中高密度城市居住區熱島強度計算模型研究

劉衍 李奇 楊柳 張騰躍 劉加平

西部綠色建筑國家重點實驗室, 西安建筑科技大學建筑學院, 西安 710055; ? 通信作者, E-mail: yangliu@xauat.edu.cn

在全球城市化進程加快的大背景下, 城市的發展改變了原有的下墊面, 進而改變了區域的能量平衡[1-2], 導致城市室外熱濕環境與郊區有很大的差異。城市熱島效應對居民熱舒適度[3]、建筑能耗[4]以及建筑熱工設計[5]等都產生一定的負面影響。隨著人類生活需求和建筑節能需求的日益增長, 建筑熱工設計、暖通空調設計、建筑節能設計以及城鄉規劃設計等成為營造室內適宜熱濕環境并實現城鄉建設領域“碳達峰”和“碳中和”的重要手段。對建筑熱工設計而言, 擁有合理、可靠的室內外計算參數是關鍵。然而, 我國目前使用的室外計算參數通常根據累年氣象資料計算得到, 未考慮城市熱島效應對室外氣候環境的影響。

龍瀛等[6]對 63個城市街區形態的研究結果表明, 我國城市中心城區的城市形態總體上以中層高密度建筑(建筑密度>25%, 建筑層數在 3~7 之間)為主, 很容易產生城市熱島效應[7]。城市中心城區也是居民人口較為集中的地段, 城市熱島效應的負面影響波及的人口相對更多, 因此迫切需要考慮城市熱島效應對建筑熱工設計的負面影響。

使用城市熱島強度對室外建筑熱工設計參數進行修正是行之有效的辦法[5]。城市熱島強度可以根據氣象觀測數據計算得到, 但我國氣象觀測站目前依然匱乏, 故構建適用于全國范圍的城市熱島強度計算模型十分重要, 這需要建立在對熱島成因深刻認識的基礎上。