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運用CFD的方法，對進行綠化后建筑外墻壁面的溫度以及室外空間的風向、風速、空氣溫度、相對濕度、平均輻射溫度MRT的空間分布進行數(shù)值模擬，從而對建筑物外壁綠化所產(chǎn)生的城市熱環(huán)境改善效果進行定量的分析。
關鍵詞建筑外壁綠化城市熱環(huán)境近年來“城市熱島效應”進一步加劇，由此而引發(fā)的城市熱環(huán)境惡化的問題越來越引起人們的關注。為了改善城市熱環(huán)境，諸如控制建筑密度與容積率、提高綠地率、建設生態(tài)小區(qū)等設計及技術手段，已經(jīng)在城市規(guī)劃與建筑設計中被廣泛應用。其中，綠化具有改善城市熱環(huán)境、降低污染、美化環(huán)境等多方面的功效。為了在城市的“建筑沙漠”中多增加一些綠色，人們采用了各種各樣的設計與技術手段。例如，日本的東京市議會于2000年4月通過了一項議案，要求東京市內的所有面積在1000㎡的建筑必須進行屋頂綠化。但是，從嚴格的意義上來講，綠化對于熱環(huán)境所帶來的影響并不完全是正面的，它在降低空氣溫度、減少輻射熱的同時，也對熱環(huán)境帶來降低風速、提高濕度等負面影響。本文應用計算流體力學（CFD）的方法，對建筑物外壁進行綠化后的室外空間的風速、風向、空氣溫度、相對濕度、平均輻射溫度（MRT）的空間分布進行數(shù)值模擬，從而對建筑外壁綠化所產(chǎn)生的改善城市熱環(huán)境的效果進行定量的分析。
一、計算概要
1、計算模型計算的街區(qū)根據(jù)日本東京典型的低層高密度住宅區(qū)墨田區(qū)的資料作為基本的街區(qū)模型。建筑物設定為單邊長9m的正立方體。其中：建筑外壁全部為混凝土墻面；建筑全部外壁面（包括屋面）進行綠化處理；建筑外壁僅屋面進行綠化處理，其余的外壁均為混凝土墻面。
2、計算條件計算的氣象條件是以東京1989~1992年7月23日下午3時的氣象數(shù)據(jù)為基準。此時的太陽高度角為45．1度，室外氣溫為/36.1度，相對濕度為58%，風向為南風，高度74.6m處風速3m/s以上數(shù)據(jù)為平均值）。
二、計算結果
1、建筑物外壁面的溫度建筑物外壁表面溫度降低的主要原因在于建筑物表面綠化所帶來的水分的蒸發(fā)將帶走大量的熱量，使得綠化壁面比混凝土墻面的表面溫度大大降低。
2、風速分布在高度為“1.5 處（常人頭部高度），在風速矢量方面沒有很大的差異。而風速標量從計算領域內平均值來看，全部綠化比全部混凝土低0.05m/s，而屋面綠化反而高0.04m/s，另一方面，在屋面的上方風速有一定程度的增大。建筑之間的間隙處垂直方向的循環(huán)流增大。其原因在于屋面綠化所引起的屋面附近空氣溫度降低，地面與屋面之間的溫差增大，造成空氣不穩(wěn)定狀態(tài)加強，從而使垂直方向空氣的循環(huán)流動得到加強。
3、氣溫分布建筑物的壁面綠化對于降低建筑物周圍的氣溫的作用十分明顯。但另一方面，與預想相反，在多數(shù)范圍內幾乎沒有什么差別，而在建筑物的間隙處的氣溫，垂直方向的循環(huán)流動得到加強，使得建筑物間隙處流入的空氣量增加。兩組建筑物之間的日照部分地面附近的溫度較高的空氣隨著循環(huán)流動進入建筑物間隙，從而導致方案#在這一區(qū)域的氣溫較升高。
4、相對濕度分布由綠化所產(chǎn)生的水分蒸發(fā)作用引起空氣中絕對濕度上升，所以相對濕度上升2%~10%.另一方面，在建筑的間隙處隨著氣溫的升高，相對濕度存在一定程度的下降。
5、MRT的分布平均輻射溫度即MRT 也是室外熱環(huán)境的一個重要的評價指標。建筑外壁面溫度有相當大幅度的降低，從而使建筑物壁面的輻射傳熱也大大降低。另一方面，由于建筑物側壁的狀態(tài)相同，而屋面的綠化對于所表示高度MRT的水平分布影響不大，故在室外MRT 的水平分布上沒有大的差別。
三、小結
運用CFD的方法對綠化后的建筑物外壁表面溫度，室外的風向、風速、空氣溫度、相對濕度以及平均輻射溫度等氣候要素進行數(shù)值模擬，使我們能夠定量把握其對于室外熱環(huán)境的影響。因此，外壁綠化對于改善城市熱環(huán)境的研究有著重要的意義。外壁綠化對于建筑物室外熱環(huán)境的影響主要在于降低建筑物外壁表面溫度、室外空氣溫度以及平均輻射溫度等積極的影響。但是，同時也產(chǎn)生室外風速降低、相對濕度上升等不利影響。上述氣候要素對于人體的影響不是單一的，而是一種綜合的影響，所以在下一步的研究中將利用上述研究成果，計算出能夠綜合評價氣候要素及人體活動狀況對于人體熱舒適度影響程度的指標，即新標準有效溫度SET，從而對建筑物外壁綠化的城市熱環(huán)境的緩和效果進行定量的綜合評價。
運用CFD的方法，對進行綠化后建筑外墻壁面的溫度以及室外空間的風向、風速、空氣溫度、相對濕度、平均輻射溫度MRT的空間分布進行數(shù)值模擬，從而對建筑物外壁綠化所產(chǎn)生的城市熱環(huán)境改善效果進行定量的分析。
關鍵詞建筑外壁綠化城市熱環(huán)境近年來“城市熱島效應”進一步加劇，由此而引發(fā)的城市熱環(huán)境惡化的問題越來越引起人們的關注。為了改善城市熱環(huán)境，諸如控制建筑密度與容積率、提高綠地率、建設生態(tài)小區(qū)等設計及技術手段，已經(jīng)在城市規(guī)劃與建筑設計中被廣泛應用。其中，綠化具有改善城市熱環(huán)境、降低污染、美化環(huán)境等多方面的功效。為了在城市的“建筑沙漠”中多增加一些綠色，人們采用了各種各樣的設計與技術手段。例如，日本的東京市議會于2000年4月通過了一項議案，要求東京市內的所有面積在1000㎡的建筑必須進行屋頂綠化。但是，從嚴格的意義上來講，綠化對于熱環(huán)境所帶來的影響并不完全是正面的，它在降低空氣溫度、減少輻射熱的同時，也對熱環(huán)境帶來降低風速、提高濕度等負面影響。本文應用計算流體力學（CFD）的方法，對建筑物外壁進行綠化后的室外空間的風速、風向、空氣溫度、相對濕度、平均輻射溫度（MRT）的空間分布進行數(shù)值模擬，從而對建筑外壁綠化所產(chǎn)生的改善城市熱環(huán)境的效果進行定量的分析。
一、計算概要
1、計算模型計算的街區(qū)根據(jù)日本東京典型的低層高密度住宅區(qū)墨田區(qū)的資料作為基本的街區(qū)模型。建筑物設定為單邊長9m的正立方體。其中：建筑外壁全部為混凝土墻面；建筑全部外壁面（包括屋面）進行綠化處理；建筑外壁僅屋面進行綠化處理，其余的外壁均為混凝土墻面。
2、計算條件計算的氣象條件是以東京1989~1992年7月23日下午3時的氣象數(shù)據(jù)為基準。此時的太陽高度角為45．1度，室外氣溫為/36.1度，相對濕度為58%，風向為南風，高度74.6m處風速3m/s以上數(shù)據(jù)為平均值）。
二、計算結果
1、建筑物外壁面的溫度建筑物外壁表面溫度降低的主要原因在于建筑物表面綠化所帶來的水分的蒸發(fā)將帶走大量的熱量，使得綠化壁面比混凝土墻面的表面溫度大大降低。
2、風速分布在高度為“1.5 處（常人頭部高度），在風速矢量方面沒有很大的差異。而風速標量從計算領域內平均值來看，全部綠化比全部混凝土低0.05m/s，而屋面綠化反而高0.04m/s，另一方面，在屋面的上方風速有一定程度的增大。建筑之間的間隙處垂直方向的循環(huán)流增大。其原因在于屋面綠化所引起的屋面附近空氣溫度降低，地面與屋面之間的溫差增大，造成空氣不穩(wěn)定狀態(tài)加強，從而使垂直方向空氣的循環(huán)流動得到加強。
3、氣溫分布建筑物的壁面綠化對于降低建筑物周圍的氣溫的作用十分明顯。但另一方面，與預想相反，在多數(shù)范圍內幾乎沒有什么差別，而在建筑物的間隙處的氣溫，垂直方向的循環(huán)流動得到加強，使得建筑物間隙處流入的空氣量增加。兩組建筑物之間的日照部分地面附近的溫度較高的空氣隨著循環(huán)流動進入建筑物間隙，從而導致方案#在這一區(qū)域的氣溫較升高。
4、相對濕度分布由綠化所產(chǎn)生的水分蒸發(fā)作用引起空氣中絕對濕度上升，所以相對濕度上升2%~10%.另一方面，在建筑的間隙處隨著氣溫的升高，相對濕度存在一定程度的下降。
5、MRT的分布平均輻射溫度即MRT 也是室外熱環(huán)境的一個重要的評價指標。建筑外壁面溫度有相當大幅度的降低，從而使建筑物壁面的輻射傳熱也大大降低。另一方面，由于建筑物側壁的狀態(tài)相同，而屋面的綠化對于所表示高度MRT的水平分布影響不大，故在室外MRT 的水平分布上沒有大的差別。
三、小結
運用CFD的方法對綠化后的建筑物外壁表面溫度，室外的風向、風速、空氣溫度、相對濕度以及平均輻射溫度等氣候要素進行數(shù)值模擬，使我們能夠定量把握其對于室外熱環(huán)境的影響。因此，外壁綠化對于改善城市熱環(huán)境的研究有著重要的意義。外壁綠化對于建筑物室外熱環(huán)境的影響主要在于降低建筑物外壁表面溫度、室外空氣溫度以及平均輻射溫度等積極的影響。但是，同時也產(chǎn)生室外風速降低、相對濕度上升等不利影響。上述氣候要素對于人體的影響不是單一的，而是一種綜合的影響，所以在下一步的研究中將利用上述研究成果，計算出能夠綜合評價氣候要素及人體活動狀況對于人體熱舒適度影響程度的指標，即新標準有效溫度SET，從而對建筑物外壁綠化的城市熱環(huán)境的緩和效果進行定量的綜合評價。