树木对小区热环境及建筑能耗影响的模拟分析.pdf

山东建筑大学硕士学位论文 摘 要 城市节能措施对城市快速发展有重要影响，城市绿化作为降低建筑冷负荷的有效措 施，一直备受人们关注。然而目前缺乏一种针对某一绿化形式对区域热环境和建筑能耗 影响，并将总体思路应用于具体场地或建筑的量化措施的研究，这将在城市规划阶段对 建筑周围绿化无法准确设计。本文基于计算流体力学 （CFD）软件PHOENICS和建筑能 耗模拟 （BES）软件EnergyPlus，建立BES 与CFD 耦合思路，定量分析了建筑周围及小 区内树木对热环境及住宅能耗的影响。文章重点开展了以下研究： 1 PHOENICS EnergyPlus （）详细介绍了 和 软件的理论基础及数学模型，建立了研 究所需耦合模拟策略。利用实验对降温模型和气流模型进行验证，验证结果表明本研究 的数学模型可以准确预测区域热环境。 （2）根据树冠高度、叶面积指数 （LAI）和基础布局，利用控制变量法设置不同工 况，对比分析了白天时间段两个时间点10 点和 13 点，树冠中心高度与人行高度处微气 候环境的变化，分别从空气温度、相对湿度和风速来分析树木特性对小区热环境的影响， 并对小区热环境的热舒适进行评价分析。结果表明两个不同时刻下，不同树冠高度、LAI 和基础布局对空气温度、相对湿度、风速和热舒适值的影响趋势相似。 3 10 （）建立耦合策略中循环流程，将两次建筑外表面温度差占比小于 ％作为循环 08:00-18:00 LAI 的判断依据，在 时间段内进行数值模拟。结果表明，随着树冠高度、 的 “ / 6” A2 增加，空气温度、风速相应降低，相对湿度相应增高，基础布局中 株距行距 （ ） 的布局对微气候影响最大。 （4）以某小区高层住宅为例，利用耦合模拟方法，从空气渗透率、冷负荷指标和住 宅能耗三个方面分析树木对住宅能耗的影响。结果表明耦合工况比未耦合工况住宅能耗 约降低6.5％，随着树冠高度和LAI 的增加，空气渗透率、冷负荷指标均相应降低。典 4 型气象月内耦合工况比未耦合工况约降低 ％，其中树木特性和基础布局对住宅能耗影 LAI 响大小的排序为：布局＞树冠高度＞ 。 本研究提出了树木对区域热环境研究的新思路，评估了不同树木特性与基础布局对 建筑能耗的影响，为城市风景园林规划及城市能源规划提供了理论支持。 I 山东建筑大学硕士学位论文 关键词：树木，热环境，建筑能耗，EnergyPlus，PHOENICS II 山东建筑大学硕士学位论文 ABSTRACT Urban energy-savingmeasureshave an important impact on therapid development ofthe city.As an effective measure to reduce the cooling load ofbuildings,urban greening hasbeen concerned by people. However, at present, there is a lack of research on the infl