基于微气候性能化设计的广东旧城街区景观环境更新优化研究
基于微气候性能化设计的广东旧城街区景观环境更新优化研究
【摘要】： 随着我国城镇化进程由数量扩张向质量提升转型,高质量发展导向下的广东旧城街区正经历大规模更新改造,许多城市正在着力将旧城街区塑造成新的城市经济活力区、文化体验区和形象标杆区。当前旧城街区的更新策略多以价值延续和风貌塑造为主要目标,忽视了直接影响人体健康的微气候因素,对建设高质量人居环境,保障人类健康生活的旧城更新目标十分不利。基于此,本研究将微气候性能化设计方法引入旧城更新,运用形态类型学分析与微气候环境模拟相结合、正向模拟与逆向循证相结合的研究方法,重点探索广东旧城街区景观环境更新与微气候之间的关联规律。在此基础上运用参数化软件Rhinograsshopper,搭建起集旧城街区形态分析、微气候模拟和热舒适度自动评价与进化寻优等功能于一体的系统平台,为方案初期阶段快速评价旧城街区室外热舒适性提供优化策略服务。本研究对广东省106个旧城街区进行现场调研分析,收集多源数据,并选取历史地图演进资料完备的39个典型街区,建立空间数据库,撷取其中63个景观环境测算方域,计算各方域空间要素指标并划分景观环境方域类型。(第二章)基于典型旧城街区微气候现场实测数据,分析了各类景观环境空间(街道、巷道、庭院和广场空间)的不同街区地段热舒适度差异性及其与景观环境要素指标的相关性。将实测数据与Envi-met 4.6软件模拟数据进行统计对比,验证了该软件模拟广东旧城街区微气候的可靠性。(第三章)针对旧城街区景观环境要素与室外热舒适性的量化关系展开研究。选取生理等效温度(PET)、通用热气候指数(UTCI)和平均热感指数(PMV)作为热舒适度评价指标,采用Envi-met 4.6软件模拟了63个景观环境测算方域夏季典型气象日室外热舒适度,通过方域空间形态参数与室外热舒适度相关性分析和多元回归分析,建立了基于旧城方域空间要素指标(建筑密度、容积率、天空可视因子、建筑高度离散度、绿化容积率、硬质铺装比、外墙面积比)的室外热舒适度预测模型。(第四章)对旧城街区热舒适度关联参数的耦合分析。根据历史地图演进和形态类型学分析,推导出三类旧城更新简化模型——保护式、整治式、改建式。通过对三类简化模型的参数化迭代及其相应室外热舒适度的耦合分析,提出广东旧城街区景观环境更新与热舒适度的关联规律及参数阈值。(第五章)旧城街区热舒适性优化平台建构与应用研究。基于参数化软件Rhino-grasshopper,编制开发了旧城街区热舒适预测方程和热舒适评价指数TCI(Thermal comfort index)的计算代码,设定了Grasshopper-galapagos寻优参数的阈值范围,构建了面向热舒适度提升的自动评价与进化寻优平台,并以佛山东华里等旧城街区为演示案例,展示了该平台的技术特征和功能模块。最后以汕头西堤、佛山东华里和潮州旧城牌坊街等三个不同类型的旧城更新片区作为实践案例,使用该平台完成了三个更新方案的热舒适度自动评价、空间参数寻优和优化参数集可视化输出,计算生成了符合设计师认知逻辑的TCI云图及最优目标值。(第六章)本文主要创新点:揭示了广东旧城街区景观环境更新与热舒适度的量化关系,建立了热舒适度预测模型;总结推导出三类旧城更新的简化模型及参数化迭代关系,提出其热舒适度关联规律和关联参数的阈值;构建了面向广东旧城街区景观环境更新的热舒适度自动评价与进化寻优的一体化平台。上述创新性成果,为深入探究旧城街区更新与微气候环境的“双向互馈”关系提供了技术平台,也为风景园林评论及循证设计提供理论基础与科学依据,对平行推进微气候性能提升与空间方案优化研究、改善传统人居环境具有现实意义。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2022
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