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城市园林绿地微气候效应及其对人体舒适度影响研究

城市园林绿地微气候效应及其对人体舒适度影响研究

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作者：吴思佳北京林业大学

学位级别：硕士

城市热岛效应作为城市化发展以来引起城市气候变化最突出的标志而备受国内外学者的广泛关注,科学地缓解城市热岛效应,对城市宜居环境的建设具有重要意义。园林绿地能有效缓解城市热岛效应,利用数值模拟平台研究绿地微气候影响机制成为... 详细信息

城市热岛效应作为城市化发展以来引起城市气候变化最突出的标志而备受国内外学者的广泛关注,科学地缓解城市热岛效应,对城市宜居环境的建设具有重要意义。园林绿地能有效缓解城市热岛效应,利用数值模拟平台研究绿地微气候影响机制成为近年来微气候研究发展的重要趋势。本研究基于微尺度下公园绿地春、夏、秋三季不同下垫面的微气候特征的实地监测,结合数值模拟,定量地分析了下垫面构成与绿地微气候效应及人体舒适度的相关关系,研究街区尺度下利用实地观测法探讨城市绿地对周边城市开放空间的影响格局以及城市开放空间类型对其微气候及人体舒适度的影响,同时利用数值模拟研究城市开放空间内部因素对其自身微气候效应及人体舒适度的影响。本研究成果将为不同尺度的城市园林绿地最大化缓解城市热岛效应提供理论依据与数据支撑,为城市绿地规划设计提供切实指导,助力于舒适的人居热环境建设。研究得到以下主要结论:(1)微尺度下:不同季节不同下垫面类型间微气候效应及人体舒适度水平有显著差异,各下垫面对其微气候及人体舒适度的影响不同,春季下垫面类型对其微气候效应均有极显著影响,夏季和秋季下垫面类型对其空气温度及降温强度分别存在极显著影响和显著影响,夏、秋两季下垫面对其相对湿度和增湿强度无显著影响。三季各下垫面总的降温增湿作用表现为林地的降温增湿效应最强,建筑的降温增湿效应最弱。下垫面类型在春、夏季对人体舒适度具有极显著影响,秋季存在显著影响,其中林地的舒适度情况最好,建筑周边最差。总体来说林地的降温增湿效应及人体舒适度改善效应突出,其次为水体,建筑最弱,林地与其它下垫面类型的微气候特征差异显著。绿地内林地比例与其降温增湿效应及人体舒适度改善效应呈正相关关系,林地比例越高,绿地的降温增湿效应越好,人体舒适度水平越高。(2)微尺度下:绿地总面积一定的情况下,绿地内每增加5%林地面积并减少相应面积的硬质铺装,气温降低0.26℃,湿度增加1.27%-1.30%,人体舒适度的湿热指数降低0.02-0.03。林地下垫面对绿地的降温增湿效应明显优于草坪下垫面,在绿地率一定的条件下,每将5%草坪替换为林地,绿地的平均空气温度可降低0.29℃,平均相对湿度可增加1.18%,人体舒适度提升0.06。(3)街区尺度下:绿地可对其周边城市1km范围产生明显降温增湿作用。绿地对不同开放空间类型降温增湿作用的距离衰减效应不同,对开放绿地的降温作用有极显著距离衰减效应,距离增加250m,开放绿地的平均空气温度增加1.29℃;对滨水绿地的增湿作用有显著距离衰减效应,距离增加250m,其平均相对湿度可降低2.1%,对开放绿地人体舒适度的改善作用有极显著的距离衰减效应,距离增加250m,其人体舒适度水平降低0.62。距离大型公园越近的开放绿地,空气温度更低、人体舒适度水平越好,距离大型公园越近的滨水绿地,相对湿度更高,公园绿地对周围硬质广场的降温增湿影响作用较弱。在绿地降温增湿作用的影响下,开放空间类型对其降温增湿强度有极显著影响,降温强度由强至弱分别为开放绿地>滨水绿地>广场,增湿效应由强至弱分别为滨水绿地>开放绿地>广场;对其人体舒适度改善效应有极显著影响,由高至低分别为滨水绿地>开放绿地>广场,即各类城市开放空间中,开放绿地的降温效应最好,滨水绿地的增湿效应及人体舒适度改善效应最好。(4)街区尺度下:下垫面构成可影响街区尺度的微气候及人体舒适度,街区尺度范围内8%草坪替换为林地后,全区空气温度平均降低0.05℃,相对湿度平均提升0.09%,生理等效温度平均降低0.39℃,林地下垫面降温增湿效应突出。在此基础上替换8%铺装为林地,区域空气温度平均降低0.08℃,相对湿度平均提高0.12%,生理等效温度降低0.84℃。绿地的布局对其降温增湿效应有重要影响。在各下垫面面积比例一定的情况下,在建筑外部夏季主导风向下风向布局林地,对提高区域降温增湿效应,调节局地至街区的微气候环境,改善其舒适度水平具有一定积极作用。

关键词：城市绿地降温增湿人体舒适度下垫面构成绿地布局

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