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一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法

2022-08-13 23:23:36 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及风热环境领域,特别涉及一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法。


背景技术:

2.在城市住宅小区的建设和使用过程中,往往会由于住宅小区的建筑布局不合理、建筑物密度大、下垫面性质改变等原因引起住区风热环境的恶化。而住区风热环境差不仅会影响人们活动空间的舒适性,还会导致建筑能耗的增加,污染物的集聚等一系列问题。
3.申请号为cn202010170254.3的发明公开了一种提升城市气候宜居度的城市通风廊道划定方法,通过从作用空间的范围界定、补偿空间的识别以及通风廊道的构建与验证、通风廊道的管控四个方面建立了一套完整的针对城市整体通风能力提升的城市通风廊道,使得采用本发明所提供的技术方案进行城市通风廊道的规划结果精准、易于检测、方便管控,通过从城市气象部门处获取近10年的城市气象数据,可以准确的识别城市夏季和冬季的主导风向,以及城市大气污染物集聚分布的情况,确保所识别的作用空间范围的准确性,划定通风廊道边界划定的方法,首先对通风廊道的宽度、与主导风向的夹角、通风廊道长度作为基准设定,然后基于问题导向和目标导向共同划定通风廊道,即要识别出能作为通风廊道的城市区域,也要将位于廊道方向上的通风环境较差区域划入通风廊道范围内,从而形成贯穿型廊道;这种规划方法不仅是识别,还有构建的过程,对于通风廊道的管控方案是按照不同的区域分别提出的,这有利于所划定的通风廊道能在下层次规划中的传导实施,该发明还存在以下缺陷;
4.1、该发明通风廊道不能实现调控城市风热环境指数,当通风廊道不能满足降低城市环境风热指数时,风热指数上升,不利于提高居民的生活环境舒适度;
5.2、该发明仅通过设置通风廊道和对通风廊道的位置和大小进行规划,以达到对城市环境的通风环境进行调整的目的,实用性不强。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于提供一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法,通过雾化喷头产生水雾,在环境高温中蒸发后迅速带走热量,将经过风道的热能吸收,实现智能调控城市风热环境,调控方便,提高生态生态通风廊道结构对城市热风环境的的改善效果,调控气流,加快水、气和绿等之间的空气热交换,优化城市的风热环境,一方面能够形成城市风道,另一方面又能够作为城市外围的防风屏障,可以达到改善城市局地小气候,起到降温、增湿和降尘的作用,促进城市空气循环,降低空气污染,从而改善城市通风环境,提升了城市整体通风能力,进一步改善了城市的风热环境,使市民拥有舒适健康的城市生活环境,以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
8.一种基于人工智能的城市风热环境调控系统,包括建立城市环境的风热参数数据
库,所述风热参数数据库包括:
9.确定适宜的城市风热数值,设置相应的阈值,并将该数据储存在风热参数数据库内,同时根据城市的面积和人口数建立相应的城市绿地系统,并在城市绿地系统内安装数据监测系统和风热调控系统。
10.通过数据监测系统对当前城市进行风热环境的数据进行监测,并将监测的结果通过网络传输模块传递至风热参数数据库内,并通过分析对比模块与预设的风热数值进行对比。
11.当监测的数据超过设置的阈值时,通过控制模块启动风热调控系统,风热调控系统对城市内的风热数值进行调控降低。
12.进一步地,所述城市绿地系统包括生态通风廊道结构和防护林带,防护林带设置在环城公路外围或城市与乡村交接处的城市群的外围,生态通风廊道结构包括设置在主干道上的城市主干道绿化带、设置在与主干道相交的次干道上的次级道路绿化带、城市大中型绿地和水系滨岸绿化带,生态通风廊道结构和防护林带交汇处设有林带分层结构,生态通风廊道结构的路面为透水型路面,生态通风廊道结构两侧的绿化带中的水雾降温机构对称布置,雾化喷头的雾化出口呈倾斜向上布置,生态通风廊道结构分为一级通风廊道和二级通风廊道,当与城市夏冬季主导风向夹角小于30
°
、廊道宽度不小于50m、长度不小于2500m,则为一级通风廊道,若与城市夏冬季主导风向夹角小于50
°
、廊道宽度不小于30m、长度不小于1500m,则为二级通风廊道。
13.进一步地,所述林带分层结构包括沿着风向依次设置的第一防护功能带、第二防护功能带、导流功能带,第一防护功能带与第二防护功能带以及第二防护功能带与导流功能带之间设有稳定缓冲区。
14.进一步地,所述数据监测系统包括温度传感器和风向风速传感器,城市风热数值包括空气温度、风速和风向,风向风速传感器监测城市通风廊道的风速值和风向信息,温度传感器监测城市通风廊道内的温度。
15.进一步的,所述数据监测系统还包括:
16.温度信息统计模块,用于统计在当前城市中单位时间内的温度数值并汇总,通过统计学原理绘制成单位时间内的温度变化曲线,对单位时间内的温度变化曲线进行分析,获取对应的温度变化数据,并将温度变化数据通过网络传输模块传递至风热参数数据库内;
17.风速信息统计模块,用于统计在当前城市中单位时间内的风速值和风向信息值,并通过统计学原理绘制成单位时间内的风速变化曲线和风向变化曲线,对单位时间内的风速变化曲线和风向变化曲线进行分析,获取对应的风速变化数据和风向变化数据,并将风速变化数据和风向变化数据通过网络传输模块传递至风热参数数据库内;
18.第一信息分析模块,用于对温度变化数据进行分析,获取当前城市在单位时间内的温度平均值,并将当前城市在各个单位时间内的温度平均值通过分析对比模块与温度预设阀值进行比较,获取温度标准偏差,
19.第二信息分析模块,用于对风速变化数据进行分析,获取当前城市在单位时间内的风速平均值,并将当前城市在各个单位时间内的风速平均值通过分析对比模块与风速预设阀值进行比较,获取风速标准偏差;
20.第三信息分析模块,用于对风向变化数据进行分析,获取当前城市在单位时间内的风向平均值,并将当前城市在各个单位时间内的风向平均值分别通过分析对比模块与风向预设阀值进行比较,获取风向标准偏差;
21.第一综合判断模块,当温度标准偏差大于预设偏差比例时,控制模块启动风热调控系统调整温度值,其中预设偏差比例为3%;
22.第二综合判断模块,当风速标准偏差大于预设偏差比例时,控制模块启动风热调控系统调整风速值,其中预设偏差比例为3%;
23.第三综合判断模块,当风向标准偏差大于预设偏差比例时,控制模块启动风热调控系统调整风向值,其中预设偏差比例为3%。
24.进一步地,所述风热调控系统包括吸热器和水雾降温机构,水雾降温机构包括水箱、雾化部和风向风速传感器,水箱与外部水源相连通,雾化部包括高压水泵、水管和雾化喷头,风向风速传感器通过导线与高压水泵连接,高压水泵的输入端与外部水箱相连通,高压水泵的输出端与水管连接,水管呈竖直状布置,雾化喷头沿水管长度方向布置,且至少一个雾化喷头的设置高度处于生态通风廊道结构的风速流动层中,雾化喷头的雾化区域与生态通风廊道结构存在重叠区域,吸热器设置在生态通风廊道结构的两侧。
25.进一步地,所述城市主干道绿化带包括设置在主干道两侧的路侧绿化带以及设置在主干道中间的路中绿化带,次级道路绿化带在次干道入口靠近主风向来风方向一侧种植有大冠幅的大型乔木。
26.进一步地,所述水系滨岸绿化带为沿水系两侧且与水岸线垂直设置的道路绿化带,道路绿化带从入口处向道路内部设置过渡带,过渡带的植物种植高度逐渐增大,植物种植密度逐渐提高。
27.进一步的,所述数据监测系统中当监测的数据超过设置的阈值时,通过控制模块启动风热调控系统对于风热数值进行调整,具体包括以下步骤:
28.首先,第一信息分析模块、第二信息分析模块和第三信息分析模块通过以下公式计算单位时间内的温度平均值单位时间内的风速平均值和单位时间内的风向平均值:
[0029][0030]
其中,t为时间,单位是秒;n为大于1的自然数,当t=n时代表时间为n秒,qi为第i个温度值,vi为第i个风速值,pi为第i个风向值,i为大于等于1的自然数;
[0031]
其次,分析对比模块通过以下公式计算温度标准偏差s1、风速标准偏差s2和风向标准偏差s3:
[0032][0033]
其中qm为温度预设阀值,vm为风速预设阀值,pm为风向预设阀值,t为时间,n为大于1的自然数;
[0034]
最后,第一综合判断模块、第二综合判断模块、第三综合判断模块将温度标准偏差s1、风速标准偏差s2和风向标准偏差s3与预设偏差比例进行比对,当温度标准偏差s1、风速
标准偏差s2和风向标准偏差s3的数值大于3%时,通过控制模块启动风热调控系统调整相应的数值;
[0035]
否则,控制模块不启动风热调控系统对风热数值进行调整。
[0036]
本发明提供另一种技术方案:一种基于人工智能的城市风热环境的方法,包括以下步骤:
[0037]
s1:建立城市环境风热参数数据库。
[0038]
s101:选取数个不同的待测区域,在待测区域内选取的代表性空间作为测点空间,监测当前城市环境的风速,得到当前测点的城市风速环境数据。
[0039]
s102:将测得的风速数值进行分类后储存至热风参数风热参数数据库内,并设置相应的空气温度标准值和空气温度的阈值。
[0040]
s2:根据城市的面积和人口数建立相应的城市绿地系统。
[0041]
s201:建立城市外围防护林带,沿着风向依次设置减速导流林带、涡旋净化林带和密集防护景观林带,涡旋净化林带与密集防护景观林带之间设有灌草间隔区。
[0042]
s202:建立生态通风廊道结构,生态通风廊道结构包括设置在主干道上的城市主干道绿化带、设置在与主干道相交的次干道上的次级道路绿化带、城市大中型绿地和水系滨岸绿化带。
[0043]
s203:建立林带分层结构,林带分层结构包括沿着风向依次设置的第一防护功能带、第二防护功能带、导流功能带,所述第一防护功能带与第二防护功能带以及第二防护功能带与导流功能带之间设有稳定缓冲区。
[0044]
s3:设置风热调控系统,在绿化带中安装若干水雾降温机构,在与水雾降温机构重叠区域设置生态通风廊道结构,并在生态通风廊道结构内部安装风向风速传感器,并在生态通风廊道结构的两侧等距离设置若干吸热器。
[0045]
s4:对城市环境的风热指数进行智能调控。
[0046]
s401:通过数据监测系统中的温度传感器和风向风速传感器对当前城市风向信息、风速值和城市温度进行监测,并将监测的结果通过网络传输模块传递至风热参数数据库内,并通过分析对比模块与预设的风热数值进行对比。
[0047]
s402:当监测的数据超过设置的阈值时,通过控制模块启动风热调控系统,风热调控系统中的高压水泵启动,将外部水箱内的水经过水管,并通过雾化喷头喷洒而出,水雾随着空气流动至城市外部,降低风热数值。
[0048]
s403:启动吸热器,对生态通风廊道结构内的热气进行吸收,吸热器吸取生态通风廊道结构处经过的风能裹挟的热能,快速降低该城市风热环境的风热数值。
[0049]
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0050]
1、本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法,通过风向风速传感器能够监测风向信息和风速值,温度传感器监测城市的环境温度,当风速值、风向信息和城市温度超过相应预设阈值时,启动高压水泵,高压水泵将外部水箱内的水通过水管输送至雾化喷头处,雾化喷头能够产生水雾,喷洒至空气中,使得新鲜空气中含有水汽,水汽在环境高温中蒸发后迅速带走热量,同时启动吸热器,将经过风道的热能吸收,实现智能调控城市风热环境,调控方便,提高生态生态通风廊道结构对城市热风环境的的改善效果,当城市风热指数在阈值范围内时,通过生态通风廊道结构、防护林带和林带分层结构对城市进
行通风,改善城市的风热环境,当超过阈值时,则启动风热调控系统,对城市环境温度进行调控,保证了城市环境的风热数值始终处在阈值范围内,保证了市民的城市生活环境的舒适度,减少了资源的消耗。
[0051]
2、本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法,设置的生态通风廊道结构、防护林带和林带分层结构,调控气流,加快水、气和绿等之间的空气热交换,优化城市的风热环境,一方面能够形成城市风道,另一方面又能够作为城市外围的防风屏障,可以达到改善城市局地小气候,起到降温、增湿和降尘的作用,生态通风廊道结构对处理现在的高温热浪、空气污染、雾霾频发以及城市热岛效应加剧等气候问题有直接的作用,生态通风廊道结构还可以促进城市空气循环,降低空气污染,从而改善城市通风环境,提升了城市整体通风能力,进一步改善了城市的风热环境,使市民拥有舒适健康的城市生活环境。
附图说明
[0052]
图1为本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统的整体示意图;
[0053]
图2为本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统的整体系统模块图;
[0054]
图3为本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统的工作流程示意图;
[0055]
图4为本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统的调控流程示意图。
[0056]
图中:1、风热参数数据库;2、网络传输模块;3、分析对比模块;4、控制模块;5、城市绿地系统;6、数据监测系统;7、风热调控系统。
具体实施方式
[0057]
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0058]
实施例一
[0059]
参阅图1-图4,一种基于人工智能的城市风热环境调控系统,包括建立城市环境的风热参数数据库1,所述风热参数数据库1包括:
[0060]
确定适宜的城市风热数值,设置相应的阈值,并将该数据储存在风热参数数据库1内,同时根据城市的面积和人口数建立相应的城市绿地系统5,城市绿地系统5包括生态通风廊道结构和防护林带,生态通风廊道结构的路面为透水型路面,生态通风廊道结构两侧的绿化带中的水雾降温机构对称布置,雾化喷头的雾化出口呈倾斜向上布置,生态通风廊道结构分为一级通风廊道和二级通风廊道,当与城市夏冬季主导风向夹角小于30
°
、廊道宽度不小于50m、长度不小于2500m,则为一级通风廊道,若与城市夏冬季主导风向夹角小于50
°
、廊道宽度不小于30m、长度不小于1500m,则为二级通风廊道,生态通风廊道结构对处理现在的高温热浪、空气污染、雾霾频发以及城市热岛效应加剧等气候问题有直接的作用,生态通风廊道结构还可以促进城市空气循环,降低空气污染,从而改善城市通风环境,进一步改善了城市的风热环境,使市民拥有舒适健康的城市生活环境,防护林带设置在环城公路外围或城市与乡村交接处的城市群的外围,生态通风廊道结构包括设置在主干道上的城市主干道绿化带、设置在与主干道相交的次干道上的次级道路绿化带、城市大中型绿地和水
系滨岸绿化带,生态通风廊道结构和防护林带交汇处设有林带分层结构。城市主干道绿化带包括设置在主干道两侧的路侧绿化带以及设置在主干道中间的路中绿化带,次级道路绿化带在次干道入口靠近主风向来风方向一侧种植有大冠幅的大型乔木,水系滨岸绿化带为沿水系两侧且与水岸线垂直设置的道路绿化带,道路绿化带从入口处向道路内部设置过渡带,过渡带的植物种植高度逐渐增大,植物种植密度逐渐提高,生态通风廊道结构和防护林带交汇处设有林带分层结构,林带分层结构包括沿着风向依次设置的第一防护功能带、第二防护功能带、导流功能带,第一防护功能带与第二防护功能带以及第二防护功能带与导流功能带之间设有稳定缓冲区,并在城市绿地系统5内安装数据监测系统6和风热调控系统7。
[0061]
通过数据监测系统6对当前城市进行风热环境的数据进行监测,并将监测的结果通过网络传输模块2传递至风热参数数据库1内,并通过分析对比模块3与预设的风热数值进行对比,数据监测系统6包括温度传感器和风向风速传感器,城市风热数值包括空气温度、风速和风向,空气温度的标准设置为28℃-33℃,风速包括一级风速和二级风速,一级风速是指每秒风速为0.8米至5.2米,二级风素是指每秒风速为5.3米至12米,空气温度的阈值设置为温度大于33℃,风速小于每秒0.8米,风向监测主要是监测风向是否朝向城市,风向风速传感器监测城市通风廊道的风速值和风向信息,温度传感器监测城市通风廊道内的温度。
[0062]
具体的,数据监测系统6还包括:
[0063]
温度信息统计模块,用于统计在当前城市中单位时间内的温度数值并汇总,通过统计学原理绘制成单位时间内的温度变化曲线,对单位时间内的温度变化曲线进行分析,获取对应的温度变化数据,并将温度变化数据通过网络传输模块2传递至风热参数数据库1内;
[0064]
风速信息统计模块,用于统计在当前城市中单位时间内的风速值和风向信息值,并通过统计学原理绘制成单位时间内的风速变化曲线和风向变化曲线,对单位时间内的风速变化曲线和风向变化曲线进行分析,获取对应的风速变化数据和风向变化数据,并将风速变化数据和风向变化数据通过网络传输模块(2)传递至风热参数数据库1内;
[0065]
第一信息分析模块,用于对温度变化数据进行分析,获取当前城市在单位时间内的温度平均值,并将当前城市在各个单位时间内的温度平均值通过分析对比模块3与温度预设阀值进行比较,获取温度标准偏差,
[0066]
第二信息分析模块,用于对风速变化数据进行分析,获取当前城市在单位时间内的风速平均值,并将当前城市在各个单位时间内的风速平均值通过分析对比模块3与风速预设阀值进行比较,获取风速标准偏差;
[0067]
第三信息分析模块,用于对风向变化数据进行分析,获取当前城市在单位时间内的风向平均值,并将当前城市在各个单位时间内的风向平均值分别通过分析对比模块3与风向预设阀值进行比较,获取风向标准偏差;
[0068]
第一综合判断模块,当温度标准偏差大于预设偏差比例时,控制模块4启动风热调控系统7调整温度值,其中预设偏差比例为3%;
[0069]
第二综合判断模块,当风速标准偏差大于预设偏差比例时,控制模块4启动风热调控系统7调整风速值,其中预设偏差比例为3%;
[0070]
第三综合判断模块,当风向标准偏差大于预设偏差比例时,控制模块4启动风热调控系统7调整风向值,其中预设偏差比例为3%。
[0071]
上述技术方案的工作原理和技术效果为:温度信息统计模块和风速信息统计模块能够将当前城市中是温度变化、风速变化和风向变化的信息数值实时记录,不间断记录和统计,形成一个庞大的数据库,即风热参数数据库1,上述风热参数数据库1的信息能够对当前城市的风热信息实现最全面的掌握,可供分析和预测。
[0072]
通过第一信息分析模块、第二信息分析模块和第三信息分析模块分别对于温度、风速和风向信息进行统筹分析,获得单位时间内的数据平均值,由于单位时间可以设定成一定的时间间隔,比如1分钟算一个单位时间,或者5秒算一个单位时间,或者10分钟算一个单位时间,通常在单位时间内温度、风速和风向的变化不大,计算出来平均值后再进行进一步分析,可以大大降低分析的工作量,也能够实现全面的掌握风热情况。
[0073]
标准偏差是统计结果在一个时间段内误差上下波动的幅度,将预设温度阀值、预设风速阀值和预设风向阀值(可总结成为预设风热阀值)作为参考标准,当单位时间内的风热数值的平均值与预设温度阀值、预设风速阀值和预设风向阀值的误差上下波动的幅度在可接受范围内时,即小于预设偏差的数值时,可以认定为当前城市的风热波动程度在可接受范围内,不需要人工干预和调整,当这种偏差大于预设偏差的数值时,可以认定为当前城市的风热波动程度已经超出了可接受范围,需要人工干预和调整,这个时候通过控制模块4启动风热调控系统7进行针对性调整,可以达到较好的调整效果。而且温度、风速和风向分别调整,可以提升调整的针对性和调整的效果。
[0074]
当监测的数据超过设置的阈值时,通过控制模块4启动风热调控系统7,风热调控系统7包括吸热器和水雾降温机构,水雾降温机构分成两组,分别通过控制模块4启动,水雾降温机构包括水箱、雾化部和风向风速传感器,水箱与外部水源相连通,雾化部包括高压水泵、水管和雾化喷头,风向风速传感器通过导线与高压水泵连接,高压水泵的输入端与外部水箱相连通,高压水泵的输出端与水管连接,水管呈竖直状布置,雾化喷头沿水管长度方向布置,且至少一个雾化喷头的设置高度处于生态通风廊道结构的风速流动层中,雾化喷头的雾化区域与生态通风廊道结构存在重叠区域,吸热器设置在生态通风廊道结构的两侧,吸热器吸取生态通风廊道结构处经过的风能裹挟的热能,起到一个降低风热数值的作用,风热调控系统7对城市内的风热数值进行调控降低。
[0075]
具体的,数据监测系统6中当监测的数据超过设置的阈值时,通过控制模块4启动风热调控系统7对于风热数值进行调整,具体包括以下步骤:
[0076]
首先,第一信息分析模块、第二信息分析模块和第三信息分析模块通过以下公式计算单位时间内的温度平均值单位时间内的风速平均值和单位时间内的风向平均值:
[0077][0078]
其中,t为时间,单位是秒;n为大于1的自然数,当t=n时代表时间为n秒,qi为第i个温度值,vi为第i个风速值,pi为第i个风向值,i为大于等于1的自然数;
[0079]
其次,分析对比模块3通过以下公式计算温度标准偏差s1、风速标准偏差s2和风向标准偏差s3:
[0080][0081]
其中qm为温度预设阀值,vm为风速预设阀值,pm为风向预设阀值,t为时间,n为大于1的自然数;
[0082]
最后,第一综合判断模块、第二综合判断模块、第三综合判断模块将温度标准偏差s1、风速标准偏差s2和风向标准偏差s3与预设偏差比例进行比对,当温度标准偏差s1、风速标准偏差s2和风向标准偏差s3的数值大于3%时,通过控制模块4启动风热调控系统7调整相应的数值;
[0083]
否则,控制模块4不启动风热调控系统7对风热数值进行调整。
[0084]
上述技术方案的工作原理和技术效果为:通过针对性数据分析和计算步骤能够对于当前城市中的温度、风速和风向的变化曲线或者变化程度进行准确的把握和调整,通过整体监控的方式和针对性调整的技术方案,只有风热数值的偏离情况超出了可接受的程度才进行针对性调整,例如,早上五六点或者下午两三点左右或者某些大风天气或者暴雪天气,使得城市风热数值超出了可接受程度,该可接受程度指的让市民不再感觉舒适的程序,这个时候进行调整,不仅可以降低过多干预的成本和工作量,也能够确保当前城市的风热数值满足需要,让市民拥有舒适健康的城市生活环境。
[0085]
一种基于人工智能的城市风热环境调控的方法,包括以下步骤:
[0086]
s1:建立城市环境风热参数数据库1。
[0087]
s101:选取数个不同的待测区域,在待测区域内选取的代表性空间作为测点空间,监测当前城市环境的风速,得到当前测点的城市风速环境数据,并将将风速设置为一级风速和二级风速,一级风速是指每秒风速为0.8米至5.2米,二级风素是指每秒风速为5.3米至12米。
[0088]
s102:将测得的风速数值进行分类后储存至热风参数风热参数数据库1内,并设置相应的空气温度标准值和空气温度的阈值,空气温度的标准范围设置为28℃-33℃,阈值设置为环境温度大于33℃,风向监测主要是监测风向是否朝向城市。
[0089]
s2:根据城市的面积和人口数建立相应的城市绿地系统5。
[0090]
s201:建立城市外围防护林带,沿着风向依次设置减速导流林带、涡旋净化林带和密集防护景观林带,涡旋净化林带与密集防护景观林带之间设有灌草间隔区,减速导流林带选用速生杨和泓森槐等,具有一定的耐风沙和耐贫瘠的作用,方便在贫瘠地区迅速建成防护林体系,涡旋净化林带采用乔木、灌木和草本地被植物,乔木、灌木和草本地被植物间隔种植,乔木成林后树高为10~15m,灌木高度为1.0~1.6m,为耐阴树种,地被植物高度小于0.2m,涡旋净化林带主要用于对来风进行一级净化,滞留和清除大部分沙尘,密集防护景观林带为高大乔木,具有抬升气流的作用,在林带背面形成静风区,从而在背面的公路形成一个气流稳定的区域,保护行车安全。
[0091]
s202:建立生态通风廊道结构,生态通风廊道结构包括设置在主干道上的城市主干道绿化带、设置在与主干道相交的次干道上的次级道路绿化带、城市大中型绿地和水系滨岸绿化带,主干道绿化带、次级道路绿化带、城市大中型绿地和水系滨岸绿化带的种植密度呈逐渐减小的趋势,从而形成一个空气导流带,方便将城市的热风生态通过生态风廊道
结构输送至城市外部,提高通风降温功能。
[0092]
s203:建立林带分层结构,林带分层结构包括沿着风向依次设置的第一防护功能带、第二防护功能带、导流功能带,第一防护功能带与第二防护功能带以及第二防护功能带与导流功能带之间设有稳定缓冲区,第一防护功能带为多排种植的乔木,第二防护功能带为种植在乔木林隙内的灌木,不仅提升了城市的通风效果,而且还能吸附和净化外来风中所夹带的一部分风沙和灰霾。
[0093]
s3:设置风热调控系统7,在绿化带中安装若干水雾降温机构,水雾降温机构分成两组,分别通过控制模块4启动,在与水雾降温机构重叠区域设置生态通风廊道结构,并在生态通风廊道结构内部安装风向风速传感器,通过风向风速传感器检测城市的风向风速,并在生态通风廊道结构的两侧等距离设置若干吸热器,吸热器吸附城市的热量,起到一个降温的作用。
[0094]
s4:对城市环境的风热指数进行智能调控。
[0095]
s401:通过数据监测系统6中的温度传感器和风向风速传感器对当前城市风向信息、风速值和城市温度进行监测,并将监测的结果通过网络传输模块2传递至风热参数数据库1内,并通过分析对比模块3与预设的风热数值进行对比,并将测得结果进行分类,确定风速值为一级还是二级,当前环境温度是否超过预设的环境温度阈值33℃。
[0096]
s402:当环境温度超过33℃,风速值为二级,风向为从城市向外吹时,则启动吸热器,通过控制模块4启动吸热器,对生态通风廊道结构内的热气进行吸收,吸热器吸取生态通风廊道结构处经过的风能裹挟的热能,快速降低该城市风热环境的风热数值,再通过当前风力将环境的热量通过生态通风廊道结构吹至城市外部,对当前城市温度进行调控。
[0097]
s403:当检测的温度超过33℃,风速值为一级,风向为从城市向外吹时,则通过控制模块4同时启动吸热器和其中一组水雾降温机构,吸热器吸取生态通风廊道结构处经过的风能裹挟的热能,快速降低该城市风热环境的风热数值,高压水泵启动,将外部水箱内的水经过水管,并通过雾化喷头喷洒而出,水雾和热量随着空气流动至城市外部,降低风热数值,当检测的温度超过33℃,风速值不论为一级或者二级时,且风向为从外部向城市吹时,则通过控制模块4同时启动吸热器和两组水雾降温机构,吸热器吸取生态通风廊道结构处经过的风能裹挟的热能,快速降低该城市风热环境的风热数值,高压水泵启动,将外部水箱内的水经过水管,并通过雾化喷头喷洒而出,水雾和热量随着空气流动下落至绿化带内,绿化带的植物对水雾中的热量进行吸收,起到对环境温度进行调控的作用。
[0098]
综上所述,本发明的一种基于人工智能的城市风热环境调控系统及方法,风向风速传感器能够监测风向信息和风速值,温度传感器监测城市的环境温度,当风速值、风向信息和城市温度超过相应预设阈值时,启动高压水泵,高压水泵将外部水箱内的水通过水管输送至雾化喷头处,雾化喷头能够产生水雾,喷洒至空气中,使得新鲜空气中含有水汽,水汽在环境高温中蒸发后迅速带走热量,提高生态生态通风廊道结构对城市热风环境的的改善效果,设置的生态通风廊道结构、防护林带和林带分层结构,调控气流,加快水、气和绿等之间的空气热交换,优化城市的风热环境,一方面能够形成城市风道,另一方面又能够作为城市外围的防风屏障,可以达到改善城市局地小气候,起到降温、增湿、降尘的作用,设置的生态通风廊道结构对处理现在的高温热浪、空气污染、雾霾频发以及城市热岛效应加剧等气候问题有直接的作用,生态通风廊道结构还可以促进城市空气循环,降低空气污染,从而
改善城市通风环境,进一步改善了城市的风热环境,使市民拥有舒适健康的城市生活环境。
[0099]
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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