城市环境与城市生态
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城市生态环境
绪论
学习目的
了解城市环境与城市生态的构成、影响因素和要求,通过功能区、建筑群的合理分布、规划及设计,尽可能地适应气候,减轻对环境的污染及破坏,创造出适宜的城市环境。
主要内容
1.城市热环境
2.城市声环境
3.城市风环境
4.城市大气环境
5.城市生态规划
一、建筑引起的环境问题
比利时莫兹谷事件
伦敦烟雾事件
洛杉矶烟、温室效应、热岛效应……
二、我国城市环境现状
三、城市生态环境举例
1.工厂与其周边建筑的布局关系
2.海边功能区布局关系
3.城市气候条件与功能区布局的关系
C.1 环境工学基本知识
§1-1 生物圈与生态平衡
一、生物圈
1.定义:地球表面全部有机体及其相互作用的生存环境的总合称
为生物圈。
2.范围:海平面以上约15公里
海平面以下约11公里
物种:动物216万种;植物34万种;微生物4万种
3.分类:
1)气圈:约10km,对流层上层
暖层(非常稀薄,基本与人类无关)
大中层(非常稀薄,基本与人类无关)
气平流层(臭氧含量非常高)
对流层(气流活动非常丰富)
2)水圈:
海水
地表水>97%
总盐水湖
水可用淡水约占
量总水量0.6%
淡水湖
地下水积雪
两极冰川>2%
3)岩石圈
二、生态系统
1.定义:在一定的空间内,生物之间、生物与环境之间,互相依赖制约并以某种方式进行物质与能量的交换。这种生物
与环境的结合体称为生态系统
2.组成生产者:自养者,绿色植物、菌类
消费者:他养者,动物
分解者:还原者,微生物
非生命物质:各种无机物及自然因素
3.生态平衡
Ⅰ定义:生态系统各组分之间,在一段时间内,在一定的条件下保持着自然的、暂时的、相对的动态平衡,称为生
态平衡。
Ⅱ手段
正反馈:物种在无限制环境下连续以指数形式增长的本能。
负反馈:资源减少、疾病、天敌、环境恶化等限制物种发展。Ⅲ正、负反馈的调节
伐林毁草造田屯土
修建水库、水电站
过度开发造成水源性污染
大量使用化肥、农药
引进新物种
三、城市生态环境的特点
1.人类成为生态系统的主体
2.是一个不独立、不完全的开放系统
3.是一个极不稳定的环境系统
§1-2 环境及环境机能
一、环境
1.定义:某一主体周围对该主体有影响的自然因素的总合。
2.分类
自然环境:客观生存基础
人工环境:物质环境(房屋、桥梁、道路、城市等)
社会文化环境(政治、法律、宗教、风俗等)
二、环境的机能
1.环境中的物质交换
分子扩散;紊流扩散
2.环境中的能量传递
3.环境的自净能力
Ⅰ定义:借助一系列物理、化学、生物过程,被污染的环境一定
程度上都有清除异物恢复原状的能力,称为环境的自净能力。
Ⅱ大气自净方式
紊流扩散
重力吸附作用
雨水冲刷
生物、化学作用
Ⅲ最大自净能力(环境负荷)
环境对异物的最大可容纳量
Ⅳ建筑实例
城市风道的预留
围合式建筑组团的适应性
街道的设计:街道高宽比
街道绿化方式
§1-3 人类活动对环境和气候的影响一、下垫面性质的改变对气候的影响
下垫面:天空大气面对的地表层,能对大气产生影响的表层。
1.植林与伐林
2.建造大型水库
3.海洋石油污染
二、改变了大气成分
1.CO2 浓度升高形成温室效应
2.化工业废气破坏臭氧层
3.光化学污染严重
4.人为尘埃增加
三、人为释放热
C.2城市热环境
§2-1 城市气候特点
1.空气污染严重、日照减弱
2.城市气温升高,形成“热岛”现象
3.市区风向不规则,风速减小,但时有强风
4.雾多、降水多,空气相对湿度小
§2-2 城市热岛现象
一、城市热岛
城市“热岛”效应是指城市内的气温比城市外高,且越接近
市中心建筑稠密区温度越高,等温线图呈现岛性,称其为热岛热岛强度△T=市区气温-郊区气温
二、热岛的成因
1.城市下垫面与郊区的巨大差异是形成热岛效应的重要原因Ⅰ立体化下垫面层大大增加了太阳辐射的接触次数
Ⅱ城市建筑密度大,通风不良,不利于热量散发
Ⅲ城市中不透水面积大,植被水体少
2.市区有大量的人为释放热
3.市区上空的大气污染严重
三、热岛的特征
1.城市规模越大,人口越多,热岛现象越强。△T=
2.0lgN-4.06(℃) 欧洲
△T=2.96lgN-6.41(℃) 北美
2.各地区各季节各时刻热岛强弱不同
Ⅰ冬季热岛效应较夏季强
Ⅱ纬度越高的地区热岛效应越强
Ⅲ夜间热岛效应较白天强
3.存在“临界风速”
§2-3 热岛对环境的影响及对策
一、热岛对环境的影响
1.在城乡之间形成热岛环流,加重空气污染
混合高度Hmin = 50~500m
2.增加城市降水量,降低城市空气湿度,城市极端天气增多
3.酷热天气增多,减少城市霜、雪
二、规划设计对策
1.严格控制城市人口,控制城市规模:最佳城市规模
2.以交通站点为中心,城市均匀分布多个闹市中心,分散人流,减轻热岛
3.“大区大间距,小区小间距”的规划原则
减少太阳辐射吸收量;减少二氧化碳排放量
4.加强绿化改善外部环境
Ⅰ分散式绿化:减弱整个城市的热岛强度
Ⅱ绿化带型:将热岛分割成小块,有效降低混合高度
(宽约150m方可奏效)
Ⅲ结合建筑立体绿化
乔、灌、草合理结合
优先使用当地植物
绿化品种的选择与配置
Ⅰ窗前遮阳:乔木(高杆,丰冠,落叶) ;棚架
Ⅱ墙面遮阳:攀缘植物
Ⅲ屋顶遮阳:轻型浅根植物
3.合理的建筑布局