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    城市热环境评价方法

    关键词:风景园林;城市热环境;遥感观测;数值模拟;集总参数模拟

    Key words:landscape architecture; urban thermal environment; remote sensing observation; numerical simulation; lumped parameter simulation

    摘要:城市热环境的优劣,影响着局地环境的舒适、安全及建筑的能耗,因此城市热环境的评价与设计正逐渐成为关注的热点。城市热环境的评价分为观测法评价和模拟法评价。城市热环境的数值模拟法具有精细化可视化等不可替代的优势,但也有耗时漫长等诸多弱点,需要通过集总参数等简化方法模拟以适应规划设计需要。从案例应用的角度说明不同模型的优缺点,认为应当针对具体的规划设计案例的特点选择最适合的评价方法,有助于达到准确与效率的统一。

    Abstract:Urban thermal environment affects the comfort, safety, and building energy consumption of the local environment, and the evaluation methods of urban thermal environment is gradually becoming a focus. The evaluation methods include observing evaluation method and simulating evaluation method. The numerical simulation method has irreplaceable advantages, like fine visual features, but also has weaknesses such as taking a long time to simulate. Simplified methods such as lumped parameter simulation are adopted to meet the need of urban planning and design. The advantages and disadvantages of different methods are listed from the perspective of application case, coming to the conclusion that the most suitable evaluation method should be chosen according to the specific case of urban planning and design, helping achieve the unification of accuracy and efficiency

    内容:在中国,城市化进程加快带来的城市气候变化与局地热环境恶化的问题正逐渐受到多方关注。热岛效应[1]是城市热环境问题之一,它造成城市尤其是中心区高温持续时间不断增加,一方面严重影响室内外热环境质量,增加中暑及其他热安全事件的发生频率,降低人体舒适感受甚至危及人体健康,引起城市人口发病率和死亡率升高[2];另一方面大大增加了建筑夏季空调制冷能耗[3],加剧了能源短缺矛盾。
    城市热环境的评价方法是获得热环境数据的重要手段,也是热环境研究的基础与依据。本文列举了城市热环境的主要评价方法,并选取目前应用比较广泛的评价方法进行比较,对其应用和优缺点进行了阐述。
    目前,城市热环境的评价方法主要分为观测法和模拟法。其中观测法比较常见的有实地观测法和遥感观测法;模拟法主要包括数值模拟法和集总参数模拟法。

    1  观测评价方法
    1.1  实地观测法
    实地观测法通过在近地面对实际研究对象进行观测,由测点获得直接的局地气候数据,能够直观地反映局地热环境状况。通过对空气温度、风速风向、相对湿度、辐射温度等气候数据进行分析,得出有利于热环境优化的规划与设计方面的经验,还能够作为数值模拟研究中的计算边界条件,以及作为检验其他间接评价方法结果的验证依据。
    实地观测包括流动观测[4]和固定观测[5]2种类型,较为广泛地应用于居住区热环境的研究[6]。图1为2013年7月在广州市中央商务区珠江新城开展的连续2天的微气候实地测试,即为固定观测法,用于比较不同测点在不同时刻的气温值,并研究测试时段内热岛强度与规划设计参数的关系。