严寒地区冬季校园广场空间微气候环境研究--以大庆市为例

2019.22科学技术创新广场空间作为高校校园室外公共空间的重要组成部分,对影响校园生态环境和改善校园微气候方面起到了重要的作用。校园
广场是指为了满足高校校园生活需要而建造的,
以图书馆、宿舍楼等功能性的建筑、道路、绿化、水体等要素围合,
可供个体、组、集体进行行为活动并具有一定的规模的结点型的校园公共活动空间。微气候是指地面边界层部分,其温度和湿度受地面植被、土壤
和地形影响。同时,微气候是一个较为复杂的系统,
其因子数量很多,主要因子包括温度、湿度、风、太阳辐射等,这些因子相互作用、相互影响,共同形成微气候环境。
保健理疗严寒地区气候条件恶劣,改善校园微气候环境可以提高校园
整体舒适度。对于校园微气候已有的研究
主要为校园不同类型绿地、植被结构对微气候的影响以及校园内建筑单体的微气候研究,但缺乏校园广
场空间与微气候关系的实测研究。本文研究严寒地区冬季校园广场空间和微气候的关系,对不同广场空间进行微气
候环境的现场实测,以提高校园环境质量,
提升校园户外活动的舒适性。
1研究方法1.1研究对象
本文以大庆市高校为研究对象开展相关测试与研究。大庆市
属于严寒地区,冬季严寒漫长且多为寒风冰雪天气,
最冷月平均温度≤-10℃,日平均温度≤5℃的天数≥145天。广场空间是校园公
共空间中不可缺少的部分,建筑体,
绿化和交通道路等要素都会影响校园广场的空间形态,因此,校园广场空间的设计直接影响着师生们常活动的室外空间微气候环境。
根据围合程度的不同,校园广场空间主要可以分为开放式广场空间、半封闭半开放式广场空间和封闭
式广场空间,广场周围不同的建筑布局方式,道路交通走向以及水体绿化分布和下垫面材料等的选取和设计,会不同程度地改善微气候环境。本文选取东北
石油大学和八一农垦大学两所校园内广场空间作为研究对象,
青春在风中飘着
分析两座校园的广场空间结构特征;结合实地测试分析对比不同校园广场空间微气候环境特点,探索严寒地区冬季校园广场空间微气候改善的方法与策略。
1.2测点布置
分别选取2所校园内的三个广场空间进行对比测试研究。东
北石油大学内分别选取图书馆前广场、教学主楼前广场和博闻小
广场(如图1)。图书馆前广场属于开放式广场空间,空间开阔,中心空旷无植被,西侧有大片草地,下垫面为砖石铺地为主。教学主楼前广场由教学主楼、洗理中心和实习工厂三个建筑围合成半封闭
半开放式广场空间,广场中心空旷无植被,
东西两侧均为绿地,下垫面为砖石铺地为主。博闻小广场由四栋宿舍楼围合形成封闭式广场空间,广场作为进出四栋宿舍楼的交通空间,周围无高大树木,下垫面为砖石铺地为主。
八一农垦大学内分别选取教学主楼前广场、
教学主楼后广场和农学院小广场(如图2)。教学主楼前广场属于开放式广场空间,
空间开阔,东西两侧为大片绿地,种植有密集高大的树阵,
下垫面为硬质铺地。教学主楼后广场属于半封闭半开放式广场空间,
以图书馆和教学主楼为主体,两侧排列着教学楼、
实验楼等建筑体,以廊道和交通道路围合成较为开敞的公共空间,形成半封闭半开放的广
场空间。广场较为开阔,东西两侧有绿地分布,
主要为低矮植物,下垫面为砖石铺地为主。农学院小广场属于封闭式广场空间,围合度较高,广场上种植少量树木,下垫面为砖石铺地为主。
图1
东北石油大学测点
严寒地区冬季校园广场空间微气候环境研究
——
—以大庆市为例李静薇胡燕安
(东北石油大学,
黑龙江大庆163318)摘要:校园广场空间是校园内重要的室外公共空间之一,且不同的广场空间形态以及周围环境特征会对校园微气候有不同
的影响。以严寒地区的东北石油大学和八一农垦大学为例,采用现场实测的方法,
针对不同广场空间类型进行冬季微气候现场实测,对不同广场空间的微气候情况与舒适度进行深入研究,比较分析不同广场空间的空气温度、相对湿度和风速。结果表明:广场
空间的围合度和周围良好的绿化环境均能起到对冬季冷风的遮挡作用和保温增湿作用。该研究为严寒地区校园广场空间设计提供参考依据。
关键词:严寒地区;微气候;校园广场空间;
冬季中图分类号:[TU119+.4]文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)22-0001-03作者简介:李静薇(1973-),女,汉族,黑龙江巴彦人,研究生,东北石油大学,
教授,研究方向为建筑节能。胡燕安(1994-),女,汉族,江苏南通人,硕士研究生,
东北石油大学,研究方向为微气候。1--
科学技术创新2019.22
图2八一农垦大学测点
1.3实测时间及仪器
测量日期为2018年12月22日,根据气象台数据,当天温度最高为-9℃,最低为-21℃,湿度为59%,风速为4m/s ,风向为西北
gop
风。本文研究的是校园内人行高度处的微气候情况,
所以各测点测试的是1.5m 高度处的空气温度、相对湿度和风速。测试时间选择为8:30-17:30,每15分钟记录一次,将采集的数据取每1小时内的平均值绘制曲线图,进行各测点数据对比情况分析。实测选用的仪器为:BES-01温度采集记录器、BES-02温湿度采集记录器和Kestrel 5500小型气象站。
2测试结果分析
2.1不同广场空间测点空气温度对比分析将两所校园内各测点测试日内8:30-17:30空气温度实测值进行整理分析,得到同一时间段校园内各测点平均空气温度数据
统计对比情况(如图3),通过比较发现,在所测时间段内,
两所校园温度的共同点是:8:30-9:30的平均温度是各测点温度的最低点,随着时间的推移,温度逐渐升高,13:30-14:30前后温度达到各测
点温度的最高值,在8:30-14:30之间,温度呈上升趋势,
最低值与最高值之间差值较大;在14:30-17:30之间,温度虽然呈现下降趋势,但逐渐趋于平缓。总体而言,东北石油大学校园内博闻小广场相较于其他两个广场空间的空气温度平均值最大,这就体现出四面围合的广场空间比开敞的广场空间和半封闭半开放式的广场空间具有保温的作用。八一农垦大学校园内教学主楼前广场的温度平均值总体比其他两个广场空间较大,根据周围环境特征和所处位
置说明位于校园南侧开阔的广场空间由于受到太阳照射面积较
大,吸收的热量较多,温度上升快,
且东西两侧有大片树阵对东西向吹来的风有一定的遮挡作用,有利于保温;
而农学院小广场总体温度平均值是是三个广场空间中最小的,虽然是围合度较高的封闭式广场空间,但由于四面围合的原因,太阳照射范围较小,受建筑阴影的影响,温度上升较小。
2.2不同广场空间测点相对湿度对比分析
图4为不同广场空间在冬季的全天空气湿度变化图。首先,
从图中可以看出两所校园内六个测点的相对湿度随着时间的变化,
整体都呈现不断降低的趋势。对比两所校园的测点可知,
北重阿尔斯通
东北石油大学的教学主楼前广场和八一农垦大学的教学主楼后广场的相对湿度都高于同一所校园内其他两个测点的相对湿度值,且上升速度较快,这就说明了广场空间的相对湿度受到周围绿地的影响比
较大。因为这两处广场空间周围均有大量绿化,同时植被结构复杂,受植物蒸腾作用的影响,增湿效
果明显。虽然八一农垦大学教
学主楼前广场东西两侧也有高大树阵,
但植被结构较为单一,所以测点相对湿度值较低。其次,由图片数据可看出,
东北石油大学的图书馆前广场和八一农垦大学的教学主楼前广场的湿度变化都体
今年疫情发展趋势现出同样的特征,总体呈现下降趋势,
且下降速度较快,虽然略有回升,但上升值较小,根据这两个广场空间的特征可知,
开敞的广场空间保湿能力较弱,同时湿度也会受周围高大建筑阴影的影响,变化幅度较大。最后,相对湿度值变化较为稳定的是东北石油大学的博闻小广场和八一农垦大学的农学院小广场。这两个广场空间均是封闭式广场空间,说明广场空间的围合布局使得增湿效果较为稳定。
2.3不同广场空间测点风速对比分析
各个测点的风速统计情况,
如图5所示。根据图中数据分析可知,在测试时间段内校园内各个广场空间由于周围环境的不同带来
的风速差异较为显著。其中,风速最大且波动最大的是八一农垦大学教学主楼前广场和后广场以及东北石油大学图书馆前广场,它们的共同特征都是广场空间开阔,四周高大建筑物遮挡少,且大庆冬季经常刮风,风速又较大,对于经过的师生来说是个不太舒适
的环境。尤其是八一农垦大学教学主楼前广场波动幅度最大,
教学主楼又是一个中间贯通的建筑物,使得整个广场空间受到四面来风的影响,风速波动不稳定。八一农垦大学教学主楼后广场风速总
体来说是最大的,在观测时我们发现,
主要是西南侧开阔的湖面吹来的风、东侧开阔绿地空间来风、西侧教学楼廊道来风以及南侧
教学主楼通过贯通处来风这四个方向来风的影响,
所以风速最大。风速相对来说比较稳定的是东北石油大学教学主楼前广场、博闻小广场和八一农垦大学农学院小广场。博闻小广场和农学院小广场风速较小且稳定是因为都属于封闭式广场空间,建筑物对风的
遮挡作用较好,可以使广场空间内空气流动更加平缓,
有效抵御冬季疾风,增加校园广场空间环境的舒适度。东北石油大学教学主楼前广场风速比上述两个广场空间要大是因为属于半封闭半开放式
广场空间,受到开放区域来风的影响,
但同时风速波动较为平缓,是由于周围绿地的不同植被结构对广场风速的影响十分显著,
唐璜的艺术所以绿化良好的区域对风速的降低作用较为明显,风速的波动明显减小。
3改善微气候的措施
3.1开放式广场空间改善措施
开放式广场空间在冬季需要进行改善的建议是使得广场能够更好地增温和保湿并抵御寒风。主要可以采取的措施为适当增加场地内部或周围植物种类并增加能在严寒地区冬季生存的植物,从而有效调节冬季开放式广场温度和空气湿度。对于抵御寒风方面,可以采取适当设置构筑物的方法或在广场周围种植常绿植物树阵抵挡冬季寒风。
3.2半封闭半开放式广场空间改善措施对于半封闭半开放式广场空间,对比东北石油大学教学主楼前广场和八一农垦大学教学主楼后广场可以得出冬季的主要改善建议是增加植物的种植和种类可以起到保
温保湿的作用;适当增加周围建筑物和廊道的围合度、减小广场周围开阔的湖面可以有效地抵御冬季寒风。
3.3封闭式广场空间改善措施
封闭式广场空间对于保温保湿和抵挡寒风都具有较好的效果,但是提高对于围合度较高的广场空间比如八一农垦大
学农学院小
2--
2019.22科学技术创新图3校园各测点空气温度变化对比图图4校园各测点相对湿度变化对比图图5校园各测点风速变化对比图广场,由于建筑阴影的影响,
冬季阳光照射面积较小,增温效果并不显著,
可以通过适当增加广场植物种植,通过植物的蒸腾作用保湿增温,还可以适当减小广场围合度,增加廊道和交通道路空间等措施。
4结论
本文选取大庆市校园不同广场空间进行冬季的现场实测,比较研究不
同周围环境条件下的室外空间微气
候。在对于调研结果进行分析和总结的基础上,将校园广场空间的形式归纳为开放式广场空间、半封闭半开放式广场空间和封闭式广场空间。在冬
季,对于温度来说,
封闭式的广场空间比开敞的广场空间和半封闭半开放式的广场空间具有较好的保温作用。广场空间开阔,受到太阳照射面积大,以及周围植被的影响也能起到保温作
用。对于湿度来说,
广场空间周围植被结构复杂,增湿效果明显,
同时,封闭式的广场空增湿效果较好。对于风速
来说,封闭式广场空间,
周围建筑物可以有效抵御冬季疾风,增加校园广场空间环境的舒适度;绿化良好的区域对广场空间的
风速降低作用较为明显,风速的波动明显减小。本研究通过对严寒地区冬季高校广场空间微气候要素进行实测并根据实测结果提出改
善广场空间舒适度的措施,希望能够
营造出舒适的校园广场活动空间。参考文献[1]金虹,崔鹏,乔梁.严寒地区广场微气候舒适度与参与人数相关性研究[J].建筑科学,2017,33(10):1-7.[2]戴菲,毕世波,郭晓华.基于ENVI-met 的道路绿地微气候效应模拟与分析研究[J].城市建筑,2018(33):63-68.[3]邓巧明、刘宇波.昆·斯蒂摩的“城市多样性地图”方法及其在高密度校园规划设计中的运用[J].世界建筑,2016(8):108-111.[4]刘锦文.重庆高校室外冬季微气候舒适度浅析[J].建筑与文化,2017(10):89-90.[5]熊瑶,金梦玲.南京林业高校校园不同类型绿地冬季微气候效应分析[J].西北林学院学报,2018,33(1):281-288.[6]梁涛,何瑞珍,陈珂珂,田国行.校园绿空间布局对微气候的效应研究[J].河南农业大学学报,2017,51(3):414-420.[7]何成,朱丽,田玮,刘倩如,高力强.基于低能耗目标的建筑功能布局研究[J].建筑学报,2016(S1):155-158.[8]王磊.哈尔滨住区广场空间尺度与微气候环境改善的相关性研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2017.[9]金虹,吕环宇,林玉洁.植被结构对严寒地区城市居住区冬夏微气候的影响研究[J].风景园林,2018,25(10):12-15.
[10]金虹,王博.城市微气候及热舒适性评价研究综述[J].建筑科学.2017(8).
[11]Tong,S.;Wong,N.H.;Tan,C.L.;Jusuf,S.K.;Ignatius,M.;Tan,E..Impact of
urban morphology on microclimate and thermal comfort in
northern China(Article)[J].Solar Energy.2017:212-223.[12]Saeed Ebrahimabadi;Charlotta Johansson;Agatino Rizzo;Kristina Nilsson.Microclimate assessment method for urban design -A case study in subarctic climate [J].URBAN DESIGN International.
2018,Vol.23(No.2):116-131.
[13]]D.A.Krawczyka;K.G?adyszewska -Fiedoruka;A.Roderob.The analysis of microclimate parameters in the classrooms located in different climate zones[J].Applied Thermal Engineering.2017:1088-1096.[14]Jonas Allegrinia;Viktor Dorera;Jan Carmelietab.Influence of morphologies on the microclimate in urban neighbourhoods [J].Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics.2015:108-117.[15]de Souza,DO (de Souza,Diego Oliveira)1;Alvala,RCD (dos Santos Alvala,Regina Celia)1;do Nascimento,MG (do Nascimento,Marilia Guedes)2.Urbanization effects on the microclimate of Manaus:A modeling study[J].Atmospheric Research.2016:
237-248.3--

本文发布于:2024-09-21 12:23:34,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/180112.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:广场   空间   校园   温度   研究
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议