng)速、降水

出了不同的標(biāo)準(zhǔn)，例如：氣象學(xué)家巴里（Barry）提出的氣候系統(tǒng)分為 4 個(gè)層級(jí)（見表 2-4）：一般地，全球性的氣候成為“全球性風(fēng)帶氣候”，地區(qū)范圍的氣候稱作“地區(qū)性大氣候”，中等區(qū)域范圍的氣候稱作“局地氣候”，街區(qū)小范圍的氣候稱作“微氣候”（microclimate）。不同的氣候尺度對(duì)應(yīng)不同的水平、垂直地域范圍以及氣候特征持續(xù)的時(shí)間。系統(tǒng) 氣候特征的大致尺度 時(shí)間范圍水平范圍（km） 豎向范圍（km）全球性風(fēng)帶氣候 2000 3-10 1-6 個(gè)月地區(qū)性大氣候 500-1000 1-10 1-6 個(gè)月局地氣候 1-10 0.1-1 1-24h微氣候 0.1-1 0.1 24h不同的城市尺度對(duì)應(yīng)不同的氣候尺度。地區(qū)性大氣候尺度直徑覆蓋了幾百公里的范圍，中觀局地氣候尺度直徑覆蓋了幾十公里的方位，它們一般對(duì)應(yīng) 104—108的區(qū)域—城市尺度；微觀尺度，直徑覆蓋了幾百米的范圍，一般對(duì)應(yīng)街區(qū)—建筑組團(tuán)的尺度。表 2- 3 巴里的氣候尺度分級(jí)資料來源：參考文獻(xiàn)[53] 作者重繪
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU984.113;TU119

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本文編號(hào)：2591416