城市设计与气候学解答.ppt

城市设计与气候学; 设计师为什么要重视气候?;;;;;;;1932年勒柯布西耶 在巴黎设计了一个多层建筑.被称为 避难所。它的设计采用全玻璃幕墙.希望获得南向最大的日照. 冬天他的目的达到了,但夏天 过热. 由于这个错误的结果, 勒柯布西耶发明了”太阳 –微风装置”（太阳制动器）。 ;;;;城市规划与气候? 外延——内涵 生态城市是 仿生学？绿色？ 还是生物气候学？紧凑城市？ ;;;;;;;;; 一 城市气候学 二 绿地与城市气候 三 场地规划的生物气候学设计 ;一 城市气候学;1、城市气候学的定义;2、影响城市气候的因素;城市气候生态面临的主要问题 （1）大气污染导致灰霾天气增多 （2）酸雨频率加大;城市气候所波及的范围;城市气候所波及的范围;在城市高强度的经济活动中,消耗大量能源。据统计一个百万人口的城市,每天要消耗煤3000t,石油2800t,天然气2700t,同时排放出粉尘约150t,二氧化硫150t,一氧化碳450t,一氧化氮100t。当这些粉尘和有害气体进入空气后, 会改变大气的组成成分,影响城市空气的透明度和辐射热能收支,减弱能见度,为云雾提供丰富的凝结核,从多方面影响气候。如果污染物超过大气的自净能力,还会造成城市大气污染。;由于城市居民的生活和生产活动，如家庭炉灶、取暖、工厂生产、公共交通、人、畜的新陈代谢和其他各种能源燃烧所排放的热量，使城市比郊区增加了许多额外的热量收入。这种人为的热量在某些中高纬度城市可以接近或超过太阳辐射热量。如在德国的汉堡每天从煤燃烧所产生的热量为167J?cm2，而冬季地面从太阳直接辐射和天空辐射一天中所得到的热量为175J?cm2。在莫斯科，人为热竟超过太阳辐射热的3倍，对城市增温的影响十分显著。 ;此外由于城市供水、排水的方式和农村不同, 在燃烧和某些工业生产过程中还产生一定量的“人为水汽”进入大气, 致使城市中的水分平衡与农村有明显差异。 ;3、城市的热量平衡与城市热岛效应;城市热岛效应是城市气候最显著的特征之一。早在18世纪初，业余气象学家L.霍华德对伦敦市1807—1816年10a的气象资料研究发现，伦敦市中心的气温比郊区高，城区和郊区温差以秋季11月份最大，平均为1.2℃，以春季5月最小，为0.3 ℃ 。因此，于1820年，英国化学家和L.霍华德著《城市气候》一书，此书中首次提出了城郊气温的差别，即城市热岛效应（urban heat island effect)。;城市热岛(urban heat island)—城市内部气温比周围郊区高的现象，城市气候中最典型的特征之一，无论是在中高纬度或低纬度地区，这一现象均普遍存在。 城市热岛效应可以从两个方面来分析： （1）同一时间城市和郊区气温的对比 （2）同一城市历史发展过程中气温的前后对比;城市周围开阔地区在夜间的温度下降速率高于密集的城市中心建成区。一般来说，城市越大越密，城市中心区和城市郊区的夜间温差就会越大。但是在白天，两个地方的温差会小一些——只有1-2摄氏度，甚至城市密集区的气温在白天会比开放地区更低一些。;?Tu-r—热岛强度=同时间同高度(离地1.5m)热岛中心与近郊的气温差值。 “城市热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之上，国内外均如此: 冬季傍晚上海市区比郊外要高2-5?C; 巴黎城中心年均温比郊区高1.7?C。 ;城市热岛温度剖面示意图;（3）气候呈变暖趋势 （4）城市热岛效应明显;热岛效应成因;;;周期性 日变化: 夜晚强，白昼午间弱。 年变化: 冬秋两季比夏春两季表现更明显，可归 因于冬季城市取暖耗能较多，释放大量 人为热量。 周变化: 明显受工休日周期影响,周末弱，周内强。 非周期性 （1）临界风速：风速大则热岛效应小，超过临界 风速时则消失。 （2）云量：强热岛大多出现在无云的天气状态下。 ;（1）城市热岛强度与城市的布局形状、城市地形等有密切关系。团块状紧凑布局，城中心增温效应强。条形分散结构，城中心增温效应弱。盆地或凹地，由于风速小，热岛效应特别强，这里不仅抵消了冷空气的下沉作用，反而成为最暖的热岛中心。 （2）城市规模（面积、人口及其密度等）对热岛强度亦有影响 ;（3）城市附近自然景观以及城市内部下垫面性质亦对城市热岛强度起一定作用。无绿化的宽阔街道和广场，到中午时剧烈增温，在夜里又急剧冷却，气温日振幅最大。林荫道和有绿化的广场白昼较凉爽，气温的日振幅较小。; 上海市区公园同其附近街道的气温平均差值（℃）;（1）建成区的密度 建筑物的密度可以影响城市的气温和风速。而一个城市的密度，又是许多相互独立的城市设计要素综合作用的