1 研究背景

随着微气候已经成为评价生活环境品质的重要指标，城市建筑的形态作为微气候的直接影响因素之一，探究建筑形态与其周边微气候的关系意义重大。本次研究于十二月下旬展开，以北京建筑大学西城校区为测试地点。校区内以苏式建筑和现代中低层建筑为主，容积率大，建筑密度较高，建筑形态类型丰富，适合选取其作为我们探究实验步骤和研究数据分析方法的地点[1]。

2 研究内容

2.1 现场实验

（1）微气站架设。本次的设备架设地点覆盖校区的各个室外开放区域，主要测试设备包括主机、风速测试器、风速测试器、温湿度传感器和灰球温度测量器，在安装过程中要保证各个部件的安装的位置和高度符合规范、与支撑钢架连接坚固、与主机连接顺畅。

（2）信息收集。现场需要收集的信息主要包括两个方面：①数据收集。包括每天24小时内每隔5分钟的温湿度传感器温度、温湿度传感器湿度、灰球温度、风向、风速、阵风速度；②问卷调查。通过对校园内不同种类使用者的问卷调查，了解不同时段他们对空间内温度、湿度、风速等的主观感受[2]。

3 分析方法

3.1 建筑分析

首先对全部测点的空间形态进行分析，根据空间围合度指标即平面通透率可将其分为围合、半围合、半开敞、开敞四大类，再结合外部空间平面形态类型共可分为7种：①围合“口”字形；②半围合“U”形；③半围合“L”形；④半围合街谷型；⑤半开敞条型；⑥半开敞点阵型；⑦开敞型。

3.2 数据分析

通过仪器导出的数据分析不同测点的测试项的异同，绘制不同类型的图表，排除干扰因素后分析得出主要结论。

（3）风向与建筑围合形态相关性分析。对测点24小时内各风向频率统计，绘制其风向玫瑰图。从图中我们可以通过分析测点的主导风向，分析其与建筑朝向与形态的关系。分析后得出结论：测点风场分布受外部空间形态和城市气象因素共同作用的影响，场地空间围合度和开口方向的协同作用对场地风向有一定的影响[3]。

粒子群算法是模仿鸟类的觅食行为，从随机解出发，通过迭代寻找最优解，通过适应度来评价解的品质，具有较好的健壮性和收敛性[8]。利用粒子群算法对LED阵列优化的步骤如下[9]：

（4）调查问卷分析。在问卷调查测点的选择上，我们选择了建筑围合形态相差较大的两组：开敞型和围合型。在问卷问题的设置上，我们针对舒适度、湿度、温度和风速设置了不同的感受梯度，可分析对比不同梯度所占的比例。由于测试时间在冬季，故可植物对于微气候的影响较小，可暂不考虑其影响。经分析可以得出结论：在冬季，围合度高，空气流通较缓，温度较高，更适宜于人类活动；围合度低，空气流通速度快，带来水汽多，温度较低，人的舒适度较低。

（4）湿度与建筑围合形态相关性分析。对测点24小时内湿度进行统计，绘制各个测点24h温湿度变化对比图，由图可得24小时的温湿度变化趋势几乎相同，围合形态与温湿度的相关性不是很大，而其趋势的变化经观察与分析是与植物蒸腾作用、日照强度影响有关。树木的存在能够一定程度上提高相对湿度，而草坪材质的铺地能将相对湿度维持在一个较为准确的状态。其中湿度突然下降是受到太阳直射的影响，不受太阳直射干扰的夜间时期，围合型和半围合型区域温度始终高于半开敞型和开敞型区域，因此排除干扰因素，可得出：在其他条件相同情况下围合型和半围合型区域湿度较高，半开敞型和开敞型区域湿度较低。

（2）风速与建筑围合程度相关性分析。绘制各测点24h风速变化折线图和各测点的剖面图，然后对其风速和宽高比分别进行排序，可得出结论：风速与剖面高宽比呈负相关。剖面高宽比代表的意义为空间封闭或开放，即空间越封闭风速越大。

由图2可知，液固质量比低不利于铁的溶出。液固质量比较高时，溶出浆液黏度小，流动性较好，传质阻力小，有利于硫酸铁盐的溶出。液固比低时，随着溶液中铁盐浓度的升高，溶液中传质扩散较慢，因此不利于铁盐的溶出。

临床相关研究显示，糖尿病患者患上胰腺癌的风险为1.8，且相对风险比非糖尿病患者更高，分析糖尿病导致胰腺癌的机制在于：糖尿病患者葡萄糖代谢相关基因的改变，促使个体对胰腺癌的易感性增加；促胰腺癌相关蛋白表达增加以及高血糖水平的持续存在[3-4]。

最后对不同测点的温度数据进行数据处理，比较其平均值、最小值、最大值和方差，结合上述分析，可得出结论：围合度越高，温度变化幅度越大。

（1）空气温度和建筑围合形态相关性分析。绘制各测点24h温度变化折线图，然后选取上午8:00～14:30、下午14:30～18:00、夜间18:00～23:00三个时段进行具体分析：①上午：测点出现异常波动，要考虑阳光的直射导致的温度突变；②下午：各个测点空气温度随时间变化规律相似，其中围合型温度最高，半围合温度最低，开敞型温度介于中间；③夜间：空气温度随时间变化规律非常相似，其中半围合街谷型测点温度始终高于其他测点。

4 模拟计算模型的建立与分析

先用Spaces软件进行模拟计算模型的建立，然后用Envimet软件进行分析计算，之后将计算结果导入软件Leonardo进行温度、湿度、风速和风向分析图的绘制。

在现代汉语中，“让”字后面的参与者角色即为“现象（Phenomenon）”。而表示现象的部分一般是由小句构成。而在表示“现象”的小句中，通过及物性分析我们可以发现，在“现象”小句中，涵盖了加的夫语法的过程类型主要有行动过程（action process）、关系过程（relational process）、心理过程（mental process）和影响过程（influential process）。下面对这些过程类型进行逐个分析。

根据分析图对比实际数据可得出结论：①围合型区域的温度最高，半围合型其次，开敞型最低，与我们之前的实验结果基本一致；②半围合型区域和开敞型区域的湿度相对较大，较封闭的区域湿度较小，与我们之前数据研究的结果不完全一致，我们猜想分析是由于树木与铺地的影响导致其结果的偏差；③整体布局上越靠近建筑风口处的风速越大，完全开敞的区域风速相对较小；④开敞空间、半开敞空间以及半围合空间的风向都偏西北，都受气象因素影响明显，而被建筑遮蔽的围合区域的主导风向则在不同方向，这就说明建筑的不同围合形态与风向有着很强的相关性[4]。

5 结束语

通过本次研究，我们得出了完整的探究建筑形态和周边微气候的关系的实验方法和分析方法，也通过实验数据的分析得出了建筑形态与场地微气候要素的温度、湿度、风场的相关性，同时利用拟合模型进行了测算，发现拟合模型到的数据更加准确，可以作为方案设计阶段利用场地空间围合度调控微气候的工具。此次简化分析许多干扰因素仍未在数据中具体分析，所以希望在之后的深入研究中能够能探讨出更加简单和完善的分析方法。

参考文献

[1] 芦原义信.外部空间设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1985:51.

[2] 刘念熊,秦佑国.建筑热环境[M].北京:清华大学出版社,2016:157.

[3] 秦文翠.街区尺度上的城市微气候数值模拟研究[D].成都:西南大学,2015.

[4] 郭琳琳,李保峰,陈宏.我国在街区尺度的城市微气候研究进展[J].城市发展研究,2017,24(1):75-81.