园林学院洪波课题组揭示城市开放空间喷雾设计参数对行人热舒适影响机制

近日，建筑科学领域权威期刊Building and Environment在线发表了题为“How the nozzle density and height of mist spraying affect pedestrian outdoor thermal comfort: A field study”的文章，研究首次阐明了寒冷地区城市开放空间喷雾系统设计中喷头高度和密度对行人热舒适的影响机制。风景园林艺术学院硕士研究生苏梅芳为论文第一作者，洪波副教授为通讯作者。

图一

快速城市化背景下，城市高温热浪和热岛效应共同作用的热问题愈来愈凸显。为改善城市极端高温、助力节能减排，设计者们提出了诸多热缓解策略来有效推动城市绿色低碳发展。喷雾系统降温显著、经济高效，且灵活可控，被广泛应用于城市开放空间设计中。在诸多设计参数中，喷头高度和密度是影响热舒适的重要因子，也是节能效应中的重要考量因素。评估不同喷头高度和密度下喷雾系统的冷却效益，并探究不同喷头高度和密度下喷雾系统的热应力缓解效应，对构建净零碳建成环境、推动城市健康发展具有重要意义。（图1）

图2

研究通过改变喷雾系统的喷头密度和喷头高度来营造不同的喷雾环境（图1），在气象参数监控的基础上，收集主观热舒适问卷，使用通用热气候指数（UTCI）和皮肤温度（ST）（额头、前胸、上臂、后背及大腿）来评估受试者的热感觉和生理反应（图2）

研究发现，开放空间中喷雾系统增湿效应随着喷头密度的增加而增加，随着喷头高度的增加而降低；进入喷雾系统后，受试者的热感觉投票与增湿效应的趋势相反；受试者额头和上臂的皮肤温度降低值随着喷头密度的增加而增加。研究构建了喷头密度和高度数学模型，阐明了增加一个喷头所导致的UTCI降低值相当于喷头高度降低0.82m。通过建立预测模型，研究准确评估了受试者在喷雾环境中达到热中性所需要的喷头高度及密度参数。研究结果为城市开放空间中喷雾系统设计提供理论基础和技术参数。该研究得到了国家自然科学基金（No.51708451）和中央高校基本科研业务费专项资金（No. 2452021156）的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.108968

编辑：张晴

终审：徐海