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山东建大教授花园居住环境研究

作　者: 王丽明
导　师: 肖勇全
学　校: 山东建筑大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 室外热环境 PHOENICS模拟大气污染物霾
分类号: TU241
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

住宅空间的舒适程度是衡量人们生活质量最重要的标志之一,创造良好的居住环境是提升住宅小区整体质量、提高人们生活舒适性的一个方面。因此,如何营造环境条件更好的住宅小区,就成为小区的开发者、设计者和居住者普遍关心的问题。而居民建筑小区的空气质量状况直接受城市环境空气质量的影响。当工业废气排放源距离居住区较近时,这种污染对周围环境空气质量的影响,将直接影响到人们的身体健康。因此对小区进行环境综合评价具有重要意义。针对以上问题,本文开展了以下工作：首先,为了研究不同因素对室外热环境的影响,总结环境变化规律,现场逐时实测了阳光区、草坪区、树荫区不同下垫面的温湿度,建筑物四面墙体的温度,并对草坪和树木对室外热环境的影响进行了CFD模拟分析研究。其次,详述了适合风环境的湍流数学模型的选择、建立及相应的边界条件。在冬季北风最不利工况下、冬季风频率最高的北偏东60度、夏季风频率最高的西偏南60度工况下,对某实际复杂建筑小区的风速场进行了模拟,实现了理论与实践的结合。结果证明采用计算流体力学的方法并借助于商业软件PHOENICS可实现对建筑小区风环境的模拟,其对建筑小区风环境的优化设计有一定的指导意义。第三,对居住区空气污染状况进行了理论计算和数值试验研究。运用PHOENICS数值模拟计算软件,计算了西北风下烟囱排出的SO2在小区内浓度的分布。第四,本文利用济南气象观测站1951～2005年地面气象观测资料,对济南地区霾天气的气候特征、气象要素特征及其成因进行了分析。对小区霾个数浓度、粒径分布特征进行了测量及分析。本文为以后综合评价小区室外环境奠定了基础,为指导居住小区规划设计、改善室外微环境指明了一条可行之路。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题背景  10
  1.2 课题意义  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-14
    1.3.1 建筑小区风环境、热环境研究  11-12
    1.3.2 区域建筑污染物扩散、霾分布研究  12-13
    1.3.3 总结与评述  13-14
  1.4 研究内容  14-15
第二章山东建大教授花园居住热环境研究  15-40
  2.1 引言  15-16
  2.2 室外微气候的实验研究  16-21
    2.2.1 实验情况介绍  16-17
      2.2.1.1 实验环境介绍  16
      2.2.1.2 测试仪器及测点分布  16-17
    2.2.2 实测结果及分析  17-21
      2.2.2.1 对不同下垫面温度的测试  17
      2.2.2.2 对建筑外壁面温度的测试  17-18
      2.2.2.3 小区内各测点的空气温度、湿度及风速  18-20
      2.2.2.4 对不同下垫面CO_2浓度的测试  20-21
  2.3 小区内风环境模拟  21-36
    2.3.1 适用于风环境的标准k-ε湍流模型的建立  22
    2.3.2 适用于风环境的标准k-ε湍流模型的边界条件  22-23
    2.3.3 计算区域的确定及网格划分的原则  23-24
    2.3.4 济南市主导风速和风向的选择  24-25
    2.3.5 模拟结果及分析  25-36
  2.4 不同植物绿化对室外热环境的影响  36-38
    2.4.1 物理模型  36-37
    2.4.2 数学模型建立  37
    2.4.3 边界条件  37
    2.4.4 模拟结果分析  37-38
  2.5 本章小结  38-40
第三章小区内污染物(SO_2)浓度分布分析  40-56
  3.1 引言  40-44
    3.1.1 大气污染物扩散与气象因子的关系  40-43
    3.1.2 影响大气环境污染的其他因素  43-44
  3.2 居住小区空气污染状况的评价方法  44-45
  3.3 理论预测  45-50
    3.3.1 高斯扩撒模型简介  45-49
      3.3.1.1 有风时(10m高平均风速U_(10)≥1.5m/s)点源扩撒模式  46-48
      3.3.1.2 小风和静风时的点源扩散模式  48-49
    3.3.2 计算结果及分析  49-50
  3.4 小区内SO_2浓度的数值模拟及分析  50-55
    3.4.1 控制方程的建立  50-52
    3.4.2 模型的建立  52-53
    3.4.3 边界条件的设置  53-54
      3.4.3.1 入口边界条件  53
      3.4.3.2 源边界条件  53-54
      3.4.3.3 其他边界条件  54
    3.4.4 模拟结果及分布分析  54-55
  3.5 理论计算与数值模拟结果对比分析  55
  3.6 本章小结  55-56
第四章居住小区内霾粒子的分布研究  56-76
  4.1 引言  56
  4.2 近年我国霾日气候特征及变化分析  56-59
  4.3 济南市近年霾天气的气候特征分析  59-61
    4.3.1 霾天气变化规律及日霾数分析  59-60
    4.3.2 霾发生时天气类型  60-61
  4.4 影响霾形成的因素  61
  4.5 小区内霾粒径的测试与分析  61-72
    4.5.1 实验时间、仪器及测点介绍  61-62
    4.5.2 空气洁净度等级判别依据  62-63
    4.5.3 测试结果及分析  63-72
      4.5.3.1 不同日期测试结果逐一分析  63-69
      4.5.3.2 不同测试时间霾粒径分布对比分析  69-70
      4.5.3.3 霾粒子在小区内的分布规律  70-72
  4.6 霾的危害及防御  72-74
    4.6.1 霾的危害  72
    4.6.2 疾病死亡率与TSP的相关及广义估计方程  72-73
    4.6.3 霾的预防手段  73-74
  4.7 本章小结  74-76
第五章结论与展望  76-78
  5.1 本文的研究总结  76
  5.2 展望  76-78
参考文献  78-82
后记  82-83
攻读硕士期间论文发表及科研情况  83

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