基于数值模拟的上海城市肌理微气候研究
基于数值模拟的上海城市肌理微气候研究
【摘要】： 伴随快速城市化进程,城市逐渐形成了由不同几何界面组成的复杂多样的空间肌理形态结构。而城市的空间形态影响着该结构下的微气候环境,从而使得在城市中各局地气候环境的不同,形成了各自独特的气候分区。在面对气候变化的大背景之下,如何保证城市区域能够适应当下气候环境的变化并作出适当的改善,是目前亟待解决的问题。因此研究城市局部区域不同空间肌理形态的微气候状况显得尤为重要。本文利用计算机模拟软件ENVI-met,选择上海老城厢、古北社区、安亭新镇、新江湾城四个在不同时期、不同规划理念之下形成的城市空间肌理形态,对其整体空间格局下的开敞空间(路网开敞空间和绿地开敞空间)的微气候环境效应展开研究。首先,结合四个区域的历史背景和规划理念形成各自空间肌理形态的内在机制,总结了四个区域的空间肌理特征。基于模拟结果,选择老城厢的不同等级道路和公园附近的道路等地区作为现场实测对象,通过实测气象数据与ENVI-met软件模拟数据的对比,验证软件模拟气候环境的有效性。结果证明了ENVI-met能够有效的模拟空气温度、风速和相对湿度的分布情况。其次,在中观和微观层面研究了老城厢、古北社区、安亭新镇、新江湾城路网开敞空间的空气温度、风速和热舒适性指标预测平均热反应(PMV)的分布情况。在中观层面分析了不同道路等级(宽度)、道路走向、道路间距和连接度的道路空间的气象因子和热舒适性分布情况。结果表明尽管城市干道通风好,但其道路温度和PMV值高于支路,高于内部通道,整体微气候效应不佳;道路南-北走向的微气候效应整体优于东-西走向;道路间距越大,道路温度和热舒适性越差,但路网通风效果更好。微观层面分析了道路形态指标贴线率、高宽比(H/W)、天空开阔度(Sky-View-Factor SVF)值对道路微气候的影响,首先是从不同道路等级和走向上研究了不同道路形态指标下的微气候环境分布情况,再通过定量分析道路形态指标与微气候环境因子的相关性。结果表明四个区域影响道路微气候的指标不同,总的来说,道路贴线率在0.5-0.8范围内,道路H/W越高,SVF值越低,道路开敞空间气候环境最佳。再次,在中观层面和微观层面研究了绿地开敞空间的微气候环境状况。在中观层面,利用Fragstats4.2景观格局分析软件对四个区域的景观布局进行简要的分析,然后再分析不同景观格局下四个区域的绿地开敞空间微气候因子和热舒适的分布情况。在微观层面,选择了四个区域不同绿地组成(公园绿地、广场绿地、宅间绿地)共19组绿地组合,探讨了其气象因子空气温度、平均辐射温度(Mean Radiant Temperature,MRT)、湿度、风速和热舒适性指标PMV的分布情况,并结合SVF值定量分析了SVF值与这些因子的相关性。结果发现,以乔木为主的复合植被分区虽然通风不好,但其空气温度、MRT值和PMV值最低,相对湿度更高,微气候效应最佳。而相较于草坪,水体覆盖区的降温作用更明显,而其MRT值和PMV值高于草坪。以复合植被为主的中心公园绿地的降温效果优于宅间绿地。在宅间绿地中,高层行列式宅间绿地微气候环境较好,其风速和湿度相对较高,空气温度、MRT值和PMV值相对较低。最后结合路网开敞空间和绿地开敞空间,综合分析了四个区域的开敞空间微气候因子和热舒适的情况。四个区域绿地开敞空间的气候环境效应优于道路开敞空间的气候环境。综合看来,其中老城厢的气候环境效应最差,新江湾城气候环境最佳。最后就四个区域的微气候环境状况,提出了改善的建议。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
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