庭蔭樹布局對(duì)庭院微氣候及熱舒適的影響研究
發(fā)布時(shí)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(yán)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(diào)節(jié)庭院環(huán)境戶外空間的微氣候,對(duì)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(duì)庭院的空氣溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度及通用熱氣候指數(shù)(UTCI)的影響規(guī)律。更加科學(xué)量化的指導(dǎo)庭院植物的種植設(shè)計(jì)并提供建議,進(jìn)而改善庭院微氣候提高熱舒適。結(jié)合實(shí)地測(cè)量及數(shù)值模擬的方法,模擬分析庭蔭樹布局對(duì)庭院空氣溫度、風(fēng)速、風(fēng)向與相對(duì)濕度以及熱舒適的影響。研究主要結(jié)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(fēng)速,增加庭院的平均相對(duì)濕度,提高庭院的熱舒適,但綠化覆蓋率過大時(shí),也會(huì)導(dǎo)致場(chǎng)地的空氣溫度升高,相對(duì)濕度下降,熱舒適變差,當(dāng)綠化覆蓋率在3060%時(shí)具有較好的熱舒適。隨著綠化覆蓋率的增加,場(chǎng)地空氣的平均溫度的降低程度逐漸降低、平均相對(duì)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(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)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(duì)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(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植保學(xué)院的學(xué)科樓的建筑四面圍合的庭院(圖3-1),該庭院周長(zhǎng)與建筑高度的比為8,庭院長(zhǎng)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(jīng)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?qū)儆谂瘻貛Ъ撅L(fēng)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(dá)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(duì)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(yùn)用PHOENICS2018軟件設(shè)置合理的數(shù)學(xué)模型和邊界條件后,對(duì)簡(jiǎn)化后的沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植保學(xué)院學(xué)科樓的庭院模型及參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,并驗(yàn)證模型可靠性,再基于簡(jiǎn)化后庭院,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)預(yù)案,模擬分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.2.2實(shí)地測(cè)量法采用Kestrel5500手持式氣象儀(圖3-2)對(duì)研究區(qū)域的空氣的溫度、風(fēng)向、風(fēng)速以及相對(duì)濕度等微氣候因子進(jìn)行實(shí)地測(cè)量,其觀測(cè)頻率選擇短時(shí)定點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)。得到的研究區(qū)域微氣候因子數(shù)據(jù),為后期模型驗(yàn)證的工作提供實(shí)測(cè)依據(jù)。將場(chǎng)地微氣候模擬的結(jié)果與實(shí)地測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證場(chǎng)地模型的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的吻合度,進(jìn)而確保模擬計(jì)算中模型的選擇與參數(shù)設(shè)定的準(zhǔn)確性。
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文15圖3-2Kestrel5500手持式氣象儀Fig.3-2Kestrel5500HandheldWeatherApparatus3.3模擬預(yù)案設(shè)計(jì)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(quán),2008;賈珺,2013;劉庭風(fēng),2018),設(shè)計(jì)10組庭蔭樹的種植位置的預(yù)案,根據(jù)布局方式不同將各種植位置預(yù)案分為5組集中式與5組分散式布局預(yù)案。根據(jù)庭蔭樹種植位置的不同,5組集中式布局預(yù)案,庭蔭樹分別集中種植在庭院的北側(cè)、南側(cè)、西側(cè)、東側(cè)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(yù)案,庭蔭樹分別分散種植在庭院的南北兩側(cè)、東西兩側(cè)、四角、周圍以及均勻分散種植在庭院內(nèi),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(duì)照組預(yù)案,用英文字母NT來代表。根據(jù)城市居住區(qū)熱環(huán)境設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ286-2013遮陽覆蓋率的要求,沈陽及北方地區(qū)游憩場(chǎng)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(shí)滿足庭蔭樹樹干距離窗戶不小于5m進(jìn)行種植,基于種植位置設(shè)計(jì)綠化覆蓋率分別為0%、15%、30%、45%、60%、75%的實(shí)驗(yàn)預(yù)案,由于分散式布局預(yù)案綠化覆蓋率大于45%時(shí),各預(yù)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(shí),已經(jīng)很難進(jìn)行分散式布局預(yù)案的設(shè)計(jì)了,因而分散式布局預(yù)案不在設(shè)置綠化覆蓋率為60%、75%的實(shí)驗(yàn)預(yù)案(圖3-3)。而為了便于進(jìn)一步探究綠化覆蓋率的變化對(duì)庭院微氣候及熱舒適的影響規(guī)律,增加設(shè)計(jì)庭院庭蔭樹的綠化覆蓋率為100%的實(shí)驗(yàn)預(yù)案。圖3-3實(shí)驗(yàn)預(yù)案Fig.3-3Experimentalcase
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CFD模擬的不同下墊面對(duì)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(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(guó)園林. 2019(10)
[3]嚴(yán)寒地區(qū)過渡季建筑庭院空間微氣候研究——以內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)某建筑周邊庭院為例[J]. 吳園園,許國(guó)強(qiáng),黎美祎. 建筑節(jié)能. 2019(08)
[4]樹冠空間結(jié)構(gòu)對(duì)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(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]不同綠化改造方案對(duì)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(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[6]竹類植物夏季微氣候特征及其對(duì)人體舒適度的影響[J]. 吳仁武,晏海,舒也,史琰,包志毅. 中國(guó)園林. 2019(07)
[7]基于氣候適應(yīng)性的蘇州留園景觀要素研究[J]. 熊瑤,張建萍,嚴(yán)妍. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
[8]論中國(guó)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(guó)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(fēng)效應(yīng)研究[J]. 章莉,詹慶明,藍(lán)玉良. 中國(guó)園林. 2019(03)
[10]南京市不同結(jié)構(gòu)植物群落在冬夏兩季的微氣候調(diào)節(jié)作用[J]. 張明娟,衛(wèi)笑,蘇曉蕾,李晨,劉佩凡. 生態(tài)學(xué)雜志. 2019(01)
博士論文
[1]基于氣候適應(yīng)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(xué) 2016
[2]亞熱帶濕熱地區(qū)郊野公園氣候適應(yīng)性規(guī)劃設(shè)計(jì)策略研究[D]. 方小山.華南理工大學(xué) 2014
[3]典型圍合式建筑室內(nèi)外空氣環(huán)境特征的研究[D]. 張寧波.東華大學(xué) 2014
[4]城市公園綠地小氣候環(huán)境效應(yīng)及其影響因子研究[D]. 晏海.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[5]人體熱舒適氣候適應(yīng)性研究[D]. 茅艷.西安建筑科技大學(xué) 2007
[6]綠化對(duì)室外熱環(huán)境影響的研究[D]. 林波榮.清華大學(xué) 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(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]基于CFD模擬的冬季校園環(huán)境評(píng)價(jià)與優(yōu)化研究[D]. 常璐.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]圍合式居住組團(tuán)綠地植物配置模式對(duì)夏季小氣候影響分析[D]. 夏舒適.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于喬木布置的微氣候效應(yīng)的開放空間設(shè)計(jì)[D]. 廉英豪.南京大學(xué) 2017
[5]哈爾濱住區(qū)廣場(chǎng)空間尺度與微氣候環(huán)境改善的相關(guān)性研究[D]. 王磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 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(xué) 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(xué) 2014
[8]傳統(tǒng)民居庭院類型的氣候適應(yīng)性初探[D]. 田銀城.西安建筑科技大學(xué) 2013
[9]中國(guó)北方地區(qū)室外熱舒適研究[D]. 賴達(dá)祎.天津大學(xué) 2012
[10]城市環(huán)境下銀杏蒸騰耗水特性及其調(diào)節(jié)機(jī)制[D]. 付海曼.北京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3565959
【文章來源】:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)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(duì)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(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植保學(xué)院的學(xué)科樓的建筑四面圍合的庭院(圖3-1),該庭院周長(zhǎng)與建筑高度的比為8,庭院長(zhǎng)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(jīng)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?qū)儆谂瘻貛Ъ撅L(fēng)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(dá)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(duì)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(yùn)用PHOENICS2018軟件設(shè)置合理的數(shù)學(xué)模型和邊界條件后,對(duì)簡(jiǎn)化后的沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝植保學(xué)院學(xué)科樓的庭院模型及參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,并驗(yàn)證模型可靠性,再基于簡(jiǎn)化后庭院,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)預(yù)案,模擬分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.2.2實(shí)地測(cè)量法采用Kestrel5500手持式氣象儀(圖3-2)對(duì)研究區(qū)域的空氣的溫度、風(fēng)向、風(fēng)速以及相對(duì)濕度等微氣候因子進(jìn)行實(shí)地測(cè)量,其觀測(cè)頻率選擇短時(shí)定點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)。得到的研究區(qū)域微氣候因子數(shù)據(jù),為后期模型驗(yàn)證的工作提供實(shí)測(cè)依據(jù)。將場(chǎng)地微氣候模擬的結(jié)果與實(shí)地測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證場(chǎng)地模型的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的吻合度,進(jìn)而確保模擬計(jì)算中模型的選擇與參數(shù)設(shè)定的準(zhǔn)確性。
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文15圖3-2Kestrel5500手持式氣象儀Fig.3-2Kestrel5500HandheldWeatherApparatus3.3模擬預(yù)案設(shè)計(jì)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(quán),2008;賈珺,2013;劉庭風(fēng),2018),設(shè)計(jì)10組庭蔭樹的種植位置的預(yù)案,根據(jù)布局方式不同將各種植位置預(yù)案分為5組集中式與5組分散式布局預(yù)案。根據(jù)庭蔭樹種植位置的不同,5組集中式布局預(yù)案,庭蔭樹分別集中種植在庭院的北側(cè)、南側(cè)、西側(cè)、東側(cè)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(yù)案,庭蔭樹分別分散種植在庭院的南北兩側(cè)、東西兩側(cè)、四角、周圍以及均勻分散種植在庭院內(nèi),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(duì)照組預(yù)案,用英文字母NT來代表。根據(jù)城市居住區(qū)熱環(huán)境設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ286-2013遮陽覆蓋率的要求,沈陽及北方地區(qū)游憩場(chǎng)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(shí)滿足庭蔭樹樹干距離窗戶不小于5m進(jìn)行種植,基于種植位置設(shè)計(jì)綠化覆蓋率分別為0%、15%、30%、45%、60%、75%的實(shí)驗(yàn)預(yù)案,由于分散式布局預(yù)案綠化覆蓋率大于45%時(shí),各預(yù)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(shí),已經(jīng)很難進(jìn)行分散式布局預(yù)案的設(shè)計(jì)了,因而分散式布局預(yù)案不在設(shè)置綠化覆蓋率為60%、75%的實(shí)驗(yàn)預(yù)案(圖3-3)。而為了便于進(jìn)一步探究綠化覆蓋率的變化對(duì)庭院微氣候及熱舒適的影響規(guī)律,增加設(shè)計(jì)庭院庭蔭樹的綠化覆蓋率為100%的實(shí)驗(yàn)預(yù)案。圖3-3實(shí)驗(yàn)預(yù)案Fig.3-3Experimentalcase
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于CFD模擬的不同下墊面對(duì)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(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(guó)園林. 2019(10)
[3]嚴(yán)寒地區(qū)過渡季建筑庭院空間微氣候研究——以內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)某建筑周邊庭院為例[J]. 吳園園,許國(guó)強(qiáng),黎美祎. 建筑節(jié)能. 2019(08)
[4]樹冠空間結(jié)構(gòu)對(duì)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(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[5]不同綠化改造方案對(duì)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(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(04)
[6]竹類植物夏季微氣候特征及其對(duì)人體舒適度的影響[J]. 吳仁武,晏海,舒也,史琰,包志毅. 中國(guó)園林. 2019(07)
[7]基于氣候適應(yīng)性的蘇州留園景觀要素研究[J]. 熊瑤,張建萍,嚴(yán)妍. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
[8]論中國(guó)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(guó)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(fēng)效應(yīng)研究[J]. 章莉,詹慶明,藍(lán)玉良. 中國(guó)園林. 2019(03)
[10]南京市不同結(jié)構(gòu)植物群落在冬夏兩季的微氣候調(diào)節(jié)作用[J]. 張明娟,衛(wèi)笑,蘇曉蕾,李晨,劉佩凡. 生態(tài)學(xué)雜志. 2019(01)
博士論文
[1]基于氣候適應(yīng)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(xué) 2016
[2]亞熱帶濕熱地區(qū)郊野公園氣候適應(yīng)性規(guī)劃設(shè)計(jì)策略研究[D]. 方小山.華南理工大學(xué) 2014
[3]典型圍合式建筑室內(nèi)外空氣環(huán)境特征的研究[D]. 張寧波.東華大學(xué) 2014
[4]城市公園綠地小氣候環(huán)境效應(yīng)及其影響因子研究[D]. 晏海.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[5]人體熱舒適氣候適應(yīng)性研究[D]. 茅艷.西安建筑科技大學(xué) 2007
[6]綠化對(duì)室外熱環(huán)境影響的研究[D]. 林波榮.清華大學(xué) 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(nóng)林科技大學(xué) 2019
[2]基于CFD模擬的冬季校園環(huán)境評(píng)價(jià)與優(yōu)化研究[D]. 常璐.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[3]圍合式居住組團(tuán)綠地植物配置模式對(duì)夏季小氣候影響分析[D]. 夏舒適.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于喬木布置的微氣候效應(yīng)的開放空間設(shè)計(jì)[D]. 廉英豪.南京大學(xué) 2017
[5]哈爾濱住區(qū)廣場(chǎng)空間尺度與微氣候環(huán)境改善的相關(guān)性研究[D]. 王磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 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(xué) 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(xué) 2014
[8]傳統(tǒng)民居庭院類型的氣候適應(yīng)性初探[D]. 田銀城.西安建筑科技大學(xué) 2013
[9]中國(guó)北方地區(qū)室外熱舒適研究[D]. 賴達(dá)祎.天津大學(xué) 2012
[10]城市環(huán)境下銀杏蒸騰耗水特性及其調(diào)節(jié)機(jī)制[D]. 付海曼.北京林業(yè)大學(xué) 2009
本文編號(hào):3565959
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