基于气象条件的商业区建筑群城市通风及综合效应研究

摘要

随着城市化的快速发展，城市人口和建筑的密度越来越大，伴随产生的商业区建筑群也成为城市生活中不可或缺的一部分。由于建筑规划不合理，车流量的增多，道路交通已成为现代城市的主要污染源，且城市通风状况越来越差，给人们的出行带来极大的不舒适性。室外热环境与空气质量主要是由于地面与大气边界层的热质交换直接影响城市空气系统的平衡与均匀所引起的。大气混合层高度内的湍流作用使污染物分布趋于均匀，并且大气混合层的高度表征了污染物在垂直方向的扩散的能力，与空气污染密不可分。本文从气象条件的角度分析了2011年-2013年重庆市大气混合层高度与近地面气象参数的关系，并确定其主导影响因素，用一元线性回归法建立混合层高度的预测模型。
　　本文取重庆一商业区建筑群作为研究对象，分析平均每天不同时刻和四季的气象条件对建筑群的通风及污染物扩散在水平方向和竖直方向的影响，进一步分析城市通风能力和污染物浓度与大气混合层高度的相关性，提出改善空气质量的措施。研究表明：⑴重庆市大气混合层高度随着年变化有着典型的上升趋势，并且具有明显的季节变化和天变化特性。一般春、夏季节的高度明显大于秋、冬季节，白天的混合层高度变化波动比较大，而晚上的趋于稳定，保持在100米左右。另外白天的大气混合层高度与太阳辐射、温度正相关，与湿度、气压负相关;晚上与辐射强度和风速正相关，而与其他气象参数的相关性则很小。⑵商业区建筑群的通风能力在一天和四季之中有明显的天变化和季节变化规律。在水平方向，通风能力和风速有明显的正相关性，在竖直方向，通风能力和混合层高度有一定的正相关性。⑶商业区建筑群周围的污染物也有明显的天变化和季节变化规律。在水平方向，污染物的扩散风速起主导作用，在竖直方向，大气混合层高度与近地面污染物浓度有明显的负相关性。当大气混合层高度较大时，这种气象条件就有利于污染物的扩散;当大气混合层高度较小时，这种气象条件就抑制污染物的稀释扩散，近地面污染物浓度相对较高。鉴于商业区建筑的迅猛发展，城市通风及污染物扩散对行人的重要性，本研究认为应该将近地面的气象参数统一起来，用提高大气混合层高度来改善城市通风状况，降低建筑群周围污染物的浓度，给经营者提出合适的商业规划。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 建筑及街道通风研究现状

1．2．2 建筑及街道污染物扩散研究现状

1．3 本文研究的意义和内容

第二章 基于重庆市气象条件的大气混合层高度的预测模型

2．1 大气混合层高度的概念

2．2 大气混合层高度的计算

2．2．1 国标法

2．2．2 罗氏法

2．2．3 联合频率法

2．2．4 干绝热法

2．3 大气混合层的高度变化特性

2．3．1 大气混合层高度的年变化特性

2．3．2 大气混合层高度的季节和日变化特性

2．4 大气混合层高度预测模型

2．4．1 大气混合层高度与气象参数的相关性

2．4．2 模型的建立

2．4．3 模型的检验

2．5 本章小结

第三章 商业区建筑群模型设定及理论基础

3．1 重庆市复杂地形的介绍

3．2 模型的选取

3．3 污染物源强的确定

3．4 数值模拟的理论基础及数学模型

3．4．1 标准k-ε模型

3．4．2 RNG k-ε模型

3．4．3 Realizable k-ε模型

3．4．4 组分传输模型

3．5 模型的设定

3．5．1 计算域的划分

3．5．2 边界条件的设定

3．6 本章小结

第四章 混合层高度对商业区建筑群通风的影响

4．1 基于气象条件的时间变化对商业区建筑群通风的影响

4．1．1 在水平方向对商业区建筑群通风的影响

4．1．2 在竖直方向对商业区建筑群通风的影响

4．2 基于气象条件的季节变化对商业区建筑群通风的影响

4．2．1 在水平方向对商业区建筑群通风的影响

4．2．2 在竖直方向对商业区建筑群通风的影响

4．3 大气混合层高度与商业区建筑群通风的相关性

4．4 本章小节

第五章 混合层高度对商业区建筑群污染物扩散的影响

5．1 基于气象条件的时间变化对商业区建筑群污染物扩散的影响

5．1．1 在水平方向对商业区建筑群污染物扩散的影响

5．1．2 在竖直方向对商业区建筑群污染物扩散的影响

5．2 基于气象条件的季节变化对商业区建筑群污染物扩散的影响

5．2．1 在水平方向对商业区建筑群污染物扩散的影响

5．2．2 在竖直方向对商业区建筑群污染物扩散的影响

5．3 大气混合层高度与城市污染物扩散的相关性

5．4 本章小节

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参加科研情况的说明