进入21世纪的今天，在全球气候趋暖背景下，空气污染、极端天气等一系列城市气候问题，对城市居民身心健康造成不利影响。适宜的环境气候、舒适的热环境已经成为城市健康人居的重要指标之一。近些年来，随着城市化建设持续推进，居住街区已经成为城市最量大面广的形态空间，承载着城市居民重要的生活、工作和休憩活动。对城市居住街区微气候适宜性、热环境舒适性的相关研究，显得尤为重要，已经成为了国内外学者关注的重点。 我国地域辽阔，南北气候差异很大。对于中西部寒冷地区的城市居住街区而言，城市集中供热和建筑外墙保温等措施解决了“冬冷”的问题。但是，夏季持续升温的炎热天气和不断增加的极端酷暑天数，城市居民夏季“空调病”的频发，已经使得“夏热”成为城市气候的主要问题。从城市空间规划设计角度，探索空间形态与热环境气候的耦合关系，寻求如何在炎热夏季通过较好的空间形态设计，提高居住街区夏季通风能力，降低环境气温，减少空调使用负荷，有效提高人们户外活动时长，不仅对居民的身心健康十分有益，而且对城市低碳环保、节能减排也很有效，这也是本论文研究的目的所在。 本论文研究以寒冷地区的洛阳市为例，在对城区居住街区空间形态调研、城市中心区及典型居住街区气候测量调研的基础上，结合相关设计规范和城市建设技术导则，总结归纳出城市居住街区的建筑单体形式、规划布局形式、裙房围合形式以及建筑高度变化等分类；通过居住街区规划设计指标与环境气温的相关性分析，确定量化空间形态要素，从而分析归纳出居住街区研究模型的空间形态分类；基于ENVI-met软件建立居住街区数值计算模型，共分5大类 32种模型，涵盖了居住街区的规划布局形式、周边裙房建筑围合形式和建筑高度变化的组合街区形式，以及建筑密度、建筑容积率保持不变时，相应建筑容积率和建筑高度变化、建筑密度和建筑高度变化的不同组合街区形式，以及满足城市天际线规划建设技术标准要求的居住街区建筑高度变化空间形态；运用ENVI-met软件对32个街区数值模型分别进行计算机模拟计算，提取环境气温、风速、辐射温度和PET评价值，比较分析居住街区空间形态变化与热环境气候的耦合关系。 论文基于上述研究分析，得出城市居住街区热环境适宜性规划设计建议：居住街区建筑单体布局以行列式布局形式最优，可以使得居住街区拥有较低的最高环境气温，和较好的热舒适性；居住街区周边裙房围合以开放式围合形式最优，可以使得居住街区拥有较低的最高气温、较高的最大风速和较好的热舒适性；当居住街区容积率不变时，以建筑密度低、建筑高度大的居住街区最优，可以使得居住街区拥有较大风速和较好热舒适性，低密度高层建筑街区是最理想的热环境适宜性规划设计布局形式；当居住街区建筑密度不变时，以容积率高、建筑高度大的居住街区最优，可以使得居住街区拥有较低的气温和辐射温度，较高的风速和较好的热舒适性，高容积率高层建筑街区是最理想的热环境适宜性规划设计布局形式；当居住街区容积率和建筑密度均不变时，以从南向北均高、均匀增高和台阶式增高三种高度变化组合的居住街区最优，可以使得居住街区拥有较好的热舒适性，也符合北方城市居住街区冬季日照要求，是最理想的热环境气候适宜性规划设计布局形式。 结合上述研究结论和设计建议，将居住街区热环境适宜性规划设计策略应用于前期调研的三个实测居住街区，并进行了居住街区的规划设计优化改造，比较分析优化前后居住街区的模拟结果，显示改造后的居住街区热环境和热舒适性均得到良好提升，验证了本论文研究结论的可靠性和有效性，为今后营造热舒适性良好的城市居住街区空间环境提供了科学指导。 |
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