【摘 要】
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全球变暖伴随着城市城镇化进程的加快,引发了城市热岛现象甚至夏季热浪的出现,严重影响城市公共空间户外人群的热舒适性甚至威胁到户外人群的热安全,间接增加建筑的暖通空调使用能耗。街谷作为城市规划的基本单元,主要描述为街道两边建筑与建筑之间从地表直至屋顶形成的空间。街谷内部热湿辐射环境的形成与城市街谷的几何形态和绿化等因素密切相关,提供良好的街谷热环境是保障居民出行热安全的关键。本研究以重庆地区街谷为研究
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全球变暖伴随着城市城镇化进程的加快,引发了城市热岛现象甚至夏季热浪的出现,严重影响城市公共空间户外人群的热舒适性甚至威胁到户外人群的热安全,间接增加建筑的暖通空调使用能耗。街谷作为城市规划的基本单元,主要描述为街道两边建筑与建筑之间从地表直至屋顶形成的空间。街谷内部热湿辐射环境的形成与城市街谷的几何形态和绿化等因素密切相关,提供良好的街谷热环境是保障居民出行热安全的关键。本研究以重庆地区街谷为研究对象,开展了夏季步行街谷室外热舒适研究,并定量分析街谷设计因素（高宽比、植物叶面积指数、朝向、非对称性）对其内部热环境的影响,因地制宜地对城市街谷热湿环境的设计规划进行建议,可以缓解城市热岛效应,减少暖通空调系统的消耗。首先,本研究经过实地考察,挑选了重庆地区人流量较大的三峡广场步行街、观音桥步行街、解放碑步行街为调研场所。于2020年8月与2021年7月进行实地环境测试与热舒适问卷调查,收集有效问卷1349份。通过实地环境测试发现调研期间夏季步行街谷内部的整体空气温度偏高,平均值在30℃以上,最高值可达38.40℃,调研期间风速均值在1.0m/s左右。问卷调研结果表明:受访人员在街谷内的热感觉投票（TSV）普遍偏高,存在热不舒适现象,受访人员对环境参数的改善意愿较大,其中对气温以及阳光的降低期望达到50%以上;超过60%的人选择用走到阴凉处的方式进行自身热舒适的调节;使用Spearman相关性分析探讨了空气温度（Ta）、相对湿度（RH）、风速（V）、平均辐射温度(Tmrt)与TSV之间的显著相关性,发现Ta和Tmrt是与TSV是调研期间较为显著相关的微气候参数。然后,对四个室外热舒适指标预测平均投票（PMV）、生理等效温度（PET）、标准有效温度（SET*）、通用热气候指标（UTCI）在重庆地区的适用性进行了分析比较,并确定UTCI作为重庆地区较为适用的热舒适指标。然后对热感觉投票（TSV）与热不可接受百分率（TUP）与UTCI之间的关系进行了线性回归拟合分析,使用TSV确定了重庆地区的中性UTCI区间为22.2～28.1℃,并依据TUP与UTCI的拟合公式对UTCI划分了不同的热应力等级区间。结果表明,当UTCI＞41.6℃时,重庆地区室外热环境处于“极端热应力”水平。接着,通过观音桥步行街的实测数据,探讨了街谷内部不同遮蔽构筑物下的热环境差异。结合ENVI-met数值模拟软件,以重庆地区气候条件,建立实地模型,验证并讨论了ENVI-met模型的准确性与边界条件设置的合理性。同时基于资料整理以及实地调研,从不同高宽比、不同街谷对称性、不同植物类型以及不同朝向等影响街谷内热环境的因素角度出发,设计搭建了46种典型街谷模拟模型。最后,以空气温度Ta、平均辐射温度Tmrt和通用热气候指标UTCI为指标,对模拟结果进行了分析比较。结果表明:高宽比的增大、适当的朝向设计、提高街谷内植被的叶面积指数LAI和改变街谷的非对称性对街谷内的热环境有积极的影响,可以有效的降低Ta和Tmrt,并缩短街谷内的UTCI处于高热应力水平的时间。同时基于数值模拟研究结果总结的规律,对城市规划改造与优化提出相应的策略。本研究基于问卷调研以及数值模拟,从人对热环境的主观评价角度出发,分析了重庆地区街谷不同单因素设计变量对热环境的改善调控效果,论文研究成果可以为重庆地区的街谷热环境调控提供理论支撑,并具备一定的城市规划指导作用,有效的缓解城市热岛现象,有一定的节能减排意义。
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