面向前期设计的高密度城市微气候和建筑群体能耗快速耦合模拟方法
结题报告
批准号:
51708473
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
黄健翔
学科分类:
E0803.建筑物理
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
Phil Jones、张安琪、郭梦笛、彭蓉、杨伊扬
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中文摘要
针对我国城市化发展与土地和能源节约之间的矛盾,本项目拟对高密度城市微气候和建筑能耗之间相互作用的机制展开研究。在国内外既有文献基础之上,本研究将1)探索高密度城市微气候与建筑能耗相互作用机制理论,提出耦合模拟模型的性能要求。2)建立一种新型城市微气候与建筑群体能耗快速耦合模拟模型;采用风洞实验、城市街谷缩尺模型外场地实验、计算流体力学模拟等手段对快速耦合模拟模型进行验证。3)开发适用于辅助前期设计的建筑群体能耗快速测算工具雏形,支撑低能耗城市规划和建筑设计理论实践。项目拟根据我国高密度城市实际需求,以香港为例,验证提出的城市建筑群体能耗快速测算工具的可行性,为规划决策中的城市密度、城市形态和建筑节能设计提供理论基础和实用工具,进而为我国高密度低能耗城市发展提供技术支持。
英文摘要
In light of growing challenges from urbanization and energy-saving targets in China, this research aims at simulating interactions between urban microclimate and the energy consumption of building clusters in high-density cities. The scope of research consists of the following aspects: 1) to develop an integrated model for urban microclimate and building energy; 2) to evaluate the new model using wind tunnel test, field experiment on mock-up scale model, and cross-checking using Computational Fluid Dynamics (CFD) methods; 3) to develop a prototype of design software that can rapidly assess energy performance for a cluster of buildings at the early stage of design. Using the city of Hong Kong as a case, the research team will evaluate the feasibility of the design software in supporting urban planning and architectural practice. The outcome will enrich literature of environmental model at the scale of a cluster of buildings; it will also contribute to the methodologies of coupled simulation in urban microclimate and building energy. We will provide a prototype of software tool that allows designers to efficiently assess building energy performances in early stages, which is more effective than leaving the assessment to a technical consultant at end stage after all decisions are made.
针对我国新型城镇化发展与节能减排、低碳经济之间的矛盾,本项目对高密度城市微气候和建筑能耗之间相互作用的机制展开研究。已完成的研究取得的成果符合预期计划。已经完成的内容包括:1)建立了建筑群体能耗与高密度城市热岛效应、人为热源之间相互作用的新型理论与数值模拟方法。以香港的高密度城市街区为例,本项目量化了街峡效应、交通废热、建筑废热对城市热岛的贡献幅度与比例,总结了高密度城市微气候和建筑群体能耗优化设计基本方法。2)开发了一个新型城市微气候与建筑群体能耗耦合模拟模型,并采用风洞实验、市街谷缩尺模型外场地实验、与计算流体力学模拟结果对比等手段对耦合模拟模型进行验证。耦合模拟模型的结果与验证实验数据吻合良好。3)开发了适用于规划设计阶段的城市微气候和建筑群体能耗测算软件工具雏形,项目团队开发了城能(UrBEC) 和城气(CityAir) 一共两个基于犀牛的软件插件,并将软件工具在城市规划设计实践中应用。依据项目成果,研究团队发表三篇学术期刊论文, 另有一篇在审。发表一篇国际会议论文,另有一篇论文摘要被国际会议录用。在国内外学术会议上完成三次宣讲,另有一次宣讲因疫情被推迟到2021年。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Urban Building Energy and Climate (UrBEC) simulation: Example application and field evaluation in Sai Ying Pun, Hong Kong
城市建筑能源与气候 (UrBEC) 模拟:香港西营盘的应用实例和现场评估
DOI:10.1016/j.enbuild.2019.109580
发表时间:2020-01-15
期刊:ENERGY AND BUILDINGS
影响因子:6.7
作者:Huang, Jianxiang;Jones, Phil;Chan, Pak-wai
通讯作者:Chan, Pak-wai
A zonal model for assessing street canyon air temperature of high-density cities
评估高密度城市街道峡谷气温的分区模型
DOI:10.1016/j.buildenv.2018.01.035
发表时间:2018-03-15
期刊:BUILDING AND ENVIRONMENT
影响因子:7.4
作者:Liang, Weihui;Huang, Jianxiang;Hang, Jian
通讯作者:Hang, Jian
DOI:10.1177/1420326x20950448
发表时间:2020-09-10
期刊:INDOOR AND BUILT ENVIRONMENT
影响因子:3.6
作者:Huang, Jianxiang;Chen, Yang;Hao, Tongping
通讯作者:Hao, Tongping
基于社交媒体数据的多城市室外空间热适应性研究
  • 批准号:
    51978594
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    黄健翔
  • 依托单位:
国内基金
海外基金