[发明专利]一种基于污染物浓度控制的峡谷街道优化设计方法

说明书

一种基于污染物浓度控制的峡谷街道优化设计方法,涉及城市建筑设计技术领域，目前城市中心道路内碳氧化合物、碳氢化合物、氮氧化物、可吸入颗粒物等污染物浓度呈逐年上升趋势，人行道与非机动车道上的行人都是直接暴露在空气中，严重的机动车尾气污染，对城市大气环境、生态环境和人体健康造成了巨大危害。为了解决上述问题，本发明的峡谷街道优化设计方法包括：确定城市气象参数，建立街道物理模型，确定输入参数，确定街道污染物浓度，更换不同输入参数通过城市模拟计算模型计算空气污染指数和选取最优街道模型。本发明考虑了街道设计对污染物扩散的影响，由此来确定最利于行人健康的街道设计方案。可以广泛应用在城市建筑设计技术领域。

技术领域

本发明涉及城市建筑设计技术领域，特别是涉及一种城市街道优化设计领域。

背景技术

由各城市污染物监测结果显示，城市中心道路内碳氧化合物(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)、可吸入颗粒物(PM2.5 PM10)等污染物浓度呈逐年上升趋势，许多地区已经超过国家环境空气标准。而除机动车驾驶员外，人行道与非机动车道上的行人都是直接暴露在空气中，呼吸街道空气。严重的机动车尾气污染，对城市大气环境、生态环境和人体健康造成了巨大危害。传统的街道设计主要考虑机动车道与非机动车道的划分，十字路口安置等交通问题以及商业区与非商业区划分等用地性质问题。因此，如何通过合理的街道设计来降低室外污染物对行人的影响，已经成为改善街道环境，满足行人舒适的难题。

对现有技术方案检索后可以发现，专利CN103485248A、CN108265820B、CN102505592A都谈到了街道建筑的设计方法。但都主要从城市风格，用地性质等方面进行街道设计，没有考虑峡谷街道设计对气流以及空气环境质量的影响，也没有考虑到街道设计对行人身体健康的影响。在实际街道设计中，由于不同高宽比的街道建筑对阳光的遮挡作用不同、不同建筑外表面材料的对流换热系数与太阳辐射吸收率大小不同、不同大小和类型的树木对污染物的遮挡作用不同，蒸腾作用强弱也不同。这些因素都会影响街道的气流分布以及污染物的聚积情况。此外，峡谷街道的背景风也是影响街道气流的重要因素。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供的方法综合考虑了街道高宽比、两侧建筑外表面材料、两侧隔离带绿化植被设计对街道污染物扩散的影响，通过对原有街道的优化设计得到最优的气流组织形式；通过对多种参数影响下街道污染物的扩散情况进行分析，提供了一种基于污染物浓度控制的峡谷街道优化设计方法。

方法包括如下步骤：

步骤一：确定街道所在城市及区域，通过计算机采集该城市至少近五年的气象数据，所述气象数据包括：太阳辐射角度α，太阳辐射时间T，太阳辐射强度I，当地的风速v和风向以及室外空气温度t_out；确定优化街道所在区域，所述区域包括：住宅区、商业区和文教区；确定街道所含基本元素，所述街道所含基本元素包括：建筑物类型、街道宽度、绿化分布及类型；

步骤二：跟据所确定的街道所含基本元素，建立峡谷街道的物理模型；所述物理模型包括：人行道、非机动车道、机动车道、人行道与非机动车道树林隔离带、机动车道与非机动车道隔离带、机动车辆、街道两侧建筑；

步骤三：确定要优化的街道所在区域的输入参数，所述的输入参数包括：建筑与街道的高宽比及尺寸参数、建筑外表面材料物性、两侧隔离带绿化植被相关参数；

设置街道两侧建筑外表面材料及相关物性；即设置影响建筑外表面温度的对流换热系数与太阳辐射吸收率；所述的建筑外表面材料为陶瓷质外墙面砖、混凝土彩砖、釉面砖、通体砖、玻璃幕墙；其对流换热系数分别设为h_tc，h_hn，h_ym，h_tt，h_bl，太阳辐射吸收率分别设为α_tc，α_hn，α_ym，α_tt，α_bl；