乔灌木对独立式农宅热辐射扰动影响研究 ——以浙江省为例

作     者：王雪晴 

作者单位：浙江农林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：齐锋

授予年度：2024年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 081302[工学-建筑设计及其理论] 08[工学] 09[农学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：农宅 乔木 灌木 热辐射扰动 ENVI-met 

摘      要：由于下垫面硬化比例的提高及不科学的宅旁绿化等原因,导致村镇室外热环境进一步恶化,人居环境热舒适度下降,并且建筑能耗与碳排放显著增加。植被绿化作为一种改善建筑室外热环境的有效手段,已成为夏热冬冷地区的农村降温节能的常用措施。但由于乔灌木对农宅热辐射的扰动机理尚不明晰,导致无法充分发挥植被遮蔽效应所带来巨大的生态效益。因此,不同乔灌木本体特征参数及空间方位等对农宅热辐射扰动机理的研究亟待开展。 本文以浙江省为例,基于热辐射学理论,采用现场调研、数值模拟、聚类分析法等研究手段,研究了乔灌木本体参数及空间方位对农宅热辐射的影响。首先,通过对浙江省村域内典型乔灌木种类等的深入调查与分析,并基于卫星影像信息提取技术,对农宅几何信息,乔灌木冠径等参数进行了频数分析,构建了4种农宅几何代表性信息模型,并提出3种农宅与乔灌木平面关系代表信息模型。针对乔灌木本体特征及空间位置关系,设计不同模拟实验情景,通过ENVI-met软件进行模拟验证与定量分析。 全文所得结论主要有以下5点:（1）对冠径为1米,3米,5米的树木进行研究,发现冠径从1米增长至5米,其全天对短波辐射的遮蔽量增长了276.6 W/m,热辐射扰动差异显著;（2）对不同叶面积密度（LAD）树木进行研究,发现LAD最高的模型,全天遮蔽短波辐射总量可达到324.7 W/m,而LAD第二高的模型遮蔽总量为291.9 W/m,LAD最小的模型,遮蔽总量仅有131.7 W/m;（3）对在农宅不同方位种植的树木进行研究,发现北侧种植树木全天最高时刻短波辐射遮蔽量仅有5 W/m左右,南侧在20 W/m左右,数值均较小,而西侧和东侧全天最高时刻短波辐射遮蔽量在80 W/m左右,因此东西侧种植的树木对于农宅的降温效果更显著;（4）对墙冠距0米至5米的模型进行研究,发现墙冠距为0米时遮蔽长短波辐射总量都要小于墙冠距为1米的情况,而墙冠距超过1米后,热辐射扰动效果逐渐减弱;（5）对投影长度0米至6米的模型进行研究,发现随着树木投影长度的增加,树木全天遮蔽短波辐射总量不断增大,投影长度每增加1米,遮蔽辐射总量大约增加50 W/m,6米的树木全天遮蔽短波辐射总量约为320 W/m。上述结论对降温节能视角下的农村宅旁科学绿化具有理论指导意义,同时对充分挖掘植被的空间生态效益具有积极的社会价值。