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严寒地区冬季的住区组团微气候十分恶劣,为了维持舒适的室内环境,建筑往往要以高昂的能源消耗为代价。建筑组团室外空间与建筑室内空间一样,是人们生活和交流的重要空间,如何采取有效措施,改善住区组团微气候,对建筑节能与室外环境的热舒适性的提高具有重要的意义。 目前,对于城市可持续发展与气候环境、能源资源的研究主要是集中于城市的大尺度层面和小尺度层面,并取得了很多重要的研究成果。但是对于以中尺度模式的住区组团为研究对象的研究工作相对较少,研究方向相对较窄,特别是结合严寒地区住区组团的微气候设计仍缺乏系统的理论研究。针对这些问题,本文以住区组团为研究对象,研究介于单体建筑和城市宏观层面之间的组团微气候问题。 本文研究的出发点系源于对生态的关注,研究中采用是实地测试与软件模拟相结合、定性与定量相结合的方法。本文对微气候影响因素分类并进行测试;针对由于实验条件所限的无法进行精确实验的深入研究部分,运用环境模拟分析软件(ENVI-met)对住区组团微气候进行模拟研究。本文实测部分选取沈阳市若干住宅小区进行了冬季测试,并在沈阳建筑大学校园的生活区选取若干组团进行了冬季与夏季的昼间跟踪测试,针对所得数据进行了以下分析:同一测点,同一时间,不同表面材料的表面温度比较与分析;固定测点的某一表面材料的表面温度昼间变化趋势分析;不同测点,同一时间,相同表面材料的表面温度比较与分析;各测点空气温度昼间变化趋势分析与不同测点在相同时间的空气温度比较与分析。本文软件模拟部分将微气候影响因素分为两大类进行研究,一是规划布局因素,包括建筑高度、建筑单体形状、建筑密度、平面布局方式(行列式布局、错列式布局、斜列式布局和周边式布局)对微气候影响规律,二是基地表面材料因素,包括表面材料的物理性质、绿化体系与水体对微气候影响规律。 基于定性与定量相结合的基础上进行研究,试图得出各影响因素对微气候影响的相关规律结论,并在所得结论的基础上提出严寒地区基于气候适应性的组团微气候设计要点。严寒地区微气候设计既要考虑冬季保温,充分利用太阳辐射得热并防止寒风侵袭失热,同时也要兼顾夏季的气候适应性,进行夏季防阳光设计与自然通风设计。 本文的研究结论不仅具有生态上的意义,同时也为建筑师和规划师的创作提供了新的思路和启发。本文为预测和评价室外热环境奠定了基础,使得通过数值模拟指导和优化住区组团微气候设计以改善室外环境与促进建筑节能具有可行性。