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關(guān)于低碳節(jié)能的論文
引言
當(dāng)前，大多城市規(guī)劃研究者都關(guān)注于大城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，對(duì)小城鎮(zhèn)居住區(qū)的規(guī)劃建設(shè)還處于起步階段[1,2]。小城鎮(zhèn)居住區(qū)的綠色生態(tài)建設(shè)和區(qū)域規(guī)劃設(shè)計(jì)把生態(tài)思想融入到設(shè)計(jì)的理念之中，將人以及自然當(dāng)成是一個(gè)綜合的生態(tài)體系，包括生態(tài)規(guī)劃建設(shè)、可持續(xù)的選址、合理的土地利用和適宜的功能分區(qū)等各個(gè)方面，達(dá)到低碳節(jié)能的效果。傳統(tǒng)方法中，對(duì)小城鎮(zhèn)居住區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)主要采用建筑模型規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，沒有很好地給出一個(gè)有效的數(shù)學(xué)模型，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)低碳節(jié)能區(qū)域規(guī)劃的定量分析，由于采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢?dǎo)致城鎮(zhèn)居住區(qū)的規(guī)劃效果不好[3]。
針對(duì)上述問題，本文提出一種基于光照和碳排放自回歸分析的小城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)模型，對(duì)小城鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境和建筑景觀規(guī)劃格局進(jìn)行分析，采用功能分區(qū)合并技術(shù)，設(shè)計(jì)碳排放量的自回歸分析模型，通過數(shù)學(xué)建模的方法分析小城鎮(zhèn)的生態(tài)功能、道路系統(tǒng)、景觀生物廊道、綠地分布情況的關(guān)系格局，實(shí)現(xiàn)小城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)低碳節(jié)能的目的，達(dá)到綠色生態(tài)、宜居生活的效果。
1 小城鎮(zhèn)居住區(qū)低碳節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)策略與總體模型構(gòu)建
隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn)，對(duì)小城鎮(zhèn)居住區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)的重心轉(zhuǎn)到低碳節(jié)能和綠色環(huán)保化建設(shè)中。所謂的城鎮(zhèn)居住區(qū)的碳節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)是指在城鎮(zhèn)的全壽命周期內(nèi)，在滿足自身的基本功能的前提下，最大限地節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材與環(huán)境保護(hù)。并堅(jiān)持一定的人文建設(shè)和發(fā)展。具有低碳節(jié)能效果的小城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)模型需要既要有良好的生態(tài)環(huán)境，又有豐富的人文環(huán)境，具有低碳環(huán)保的物質(zhì)層面和人文積極向上的精神層面[4-7]。
綜上所述，以某小城鎮(zhèn)的居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)為例，給出小城鎮(zhèn)居住區(qū)的初步規(guī)劃模型如圖1所示。
圖1中，以某市郊區(qū)的小城鎮(zhèn)規(guī)劃設(shè)計(jì)為例，城鎮(zhèn)居住區(qū)面積約100 hm2，建筑面積 48×104m2，規(guī)劃區(qū)域主要分為生活區(qū)和活動(dòng)區(qū)、綠色生態(tài)區(qū)、商業(yè)區(qū)等四大區(qū)域，生活區(qū)和商業(yè)區(qū)通過充滿綠化建設(shè)的功率巧妙地連接在一起，另外還包括了居民健身娛樂區(qū)，主要包括多功能體育中心、網(wǎng)球訓(xùn)練中心、方便快捷的多功能圖書館等。由此建筑區(qū)域設(shè)計(jì)，該小區(qū)獲得了國家“2013年中國人居環(huán)境范例獎(jiǎng)”。本文以此為研究模型，進(jìn)行數(shù)學(xué)模型構(gòu)建，分析小城鎮(zhèn)居住區(qū)的低碳節(jié)能數(shù)學(xué)仿真模型，提高區(qū)域設(shè)計(jì)和城鎮(zhèn)居住區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)水平，通過量化分析為居住區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
2 小城鎮(zhèn)居住區(qū)低碳節(jié)能規(guī)劃格局分析數(shù)學(xué)模型構(gòu)建
2.1問題描述
在本文設(shè)計(jì)的考慮低碳節(jié)能效果的小城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，碳排放量和綠色生態(tài)的氧釋放量也是重要的參考指標(biāo)。這一重要的形成條件是需要進(jìn)行綠色生態(tài)景觀設(shè)計(jì)，居住區(qū)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中，樓部分底層架空港式，利于形成生物廊道，同時(shí)富含了環(huán)境空間的層次。設(shè)計(jì)模型如圖2所示。
城市綠化景觀分析的主要目的是評(píng)估居住區(qū)綠化空間分布狀況及其動(dòng)態(tài)變化，本文提出一種基于光照和碳排放自回歸分析的小城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)模型，對(duì)小城鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境和建筑景觀規(guī)劃格局進(jìn)行分析，采用功能分區(qū)合并技術(shù)，設(shè)計(jì)碳排放量的自回歸分析模型，基于統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)各類綠地的面積及其覆蓋率進(jìn)行定量計(jì)算，景觀格局進(jìn)行空間布局設(shè)計(jì)。
本文采用基于綠化斑塊合并技術(shù)的城市綠化景觀格局分析策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市綠化景觀的光譜特征信息提取和綠化廊道分區(qū)處理，并實(shí)現(xiàn)與地理信息系統(tǒng)的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)算法改進(jìn)。
2.2考慮碳排放量和釋氧功能的規(guī)劃設(shè)計(jì)模型
在綠色植物進(jìn)行碳吸收釋氧的過程中，每天不同時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行碳吸收釋氧能力不同，綠地與水系以點(diǎn)、線、面相結(jié)合的布局模式，采用自回歸空間特征信息多維搜索，得到碳排放量收縮的迭代方程描述為：【1】
pi —綠色植物的瞬態(tài)碳吸收釋氧速度。在進(jìn)行小城鎮(zhèn)居住區(qū)的綠化建設(shè)中，需要同時(shí)考慮如生態(tài)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以及使用價(jià)值等因素。
小城鎮(zhèn)居住區(qū)的綠化植物整體碳吸收釋氧的能力是在綠化植物單片葉面碳吸收釋氧能力分析的基礎(chǔ)上，通過對(duì)于植物作用面積的積分得到的，計(jì)算公式為：Q=P?ILAI (4)綜合考慮上述各因素，基于光照和碳排放自回歸分析，得到設(shè)計(jì)的小城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)圖如圖3所示。最后通過測(cè)試居住區(qū)的碳排放量和節(jié)能量，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證本文模型的優(yōu)越性。
3 仿真測(cè)試與性能分析
為了測(cè)試本文模型設(shè)計(jì)的小城鎮(zhèn)居住區(qū)的低碳節(jié)能性能，進(jìn)行仿真測(cè)試。仿真測(cè)試中，通過采集居住區(qū)的溫度和光照強(qiáng)度，以及二氧化碳的排放量和居住區(qū)綠化的釋氧量進(jìn)行定量分析，在設(shè)計(jì)的小城鎮(zhèn)居住區(qū)中，分10個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，各測(cè)試點(diǎn)的分布圖如圖4所示。
測(cè)試的第二個(gè)指標(biāo)是居住區(qū)的光照強(qiáng)度，得到仿真結(jié)果如圖5所示。分析可見，本文設(shè)計(jì)規(guī)劃的小城鎮(zhèn)居住區(qū)，日照機(jī)會(huì)增加一倍，光照、溫度和濕度宜人，環(huán)境居住的滿意度平均提高40%，城鎮(zhèn)的碳排放量減少46%，通過合理規(guī)劃選址，合理的土地利用，適宜的功能分區(qū)和綠化生態(tài)建設(shè)，完成固碳釋氧的功能，凈化空氣，達(dá)到改善人居環(huán)境，提高人們生活質(zhì)量的目的。
4 結(jié)論
本文提出一種基于光照和碳排放自回歸分析的小城鎮(zhèn)居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)模型，城鎮(zhèn)居住區(qū)低碳節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)策略包括小城鎮(zhèn)居住區(qū)可持續(xù)發(fā)展的建筑規(guī)劃選址、合理的土地利用、適宜的功能分區(qū)、安全便捷的交通系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的小城鎮(zhèn)居住區(qū)的綠地系統(tǒng)由自然綠地、居住綠地、活動(dòng)綠地、庭院綠地組成。通過數(shù)學(xué)模型構(gòu)建和案例分析，得到本文模型得到的居住區(qū)規(guī)劃是的居民滿意度平均提高40%，城鎮(zhèn)的碳排放量減少46%，實(shí)現(xiàn)了低碳節(jié)能的效果。
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