数值模拟植被对湿热城市住宅小区微气候的影响

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随着城市化进程的加快,许多城市住宅小区以高容积率、高建筑密度、高建筑高度的形式发展,并且城市的“五岛”效应越来越显著,人们的生活环境越来越受到关注。植被是下垫面类型中的一种,可以美化环境、产生氧气、固定CO2、降低噪声、保持水土和调节气候等。植被对改善室外热环境和提高人体舒适度有重要的作用。因此,可持续的城市规划建设中应重视植被对环境气候的调节作用,合理布置规划景观植被,以营造一个宜居的城市环境。目前对于植被对住宅小区微气候影响的研究还不深入,并且缺乏定量的分析和缺少直接指导实际工程应用的设计方法。  本文以夏季华南地区湿热气候为背景,采用CFD数值模拟技术,考虑太阳辐射的影响建立包含植被与住宅小区大气的湿热交换模型,针对广州地区典型的行列式住宅小区模型模拟植被对住宅小区微气候的影响作用。其中,植被区域按多孔介质处理并添加源项,树干和树冠部分以不同的叶面面积密度进行区分。根据模拟结果研究植被对居住小区风场、温度场、湿度场的影响,利用体感温度指标综合评价植被对住宅小区室外热环境舒适性的影响。结果显示:由于风障作用、遮阳作用和蒸腾作用的影响,植被对住宅小区有调节风速、降低温度、增加湿度和改善室外热舒适性的作用。接近植被区域,影响作用较大;远离植被区域,影响作用较小。随着植被叶面面积密度的增大,住宅小区的气温降低,湿度增加和室外热舒适性得到改善。植被在不同时间点对住宅小区微气候的影响效果不一样,植被在中午13:00对室外热环境舒适性的改善效果较明显。近地面环境气候变化的根本原因是太阳辐射的强弱,同时也受住宅小区空间布局的影响。因此在建设规划住宅小区的时候应该合理布置叶面面积密度大的植被,并且恰当地布置植被的数量和密度,保证夏季室外环境的良好通风,有利于湿热城市住宅小区微气候的整体改善。
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