基于微气候特性和建筑能耗分析的传统与现代城市形态比较研究

The urban microclimate and urban form are interrelated. The importance of this relationship is increasing, with growing population and energy use occurring in cities. However, due to that there are many basic issues to be answered in the interdisciplinary study of urban climatology and urban morphology, it lacks the scientific basis and the practicability to employ urban design strategies for improving the environmental performance..In the research proposal, it takes hot-summer and cold winter area in China as the climate context, and the comparative study of traditional and modern urban forms as the sticking point; it refines the representative morphtypes and urban fabric types from traditional and modern forms; it sets up a integrated methods to describe the characteristics of urban forms at urban block scale; it analyzes and assesses the microclimate responses, the outdoor thermal comfort and the buildings' energy consumption at urban block scale taking into account the microclimatic context of the urban form case studies. The final aim is to study the relationship between urban microclimate and urban form through revealing the differences of the tradition and modern urban forms' environmental performance, and to explore the better morphtypes in hot-summer and cold winter area..This research proposal plays an important role in improving the theoretical study of urban climatology and urban morphology; moreover, it has a practical relevance to urban form control for ameliorating microclimate and saving buildings' energy demand at urban block scale through urban design.

城市微气候与城市形态是相互关联的。随着城市中人口和能源使用的增长，这一关系日趋重要。但由于城市气候学与城市形态学交叉学科研究中有不少基础问题有待解决，利用城市设计策略改善环境绩效的科学依据与可操作性不足。.本课题以中国夏热冬冷地区为气候背景，以传统与现代城市形态的比较研究为切入点，提炼具有代表性的传统与现代城市形态原型与城市肌理类型，建立系统的街区尺度城市形态特征的描述方法，分析评估城市形态研究案例的微气候响应、室外热舒适性和考虑微气候背景下的街区建筑能耗，通过揭示传统与现代城市形态在环境绩效上的差异性以研究气候-形态之关系，并探寻夏热冬冷地区更好的城市形态原型。.课题对完善城市气候学与城市形态学交叉学科的理论研究具有重要作用，对通过城市设计控制和引导城市形态以改善微气候环境以及节约街区建筑能耗具有现实意义。

在中国，由于缺乏有效的城市发展管控，城市热气候环境不断恶化，高密度城市中的气候、环境问题亟待解决。然而，城市形态学与城市气候学交叉学科研究中的若干基础问题未能很好地解决，通过对城市形态的管控与引导以改善热环境绩效的科学依据与可操作性不足。.本项目以传统与现代城市形态的比较为切入点，研究了街区尺度不同城市形态热环境绩效的差异性，初步揭示了夏热冬冷地区街区尺度的气候-形态之关系的规律，取得主要研究进展与成果如下：.1.提炼了街区形态对热气候产生影响的要素，建立了基于城市气候学的街区形态分类基本方法，对基本建成型原型与城市肌理类型进行了细分，推进了城市气候学与城市形态学交叉学科本质内在联系的理论研究；.2.通过现场调研结合卫星影像数据，采集了大量街区形态样本，建立了街区形态分类的指标阈值，总结了形态指标之间相互影响的联动规律；.3.通过定点观测、流动观测和数值模拟等对所选取的理论街区形态原型和实际街区形态样本的微气候特性及建筑能耗进行了比较分析，总结了不同街区形态特征对热环境绩效影响的差异性及其形态-气候影响规律；.4.以改善热气候环境为目标对更好的街区形态原型进行了探索，解析了不同空间尺度气候敏感型城市设计与规划的主要原则与策略。.本项目还积极探索了研究成果在夏热冬冷地区的地方建设指南和专项规划方面的应用潜力，如《四川省绿色生态示范城区建设领域评价指南》及《天府新区海绵城市专项规划》。项目研究对通过气候敏感型城市设计与规划策略改善城市热环境绩效具有理论价值和实践意义。