本文關鍵詞：華南城市典型居住小區(qū)空間形態(tài)對微氣候的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：城市空間形態(tài)對城市微氣候有著重要的影響作用。優(yōu)化居住小區(qū)的空間形態(tài)特征,不僅有效改善城市局地微氣候環(huán)境(主要是住區(qū)通風效果和太陽輻射),從而有利地緩解城市熱島效應,還可以提高居住區(qū)的舒適性、降低城市能耗以提高應對氣候變化能力。目前我國對于住區(qū)空間形態(tài)特征與城市局地微氣候影響機制的研究還不太深入,并且缺乏定量的及綜合多因素對微氣候影響的分析方法。本文主要采用數值模擬研究方法,對在太陽輻射條件下,研究分析住宅小區(qū)空間形態(tài)與局地微氣候適應性的影響。以華南地區(qū)(尤其是廣州)夏季典型的濕熱氣候作為氣象背景,選取廣州地區(qū)住區(qū)規(guī)劃設計中較為常見的行列式布局建立數值模型。采用有限體法并借助計算流體力學軟件Fluent進行相關模擬。本課題主要研究住宅小區(qū)規(guī)劃幾何構造控制參數(住區(qū)阻塞比、建筑覆蓋密度、群體平均高度、小區(qū)見空率等)對局地微氣候的影響規(guī)律,并且考慮了CFD數值模擬城市微氣候時計算域大小如何確定問題。另外,本文通過采不同工況進行了一個耦合城市建筑、鋪面與周圍大氣的三維CFD計算模擬。根據模擬結果對比分析,從而探討住區(qū)空間形態(tài)特征對城市局地微氣候適應性的影響機理及規(guī)律。本課題研究結果歸納如下：使用圓柱計算域模擬城市微氣候問題,模擬結果與風洞試驗結果基本吻合,其對比表明計算結果沒有很大影響,并通過不同尺度計算域工況進行比較分析確定合適尺寸的計算域,為今后CFD模擬城市微氣候問題計算域確定提供參考。住區(qū)整體通風效果及太陽熱輻射對城市組團局地微氣候有很大程度的影響。住區(qū)空間形態(tài)的改變,會導致局地微氣候的變化。組團對自然來流風阻擋越大,氣流幾乎無法順利穿越小區(qū)以及冠層與上部大氣層之間的氣流交換能力越弱,小區(qū)整體通風效果能力就越差,不斷增加能耗甚至影響居民的熱舒適性。建筑群平均高度及見空率越大,住宅小區(qū)內鋪面及墻壁面的平均溫度就越高,且室外活動范圍1.5m處的空氣溫度均有所上升。采用適當減小群體阻塞率和小區(qū)密度規(guī)劃方案,并且考慮建設成一個緊湊型城市空間形式以提供更多的陰影區(qū)域以改善住宅小區(qū)的整體通風和熱輻射環(huán)境,從而調節(jié)小區(qū)的局地微氣候狀況。
【關鍵詞】：城市居住小區(qū) 氣候適應性 局地微氣候 住區(qū)空間形態(tài) 太陽熱輻射
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU984.12;TU119
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-24
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 研究意義15-17
• 1.3 國內外研究現狀以及分析17-22
• 1.4 課題來源以及研究內容22-24
• 第二章 居住小區(qū)空間形態(tài)對局地微氣候影響理論24-30
• 2.1 城市微氣候的形成及研究尺度24-25
• 2.2 城市局地微氣候的主要影響因素25-27
• 2.3 城市空間形態(tài)與城市微氣候的相互作用27-30
• 第三章 小區(qū)空間形態(tài)對局地氣候調節(jié)作用研究30-44
• 3.1 控制方程組30-32
• 3.2 熱輻射數值模擬理論基礎32-38
• 3.2.1 熱輻射理論32
• 3.2.2 傳熱和輻射模型32-33
• 3.2.3 DO輻射模型及壁面邊界33-36
• 3.2.4 FLUENT軟件及太陽加載模型36-38
• 3.3 大氣流動數值模擬方法38-41
• 3.3.1 直接數值模擬方法(DNS)38-39
• 3.3.2 大渦模擬方法(LES)39
• 3.3.3 雷諾平均模擬方法(RANS)39-41
• 3.4 控制方程的離散和求解41-44
• 3.4.1 控制方程的離散41-43
• 3.4.2 離散方程的求解43-44
• 第四章 數值模擬方法驗證44-57
• 4.1 計算域及湍流模型驗證44-51
• 4.1.1 概述44-45
• 4.1.2 計算模型的確立45-47
• 4.1.3 模擬結果對比分析47-50
• 4.1.4 結論50-51
• 4.2 輻射模型驗證51-55
• 4.2.1 概述51-52
• 4.2.2 計算模型確立52-53
• 4.2.3 模擬結果對比53-55
• 4.3 本章小結55-57
• 第五章 CFD數值模擬城市微氣候的計算域確定57-74
• 5.1 單體建筑物計算域確定57-63
• 5.1.1 模擬方案設計57-58
• 5.1.2 計算模擬設置58-59
• 5.1.3 結果與分析59-63
• 5.2 群體建筑計算域確定63-73
• 5.2.1 模擬方案設計63-64
• 5.2.2 計算模擬設置64-65
• 5.2.3 結果分析65-73
• 5.3 本章小結73-74
• 第六章 住宅小區(qū)形態(tài)對局地微氣候影響研究74-119
• 6.1 布局空間形態(tài)對微氣候影響的機理及評估方法74-77
• 6.1.1 住區(qū)室外通風效果評估74-76
• 6.1.2 住區(qū)室外熱輻射評估76-77
• 6.2 計算模型的建立77-89
• 6.2.1 居住小區(qū)模型布局形式77-79
• 6.2.2 模擬氣象條件79-80
• 6.2.3 計算域確定80-81
• 6.2.4 網格劃分81-84
• 6.2.5 邊界條件84-87
• 6.2.6 模擬材料參數確定87
• 6.2.7 收斂控制標準87-89
• 6.3 住區(qū)阻塞比對小區(qū)室外通風效果分析89-99
• 6.3.1 小區(qū)建筑阻塞比模擬工況確定89-90
• 6.3.2 模擬結果分析90-99
• 6.4 建筑覆蓋密度對小區(qū)室外通風效果分析99-107
• 6.4.1 小區(qū)覆蓋密度模擬工況確定99-100
• 6.4.2 模擬結果分析100-107
• 6.5 建筑群體平均高度對小區(qū)熱環(huán)境影響107-113
• 6.5.1 建筑群體平均高度模擬工況確定107-108
• 6.5.2 模擬結果分析108-113
• 6.6 見空率對小區(qū)熱環(huán)境影響113-118
• 6.6.1 建筑群見空率模擬工況確定113-114
• 6.6.2 模擬結果分析114-118
• 6.7 本章小結118-119
• 結論與展望119-122
• 1.本文的主要結論119-120
• 2.展望120-122
• 參考文獻122-127
• 攻讀碩士學位期間的研究成果127-129
• 致謝129

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本文編號：252509