基于回归分析的广州地区大学校园空间形态与室外风环境耦合研究

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新型绿色建筑评价标准提出“环境宜居”理念,绿色建筑的研究不在局限于环境与能源,逐渐向绿色生态城区、低碳城市、绿色校园等方向转变。打造绿色校园是促进社会可持续发展的重要举措,而许多大学校园却缺乏气候舒适性设计,关键在于场地设计与布局阶段缺乏绿色设计理念。本文拟通过验证广州地区大学校园空间形态与风环境的耦合关系,将“环境宜居”与校园空间、功能等结合,探究了一套空间与微气候关联性的研究方法。在完善大学校园建设过程中,注重室外环境的“风环境舒适性”,成为绿色设计极具价值的研究方向之一。通过探究大学校园城市肌理形态参数与风环境的耦合关系,建立一套广州地区大学校园城市设计与风环境适应性的要素体系及其作用机制,作为计算模型可作为动态调试的基准。提出风环境导向下的广州地区大学校园城市设计策略体系,作为土地开发强度的确定原则,和规划师与建筑师应对风环境优化的大学校园设计指南。本文重点通过文献研究、GIS数据收集、3D模型绘制、PHOENICS软件模拟和SPSS软件数据后处理,目标对广州地区大学校园空间形态进行科学分类,明确其特征属性;从舒适区和静风区面积比作为评价标准对不同类型的广州大学校园室外空间风环境情况进行评估,并归纳出亟待解决的问题;运用线性回归关系拟定出风环境导向下的城市设计策略,为设计师提供一系列绿色设计建议。本文共分为五个章节:第一章为理论研究,主要论述研究背景、对象、内容、目的及意义,并综述了微气候与风环境、空间形态与微气候、城市肌理形态参数与微气候、以及相关性与线性回归的理论研究现状。这四个“与”的关系也贯穿了全文对于空间与绿色之间的思考,为选题提供了科学依据。第二章为空间形态的研究,主要论述了城市设计对微气候改善的重要性,并提出构建空间形态的关键点。在确定了研究对象后,简单阐述了广州地区大学的发展趋势,针对空间形态特点,提出了10个重要的城市肌理形态参数。运用GIS软件对研究对象进行了数据收集和相关参数的函数运算,利用SPSS软件的双变量皮尔森相关系数,明确了不同的城市肌理形态参数相对应的大学校园空间形态。第三章首先论述了广州地区风环境的基本特征,提出了风环境舒适性和健康性的基本要求,结合CFD的基本原理,确定了PHOENICS作为本文的风环境模拟软件,完成了42所大学校园案例样本的风环境模拟实验,得到平均风速、舒适区面积比和静风区面积比的相关数据,确定了风环境优选条件。第四章是先将42个案例样本按照不同的大学校园空间形态类型进行分类,通过风环境优选条件得到推荐类建议。再利用SPSS软件进行线性回归分析方法,将不同类型的案例样本分别进行数据后处理,得到相应的一元或多元线性回归公式,解读出不同类型的空间形态相应的优化类设计方法。推荐类建议和优化设计方法是下文制定城市设计策略的前提条件。第五章在第四章的基础上,对标三个国家级绿色设计相关标准,从前期策划、场地设计、建筑布局三个层面构建了19条基于风环境优化的广州地区大学校园城市设计策略与方法。并在最后总结了研究成果并提出研究的不足和今后的展望。
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