發(fā)布時間：2024-11-03 09:10

　　隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快,城市建設正發(fā)生著由量到質的變化,從感性判斷到理性論證的轉變,而“以人為本”的規(guī)劃思想逐漸成為城市規(guī)劃學科的靈魂。同時,全球氣候變暖導致高溫熱浪、城市熱島、空氣污染和洪災內澇等諸多災害性氣候頻繁發(fā)生,如何通過積極優(yōu)化城市空間形態(tài)來響應氣候變化、緩解氣候問題,進而營造出舒適和諧的人居環(huán)境,已成為當前城市規(guī)劃專業(yè)急需面對的挑戰(zhàn)。隨著近年來城市氣候科學的不斷深入研究,以德國為代表的西方國家已取得了諸多成果,我國在近二十年也逐步開展了大量相關研究與實踐,為本文提供了良好的基礎。與此同時,在微尺度城市形態(tài)氣候響應設計的方法和策略等方面仍有進一步完善的空間。本文在總結城市生態(tài)學、氣候學和形態(tài)學等相關理論的基礎上,分析了微氣候要素與城市形態(tài)之間的相互耦合關系,據(jù)此提出基于CFD(Computational Fluid Dynamics,計算流體力學)進行城市形態(tài)氣候響應設計的技術路線、設計過程和設計策略;重點針對城市規(guī)劃實踐需求,從“城區(qū)級”“街區(qū)級”“建筑級”三個尺度,對CFD在微尺度城市形態(tài)氣候響應設計的策略進行分析、歸納、總結。在“城區(qū)級”尺度氣候響應設計中,以大連市花園...

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究緣起
        1.1.1 城市化與氣候問題
        1.1.2 研究內容
    1.2 研究背景
        1.2.1 選題背景
        1.2.2 學科背景
        1.2.3 微尺度城市形態(tài)研究的背景現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢
    1.3 研究的目的與意義
        1.3.1 建立微尺度城市氣候評估的理論架構與策略方法
        1.3.2 探討微尺度的氣候響應設計對策
        1.3.3 結合氣候的城市形態(tài)研究目標
    1.4 國內外研究概況
        1.4.1 城市通風與熱島效應
        1.4.2 城市形態(tài)與城市氣候
        1.4.3 城市氣候子分區(qū)
        1.4.4 WRF耦合CFD模式
        1.4.5 綜合評述
    1.5 研究內容與方法
        1.5.1 研究的主要內容
        1.5.2 研究方法與措施
    1.6 本章小結
2 微尺度城市形態(tài)氣候響應設計的理論建構
    2.1 研究理論基礎
        2.1.1 人居環(huán)境學
        2.1.2 城市生態(tài)學
        2.1.3 城市氣候學
        2.1.4 城市形態(tài)學
    2.2 氣候要素及其對城市形態(tài)的影響
        2.2.1 微氣候的構成要素
        2.2.2 氣候因素在城市形態(tài)中的影響
    2.3 城市形態(tài)對局地微氣候的影響
        2.3.1 城市形態(tài)對微氣候的影響要素
        2.3.2 城市形態(tài)的計算公式及相關解析
    2.4 城市形態(tài)氣候響應設計的技術路線
        2.4.1 氣候響應設計的技術方法
        2.4.2 氣候響應的相關策略整合
        2.4.3 氣候響應的規(guī)劃決策協(xié)調
    2.5 基于CFD的氣候響應設計過程
        2.5.1 氣候要素解讀
        2.5.2 響應策略制定
        2.5.3 氣候響應設計
        2.5.4 模擬分析與驗證
        2.5.5 空間形態(tài)優(yōu)化策略
    2.6 CFD相關實用性解析
        2.6.1 模擬計算域的確定
        2.6.2 網(wǎng)格劃分方法
        2.6.3 邊界條件設置
        2.6.4 計算模型選擇
        2.6.5 離散格式選擇
        2.6.6 迭代收斂標準
        2.6.7 邊界條件驗證
    2.7 本章小結
3 不同空間層級的城市形態(tài)氣候響應設計策略
    3.1 城區(qū)級
        3.1.1 城市通風廊道
        3.1.2 城市景觀與風環(huán)境
        3.1.3 適應氣候的城市節(jié)能研究
    3.2 街區(qū)級
        3.2.1 高層建筑群風環(huán)境
        3.2.2 居住小區(qū)風環(huán)境
        3.2.3 建筑群的組合對風環(huán)境的影響
    3.3 建筑級
        3.3.1 建筑室外風環(huán)境
        3.3.2 建筑通風及能耗
        3.3.3 建筑風荷載
    3.4 本章小結
4 “城區(qū)級”夏季氣候響應設計案例研究
    4.1 案例背景概況
    4.2 研究目的
    4.3 研究內容及技術路線
    4.4 氣象數(shù)據(jù)分析
        4.4.1 最熱月分析
        4.4.2 風向玫瑰圖與風速頻率
    4.5 地理環(huán)境要素分析
    4.6 WRF中尺度數(shù)值模擬研究
        4.6.1 中尺度數(shù)值模擬技術概述
        4.6.2 網(wǎng)格設置
        4.6.3 夏季模擬日風、熱環(huán)境參數(shù)
    4.7 夏季CFD數(shù)值模擬研究
        4.7.1 模擬區(qū)域及網(wǎng)格設置
        4.7.2 模擬邊界條件設置
        4.7.3 夏季CFD模擬結果分析
        4.7.4 夏季各分區(qū)風環(huán)境分析
        4.7.5 溫度場總體分析
        4.7.6 夏季各分區(qū)溫度場分析
    4.8 基于夏季通風和防熱的優(yōu)化策略建議
        4.8.1 通風道設置
    4.9 建筑布局的優(yōu)化策略
        4.9.1 判斷通風廊道上的阻擋建筑
        4.9.2 熱島判斷
        4.9.3 公共服務區(qū)建筑形態(tài)優(yōu)化措施
    4.10 綠化率與城市熱島
        4.10.1 研究內容
        4.10.2 研究方法
        4.10.3 綠化率分析
    4.11 本章小結
5 “城區(qū)級”冬季氣候響應設計案例研究
    5.1 冬季W(wǎng)RF中尺度數(shù)值模擬研究
        5.1.1 網(wǎng)格設置
        5.1.2 冬季模擬日的確定
        5.1.3 溫度場模擬結果
        5.1.4 風場模擬結果
        5.1.5 城市冬季防寒總體策略
    5.2 冬季CFD數(shù)值模擬研究
        5.2.1 模擬區(qū)域及網(wǎng)格設置
        5.2.2 模擬邊界條件設置
    5.3 模擬結果的討論
        5.3.1 風環(huán)境總體分析
        5.3.2 A、D區(qū)風環(huán)境分析
        5.3.3 E、F區(qū)風環(huán)境分析
    5.4 基于冬季防寒的優(yōu)化策略
        5.4.1 綠化的防風作用
        5.4.3 防風林效果研究
        5.4.4 防風林應用策略
        5.4.5 防風林應用評價
    5.5 本章小結
6 “街區(qū)級”氣候響應設計案例研究
    6.1 背景分析
        6.1.1 街區(qū)功能屬性分析
        6.1.2 街區(qū)微氣候特征分析
        6.1.3 街區(qū)空間構成要素分析
    6.2 模擬區(qū)域三維地形建立
        6.2.1 復雜地形的城市三維建模
    6.3 CFD數(shù)值模擬
        6.3.1 研究工具
        6.3.2 模擬區(qū)域網(wǎng)格設置
        6.3.3 模擬邊界條件設置
        6.3.4 模擬結果
        6.3.5 劃定典型區(qū)域
    6.4 基于CFD模擬的風環(huán)境評價
    6.5 “街區(qū)級”城市空間形態(tài)的氣候響應綜合評價
    6.6 本章小結
7 “建筑級”氣候響應設計案例研究
    7.1 案例基地概況
        7.1.1 建筑功能特征分析
        7.1.2 方案設計理念
    7.2 CFD數(shù)值模擬及多方案對比
        7.2.1 研究工具
        7.2.2 模擬區(qū)域概況及網(wǎng)格設置
        7.2.3 多方案模擬結果對比分析
    7.3 模擬結果對建筑空間形態(tài)的引導策略
    7.4 本章小結
8 回顧與展望
    8.1 回顧
    8.2 展望
結論
參考文獻
附錄A 附圖目錄
附錄B 附表目錄
附錄C WRF模擬結果
致謝



本文編號：4011029