[发明专利]面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模决策方法

说明书

本发明公开面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模决策方法，包括：获取预设参数，构建区内绿色屋顶的降温效应总和模型；获取绿色屋顶降温效应最大化的约束因子，构建约束评估模型；通过所述区内绿色屋顶的降温效应总和模型与所述约束评估模型结合，构建面向降温效应最大化的绿色屋顶适建规模决策模型，得出所述面向降温效应最大化的绿色屋顶适建规模决策模型的目标函数；基于所述目标函数进行求解，获得所述面向降温效应最大化的绿色屋顶适建规模。本申请将适建规模中诸多社会经济因素影响的确定问题转化为由若干决策变量和约束条件支持下的目标优化问题，从而实现绿色屋顶适建规模的科学决策。

技术领域

本发明涉及城市规划与绿色屋顶技术领域，特别是涉及面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模决策方法。

背景技术

关于绿色屋顶降温效应的研究方法主要有三大类：一是观察法，基于实际观测(包括现场监测、遥感)对比绿色屋顶建设前后温度的变化；二是统计建模和模拟法，单独通过建模模拟或结合现场观测、实验方法来验证、分析和预测不同绿色屋顶情景的温度变化；三是实验法，通过实验场地收集的测量结果分析绿色屋顶表面特性变化引起的降温效应。现场实验表明不同植物类型的绿色屋顶都有能力对屋顶表面降温，但其降温效应有所不同，与传统屋顶相比，实施绿化的屋顶每日最高表面温度可降低10-30℃，在建筑与街区尺度上的模拟显示了与现场实验一致的效应。

近年来，环境遥感开始在城市热岛效应研究中广泛应用，在特定时间内对城市尺度热环境进行全面的表征。虽然环境遥感反演的城市地表温度不等于大气温度，但已有研究证实地表温度与近地面气温高度相关，地表温度已被广泛用于检验热岛效应与城市地表参数之间的关系。在城市尺度上，数值模拟和统计分析被用来预测不同的绿色屋顶场景，如天气预报模型(WRF)耦合城市冠层模式。Santamouris回顾了绿色屋顶的降温模拟研究，发现在城市层面实施绿色屋顶可以降低平均环境温度0.3-3K。然而，这些模拟是纯理论的，同时假设100％屋顶实施广泛型绿色屋顶。另外一些研究则模拟了部分绿色屋顶实施情况，例如Li等研究表明超过30％屋顶实施绿色屋顶可以实现近地面2m空气温度降低0.2℃；Imran等研究表明通过实施30％-90％的绿色屋顶，最大地表温度降低了1-3.8℃；Huang等发现50％屋顶采用绿色屋顶技术可使近地面2m空气温度下降0.5℃。

城市绿色屋顶的适建规模受建设成本、建筑屋顶绿化适建性等诸多社会经济因素影响，目前尚无一种良好的解决办法，在计算区域内绿色屋顶的适建规模面积时，将这些社会经济因素一次性全部考虑进去。

发明内容

本发明的目的是提供面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模决策方法，以解决现有技术的问题，将适建规模的确定问题转化为由若干决策变量和约束条件支持下的目标优化问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模决策方法，包括：

获取预设参数，基于所述预设参数，构建区内绿色屋顶的降温效应总和模型；

获取绿色屋顶降温效应最大化的约束因子，基于所述约束因子，构建约束评估模型；

通过对所述区内绿色屋顶的降温效应总和模型与所述约束评估模型进行融合，构建面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模决策模型；

通过对所述面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模决策模型的目标函数进行求解，获得所述面向降温效应最大化的城市绿色屋顶适建规模。

优选的，所述预设参数包括：单个绿色屋顶面积、绿化植被种类、单个绿色屋顶坡度、区内绿色屋顶数目。

优选的，所述约束因子包括：建筑屋顶绿化适建总面积、投资总额、建筑屋顶绿化适建性等级与绿化植被类型。

优选的，所述区内绿色屋顶的降温效应总和模型表达式为：