我國(guó)的城市建設(shè)正處在由快速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)型時(shí)期，也是邁向現(xiàn)代 化城市建設(shè)的關(guān)鍵歷史時(shí)期。過(guò)去近半個(gè)世紀(jì)是我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展階段， 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，面對(duì)城市的環(huán)境更新和改造，我國(guó)的城市建設(shè)規(guī)模空前巨大，
無(wú)論是開(kāi)發(fā)建設(shè)還是更新改造都對(duì)建筑技術(shù)科學(xué)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)如何應(yīng)對(duì)日益變暖的城市氣候。
在這樣的背景下,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部在2008 年組織立項(xiàng)，開(kāi)展了城市熱環(huán)境設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的編研工作，但受到城市環(huán)境問(wèn)題復(fù)雜性的影響，經(jīng)過(guò)反復(fù)的論證，確定 了以城市開(kāi)發(fā)規(guī)模大、對(duì)人民群眾生活影響大的城市居住區(qū)為對(duì)象，聚焦城市居
住區(qū)熱環(huán)境的設(shè)計(jì)問(wèn)題開(kāi)展設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的研究工作。編制組以華南理工大學(xué)為主 編單位，在國(guó)內(nèi)十余家相關(guān)單位的聯(lián)合研究基礎(chǔ)上，在國(guó)際上首次發(fā)布了城市居 住區(qū)熱環(huán)境設(shè)計(jì)的強(qiáng)制性國(guó)家行業(yè)法規(guī)，為我國(guó)城市建設(shè)行業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化、控制環(huán)境變熱提供了明確的技術(shù)支撐。
城市居住區(qū)熱環(huán)境的設(shè)計(jì)方法來(lái)源于居住區(qū)設(shè)計(jì)要素對(duì)熱環(huán)境影響關(guān)系的數(shù)學(xué) 物理解析，這個(gè)解析過(guò)程還要依靠日益成熟的計(jì)算流體力學(xué) （Computational FluidDynamics，CFD） 的幫助。目前有很多依托CFD 的商業(yè)軟件工具可以完成這項(xiàng)工作，行業(yè)內(nèi)部更多人的習(xí)慣偏好是像醫(yī)生看影像學(xué)圖像一樣診斷分析居住區(qū)熱環(huán)境
的CFD 圖像。在強(qiáng)大的計(jì)算硬件平臺(tái)上，CFD 的三維甚至加上時(shí)間維度的影像結(jié)果具有清晰、直觀、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。但是，處于詳細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的項(xiàng)目，迫切需要快
速、準(zhǔn)確地做出設(shè)計(jì)方案的布局、技術(shù)方案的決策，在準(zhǔn)確和精準(zhǔn)之間，需要的是 準(zhǔn)確，在準(zhǔn)確和快速之間，需要的是快速?zèng)Q策。因此，為了應(yīng)對(duì)這種既要滿(mǎn)足快速?zèng)Q策的要求，又要具有較高準(zhǔn)確性的要求，熱環(huán)境設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)編制組采用集總參數(shù)法 解決這個(gè)難題。經(jīng)過(guò)近10 年來(lái)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，集總參數(shù)法解決了許多大型項(xiàng)目在規(guī)劃決策初期以及詳細(xì)規(guī)劃階段對(duì)熱環(huán)境的評(píng)估，對(duì)于項(xiàng)目建設(shè)快速進(jìn)行多方案比對(duì)，科學(xué)合理地選擇性?xún)r(jià)比高的技術(shù)措施，發(fā)揮了重要作用，其中包括中新廣州知識(shí)城、
雄安新區(qū)起步區(qū)的熱環(huán)境設(shè)計(jì)等，同時(shí)也給全國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)提供了熱環(huán)境調(diào)控的 標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。本書(shū)內(nèi)容通過(guò)總結(jié)研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)容和深度完全符合住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部部署的宣貫《城市居住區(qū)熱環(huán)境設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 的工作要求，可以作為深度解讀和剖析熱環(huán)境設(shè)計(jì)方法的參考資料。
但我們也認(rèn)識(shí)到，熱環(huán)境設(shè)計(jì)問(wèn)題具有復(fù)雜性，還有很多問(wèn)題有待深入研究，期待有更加智慧的設(shè)計(jì)方法被發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造出來(lái)，直至可以替代目前的集總參 數(shù)方法。在此之前，我們?nèi)匀恍枰�不斷完善現(xiàn)有的方法以滿(mǎn)足當(dāng)前高質(zhì)量且高速 度的規(guī)劃設(shè)計(jì)行業(yè)的迫切需要，面對(duì)城市微改造以及新材料和新技術(shù)的不斷更 新，也必須要不斷更新和發(fā)展新模型。目前，針對(duì)商業(yè)區(qū)熱環(huán)境設(shè)計(jì)方法已經(jīng)驗(yàn) 證完畢正待發(fā)布工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，而針對(duì)工業(yè)區(qū)環(huán)境、島嶼環(huán)境、盆地環(huán)境、高原環(huán)境的集總參數(shù)模型還都是未知的；針對(duì)特定的環(huán)境降溫方法擴(kuò)展 基于建筑群熱時(shí)間常數(shù) （Cluster Thermal Time Constant，CTTC） 的集總參數(shù)模型，其中具有一定成熟度的高科技措施包括大氣天窗輻射、外裝材料相變換熱等，也包括常見(jiàn)的但尚未弄清楚調(diào)節(jié)規(guī)律的機(jī)械調(diào)風(fēng)、可調(diào)節(jié)戶(hù)外遮陽(yáng)、噴淋蒸 發(fā)冷卻等，更有諸如城市中處于不同方位的區(qū)塊之間的熱環(huán)境相互耦合，不是獨(dú) 立存在的，各區(qū)塊相對(duì)于城市主導(dǎo)風(fēng)向的布局方式一定和區(qū)塊熱環(huán)境之間存在耦 合的量化關(guān)系，這些問(wèn)題尚需要有識(shí)之士深入探討，以修正現(xiàn)有模型使其更為 準(zhǔn)確。
城市熱環(huán)境調(diào)控是應(yīng)對(duì)城市氣候變化的重要途徑，城市降溫是住房和城鄉(xiāng) 建設(shè)領(lǐng)域長(zhǎng)期面對(duì)的問(wèn)題，城市環(huán)境的過(guò)熱問(wèn)題控制得好，可直接減少城區(qū)人 口的熱致發(fā)病和死亡率， 降低城市抵御高溫的能耗， 間接降低城市的碳排放。因此，在本書(shū)出版之際，我們要向那些長(zhǎng)期致力于城市熱環(huán)境改善的人們表示 敬意，從市政道路灑水降溫作業(yè)的一線工作人員，到實(shí)驗(yàn)室模擬分析的研究人 員，都為遏制當(dāng)今城市熱環(huán)境的惡化貢獻(xiàn)了一份力量。同樣要感謝為本書(shū)的出 版做出貢獻(xiàn)的出版社編輯人員。希望在大家的共同努力下，我們聚居的環(huán)境會(huì)更加美好。