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水体空间对村镇社区微气候环境的影响与优化研究 ——以宜兴地区为例

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水体空间对村镇社区微气候环境的影响与优化研究 ——以宜兴地区...

作者：吴娱东南大学

学位级别：硕士

村镇社区空间规划是改善村镇人居环境,实现乡村振兴的重要课题之一。在村镇现代化建设的进程中,针对人居环境层面仍存在许多亟待解决的问题,尤其是关于微气候环境舒适度方面的问题。而水体空间作为江南地区村镇常见的室外公共空间,是村... 详细信息

村镇社区空间规划是改善村镇人居环境,实现乡村振兴的重要课题之一。在村镇现代化建设的进程中,针对人居环境层面仍存在许多亟待解决的问题,尤其是关于微气候环境舒适度方面的问题。而水体空间作为江南地区村镇常见的室外公共空间,是村镇规划设计与改造中的重要组成部分与设计可控要素,同时水体区别于陆地面的物理特性又会对微气候环境产生不可替代的调控作用,因此亟需针对村镇社区水体空间形态的复杂性与微气候环境的特殊性,开展以村镇社区微气候环境提升为总体目标的相关研究。本文旨在研究水体空间对于村镇社区微气候环境的影响规律,并以提升村镇社区热舒适性能为目标,寻求村镇水体空间格局的最佳规划形式。首先通过图纸资料、卫星影像和现场实测相结合的方式,在宜兴市5个中心镇区的30个自然村镇中展开空间形态调研,归纳总结宜兴地区典型水乡村镇的基本空间类型。以定性分类的方法,基于水体形态将村镇空间格局分类为“一字”穿越式布局,“十字”、“丁字”、“L形”交叉式布局,平行穿越式布局,混合式布局形式;以定量聚类的方式,将样本村镇的水体容量特征归纳为12m、15m、23m、35m、45m的水体宽度以及相应的水体率。同时,构建了村镇微气候环境评价方法,并总结村镇室外微气候特征。将村镇微气候环境评价分为热环境评价、风环境评价以及热舒适评价,并提出基于时间维度和空间维度的综合热舒适评价指标。通过对典型村镇室外微气候的现场实测,分析不同季节气候条件下微气候环境特征以及不同空间类型的微气候环境差异特征,为后续研究提供数据支持。其次,在确保模拟数据有效性的前提下,应用ENVI-met软件模拟典型村镇在冬夏两季典型气象日有、无水体两种工况下的微气候状况,得到与热环境、风环境、热舒适评价相关的基础参数;通过有无水体工况的微气候参数差值研究,分析水体存在对于村镇空气温度、相对湿度、风速风向、热舒适指标的影响,总结了村镇水体微气候效应的时空分布规律。同时,利用模拟数据及村镇地理空间信息,统计了水体对于空气温度与热舒适指标的冷却量化值、模拟边界气象参数,以及不同半径范围的村镇空间形态要素指标;通过相关性分析和多元线性回归分析,揭示了边界气象要素以及村镇空间形态要素对水体微气候冷却效应的作用规律,以此指导基于水体微气候效应的村镇空间形态调控。最后,本文基于宜兴地区典型水乡村镇的基本空间形态特征,针对水体容量、水体布局、水体状态、堤岸植被,建立不同类型的水体空间格局优化试验模型,并通过ENVI-met软件模拟与微气候环境评价,得出热舒适性能较优的水体空间格局类型。同时结合水体微气候效应影响要素的研究,从规划设计层面提出了基于热舒适提升的村镇水体空间格局优化策略,并在实际村镇案例中得到了有效性验证。结果表明,优化策略的应用能够大幅提升西望村在夏季的热舒适性能,使冬夏两季气象典型日的舒适空间比率累计值提升0.366左右。本研究能够为设计人员提供宜兴地区,乃至苏南和其他夏热冬冷地区村镇社区在室外热舒适性能优化设计方面的指导意见,对于改善村镇人居环境,减少能源消耗具有重要指导意义,同时也使得村镇社区在规划设计与建筑设计层面更具科学性与精确性。

关键词：水体空间村镇社区微气候环境空间形态数值模拟

武汉市老旧住区形态要素对微气候环境的影响机制与优化设计策略研究

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武汉市老旧住区形态要素对微气候环境的影响机制与优化设计策略研...

作者：崔子豪华中科技大学

学位级别：硕士

在全球气候变暖和城市建设转为存量提升阶段的背景下,通过城市更新改善气候环境,推动城市人居环境的高质量发展成为人们关注的焦点。老旧住区在城市存量建筑中占比较高,普遍存在夏季温度过高、冬季过低、通风不畅等微气候环境问题,严重... 详细信息

在全球气候变暖和城市建设转为存量提升阶段的背景下,通过城市更新改善气候环境,推动城市人居环境的高质量发展成为人们关注的焦点。老旧住区在城市存量建筑中占比较高,普遍存在夏季温度过高、冬季过低、通风不畅等微气候环境问题,严重影响居民的生活品质和健康状况。开展老旧住区微气候环境影响机制及优化方法研究对改善微气候环境、提升居民生活质量具有重要意义。因此,本研究以武汉市老旧住区为研究对象,通过实地调研和软件模拟的方法,调查分析了老旧住区居民热舒适特征,探究了老旧住区改造过程中可控形态要素对微气候的影响机制。最终,提出了以改善微气候环境为导向的武汉市老旧住区优化设计策略。首先,基于实地调研完善了武汉老旧住区微气候及热舒适评价方法。本文选取2个典型老旧住区,分别在冬夏两季开展微气候实测和问卷调查。利用统计分析方法,对比了热舒适评价指标(PET、UTCI)的适用性,并对UTCI度量尺度进行修正。研究发现,在武汉市老旧住区居民的热舒适评价方面,UTCI比PET更适用;武汉市居民夏季和冬季中性UTCI范围分别为[16.19,27.98℃]和[11.12,23.45℃],80%受访者可接受的UTCI范围为[8.44,27.67℃]℃。此外,结合实测数据对ENVI-met模型精度进行验证。其次,利用软件模拟揭示了老旧住区形态要素与微气候的影响机制。通过对武汉市老旧住区形态特征调研,构建了行列式、围合式和混合式3种基本原型,结合老旧住区可改造要素,提取开放空间方位、开放空间占比、街道高宽比、底层架空方式、植物绿化率和界面材质等6个可控形态要素变量,构建变量模型。利用ENVI-met模拟分析各工况下夏季9:00时和冬季15:00时的微气候和UTCI分布特征和变化规律。研究发现不同形态要素对各类型老旧住区夏、冬季微气候及热舒适影响规律存在差异。增加乔木绿化、提高街道高宽比和建筑局部架空可降低老旧住区平均辐射温度、影响风环境,显著提高夏季室外热舒适,而对冬季热舒适有一定负面影响;开放空间形态及街区界面材质则对老旧住区内微气候改善效果不显著。最后,提出了以微气候改善为导向的老旧住区优化设计策略。基于武汉市老旧住区居民冬夏两季热舒适特征及形态要素与微气候之间的影响机制,综合考虑优化效果和改造难度,从开放空间、街道空间以及街区界面形态三方面提出了利于微气候环境改善的武汉市老旧住区优化设计策略及指导建议,并通过实际案例优化方案设计进行验证,为城市更新中改善老旧住区微气候提供了参考。

关键词：武汉市老旧住区形态要素微气候环境热舒适优化设计

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微气候环境传感器数据模型研究与仿真

微气候环境传感器数据模型研究与仿真

作者：曾文序武汉理工大学

学位级别：硕士

室内环境属于人们日常生活的小环境,这种特定环境下的小气候我们称之为微气候,它是指在一个细小范围内与周围环境气候有异的现象。微气候不仅影响着人们的生产、生活和健康的方方面面,并且在很大程度上决定了人们生活质量的优劣。本文... 详细信息

室内环境属于人们日常生活的小环境,这种特定环境下的小气候我们称之为微气候,它是指在一个细小范围内与周围环境气候有异的现象。微气候不仅影响着人们的生产、生活和健康的方方面面,并且在很大程度上决定了人们生活质量的优劣。本文针对微气候环境的物联网应用进行了传感器数据采集、建模和仿真三个方面的研究,主要完成了以下工作:（1）在微气候环境监测中,一般采用等时间间隔数据采集方法:根据预先设定的时间间隔,周期性地采集数据。这种方法虽然简单,但是没有考虑所采集数据的变化,采集时间间隔设置得过小往往会造成大量的数据冗余,采集时间间隔设置得过大又不能准确地反映出数据变化的规律和特性。为此本文提出了一种基于旋转门算法的自适应变频数据采集策略,该策略具有创新性,实现简单,不仅可行,而且高效。（2）自适应变频数据采集策略采集的数据是非等时距的,本文因此提出了基于相关系数的非等时距数据建模方法,先使用分段线性插值方法将非等时距数据转化为等时距数据,然后对这些数据进行相关分析和回归分析,最后建立基于相关系数的回归模型,经过检验和残差分析,模型的拟合效果非常好。（3）将基于相关系数的非等时距数据建模方法应用到实际项目中,实现了传感器数据仿真系统,系统中的虚拟传感器可以在线实时地生成需要的传感器数据,数据的生成策略是基于相关系数的回归模型,与真实的传感器组采集的数据非常接近。海量的传感器数据会占用大量的存储资源,这给物联网应用的开发带来很大的挑战。物联网应用都需要长期地采集和存储传感器数据,大量的存储资源消耗提高了物联网应用的开发成本。本文提出的基于旋转门算法的自适应变频数据采集策略在传感器数据采集阶段就可以大量减少数据冗余,同时又是进一步研究基于相关系数的非等时距数据建模方法的基础。基于相关系数的非等时距数据回归模型揭示了不同传感器数据之间普遍联系的本质,因此应用于传感器数据仿真系统中生成的仿真数据是可靠而有效的。

关键词：微气候环境传感器数据数据采集非等时距数据仿真

微气候环境下滨水小区内气流及颗粒物扩散的特性研究

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微气候环境下滨水小区内气流及颗粒物扩散的特性研究

作者：郭琼琼武汉理工大学

学位级别：硕士

城市水体可调节周边环境的温湿度,并与建筑物形成特定的微气候环境。水体的亲和性和观赏性使其周边区域具有很强的商业价值,所以吸引了大量开发商在其周边区域开发商业及住宅小区。随着滨水小区的增多,来往车辆和人类活动也随之骤增,造... 详细信息

城市水体可调节周边环境的温湿度,并与建筑物形成特定的微气候环境。水体的亲和性和观赏性使其周边区域具有很强的商业价值,所以吸引了大量开发商在其周边区域开发商业及住宅小区。随着滨水小区的增多,来往车辆和人类活动也随之骤增,造成了颗粒物的大量排放,严重威胁着小区内居民的身心健康。颗粒物在滨水小区内的扩散受到多种因素的影响,因此,研究微气候环境下滨水小区内气流和颗粒物的输运机理具有重要意义。论文以三维滨水小区模型(水体和污染源位于小区西侧)为研究对象,基于RNG k﹣ε湍流模型、Mixture模型和离散相模型,以汽车尾气排放的细颗粒物为污染源,水体表面蒸发的水蒸气为大气湿度的改变源,建立了水蒸气和颗粒物在滨水小区内扩散传输的数值计算模型。以武汉市某滨水小区为对象进行实测,测试了各个测点处的风速、相对湿度、温度和颗粒物质量浓度,并将实测所得的变化趋势与数值模拟相对比,结果显示实测结果与数值模拟结果具有相同的变化趋势。模拟结果表明相对湿度越大,流场内水蒸气的质量分数越大,但其增大的速率有所减慢;在不考虑颗粒间凝并的情况下,颗粒物质量浓度与相对湿度(≤70%)呈正比;风向对污染物分布有着决定性的影响,分析发现东北风向时滨水小区内的风环境最佳,通风效果最好,颗粒物能够快速扩散和消除;环境温度影响滨水小区内气流和颗粒物的扩散分布,当环境温度=27.5℃时滨水小区内的颗粒物质量浓度比=5.2℃时的低,水蒸气质量分数比=5.2℃时的高,所以=27.5℃时滨水小区内的环境质量和居民的舒适度都优于=5.2℃。最后,根据已建立的数值计算模型,对四种不同建筑排列形式模型(递增型、递减型、凹型和凸型)的滨水小区内水蒸气和颗粒物扩散特性进行求解分析。结果显示递增型滨水小区内水蒸气的扩散范围和含量都高于其他三种模型;递减型滨水小区内颗粒物的扩散范围最小,但第一列建筑物迎风面前颗粒物的质量浓度最高,相反地,凹型滨水小区内颗粒物的扩散范围最大,但第一列建筑物前颗粒物的质量浓度最低。

关键词：颗粒物扩散滨水小区气流微气候环境

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热带地区锯齿型温室微气候环境初步研究

农机化研究 2015年第5期37卷 185-190页

作者：赵禹坤王琴穆大伟江雪飞何勇海南大学园艺园林学院海口570228 辽宁省林业科学研究院沈阳110032 天津大学建筑学院天津300072 威海城投大垚工程管理有限公司山东威海264200

笔者于2010年9月至2011年7月采用5点法和9点法对中国热带农业科学院橡胶种质资源圃锯齿型温室微气候环境进行了初步研究,以期为锯齿型温室在热带地区改良设计提供理论基础支撑。结果表明:1锯齿型温室年平均透光率为35.21%,内部光照较强;... 详细信息

笔者于2010年9月至2011年7月采用5点法和9点法对中国热带农业科学院橡胶种质资源圃锯齿型温室微气候环境进行了初步研究,以期为锯齿型温室在热带地区改良设计提供理论基础支撑。结果表明:1锯齿型温室年平均透光率为35.21%,内部光照较强;在2010年9月25日、11月13日及7月8日中午温室内最强光照强度达到了45 000lux以上,超过了作物光照饱和点,需要适当遮阳。2锯齿型温室内最高日平均温度为3 8.5 9℃,最低日平均温度为1 7.4 3℃,要求具备降温措施;室内地表温度低于露地地表温度约3℃,可为植物提供优于露地的根部生长环境;骨架和薄膜的日最高温度达到了45.00℃以上,应进行适当改良设计以延长使用寿命。3锯齿型温室内湿度环境比露地湿度环境变化平稳,湿度环境较好。4锯齿型温室内的CO2浓度日平均值高于400mg/L,且通风性强,不需要CO2施肥设备。

关键词：微气候环境锯齿型温室热带地区

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穿着状态下成鞋鞋腔微气候环境的数学建模

中国皮革 2010年第6期39卷 128-130,133页

作者：马英华弓太生辛东升邢台职业技术学院陕西科技大学

穿着状态下影响成鞋鞋腔微气候环境的因素很多，主要有鞋子款式结构、鞋用材料、脚体新陈代谢情况、穿着环境和穿着状态等。随着健康理念的深入人心，注重以人为本，追求健康时尚，成为购买趋势。因此，本课题依托大量的实际穿着试验数... 详细信息

穿着状态下影响成鞋鞋腔微气候环境的因素很多，主要有鞋子款式结构、鞋用材料、脚体新陈代谢情况、穿着环境和穿着状态等。随着健康理念的深入人心，注重以人为本，追求健康时尚，成为购买趋势。因此，本课题依托大量的实际穿着试验数据，采用Mattab语言和层次分析法，建立了各因素的影响权重数学模型，从而为生产舒适性鞋子，建立成鞋的热湿舒适性主客观评价体系和顾客满意度评判标准，提供了科学的量化指标。

关键词：微气候环境成鞋穿着状态数学建模热湿舒适性健康理念层次分析法

基于微气候环境优化的哈尔滨市高层住区规划策略研究

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基于微气候环境优化的哈尔滨市高层住区规划策略研究

作者：姚雪松哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

城市化进程日益加快的今天,土地集约化使得高层住区的出现成为不可避免的趋势,建设住区户外环境的基本目标就是以人为中心,适应人的需求,提高环境的舒适性。气候因子对人类居住具有直接影响,气候的适宜程度决定着人居环境的舒适与否,对... 详细信息

城市化进程日益加快的今天,土地集约化使得高层住区的出现成为不可避免的趋势,建设住区户外环境的基本目标就是以人为中心,适应人的需求,提高环境的舒适性。气候因子对人类居住具有直接影响,气候的适宜程度决定着人居环境的舒适与否,对于地处东北严寒地区的哈尔滨而言,气候条件是对户外环境建设起重要作用的主导生态因子之一。更值得关注的是,过高的建筑密度和容积率、不当的建筑形式和群体组合方式等都导致高层住区微气候环境质量的下降,这些都极大地影响了寒地居民的户外生活质量。本文在有关于城市气候、户外微气候与建筑和城市规划设计的关系、气候设计分析过程中的科学模拟方法等的理论研究基础上,对气候、城市气候、高层住区的概念进行了诠释和界定,详细论述了寒地气候和微气候的关系,及气候对高层住区户外环境的影响,以及微气候环境对人体舒适程度的影响,进一步总结出高层住区微气候环境的特点,着重叙说了高层住区风环境和日照的特点。通过对哈尔滨市高层住区基本概况的总结,选取典型实例进行实地调研,通过调查问卷分析、环境行为观测分析、现场测量数据收集、计算机数值模拟分析等多种方法,对哈尔滨市高层住区微气候环境现状存在的问题进行总结,提出了存在的主要问题是高层风效应产生的不利影响和日照的不足及在住区规划设计中对气候及微气候的影响考虑不足。针对上述问题,通过计算机数值模拟手段对影响哈尔滨市高层住区户外环境的相关构成要素进行分析,重点分析了气候因素中风效应和日照的影响情况。最后,根据哈尔滨城市气候的特点,提出基于微气候环境优化的哈尔滨市高层住区规划设计策略,包括群体建筑组合形式、建筑形式选择、住区场地规划、和绿化、水体、铺装的设计等,并建议在户外环境规划策略的基础上制定相应的城市管理规定,包括风环境和日照间距系数的控制管理规定。总体来说,建设出适合哈尔滨城市特点的高层住区户外环境,从而改善寒地城市居民户外活动的环境条件,提高户外活动的热舒适度,提升高层住区的生活活力是有意义的课题,需要进行长期性的研究。

关键词：哈尔滨高层住区规划策略微气候环境

广州住区夏季园林植物群落对微气候环境的影响

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广州住区夏季园林植物群落对微气候环境的影响

作者：杨文丽仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

随着经济的发展和人们对于生活品质的追求上升,住区环境的品质越来越受到重视,营造舒适的住区环境也是现在生态建设大环境下的重要课题。本论文通过对广州地区5个住区25个约为20*20m2植物群落特征的统计,并对客观气象因子进行测量,经数... 详细信息

随着经济的发展和人们对于生活品质的追求上升,住区环境的品质越来越受到重视,营造舒适的住区环境也是现在生态建设大环境下的重要课题。本论文通过对广州地区5个住区25个约为20*20m2植物群落特征的统计,并对客观气象因子进行测量,经数据的分析,对比出不同群落的微气候环境的温湿度变化,从中找到影响微气候环境舒适度的因素,得出住区植物群落的设计和养护的相关建议。结果表明:(1)园林植物群落对微气候环境的具有显著的降温增湿的作用。群落温湿度与对照组差异性显著(P透水铺装(5.41%)>木质栈道(4.86%)>水泥地硬质铺装(4.31%)。增湿率排序为:地被覆盖(17.83%)>木质栈道(9.83%)>透水铺装(9.66%)>水泥地硬质铺装(8.07%)。地被覆盖降温较水泥硬质铺装降低1.42%,增湿8.81%,三者的差异性不显著(p>0.05);不同种植结构的植物群落的降温增湿率不同,乔灌(5.61%)>乔灌草(4.97%)>乔(4.42%)。乔灌群落由于植物空间更加舒朗,因此降温率最高。增湿率方面,乔灌草(10.92%)>乔灌(8.93%)>乔(8.25%)。由于乔灌草群落的植物更加丰富,植物的蒸腾作用更强,其增湿率最高。3种种植结构的降温增湿率差异性不显著(p微气候舒适度具有改善的作用。舒适度改善程度在3.32%和10.39%之间。25个群落舒适度评价分为不舒适和较不舒适,评价为不舒适评价的群落共有14个,较不舒适的群落共有11个,对照点舒适度评价为不舒适和很不舒适。住区不同下垫面的群落的舒适度改善程度不同,其由高至低的表现为地被覆盖(7.07%)>透水铺装(6.00%)>木质栈道(5.33%)>水泥硬质铺装(4.67%),地被覆盖与其他三种类型的差异项显著(p0.05)。不同的种植结构的舒适度改善程度不同,排序为乔灌草(5.91%)>乔灌(5.50%)>乔(4.60%)。乔灌草较乔、乔灌结构的舒适度改善程度地差异性显著(p0.05)。(4)太阳辐射、建筑的高低、风速、水体、群落的位置也是影响群落舒适度的因素。太阳辐射直接影响群落的光照强度,并且带来辐射热,使群落增温减湿。住区部分较高的中的建筑楼高在11层-31层之间,楼高达到31米-93米,遮挡了部分的光,在植物和建筑的共同作用下,导致群落内的光照强度无规律变化。舒适度改善佳的群落一般位于住区的入口通风处,具有水体,植被丰富,具有较大遮荫面积的休闲区域。在夏季的测量时间范围内8时-20时,8时-9时是整日舒适度最高的时段,此时适合居民的外出或者晨练。再从25个植物群落中筛选出10个舒适度改善程度大于6%的植物群落,分析其群落的特征,从影响舒适度的因素中给出住区园林植物群落在设计上和养护上的建议。改善群落舒适度的设计方面从增加水体、绿化遮阳设计、下垫面设计、合理的灌草搭配、通风导向设计上入手。同时,还应当注意日常的植物群落的管理和养护,种植数适应性当地气候环境的植物。通过修剪植物,补充空缺的植物等方式维持群落的舒适度。本研究是基于微气候舒适度条件下为住区的植物群落的设计和养护提供了更加科学的数据依据和指导,为营造良好的人居环境奠定了基础,为生态文明的的建设贡献了一份微薄的力量。

关键词：住区植物群落微气候环境舒适度

依托被动式技术的河南地区中小学绿色校园微气候环境设计研究

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依托被动式技术的河南地区中小学绿色校园微气候环境设计研究

作者：靳贝贝郑州大学

学位级别：硕士

校园内部的微气候环境对于师生们的学习生活的影响越来越受到师生和家长们的关注。在追求环境舒适的今天,人们多采用主动式用机械设备来满足室内舒适度的需求,造成了极大的能源与资源浪费。因此采用被动式技术,降低建筑能耗,提升中小学... 详细信息

校园内部的微气候环境对于师生们的学习生活的影响越来越受到师生和家长们的关注。在追求环境舒适的今天,人们多采用主动式用机械设备来满足室内舒适度的需求,造成了极大的能源与资源浪费。因此采用被动式技术,降低建筑能耗,提升中小学校园建筑环境的品质,营造舒适宜人的室内外活动空间,降低建筑能耗,已经成为师生以及社会建设者共同的迫切需求。论文以依托被动式技术的河南地区中小学绿色校园微气候环境设计为主要内容,通过“理论梳理—自然条件分析—调研分析—设计策略—项目实践”等五个方面推进研究。首先,对被动式技术和微气候环境设计的相关理论进行系统地梳理,结合国内外相关的理论,进一步明确选题的目的和意义,为后续对河南省中小学绿色校园的微气候环境设计理论支撑。其次,河南地区的地理环境和自然气候进行分析,了解整个区域的大气候条件以及不同地形对气候的不同影响,并结合对河南省部分中小学校的调研结果,对河南省中小学校园的现状进行分析,进而明确对其进行微气候环境设计的必要性。以此为基础,分别从中小学校园的规划布局层面、建筑单体层面、外围护结构层面以及细部构造层面这四各方面提出依托被动式技术的河南地区中小学绿色校园微气候环境设计策略和方法。最后,结合郑州航空港国际育人学校这一实际项目对文章研究进行论证,以期本文研究成果能对河南地区中小学校园建设实践有一定的指导作用。

关键词：微气候环境被动式技术河南地区中小学绿色校园