湿热地区住区微环境质量与能耗耦合模拟评价方法

城市化发展及气候变化引起住区室外微环境质量日趋恶化，这一现象在我国东部的湿热地区尤为明显。本项目将使用数值模拟技术，耦合不同功能的数值仿真软件，探讨住区热环境质量综合动态模拟评价的方法，从热安全、热舒适及整体节能三个尺度来评价不同设计方案对微环境的影响，从而建立起基于耦合模拟的住区规划设计评价方法。.本课题以湿热地区为研究对象，主要研究内容包括：1.湿热气候室外热环境变化规律、最佳热舒适评价指标及全年耗电量的综合测试分析；2.住区规模及湿热气候条件下的最佳收敛网格尺寸、时间步长、边界条件类型、模拟精度的校核与确定；3.适用于模拟评价住区逐月室外热环境的典型气象日及极端气象日；4.住区室外热环境动态耦合模拟仿真方法的研究，实现小尺度区域热安全、热舒适和建筑能耗的耦合模拟；5.基于耦合模拟的住区规划设计评价与优化标准流程。

1) 住宅区室外热环境现场实测及建筑单体能耗测试分析。对广州保障性住房小区芳和花园展开室外环境实测，对小区内不同位置及下垫面的微气候进行测试，测试参数包括空气温度、相对湿度、风速风向、黑球温度等。根据广州地区气候特征，提出三种室外热环境优化方案，利用模拟软件ENVI-met分别模拟架空、复层绿化、水体三种工况，对比分析各工况下的空气温度、相对湿度、风速、MRT、SET*等参数的优化效果。.2) 微气候流体力学模拟软件ENVI-met在湿热气候条件下的理论检验及实验校核、敏感性分析。以广州为例，对ENVI-met软件的边界条件类型以及垂直网格形式进行了理论检验，并以住宅区室外热环境测试实验为对象进行了实验校核。同时，对软件自带的绿化植物种类、下垫面构造以及水体形式进行了敏感性分析。从而得到在湿热气候条件下进行微环境模拟时，该软件的模拟精度、最佳边界条件类型、垂直网格形式，以及适用于湿热地区景观绿化量变分析的植物种类、材料及构造。.3) 结合不同功能的数值仿真软件，提出住宅组团热环境及建筑能耗耦合动态模拟分析方法，实现从热安全、热舒适及能耗三个尺度来评价景观绿化设计因子对组团微气候的影响。根据CFD软件ENVI-met及能耗模拟软件EQUEST对输入输出量的要求，说明了热环境模拟用典型气象日、极端气象日以及能耗模拟用微气候典型气象年数据的选取生成方法，并以广州为例进行了差异性分析。.4) 采用住宅组团热环境及建筑能耗耦合动态模拟分析方法，对湿热气候典型城市广州的行列式、围合式住宅组团进行数值仿真模拟分析，定量地总结绿地率、水体覆盖率等景观设计指标、绿化类型及其组合方式、景观绿化带的分布形式这几个常用的景观设计因子对住宅组团微气候的影响规律，得到其与室外热环境参数(温度、风速、热强度指标HI、平均辐射温度MRT以及标准有效温度SET)的相关系数。根据这四个住宅组团景观绿化设计指标的耦合模拟结果，经回归得到了绿地率、乔木占地率、草地占地率及水体占地率等绿化体系设计中常用的四个参数与室外热环境评价指标(HI、MRT、SET)之间的关系式。.5) 已公开发表及录用论文7篇，其中EI JA已收录2篇，待收录3篇。受邀作为分会主席，参与国际学术会议两个；受邀作为海外审稿人，审阅三个国际会议的学术论文。培养硕士生已毕业一名、博士生已毕业两名，博士生在读一名。