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基于冬季舒适度的寒地街区空间风屏障系统建筑构建研究

时间:2018-09-22 21:03来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是一篇建筑工程论文,建筑工程,指通过对各类房屋建筑及其附属设施的建造和与其配套的线路、管道、设备的安装活动所形成的工程实体。
本文是一篇建筑工程论文,建筑工程,指通过对各类房屋建筑及其附属设施的建造和与其配套的线路、管道、设备的安装活动所形成的工程实体。其中“房屋建筑”指有顶盖、梁柱、墙壁、基础以及能够形成内部空间,满足人们生产、居住、学习、公共活动需要的工程。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇建筑工程论文,供大家参考。
 
第1章 绪 论
 
1.1 课题来源
课题来源于国家自然科学基金:水敏性城市空间形成机理与调控研究——以深圳为例,基金编号:51208139。本论文作为其子课题的一部分,与导师商议后决定,以期对课题的研究提供一定得理论和技术支撑。
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1.2 研究背景
长期以来,城市建设都是以经济增长、扩大城市规模为主要目标,吸引越来越多的人居住于城市之中。随着生产力水平的不断提高,城市开始向信息化、科技化等方向转变,城市居民的生活有了翻天覆地的变化,人们也开始对城市生活的舒适性提出要求,且在城市区域建设过程中占据了越来越多的比重。但一些问题随之暴露,城市街区风环境的舒适度严重下降就是其中之一,已引起各界的高度重视。
 
1.2.1 舒适度成为城市建设的新需求
近年来国内外各界都开始关注舒适度,成为学术研究的一大重点,形成庞大的研究网络且涉及不同学科的不同层面,以下为一些相关研究点及其研究走势(如图 1-1 所示)。舒适度的学科交叉研究也发展迅猛,建筑学、土木工程、临床医学、大气科学、应用经济学等等,跨学科发展综合研究时舒适度的研究体系较为成熟。在城市建设方面,城市气候相关的舒适度研究热度逐年攀升,城市管理者、设计者都在思考如何创造良好的城市环境,为城市居民提供舒适的户外空间,并鼓励与引导城市居民走出房间,进入城市的开放空间,使用并享受使城市生活更美好。本文在进一步的探索研究中,将认真研究相关领域关于舒适度的理论,这些理论无论从深度还是广度上,都将为本文的研究背景提供大量的理论支持。城市热岛、城市雾霾等城市气候问题日益凸显,城市里的绿化、水体、建筑布局、城市下垫面的材质、结构等诸多因素都能对城市微气候造成影响,从而造成舒适度的变化,制约城市居民的生活品质提高。关于如何从提升城市的舒适度,是当今城市建设的新需求。关于热带、亚热带温暖地区的城市气候舒适度研究已有了相对成熟的理论体系。但面对大部分属于寒冷地区的我国来说,关于寒地城市舒适度的研究还处于初级阶段。
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第2章 长春市现状调研与风环境相关指标解析
 
2.1 风屏障发展的紧迫性与可行性
2.1.1 风屏障发展的紧迫性分析
越来越多的城市开始打造高品质生活质量,城市物理环境在一定程度上可视为着决定性因素,寒地城市因为地理因素导致的恶劣风环境问题成为急需解决的城市规划设计问题。2017 年国家发展改革委住房城乡建设部关于印发气候适应型城市建设试点工作的通知中提到,城市容易受到气候变化的不利影响,以应对气候为主的城市建设是生态文明建设的一项重大课题,并选取 28 个城市作为气候适应型城市建设试点。因此,风屏障的深入研究不仅有助于减少恶劣风环境对寒地城市舒适度造成的影响,而且还能促进城市向健康生态型城市的转变。风屏障的设置可以在一定程度上改善城市街区风环境,防止城市街区空间在城市快速发展过程中尺度的破坏,减少大尺度、高密度的城市街区空间。与此同时,维护城市舒适度适宜空间的形态,减少冬季寒风入侵,营造舒适的室外出行环境。尽可能的利用当今先进的科学技术手段,通过合理的设计来调节城市的风环境等物理空间环境,促进城市的健康发展,使寒地城市不仅夏季清爽宜人,冬季也更适宜人居住,环境舒适度大大提升是本文主要论述的切入点。
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2.2 长春市风环境现状特征及问卷调研
 
2.2.1 长春市气候环境基本特征
我国的城市中半数以上属于寒地或严寒城市。长春市作为首批国家级城市设计试点是典型严寒地区城市,其一年中有一半以上的时间处于低温气候。所以本文选择以长春市为例,从街区层面的布局模式出发,探讨寒地城市的舒适度适宜空间。长春市经度(124°18′-127°05′)E,纬度(43°5′-15°′)N,地处中国东北松辽平原腹地,属于温带大陆性半湿润季风气候。四季分明,多风干燥,夏季炎热短暂冬季寒冷漫长是长春市主要的气候特征。不同于南方城市的湿润温热,长春市大多数的日子里都是干燥多风的天气,年降水量为 593.8mm,属于中等水平,这样干燥的气候,季风现象更为明显突出,多风天气半数以上,尤其冬季更易形成强风天气。中国气象数据网是本文主要参考的气象数据来源,其中通过对《气候资料统计整编方法(1981-2010)(发布版)》进行数据整理得到长春市的平均风速值及全年盛行风向为西南风,年平均风速为 3.8m/s,最多风向为西南风,整理的得到的气象数据将被应用到后期软件模拟的过程中。冬季城市的冷岛效应、夏季城市的热岛效应及雾霾等大气污染、城市安全等问题是目前长春市城市气候研究设计关注的重点,现在正处于起步阶段。城市中的风场一般情况比较复杂,建筑密度不同、高度不同都能改变风向及风速的分布。尽管风场是不能预测和确定描述的,但是研究表明,风在遇到建筑物等的阻挡时动能会减少,从而使得平均风速减小,也会随着建筑形体的相互作用而发生复杂的改变,在一定程度上会改变城市街区的风向。
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第 3 章 实地测量与软件模拟的匹配验证....38
3.1 实例选取 .......... 38
3.1.1 实例选取依据 ...... 38
3.1.2 测量对象选取 ...... 38
3.2 测量准备 .......... 40
3.3 实地测量 .......... 42
3.4 实测结果分析 ............ 44
3.5 软件模拟与实测的匹配度分析 .... 48
3.6 本章小结 .......... 55
第 4 章 长春市街区空间的布局模式模拟及提炼.............56
4.1 街区空间的布局模式设置 ............ 56
4.2 商业街区空间冬季风环境模拟分析及提炼 .... 67
4.3 居住街区空间冬季风环境模拟分析及提炼 .... 73
4.4 街区空间布局模式提炼 ...... 96
4.5 本章小结 .......... 97
第 5 章 寒地街区风屏障系统框架构建策略..........99
5.1 街区风屏障构件选取 .......... 99
5.2 商业街区风屏障系统框架构建策略 .... 107
5.3 居住街区风屏障系统框架构建策略 .... 108
5.4 街区风屏障系统框架构建 .......... 110
5.5 本章小结 ........ 114
 
第5章 寒地街区风屏障系统框架构建策略
 
本章关于寒地城市街区空间的风屏障系统构建研究,主要从构建策略和解决措施方面着手。在全球性气候波动加剧、气候恶化大背景下,以生态建设、以人为本、经济节约为构建的基本原则,阻御寒风对城市的影响,是当今寒地城市可持续发展的建设目标。
 
5.1 街区风屏障构件选取
通过前期对资料的收集整理和实地测量数据可知,影响寒地城市冬季室外风环境的主要因素为温度、风速和风压。东北地区室外温度较低,若想在城市设计及建筑领域提升室外风环境舒适度,需要从改变风速风压角度出发,提出适用于寒地风屏障空系统的减风速、抗风压基本构件。风屏障的形式有很多,广泛应用在交通、农业、环境等领域,最常见的是铁路和大跨桥梁的防风屏障,其中轻型挡风屏的使适用范围更为广泛,如图 5-1 所示。在高速铁路风屏障防风效果的相关研究方面,向活跃曾通过实测模拟得出,透风率为 0%,高度为 2.05m 的平地路基风屏障防风效果最好[23]。本章节以人工风屏障为主,通过对交通领域实际工程案例中风屏障的研究,从而提出适用于街区设计的风屏障构件。
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结论
 
在寒冷的冬季,街区风屏障能显著改善寒地城市室外舒适度,减少冬季恶劣风环境对我国寒地城市发展的制约。本文提出构建街区风屏障系统,通过实测与 Ecotect 软件模拟的方法探讨如何经济、高效的满足寒地城市街区空间冬季舒适度的需求,主要研究结果总结如下:
(1)通过资料收集与问卷调查,得出长春市市民认为的舒适度适宜空间布局模式有三类:L 型围合式居住街区、行列式居住街区、山墙错落式居住街区。筛选出长春市冬季风环境舒适度临界值指标为:冬季室外人行高度处风速值低于 1.5m/s 的街区空间为舒适度适宜空间。
(2)通过对比几种风环境模拟软件,选取模拟过程效率高、方便操作的Ecotect 软件。验证发现实地测量数据与其模拟数据相匹配,因此 Ecotect 软件可以用于寒冷地区风环境的模拟研究。
(3)以长春市商业街区和居住街区布局模式为基础,通过软件模拟与Matlab 量化分析得出三类适合长春市的商业街区与居住街区的理想布局模式,分别为 L 型围合式街区、U 型围合式街区、行列式街区。通过对街区空间的高度密度设计、角度设计、高度设计、形态布局设计,得出长春市舒适度适宜街区的布局原则:商业街区可优先选择多层高密度布局设计;尽量避免街区内建设超高层建筑及建筑群体高差过大;街区内主要建筑及街道与主导风向成 45°夹角设计;沿冬季主导风向街区高度呈梯度依次递减排列或四周高中间低。
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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