基于“源-流-匯”理論的城市風環(huán)境優(yōu)化與CFD分析方法——以天津市為例.pdf

1、我國正處于城鎮(zhèn)化加速階段，面臨著大氣污染嚴重、城市霧霾頻發(fā)、熱島效應嚴重等諸多環(huán)境問題的挑戰(zhàn)。在規(guī)劃設計中，如何應對氣候變化，基于低碳、生態(tài)與節(jié)能的目的，通過城市結構優(yōu)化和空間形態(tài)控制，進而達到改善城市微氣候環(huán)境的目的，是當前城市規(guī)劃研究中重要的前沿科學問題。
　　論文結合國家自然科學基金課題，基于系統(tǒng)科學思維，針對上述城市微氣候和風環(huán)境問題，研究城市風環(huán)境與城市形態(tài)的耦合規(guī)律，探索不同氣候條件下風環(huán)境規(guī)劃的對策，構建適應國情的低

2、碳城市風環(huán)境規(guī)劃理論與設計方法，課題的研究具有重要的理論意義和實踐應用價值。
　　論文融合多學科理論成果，從系統(tǒng)的規(guī)劃視角出發(fā)，建構城市風環(huán)境生態(tài)規(guī)劃理論框架，并運用CFD軟件模擬、遙感圖像反演以及GIS分析手段，在掌握在大量第一手數據的基礎上，開展天津市中心城區(qū)風環(huán)境規(guī)劃實證研究。論文的研究主要圍繞以下三個重點展開：
　　首先，本文通過借鑒環(huán)境生態(tài)控制的“源—流—匯”理念，建構了城市風環(huán)境“源—流—匯”系統(tǒng)的生態(tài)規(guī)劃理論框

3、架，提出城市風環(huán)境多層級的構成要素與分類標準，總結了不同空間層級的風道類型與功能構成特點，歸納了風環(huán)境系統(tǒng)生態(tài)協(xié)調原則；并根據不同結構、不同功能區(qū)、不同密度與空間形態(tài)條件下的城市通風需求，探討了適應地域氣候的生態(tài)規(guī)劃原則。同時，基于“富氧源——擴散流——補償匯”相互銜接的規(guī)劃思路，通過ENVI與PHEONICS等計算機模擬與分析軟件，建立舒適度與污染防控并重的評價標準。為論文的深入研究提供了層次化、系統(tǒng)化的分析框架。
　　其次，分

4、別從“源”的適應——多角度氣象特點分析與規(guī)劃應對、“流”的調控——多尺度風道系統(tǒng)的氣流組織策略、“匯”的優(yōu)化——城市空間構成分析與風環(huán)境優(yōu)化策略三個層面，探討了風環(huán)境與城市空間結構之間耦合關系、互動機理與協(xié)調對策。在“源”的適應層面，根據風源的風向、風速條件，總結了多尺度風源區(qū)域的特征，并提出多層級污染源控制及富氧型風源的保護規(guī)劃方法；同時，針對不同的建筑熱工氣候區(qū)劃，提出“避風防寒主導型”、“導風與避風兼顧型”、“導風驅熱防塵型”，以

5、及“導風祛濕與除熱型”等風環(huán)境規(guī)劃策略；在“流”的調控層面，沿著“流的載體——流的層級——流的構建——流的管控”的思路，總結了不同空間層級的風道類型與功能構成特點，闡述了風道規(guī)劃設計的方法與步驟，并提出了城市設計導則；在“匯”的優(yōu)化層面，歸納了城市級、街區(qū)級以及建筑群級別的多層級風環(huán)境布局優(yōu)化與設計要點。
　　最后，以天津市中心城區(qū)為例，基于“源——流——匯”風環(huán)境系統(tǒng)研究視野，從城市風道系統(tǒng)與城市功能結構的整合關系、城市風道與城