三维城市日照模拟分析及其应用研究

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随着城市的发展和生活水平质量的提高,城市日照已成为社会广泛关注的城市热点。目前国内关于日照的研究主要是从人居环境的角度来进行,一方面针对冬季日照,对单栋拟建建筑在冬至日或大寒日的日照环境进行分析,另一方面,则是针对夏季日照,利用阴影的时间差和方位差对居住外环境进行设计。然而在日照的研究中大多还是从冬季去考虑日照资源的不足来设计建筑的布局,而对夏季小区外环境的日照研究却相对较少。城市中高楼密集,楼群之间相互遮挡,由此形成了不同的自然光照环境,尤其在城市小区内建筑周边的日照资源分布各异,使生活在内的人们以及绿地植被受到了不同程度的影响。绿地作为城市中不可缺少的重要组成部分,在城市环境中发挥着极其重要的作用,然而它的生长以及功能的发挥必须要保证合理的日照环境,本文通过探索和分析城市夏季日照环境,利用日照阴影和太阳辐射的空间变化,辅助城市绿地空间布局规划设计,以改善城市人居环境质量。本文主要研究内容及贡献如下:(1)从城市阴影的角度分析研究城市日照问题,通过对城市阴影的结构形态变化、遮挡范围、遮挡强度等分析以及建筑物周边太阳辐射的分布指出在城市建筑物周边存在有植物生长的“阴影死区”和“强光伤害区”两个极值区域。(2)根据国内外日照分析算法以及相关问题的深入了解,并结合冬季日照分析的理论基础,提出了“遮挡时积”和“遮挡强度”的概念。通过试验样区,将以上分析应用于城市绿地布局规划,对合理规划城市建筑周边的绿地位置以及植物种类的选择提供建议和参考。(3)对模拟结果进行分析与讨论,结果证明,利用城市阴影和太阳辐射的空间变化对于研究城市夏季日照环境具有一定的可行性和科学性,而且通过日照变化结果的分析,可以在城市绿地布局时有效避免植物生长的“阴影死区”和“强光伤害区”,因此,在城市绿地规划设计中具有一定的科学和现实指导意义。
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