绿建小筑周报 | 第二十期
亲爱的绿建小伙伴们：
抱歉让大家久等了！本期周报比原计划推迟了一周发布，回家后练车、撰写小论文等事占据了大量时间。尽管如此，绿建小筑依然为大家准备了重磅内容，从城市微气候预测到城乡热舒适影响机制，深入探讨了城市形态如何影响我们生活的环境。同时，别忘了我们正在全面铺开Ladybug常见问题汇总，希望能为大家带来更多便利！🌿
📚 本周论文分享
1️⃣ 《基于多尺度微气候预测的城市形态与建筑热排放非线性力分析》
城市化进程加速导致热环境恶化，而传统的微气候模型在评估城市规划对微气候的影响时，往往忽视了建筑人为热排放（AHEb）以及缺乏跨尺度评估。本研究旨在填补这一空白，通过多尺度分析和机器学习方法，深入揭示城市形态、AHEb与微气候之间的非线性关系。
研究以上海西安市五个典型地块的35个测量点为对象，涵盖了地块尺度、50米和20米缓冲尺度。通过Ladybug工具计算了七个形态指标，并使用EnergyPlus中的URBANopt插件模拟AHEb，考虑了围护结构散热、区域排气、HVAC系统散热和回风热损等四个组成部分。研究在夏季和冬季典型晴朗无风条件下进行了48小时的现场测量，并运用偏最小二乘法（PLS）和贝叶斯优化后的随机森林（RF）模型进行数据分析。
关键发现包括：绿地覆盖率（GCR）和不透水表面比（ISAR）是所有尺度上影响力最大的因素，应优先考虑。在夏季高密度区域，地块GCR维持在40%-60%（50米缓冲尺度）和45%-70%（20米缓冲尺度）可显著降温。平均建筑高度（MBH）和容积率（FAR）的影响在不同尺度上表现出相反的趋势。FAR在地块尺度贡献更大，MBH在小尺度（50米和20米）起主导作用。建筑人为热排放（AHEb）的重要性排在第四至第六位，其影响小于关键的二维和三维形态指标，但仍在夜间对小尺度热环境有显著贡献。
这项研究为气候适应型城市规划提供了量化指导，特别是在人口密集区域的降温策略中，通过识别关键指标的阈值和非线性效应，可进行更精准的城市更新和设计。例如，MBH在50米缓冲尺度下36米至70米之间可最大化遮阳效果并降低气温；FAR在20米缓冲尺度下维持在2以下可平衡遮阳益处与AHEb导致的升温效应。
2️⃣ 《揭示2D/3D城市形态对城乡梯度热舒适的影响：基于机器学习的方法》
这项研究旨在探讨2D和3D城市形态指标如何影响跨越城市核心区、郊区和乡村梯度的热舒适（TC），克服了现有研究忽视协同效应和空间变异性的局限。研究选择了中国秦淮河流域作为案例，该区域具有典型的亚热带湿润季风气候特征。
研究利用Landsat 8卫星影像、建筑足迹和土地利用数据，对研究区域进行300x300m网格化，并根据城市发展强度（UDI）指数划分为城市核心区、郊区和乡村区。热舒适水平通过改进的温度-湿度指数（MTHI）进行量化。研究核心是构建随机森林回归（RFR）模型，并结合SHAP（Shapley Additive exPlanations）方法揭示14个2D/3D城市形态指标（如平均建筑高度MBH、建筑足迹面积MFA等）对热舒适的非线性关系和区域特异性影响。
关键发现与结论：热舒适空间分布显示，秦淮河流域的TC呈现显著聚集趋势，城市核心区主要为低舒适区，乡村边缘为高舒适区。各项形态指标表现出显著的空间异质性。
城乡梯度影响机制方面：3D参数（如MBH, SDH, MBV）在城市核心区对热舒适影响占主导地位，贡献率分别为32.85%、29.61%和28.36%。郊区呈现混合响应，SDH（30.83%）、MBH（28.64%）和MFA（25.88%）共同影响热舒适。乡村地区则以MBH（39.33%）、MBV（32.46%）和MFA（30.40%）为主，自然-人为效应平衡。SHAP分析进一步量化并可视化了形态参数对TC的贡献，例如城市核心区MBV和SDH的负SHAP值集群表明大体量和高度异质性显著降低热舒适。
这项研究为定制化的热管理和城市形态优化提供了科学依据。针对不同城乡区域提出了差异化规划策略：城市核心区建议“三线控制”3D形态，增加垂直绿化；郊区强调增加建筑高度变异性以改善气流；乡村地区则建议“低矮、分散”的形态指导原则，并控制建筑高度和密度，以最大化自然冷却效应。
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🌞 八月寄语
八月份悄然而至，炎热依然未散去。在这样的高温天气下，我们对城市热环境改善的关注显得尤为重要。本周的两篇论文都从不同尺度和角度揭示了城市形态和植被对微气候及热舒适的关键影响，为我们提供了宝贵的科学依据。希望大家在工作之余，也能注重防暑降温，身心愉悦，工作顺利！
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