绿洲城镇热环境与人居需求耦合研究

绿洲城镇热环境与人居需求耦合研究

论文摘要

绿洲城镇是内蒙古中西部典型聚居地,营造于干旱荒漠草原生态环境中,生态移民、产业转型、城镇规模扩张,突显地域环境问题,城镇化带来了绿洲城镇新的生态过程,亟需研究生态人居与地域环境适宜性。绿洲地处黄河生态经济带,沿阴山南北两麓布局城镇空间,建成区面积达692平方公里,总人口约1025万人。在绿洲城镇演变中,绿洲人居环境产生与发展过程,总是存在自觉与不自觉、主动与被动追求着与自然耦合,关联当地人们生活、生产、生态,产生了热环境与人居需求的耦合。绿洲城镇生态人居与热环境耦合是生活、生产空间更新发展与地域生态环境适宜规划方法,是绿洲城镇生态人居与地域环境共生的表现,达到物质空间发展的绿色化与空间精神价值统一发展,提升绿洲城镇建成空间质量。绿洲城镇热环境与人居需求耦合具有城乡规划学、建筑物理学及地理学等学科属性,以生态导向、生活优先为背景,从理论演变、概念初衷、实证分析等方面展开,学科交叉融合研究绿洲城镇热环境与人居需求耦合的驱动力、基础理论、机制,建构“适地、适居、适时”绿洲城镇建成空间优化策略,调适绿洲城镇聚居环境。基于文献法和地图法研究绿洲城镇的自然环境、城镇化水平、聚居变迁、可持续模式等特征,分析绿洲城镇热环境与人居需求耦合的驱动条件。研究表明绿洲城镇的GDP总量、人均GDP、总人口、城镇人口、建成区面积、建成区面积占土地面积比例、建成区绿化覆盖占建成区面积比例等驱动因素呈现上升趋势,绿洲因人的聚集和土地利用,产生热环境与人居需求关联关系,其驱动机制是人均收入增长刺激绿洲城镇空间的宜居、居民居住消费刺激绿洲建筑空间物理环境的更新、人的聚集提升推动城镇更新的技术进步、高效利用城镇建成区、补偿城镇建成区的土地。基于归纳演绎法、学科交叉法从系统耦合、人本、生态、工程等维度研究绿洲城镇热环境与人居需求耦合的理论框架,发现绿洲人们从热环境中能获得供给、调节、文化、支持等生态功能福利,热环境依据人的需求进行调节,满足人们意愿;热环境和人居需求共同的目标是生态,发生耦合过程并形成整体,生态功能深化绿洲城镇热环境与人居需求耦合关系。研究表明,热环境与人居需求关系为相互引导和约束、响应和调控,形成相互作用、相互影响的耦合网络,热环境与人居需求耦合具有互动平衡、工程协调、生态共生特征。归因研究和生态补偿是绿洲城镇热环境与人居需求耦合的研究路径,解决绿洲城镇建成空间问题,优化空间。基于现场测试法采集绿洲城镇典型地块寒冷季、过渡季、干热季的空气温度、气流速度数据,通过追踪法和现场测试法测度绿洲居民自发性行为活动的使用场所功能特征,量化居民对外部空间环境的需求;通过灰色关联法分析建筑间距、建筑高度、建筑高度-街巷宽度比、阴影区面积占用地面积比例、道路用地的绿容率、空气温度和气流速度等七因素之间的关联度、耦合度和协调度。研究表明,空间结构因素和空间功能因素处于高水平关联关系,人居需求与热环境耦合协调发展是绿洲城镇人居活动共同作用的结果。基于学科交叉法、归纳演绎法研究绿洲城镇空间优化设计方法,发现绿洲城镇热环境与人居需求耦合具有建筑间距与建筑高度相互作用影响空间光影变化、建筑高度-街巷宽度比与道路用地的绿容率影响街巷使用率,驱动绿洲居民自发性外部活动条件,营造绿洲居民活动所需的光照区,强化落叶乔木式的地标中心等效应。基于互动、协调、共生等维度分析人地驱动尺度、建造尺度、微环境功能尺度设计指标,研究表明,控制绿洲城镇覆盖层的高度、推广南北走向街巷的城镇结构模式、增加绿洲城镇建成空间的绿容率、增加集中大面积绿地、种植适地树种、选择适宜的下垫面材料、营建外部空间的气候缓冲区、环境管理与环境教育等方法适用于绿洲城镇空间优化。绿洲城镇热环境与人居需求耦合的研究,有助于深化绿洲城镇生态人居的内涵与本质的认识,同时保障绿洲城镇空间可持续性发展提供理论支撑,活化本地区建成空间环境,促进绿洲城镇人居合作与交流,为绿洲城镇更新发展与补偿生态环境的实质性规划提供思路。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •     1.1.1 绿洲城镇的生态适宜
  •     1.1.2 绿洲城镇的建设契机
  •     1.1.3 绿洲城镇的可再生能源
  •   1.2 研究意义
  •     1.2.1 理论意义
  •     1.2.2 现实意义
  •   1.3 国内外研究动态
  •     1.3.1 绿洲城镇的相关研究
  •     1.3.2 热环境的相关研究
  •     1.3.3 人居需求的相关研究
  •     1.3.4 建成空间更新的相关研究
  •   1.4 研究内容
  •   1.5 研究方案
  •   1.6 论文组织
  • 第2章 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的驱动机制
  •   2.1 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的自然条件
  •     2.1.1 绿洲城镇地理位置特征
  •     2.1.2 绿洲城镇地形地貌特征
  •     2.1.3 绿洲城镇气候特征
  •   2.2 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的社会条件
  •     2.2.1 绿洲城镇化进程
  •     2.2.2 绿洲城镇聚居变迁
  •     2.2.3 绿洲可持续发展优化模式
  •   2.3 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的驱动分析
  •     2.3.1 驱动因素
  •     2.3.2 定性分析
  •     2.3.3 定量分析
  •     2.3.4 绿洲城镇发展过程存在问题及解决方式
  •   2.4 本章小结
  • 第3章 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的基础理论
  •   3.1 基于系统耦合
  •     3.1.1 系统耦合
  •     3.1.2 热环境与人居需求的概念
  •     3.1.3 热环境与人居需求耦合的内涵
  •   3.2 基于人居需求
  •     3.2.1 人居需求
  •     3.2.2 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的互动平衡
  •   3.3 基于现代工程协调系统
  •     3.3.1 工程协调系统理论
  •     3.3.2 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的工程协调
  •   3.4 基于社会生态系统
  •     3.4.1 生态系统服务
  •     3.4.2 绿洲城镇热环境生态服务
  •     3.4.3 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的生态共生
  •   3.5 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的路径
  •     3.5.1 归因研究
  •     3.5.2 生态补偿
  •   3.6 本章小结
  • 第4章 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的作用机理
  •   4.1 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的理论模型
  •     4.1.1 综合分析概念框架
  •     4.1.2 影响因素
  •   4.2 绿洲城镇建成空间热环境分析
  •     4.2.1 研究方法与样本选择
  •     4.2.2 数据统计与分析
  •     4.2.3 基于建成空间热环境特征的解析
  •   4.3 绿洲城镇人居需求分析
  •     4.3.1 研究方法与样本选择
  •     4.3.2 数据统计与分析
  •     4.3.3 基于行为活动的解析
  •   4.4 绿洲城镇热环境与人居需求关联耦合分析
  •     4.4.1 研究方法
  •     4.4.2 数据采集与处理
  •     4.4.3 基于空间视角和时间视角的解析
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 基于绿洲城镇热环境与人居需求耦合的空间优化
  •   5.1 绿洲城镇热环境与人居需求耦合的效应分析
  •     5.1.1 基于空间结构视角
  •     5.1.2 基于空间功能视角
  •     5.1.3 基于环境认知视角
  •   5.2 绿洲城镇空间优化的原则与尺度
  •     5.2.1 空间优化的原则
  •     5.2.2 空间优化的尺度
  •   5.3 绿洲城镇空间优化的调控策略
  •     5.3.1 空间结构的调控策略
  •     5.3.2 空间功能的调控策略
  •     5.3.3 环境管理与教育的调控策略
  •   5.4 本章小结
  • 第6章 结论
  •   6.1 研究总结
  •   6.2 研究创新
  •   6.3 未来研究
  • 参考文献
  • 附录
  •   附录1: 北纬39-42°国外城市卫星地图
  •   附录2: 主要绿洲城镇气象参数表
  •   附录3: MATLAB拟合预测过程
  •   附录4: 关联耦合分析MATLAB编程
  •   附录5: 内蒙古绿洲乡土植物列表
  • 后记
  • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 李莉娟

    导师: 王崇杰

    关键词: 绿洲城镇,热环境,人居需求,耦合关联,城市更新设计

    来源: 山东建筑大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 气象学,环境科学与资源利用,建筑科学与工程

    单位: 山东建筑大学

    分类号: X16;TU119.4

    DOI: 10.27273/d.cnki.gsajc.2019.000034

    总页数: 156

    文件大小: 18763k

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