东南沿海城镇高层高密建筑群辐射热过程及其对建筑得热影响

Based on the analysis about solar radiative hear transfer in south-east Chinese buildings, the coupling relationship between ventilation, buildings form, thermal environment is discussed, which is taken for the studying on the effect of thermal environmental parameters in buildings on building heat gain, suitable correction for the parameters is given on of behalf heat gain calculation...During the research progress, the parameters, such as buildings form and interface (building surface and ground, etc.) characteristics, together with building density and volume ratio, are taken as conditions to build the typical buildings models after field survey, and radiative heat transfer model in building is first derived. Then the ventilation mechanism in buildings is studied ，and the interconnected model about wind environment, thermal environment in the typical buildings is gotten. Then the effect of thermal environmental parameters are revised on behalf of heat gain through building envelop, suitable correction for them is suggested. Last, the effect of the change of buildings design and interface on thermal environment is discussed, further correction for those parameters and optimized indices for buildings design principle is indicated.

课题以东南沿海城镇高层高密建筑群太阳辐射热过程分析为基础，研究建筑群通风、设计与热环境的耦合关系，确定建筑群热环境对建筑得热室外环境计算参数的影响，并给出建议的修正阈值。. 课题首先以建筑密度、容积率等参数为前提、以建筑群空间形态与界面（建筑表面和建筑群空间下垫面）特征为依据，通过调研与实测，确定东南沿海城镇典型的高层高密建筑群类型，并建立建筑群太阳辐射热过程模型；其次，采用实验手段探索典型建筑群通风机理，并建立风环境、热环境之间的风-热耦合模型；应用该耦合模型筛选建筑得热计算中需要修正的室外环境参数，确定合理的阈值；最后，应用上述成果，探讨、确定建筑群空间设计、界面变化（如绿化应用）所引起的热环境参数阈值的变化范围，优化现有建筑群设计指标。

城市化建设使得高层高密建筑群成为城市发展的主体，建筑群中太阳辐射热过程是建筑群风热环境演变的基础，良好的建筑群环境不仅可以降低建筑对常规能源的需求，提供舒适健康的建筑环境，同时可以成为生态城市建设的细胞单元，为生态城市的实现提供支撑。课题以东南沿海城镇高层高密建筑群为对象，首先给出了高层高密建筑群的定义和研究尺度（尺度范围约10m-1km），并以上海市为例，明确了点群式、行列式和周边式建筑群为本课题研究的主要形式。其次，课题组采用现场实测、模型实验和数值模拟等方法，重点分析高层高密建筑群中辐射热传递的特殊性，包括天空角系数的演变、建筑不同表面之间及其与地面辐射换热的差异性。再次，课题组采用现场实测、风洞实验和数值模拟的方法，对建筑群风环境进行描述，建立了建筑群综合通风评价系数OVV，探索太阳辐射与城市风场耦合作用下，建筑表面对流边界层、建筑表面温度场的变化。结果显示：1）建筑群中建筑辐射得热关键影响因子为建筑窗墙比、建筑群容积率、围护结构表面吸收率、建筑群综合角系数和天空角系数；2）群中建筑对于全年尖峰辐射得热和全年平均辐射得热，平均修正阈值为单体建筑的-20%~-25%；3）建筑布局、建筑密度和绿化体系对建筑群风热环境的影响较大，建议在不同的地块条件下，应结合占地面积比和来流风向综合考虑建筑布局；对于高度递增的建筑群，应适当提高建筑的占地面积比，但不能超过0.36；东南沿海建筑群应适当增大绿地率，且应以乔木为主。项目的研究结论对于中国城镇化发展中的城市建设、生态环境的营造以及建筑节能技术的发展提供重要支撑。