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論文中文名稱:都市綠帶其蒸散作用在都市微氣候中對熱環境影響之研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:A computational investigation of evaporation effect of different vegetation patterns on thermal environment in urban microclimates [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:設計學院
系所名稱:建築與都市設計研究所
畢業學年度:99
出版年度:100
中文姓名:林品儀
英文姓名:Pin-Yi Lin
研究生學號:97528024
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2010-12-22
論文頁數:89
指導教授中文名:黃志弘
口試委員中文名:江維華;楊詩弘
中文關鍵詞:綠化植栽蒸散作用計算流體力學都市熱環境都市微氣候
英文關鍵詞:Vegetation PatternsEvaporation EffectCFDThermal EnvironmentUrban Microclimates
論文中文摘要:本研究主旨為探討都市街道綠化與鋪面設置之蒸散作用產生的現象與溫度及空氣中熱含量變化之影響,期望探討植栽設置和鋪面材質的改善,達到良好之通風及降溫效果。
本研究利用Penman-Monteith equation推算植物蒸散作用時所需之熱量,並藉由計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)之模擬方式,在無風和有風的都市環境中,針對街道不同的鋪面材質與綠帶設置的變化形成之風場特性及溫度和空氣中熱含量變化影響之情況,以了解植栽的蒸散作用對都市高溫環境中降溫的成效。
藉由模擬結果得知,種植植栽對於都市降溫具有顯著的影響且植栽的蒸散作用可緩解都市高溫現象:有風環境下草地鋪面的溫度相較無風之柏油鋪面溫度下降溫6°C;種植植栽的也使溫度下降約7.04°C。此外,在無風的環境下因風場呈現滯留狀態,使熱量散失不易,反之在有風的環境中則有較明顯的降溫效果。就建物群而言,建築物受風面與背風面皆容易因渦流產生使熱量堆積,因此在未來制定都市設計準則時應考量植栽導風與行人風場的通風性,才能減緩高溫現象,以達到永續之生態都市目標。
論文英文摘要:Purpose of this study is to explore the influence of transpiration appearance and temperature of urban street planting and pavement on enthalpy change in air, expecting to explore the improvement of planting setting and pavement materials to achieve good ventilation and cooling effect.
This study takes advantage of Penman-Monteith equation to figure out the heat required for plant transpiration, and by means of simulation method of Computational Fluid Dynamics (referred as CFD), under wind and no wind urban environment, aims at the influence of wind field characteristics and temperature, formed by different pavement materials and changes of planting setting, on enthalpy change in air, to realize the cooling effect of planting transpiration on urban high temperature environment.
By simulation results learn that planting has remarkable influence on urban cooling, and planting transpiration can ease urban high temperature phenomenon: compared with no wind asphalt pavement, temperature of grass pavement under the wind drops about 6°C; temperature of planting also drops 7.04°C. In addition, under no wind, wind field presents detention state, so that heat loss is not easy, whereas windy environment has obvious temperature decrease. For building group, both windward side and leeward side are easy to cause heat accumulation by eddy, therefore, planting leads the wind and ventilation of pedestrian wind field should be considered into future development of urban design guidelines, so that to reduce high temperatures, to achieve sustainable ecological city goals.
論文目次:摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1研究緣起 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與內容 2
1.3.1 研究範圍界定 3
1.3.2 研究內容探討 4
1.4 研究方法 4
1.4.1 文獻分析與探討 4
1.4.2 數值模擬分析法 4
1.5 研究流程 6
1.6 研究限制 7
第二章 文獻回顧 8
2.1都市熱環境相關理論 8
2.1.1. 都市熱島現象 8
2.1.2. 植栽之降溫效果 10
2.2都市風場相關理論 13
2.2.1 都市風場之定義 13
2.2.2都市微氣候 15
2.2.3 風速剖面 17
2.2.4建築物和風環境 18
2.3 植栽對風的影響 22
2.3.1 植栽的擋風效果 22
2.3.2 植栽相關風場模擬研究 24
2.3.3. 不同型態的植栽 26
2.4 植物的蒸發散作用 27
2.4.1 葉面積指數 27
2.4.2. 植物的蒸發散 28
2.5 都市能量傳遞相關理論 32
2.5.1 熱傳理論 32
第三章 都市環境模擬理論背景 38
3.1 CFD理論 38
3.2統御方程式 38
3.2.1風場理論 38
3.2.2熱傳導相關理論 40
第四章 環境風場模擬數值設定 41
4.1 空間參數設定 41
4.1.1 邊界條件設定 41
4.1.2 環境參數設定 42
4.1.3 格點驗證 44
4.2地表參數設定 44
4.2.1 建築物表面參數設定 45
4.2.2 鋪面相關參數設定 45
4.2.3 植栽與蒸發散量之設定 46
4.3 模擬模型之配置 48
第五章 蒸散效果對都市風場與溫度變化之影響 51
5.1 蒸發散作用在不同鋪面型態下降溫效果之比較 51
5.1.1 無風狀態各種鋪面溫度場及熱焓之變化 51
5.1.2 有風狀態各種鋪面溫度場及熱焓之變化 55
5.2 不同類型鋪面在都市風場中的差異 59
5.2.1 無風狀態下都市風場與溫度場分布情形 60
5.2.2 有風狀態下都市風場與溫度場分布情形 66
5.3 建築物與街道都市風場中之差異 74
5.3.1 無風狀態下風場通透性之比較 74
5.3.2 有風狀態下風場通透性之比較 78
5.4 結果與討論 81
第六章 結論與建議 85
6.1 結論與建議 85
6.1.1 結論 85
6.1.2 建議 85
6.2後續研究 86
參考文獻 87
論文參考文獻:書籍
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論文全文使用權限:同意授權於2014-01-28起公開