气候环境影响下的城市热环境模拟研究——以武汉市汉正街中心城区热环境研究为例

摘要

城市化是社会经济发展的必然，城市化也必然带来了城市问题和环境问题，激化了人口、资源、环境的矛盾。近些年来，随着我国城市化的加速发展，城市面积和人口数量逐渐增加，工业和经济活动强度加大，城市用地紧张，能源不断消耗，人为排热量剧增，城市的热环境状况不断的改变和恶化。在可持续发展观的倡导下，城市现代化发展模式正从重视人对自然改造的“以人为本”向重视自然与人为环境达到生态平衡的“以环境为中心”逐步过渡和转变，人类与其生存的环境和谐相处，已经成为走向现代生态文明的重要表现。 城市气候作为大区域大气候背景下形成的一种相对独立的小气候，它与城市的发展和人类活动密切相关。地域气象要素决定了传统城市形态的特点，良好的城市空间及宜居条件的设计有助于改善城市微气候，而良好的城市微气候有利于改善城市环境的热舒适性并有助于实现建筑及城市节能的目标。本文介绍了将CFD的模拟仿真技术引入到城市之中，来研究城市在气候环境影响下的热环境、风环境以及舒适度等状况。论文以夏热冬冷地区的武汉市为研究对象，通过建立武汉市的CFD城市数字模型，并输入相关参数，利用仿真模拟技术展开研究。以此为基础，本文又重点以武汉市中心城区——汉正街为例将研究深入展开。在实际的调研分析基础上，结合CFD的仿真模拟，分析了城区内的热环境状况。接下来，通过对现状问题的思考，结合旧城改造和城市设计的手法，提出了城市热环境改善的具体策略，并运用CFD的模拟仿真技术加以验证。 本文通过研究城市在气候环境影响下的热环境、风环境以及舒适度等状况与城市气候环境的关系，提出有建设性的意见，从而为更加合理的城市设计，改善城市热环境以及建筑及城市节能提供有效的参考依据。 本课题受国家自然科学基金项目“夏热冬冷地区基于节能及气候适应性的城市设计策略研究”（编号：50578067）支持。