JGJ286-2013 城市居住区热环境设计标准.pdf

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标准类别:建筑工业标准
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JGJ286-2013 城市居住区热环境设计标准.pdf

热环境学树生理学研究表明,当程任区内人群户外活动处 休息或以3.5km/h以下速度闲步状态时,为保证热适应者人体 生理安全的4理温度指标不超过38C限值,所对应的热环境的 湿球黑球温度值应为33C,因此,本标雅取湿球黑球温度不超 过33C作为居住区热环境设计指标限值。 热岛强度指标限值的确定:居住区热环境设计时,以居住区 的设计计算温度与当地典型气象日温度的差值作为热岛强度。为 规范店任区热环境设订,本标准重点强调了对居住区规划建设的 设计因系引起的热岛强度加以规定,包括居区的通风质量,环 境的遮阳状况,硬地的渗透和蒸发能力、绿地和缘化水平等引起 为热岛强度:而不包括居住区的建筑物排热、车辆排热等使用或 管理行为因索引起的热岛强度。通过对全国179个案例样本的计 算分析,夏季典型月气象条件下,以当地太阳时8:00~18:00 共11个时刻的气温增量的平均值作为居住区的设计平均热岛强 度,其中山75%案例样本的设计平均热岛强度值低于1.5C,而 通风效果差、环境邂阳不足、硬化地面比例过高以及绿地偏低等 太素造成设计平均热岛强度偏高面超过了1.5C的案例仪占 25%。因此,本标准取平均热岛强度1.5C作为居住区热环境设 计的限值。

4.1.1近年来随看伴区建筑密度、容积率的增大以及建筑 布局的不合理设计导致大量的居住区通风阻力大、通风条件 差,直接影响了小区的散热,加剧了热岛效应。为了保证店位 区其备基本的通风散热能方,有必要对影响居佳区通风条件的 建筑物规划布局设计作出相应规定,因内此,本条文作为强制性 条文。 居住区通风条件与店住区的迎风面积比利建筑密度上限值的 乘积(即居住区的通风阳寒比)置接相关,而我国现行规范规定 厂各地居任区的建筑密度限值:因此:为保证居任区达到控制 热岛强度和热安金指标的基本通风要求:必须要对居任区夏季主 导风向的迎风积比作出限值规定。按我国现行规范《城市居住 区规划设计规范》GB50180规处:备气候这任区的建筑密度 1限值是出住宅建筑净密度指标和征宅用地指标的乘积确定的 它!居扫区的平均迎风咱积比来积即为店区的通风阳寒比。根 谢编制的研究结果显尔,质低风平均风速是随通风阻寒比的增 大而降低:店征区的平均风速比(御居区的平均风速与地 来流平均风速之比)降到0.6以下时。店住区通风的降温效果明 最减弱。因此,确定店区迎风面积比应以平均风速比不低于 0.6为计算依据。当取任区平均风速比不低于0.6计算迎风面积 比时,可按各地对住宅建筑净密度、住宅建筑用地控制指标的 限确定不同气候区属的平均迎风面积比。表1所示,平均迎风面 积比限值在I、Ⅱ、订、切建筑气候区取0.85、Ⅲ、V建筑 侯区取0.80,NV建筑气候区取0.75。通过对全国179个实际案 例分析表明、I、I、II、И建筑气候区符舍要求的点 63%,

居住区平均迎风面积比的案例分

4.1.2在严寒、寒冷地区为了防止居在区冬季风环境质差DB44/T 1848-2016 重要建设工程强震动监测台阵技术规范, 应将建筑密度大的组放在冬季主导风向上游。可以一定程度上 阻挡冬季寒风袭扰,降低居住区平均风速。在夏热冬暖、夏热冬 冷和温和地区则相反。

4.1.3对于严寒和寒冷地区冬季防止主导风向来风的袭扰是主

可题,开型院落式组团开门背对冬季主导风间,有利于流 团内部的平均风速。

到了75m,当前后排任宝的间小这个风影长度时,后排任宅 持别是其底层任的通风条件必将会受到前排任宝阻挡影啊不 利于房住这在春、夏、秋季的通风救凝和夏热季节的通风降温。 我函《建筑设计防火规范》GB50016对人员安全疏散利消防车 满通行要求,样是针对建筑长度超过80m的建筑:规定其必须 数设暨人行通道或贯通的公共楼梯间。故本标取建筑物长度 30m价为笔底层是香架穿的判断条件。模拟分析和实测表明, 建筑物背后地而行人高度七的风影长度是随着底层架空率的增大 前缩小:当建筑底层架空从0增至10%附.80m长度的建筑背 商的风影长度从75m缩短到35m,可为后非建筑底层户提供通 风条件。南方地区居住区低层架牢或部分架空的案例很多,大量 的案例证明、采综合设让的法(图3、图1所尔)、将底勇 架空空问灵活地与消防的人员疏散通道、消防车通道的设计相组 合,与小区的休憩场所、游乐空问、停车场地等相结合,达到架 空率10必的指标要求容易做到。御便当设计的通风戏架空率不能满 足该限值要求时。也可以按照本标准第5章评价性设计方法,通 过调整绿地率、遮阻覆盖率、地面渗透而积比率等其他技术挡施 使得居住区平均热岛强度和逐时湿球黑球温度符台设计要求,

图3用做休憩场地的 底层架空通风

图4利用消防疏散通道的 建筑底层架空通风

密实围墙对底层作的自然通风影响较大,近年来出丁 理方使,自行建造密实围墙甚至高围墙,除导致通风不畅

物业管理方便,自行建造密实围墙甚至高围墙,除导致通

外,还有影响视觉观瞻问题,引发的纠纷较多。 当围墙的可通风面积率小于10%时应视为不通风围墙。因 为居住区环境噪声应该符合国家相关标准规定,因此,居住区各 种册墙均不应以环境隔小需要为理巾而设计砌筑成密实围墙。

4.1.6我国传统建筑院落建造就有影壁墙、迎风墙等做法,是

为了调节院落外的冷空汽袋扰:被误传为风水瑙而承载籍历更 的痕迹:但至少其对院落风场的调节作用是被现代筑技术科学 所认可的。居住小区的设计应该吸收利升华传统方法,以导风 墙、判风墙等景观构筑方法实现环境风场的调节利改善。在严寒 和寒冷地区以考德以挡风墙、堆录的做法控制冬悉主导风对小 用部风环境的影响:在南方地区支悉川以利用景观挡墙等做法 为局部活动场所导风

图 6 不通风的围增

4.2.1尚房区环境的遮覆盖率偏低时,太阳辐射将会诱发 环境的过热,从前加剧了居民户外活动的热安全风险,为了有效 地控制环境受到的太阳辅射,保证外活动场所的热安全性,对 居住区的邀阳设计作出明确的规定十分重要,因此,本条文作为 强制性条文。 调表明,当高温季节有太辑射时,任区活动场地利行 人道路的烘烤感强烈,居民抱怨使用和出行不便。对居民的外 活动造成广影响,如图8所示:编制织通过采用红外低空航拍技 术和地面观测获得的数据显示。居住区内硬化的道路、广场、停 在场等。因其具有较强的蒂热能力,导致当春、夏、秋季受太阳 滴射后其表面滤度比同时刻空气滞度高出10C~20℃,其表面 温度最离可达48C:成为店任区热环境恋化的热源:特别是汽 车准受到太阳辐射后的高温还要导致油耗的增加。因此,为控制 巧任区人员活动场地和人行道路的热环境质量,应对遮随设计有 所规定

图8基居仕区的地表温度航拍

编制组通过对各地典现的居住区修建性详细规划设计案例样 本的统计。结果如衣3、衣4所示。考虑到我国南、北方地区的 气候特点,以及在日照要求和可用丁遮阳的植物种类等方面存在

差异,当南方地区的设计限值取接近典型案例的最大值,北方地 区的设计限值取接近典型案例的平均值时,计算居任区的热岛强 度和湿球黑球温度可以满足热舒适和热安全婴求,依此确定了店 住区场地遮阳裁盖率的限值。需要强调的是,规定该限值的主要 儿的在于保证居住区外环境具有基本的遮阳能力,为居民外 活动舒适性和身心健康要求提供基本条件,实践证明。户外环境 遮阳发挥的作用也是其他降温措施所无法替代的。因此,即使” 居住区评价性设计满足要求时,场地遮阳微盖率也应符含该设计 限值的要求。 近年来随者经济和园林技术的发展,店住区依靠植物阳的 法十分半窝(如图9~图12):时还成充分利用诸如号、廊, 贴定式棚、架、膜结构等构筑物的遮均手法(见第4.2.2条条文 说明)。实践证明达到本标准要求的场地遮阳毅盟率指标是容易 做到的。

表3居住区规划设计案例不同场地上的遮阳覆盖率

表+居住区绿化遮阳覆盖率(%)

图 11 人行道的绿化遮阳]

图12广场的绿化遮阻

4.2.2本条义指明居任区采绿化遮阳、构筑物避阳、混合遮 阳式,是在总结备地设计方案的基础上作出的。绿化遮阳主要 是以养木为,依靠养木冠在地面形成阴影;构筑物遮阳主要 是依靠底扩性景观设施、如享、廊或固定式棚、架、膜结构等。 为地面提供阴影:滤合式遮阳:·般晟采小爬蟋类植物租景观构架 相结合的方式为地而提供阴影。上述做法「分普遍,作出规定是 为了规范居住区环境遮阳的设计做法。 当构筑物遮阳构架战遮阳构架连同上部盖的爬藤植物整体 的太阳直射透过率高于80为时,构架的邀阳效果差,不应让人 遮阳面积:当乔木树冠的吓面积指数低于3.0时、树冠的遮阳能

小微弱,不应让人遮阳面积。

图13人行道的乔木绿化遮阻

图15人行道的混介遮阳

图14人行道的构筑物遮阳

图16停车场的构筑物遮件!

其中K为植物冠层的消光系数,一股在0.13~1.15变化,真 平均值为0.64。为了引导居住区热环境设计时正确选用遮阳效果 度好的养木树种和爬藤种群,本标准取植物遮阳体的太阳辐射透 射比不超过0.15作为设计限值,所对应的植物遮阳体的叶面积指 数为2.96。故本标准近似取为3.0。园林植物学研究表明,针叶林 的叶面积指数的变化范围为0.6~16.9.落叶林为6~8,绝大部分 主物群系为319,采用面积指数不低于3.0作为植物有效遮阳 的规定指标:对于绝大多数的园林绿化树种和爬藤植物是容易实 现的。对于叶面积指数低于3.0的乔本,如大正椰树一类观赏类 植物,遮阳效果微弱,按规定性设计时不应入遮阳而积,

其中K为植物冠层的消光系数,一股在0.131.15变化,真 平均值为0.64。为了引导居住区热环境设计时正确选用遮阳效果 度好的养木树种和爬藤种群,本标准取植物遮阳体的太阳辐射透 射比不超过0.15作为设计限值,所对应的植物遮阳体的叶面积指 数为2.96。故本标准近似取为3.0。园林植物学研究表明,针叶林 的叶面积指数的变化范围为0.6~16.9。落!林为6~8,绝大部分 主物群系为319,采用面积指数不低于3.0作为植物有效遮阳 的规定指标,对于绝大多数的园林缘化树种和爬藤植物是容易实 现的。对于叶面积指数低于3.0的乔本,如大正椰树一类观赏类 植物,遮阳效果微弱,按规定性设计时不应入遮阳而积, 4.2.4在严寒和寒冷地区冬季日照要求严格,近年来夏季城币 过热现象正在逐渐加剧居住区的树荫、底荫环境是人们厂外活 动的重要场所,因此户外也应保持足够的遮阳盖率。仁通常户 外遮阳设施不应影响底层住户的冬季几照条件,对于宅间小路或 毛旁绿地需要设宵养木遮限时,应选择冬落树种,此时,符 含绿量指标要求(叶面积指数3.0以上)的芥不冠幅面积可以计 入夏季的遮阳覆虚率冬季落叶后也不影啊底层邻近建筑的! ,口照设计时可不考虑其避挡。 4.2.5夏季建筑的阴影能够改善居低区热环境,随着建筑密度 的提高,居任区广外地面的阴影微盖面积会增人,有利于环境夏 季降温,伯有可能影响建筑口照和环境通风。因此,对于严寒和 寒冷地区必须以满足冬季们照要求为前提,有条件地利用建筑物 自身邀挡形成的阴影:对热冬冷、双热冬暖以及温和地区 应以满足通风、几照为主:金理地利加建筑身遮阳。 居住区的建筑阴影面积、建筑阴影率计算附,以受季典型目 太阳位置为准逐时计算。当建筑阴影与绿化遮阳、构筑物遮阳重

的提高,居住区广外地面的阴影微盖面积会增大,有利于环境夏 季降温,伯有可能影响建筑口照和环境通风。因此,对于严寒和 寒冷地区必须以满足冬季们照要求为前提,有条件地利用建筑物 自身邀挡形成的阴影;对了热冬冷、夏热冬暖以及温利地区。 应以满足通风、几照为主:金理地利加建筑身遮阳。 居任区的建筑阴影面积、建筑阴影率计算附,以度季典型目 太阳位置为准逐遂时计算。当建筑阴影与绿化遮阳、构筑物遮阳重 瓷时,重签部分面积不重复计算。

4.3.1确保居住区门外活动场地和行人道路地面具

确保居住区门外活动场地和行人道路地面具有雨水渗透

4.3.2近年来为了响应绿色社区利生态社区的号台,

房住区的道路和广场地面工程便用广透水型地面铺装材 18所示。但实际情况并不理想。主要是我国还没有相 隹规定,各地做法不统一,渗透地面的构造不合理导致问

图17渗透地面的蒸发

图18透水型地通铺装构造

图19喷泉的蒸发降温

图20跌水的蒸发降温

4.4.1居住区绿化和绿地有调节环境空气的碳氧平衡、摊尘、 吸收有毒气体、减菌等作用。植物对细颗粒物、粗颗粒物都有吸 附作用,可以缓解利减轻空气颗粒物的浓度,有效降低PM2.5 值,环境效益十分显著。另外,植物的茶川和种植层其有截流和 及收水的功能,可以把大量的降水储存起来,有助于城市有效 密积利利用雨水,减轻城市非水系统压力。仙最突出的作用是降 虚增泥、调节环境密气的温度和湿度。研究表明,夏李底区绿 化状况良好,环境气温可降低2℃~4,绿地比非绿地温降 低3℃一5℃。绿地上称植灌木和乔木时环境降温效果更加显著。 对冠可以技射部分太阻辅射带来的热能(约20%~50%),更主 要的是树冠能过光合、蒸腾作消耗人量辐射热(吸收辐射热 35%~75%),透过辐射热很少(5~40%)。时释放大基的 水分,增加环境空气的湿度(18%~25%),对于夏季高温1热 地区,增泥作用叫提商环境的舒适度,冬季,由于绿地树冠对 地面辐射的反射作剂:以及绿地对地表风速的抑制作别,一定 度地减少厂绿地内部热量的散失,测试表明,北京地区冬季绿地 的温度要比没有绿化的地面高山1(左右。因此本条文川形现 行国家标准《绿色建筑评价标准》(GB/T50378和各地城市规划

法规的有关规定,确定居住区绿地和绿化的设计指标,旨在确保 活任区是备基本的候环境调节能力、提高度民的身心健康、奖 楚绿色建筑和生态住区环境基础

4.4.2全国各地较多的城市出台了建筑屋顶绿化的规定

普城市热环境、美化城市角度推行屋顶绿化是一种必然趋势,考 志到屋顶绿化也是一项有效的建筑降温节能措施,这一指标是参 考各地的规定,以及分析国前各类平屋面景观设计的案例前定 的、由于各地储备的屋顶绿化植物物种较多,适合于备种造价的 植被类型选择余地较多,达到50%指标易丁实现,

图22单栋住宝屋顶绿化

4.4.3建筑屋顶绿化宜采用耐里、耐寒能力强的植物:近年求 全国各地都行适合工恶地的屋顶绿化物种,经过改度的佛邱萨就 是其中..·种

4.4.5各地绿化物种多样,关键婴保证其适应当地

免真目追求绿化景观效果,忽视植物生长条件

5.0.1湿球黑球温度指标(WBGT)是自然湿球溢度、干球温 度和黑球温度的函数,在典型气象日的定义中,只有逐时于球温 度、相对度、太阳辐射和风速数据,因此,得到采用常规室列 象参数(干球温度、相对凝度、太阳辐射和风速)表小的 WBGT指标关联式对于居住区热环境评价具有十分重要的意义。 国内外的学者均对WBGT指标的关联式进行过研究。如以 色列学者Moran等人在以色列进行了WBGT的数据采集工作, 可归了如式(7)所示的关联式:

国内的学者童靓(1991)和林波荣(2004)等人分别针对WBG1 计算公式中的黑球温度、自然湿球温度建立了热平衡方程式,通 过求解热平衡方程,分别得到了采用温度、湿度、太阳辐射、乎 均辐射温度和风速为参数的WBGT指标的关联式,如董靓回归的 关联式如式(8)所示,林波荣回归的关联式如式(9)所示。

维天,该方程是否适用子我国的夏季还流要验证。董靓回归的关 联式(8)中,当风速接近0时,将会得到不含理的结果,林波 采提出的WBGI指标关联式(9)中包括室外环境的长波辐射温 度,而长波辐射温度不是典型气象日的常规数据,很难确定。 为此,编制组开展了基于干球温度、相对度、太阳辐射和 风速等参数的WBGT指标关联式研究,共采集有效样本1487 组,样本的平均值、标准差和分布范围如表5所示

表 5 观测样本的平均值、标准差和分布范围

在进行多元回归分析之前,先绘制WBGT与T球温度、相对 度、太阳辐射和风速之间关系的散点图.以判断WB指标与 [:述4 个参基是否存在线性关系。散点图如图 24~图 27所示:

图21WBGT与士球温度散点图

图25WBCT与太辐射散点图

图26WI3T亏相对湿度散点

在图24~图27,心的虚线是叫购线,时线两侧是 均数的95%的可信区间,最外面的两条虑线是个体预测值 的可信区闻,右下角给山了该曲线的决定系数R。叫以

出,WBGT与干球温度的线性趋势最好,并成正相关关系,相 对湿度其次,成负相关趋势,WBGT与太阳辐射之间有曲线趋 势,为了简化模型,仍然采用线性回归模型,WBGT与风速之 间的相关性较差,但在初步建模时还是把风速包含在内。用最小 二乘法做WBGT与于球温度、相对湿度、太阳辐射和风速的多 元线性回归,得到回归方程,如式(10)所示:

表6回归模型的统计信息

表7回归系数及其假设检验

该可归方程的决定系数(R)为0.991,F检验高度显者 F二40567.83,P<0.001),说明回归方程整体拟合效果不错, 在回归系数显著性检验,除风速外各参数t检验的预测值均小 于0.05,风速的预测值为0.066,不能通过t检验,此外,在标 催化问归方程功(式(11)),风速变化1%,对WBGT的影响 只有0.005%,这表示风速对WBGT的影响非常小,可以忽略。

图28标准化残差直方图

T/CMAS 0001-2018 绿色勘查指南图29WBCT实测值马预测值关系图

图30WBGT实测值与残差的散点图

通过以.:检验,可以认为通过何归方法得到的WBGT关 一个统计学上无误、并且具有实际意义的模型,具有较屋

可信度、可以用于室外热环境的WBGT指标现场观测和模拟预 测中。 上述WBGT简化计算是针对某一个测点的计算方法,在分 析一个城市区域的整体WBGT指标时,也可以采用上式进行计 算,计算公式如式(14)所示:

5.0.2热岛效应是指一个地区(主要指城市内)的气温高于周 边郊区的现象可以用两个代表性测点的气温差值(城市中某地 温度与郊区气象测点温度的差值)即热岛强度表示。本标准中热 岛强度的计算方法为:店住区设计的逐时空气温度写同时刻当地 典型气象月空气干球温度的差值(℃)。 统计平均热岛强度的时候,是将各个计宽地点地方太阳时的 年12点,换算成北京时间之后,在此时刻基础上前推4个小 时后推6个小时:按整点取值,得到共11个小时(北京时间) 的热岛强度的平均值。当该时刻之内的分钟位于0~30之间附不

计入该时刻,直接以该时刻为基础统计计算;当分钟位于30~ 60之间时,则以下一个时刻为基础统计计算。例如北京地方太 拍时12点时的北京时间为12:21,此时平均热岛强度的统计时 段为8:00~18:00。其他各典型城币平均热岛强度的统计时 段,按本标准附录C取值。

计入该时刻,直接以该时刻为基础统计计算;当分钟位于30~ 60之间时,则以下一个时刻为基础统计计算。例如北京地方太 拍时12点时的北京时间为12:21,此时平均热岛强度的统计时 段为8:00~18:00。其他各典型城市平均热岛强度的统计时 段,按本标准附录C取值。

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