基于通风与污染防控的临港街区空间优化研究

为提升既有街区的微气候,针对临港街区"交通流密集、多污染物叠加、污染物浓度大"的特性。选取天津典型临港街区为研究对象,利用CFD模拟的研究方法,厘清建筑平面布局-高宽比与风环境的关系,确定多种类建筑组合形式"点群式-行列式-混合式"对街区通风和街区空气污染扩散的影响,采用"控制街谷风速+控制建筑与污染源接触面积+明确组团内通风廊道构建的条件+植物配植优化"的优化策略,进行街区尺度控污风环境设计模式的实证探索,以改善街区微气候为目标探索街区生态化的营造方式。     

水平遮阳构件对单侧通风及污染物浓度分布的影响研究

自然通风是改善室内空气质量的有效方法。本文以水平遮阳构件为研究对象,在三种不同高宽比的街谷形态下,研究了5种水平遮阳构件的宽度对临街建筑的单侧自然通风及室外交通污染扩散的影响。笔者通过开源CFD软件OpenFOAM,建立了流场和污染物扩散的三维数值模型。模拟结果表明,水平遮阳构件的宽度与室内换气率的变化率有非常强的相关性,街谷高宽比越小,相关性越强。对于污染物浓度,当街谷高宽比不同时,水平遮阳构件对其影响作用不同。本文通过讨论水平遮阳构件对单侧通风和污染物浓度分布的影响,为设计者在设计水平遮阳时,从风环境及污染扩散的角度提供相关的设计建议与思路。     

商住混合街区PM2.5分布特征及对建筑布局影响——以合肥市滨湖街区为例

PM_2.5是当前影响城市街区空气质量的一种重要污染物,对人体健康有不利的影响。街区中的PM_2.5质量浓度存在显著差异性,而街区形态要素是其重要的影响因素。文章以安徽省合肥市滨湖街区为研究对象,将滨湖街区的建筑布局方式分为条式、行列式、错列式、错落式、点-围合式和混合式共6种类型。通过GIS分析商住混合区的微气候与PM_2.5时空分布特征,采用实测与ENVI-met模拟结合的方法,对简化的街区形态进行比较与评价。结果表明：不同环境特征下的PM_2.5、PM10质量浓度变化呈N型波动;在不同的建筑布局下,随着建筑高度的升高,PM_2.5质量浓度会随之降低。因此,优先推荐建筑布局形式的顺序为：错列式>混合式>行列式>错落式>条式>点-围合式。     

基于空气污染物控制的历史文化街区外部空间形态优化策略研究——以武汉市为例

位于城市中心地区的历史文化街区易受到交通污染的影响,对其空气污染状况的研究可为历史文化街区更新改造提供环境品质提升方面的对策。选取武汉市16个历史文化街区为研究对象,利用数值模拟的方法厘清街区空间形态与空气污染物扩散分布的关系。研究结果表明,影响历史文化街区空气污染物扩散分布的重要因素是街区的街道空间形态与建筑布局。继而基于污染物控制,针对性提出外部空间形态优化策略。     

三维街道峡谷内气流结构和污染物分布的研究

选取三维街道峡谷为研究对象,采用CFD模拟的方法,从来流风速、来流风向、建筑间距、排布方式四个方面,分析三维街道峡谷内的气流结构和污染物的分布情况,结果表明,增加来流风速对街谷内污染物的扩散是有利的,但街谷内的气流结构和污染物的相对分布则不会改变;来流风向的变化对于街谷内气流结构改变较大,同时也对污染物分布有显著影响;随着建筑间距的增加街谷内污染物浓度呈下降趋势,街道污染物对临街建筑的影响取决于不同间距下街谷内的气流结构;不同建筑排布形式下街谷内的气流结构和污染物分布存在明显差异,交错排布相比对称排布而言更不利于街谷内污染物的扩散。     

应对机动车尾气污染的临街建筑控制策略研究——以武汉市中山大道街区为例

街道是城市居民进行室外活动的重要公共空间之一。改善街道环境空气质量,增强居民室外活动的舒适度,有利于居民身体健康。基于计算流体力学的方法,以武汉市中山大道街区为例,考虑三条城市道路污染源及不同季节的风环境,模拟分析中山大道街区尾气扩散效果。研究结果表明,街道1.7m高度处污染物浓度非常高,污染物呈连续性线状分布特征。城市阴角空间、交叉口人行空间、街道迎风面空间受污染相对较轻,而街道步行空间受污染严重。针对以上研究,从临街建筑功能、建筑平面形态、建筑立面形态等方面提出了具体的应对策略。     

广州地区街道微气候模拟及改善策略研究

城市街道是使用频率较高的公共户外空间,良好的物理环境是提高室外行人舒适度的前提条件.以广州4条不同等级和朝向的街道作为模拟对象,利用微气候软件ENVI-met对街道微气候进行模拟计算,发现街谷易形成局部高温区域,优化建筑界面形态可提高街谷风环境.通过提高街谷高宽比、优化建筑界面、增加通风廊道、加强路面透水性、提高绿化遮阳效率等多项城市设计策略协同作用,可以全面地提升街谷及附近街区的环境品质,改善街区整体微气候.     

交通污染下临街建筑自然通风采风口形式探究

应用计算流体力学对交通污染情况下的街道污染物分布和街道临街建筑自然通风情况进行数值计算。以实测数据作为边界条件建立了街道峡谷污染物扩散数学模型,采用街区模拟结果对临街建筑自然通风情况进行模拟计算,分析了建筑表面南风北风高浓度区域四个工况下室外压力、污染物浓度对室内自然通风的影响,并在其中一种工况下对室内自然通风采风口形式进行优化。     

城市街谷热环境数值模拟及规划设计对策

利用街谷动态模型,对典型街谷进行了温度场数值模拟。通过大量的数值分析,比较了街谷高宽比、下垫面材料、街谷走向以及街谷两侧建筑立面形式等一系列街谷设计因素对其热环境的影响。模拟结果定量地揭示了各项因素对街谷热环境的影响方式和影响程度,给出了最佳高宽比的推荐范围,并从数据出发,对当前的一些设计思路提出质疑和修正。     

基于微气候实测的山地城市不同海拔街区空间形态研究——以重庆市主城区为例

山地城市通常因为地形复杂、气候多变使得街区环境中的人体舒适度指标及污染物分布规律很可能与平原城市有较大区别。该文主要对重庆市主城区不同海拔高度的多个住宅街区空间进行了微气候实测,并分析了山地城市不同海拔高度的建筑形态对街区空间的温湿度、人体舒适度及PM2.5浓度的影响特点。通过实验研究,得出以下结论：(1)山地城市夏季不同海拔高度的街区微气候整体特征不同;(2)山地城市夏季对处于同等海拔高度的建筑群的不同街区形态呈现出不同的微气候特征;(3)海拔高度对于街区PM2.5污染物浓度的影响不太显著,但是街区人群活动对污染物的浓度影响较为明显。通过对山地城市街区空间形态的研究,旨在引导合理的山地城市设计,提高山地城市的居民生活舒适度,降低污染,从而为营造健康的城市生活空间提供策略。     

背景风速对上游有阻挡建筑的街谷环境的影响

通过数值模拟针对街谷上游存在阻挡建筑时,研究了不同背景风速下,街谷内速度场和污染物浓度场的变化特征。结果表明,街谷内风速和湍流强度的增加幅度小于背景风速的增大幅度,但背景风速的变化对街谷内的气流流态和分布规律几乎没有影响。在风速和湍流强度的双重影响下,污染物浓度的减小幅度大于风速增加的幅度。因此对于目前的城市街谷来说,可以根据风速的不同对城市交通管理做出相应的调整。     

夏热冬冷地区开放街区气候适应性设计研究

随着城市居住空间需求的急剧扩张,高层高密度小区逐渐发展为不可避免的城市居住模式。由于传统封闭住宅小区引发了一系列社会经济问题,"开放街区"成为现今住宅小区的发展趋势。研究选取上海典型住区为研究对象,采用街区类型设计和计算机数值模拟方式研究建筑布局和绿化形式对开放街区的微气候影响,为优化高密度住宅小区的布局提供参考,并为实际规划方案的评估过程提供优选策略。研究结果表明,在夏热冬冷气候区,围合式开放街区的室外热舒适度高于点式开放街区;建筑垂直绿化对围合式布局的影响程度大于半围合式和点式布局;南立面绿化和东立面绿化在行人高度处会带来更高的热舒适度。     

城市街区热舒适性与空间行为关联性研究

空间形态会影响热舒适性,同时也和环境行为有密切的关联。对于城市街区而言,室外热环境不仅受到区域大气候的影响,也会受到属地微气候的作用,而影响微气候的主要因素是街区形态~([1])。从另一方面看,街区形态包括主次街布局、道路密度、节点形态等特征,这些因素也会对个体的行为判断产生影响,所以,街区形态很大程度上决定了行为活动的分布~([2])。从人体热舒适性和空间行为的相互关联角度出发,结合街区式商业综合体这一典型的城市街区类型,通过"街区原型设计+计算机数值模拟"和"多元线性回归分析+空间叠图"的研究方法,评价室外空间热舒适性和空间行为的相关性。最后分析不同街区形态要素对关联度的影响,讨论如何改变特定形态要素来促进关联度,从而提升街区式商业综合体室外空间的环境绩效。     

影响胶东滨海城市街区微气候的空间形态要素研究

面对当前微气候变化引起的城市街区外部空间环境质量的恶化,本文有针对性地将胶东滨海城市街区形态的和谐循环发展与微气候的制约因素结合在一起,总结胶东滨海城市街区的微气候环境特征,挖掘和提炼胶东滨海城市街区的地形特征、空间结构、建筑布局及开放空间等空间形态要素与微气候风环境的关联因子,并加以分类、梳理、分析、归纳。在尊重、顺应、改善、优化微气候的前提下研究城市滨海街区空间形态建设中的可持续发展问题。     

基于风环境评价的滨水区空间形态控制方法研究——以西安市浐灞半岛居住区为例

随着社会进步以及人们生活水平日益提高,人们对于城市的环境品质有了更高的要求。城市滨水街区环境和滨水通风廊道关系密切,需要评价滨水居住区的风环境影响。本文总结风环境相对舒适度评价方法,构建了滨水区公共空间优化框架,并以浐灞半岛居住区为例,实测研究滨水街区风环境,结合CFD模拟技术分析,对滨河街区高宽比、建筑布局、街道界面等空间要素提出控制和指导要求。     

湿热地区街区式商业建筑空调负荷模拟研究

街区式商业是我国体验型消费经济发展中一种重要的商业开发模式,街区式商业能够为顾客提供丰富的空间环境变化的体验和更加开放便捷的空间体系。但空气渗透量的大幅增加,也成为空调能耗的关键因素。本文通过对空气渗透量的理论推导,并采用Energyplus能耗模拟软件对街区式商业模式和集中式商业模式的空调负荷进行模拟,分析对比在不同出租率的条件下,街区式商业和集中式商业建筑的空调负荷。通过分析对比表明:①街区式商业以其灵活的经营管理优势,在建筑整体负荷上相对于传统的集中式商业建筑有一定的优势,负荷降低幅度在10%以上;②街区式商业日常运营中,冷空气外渗造成的负荷比例较高,运营部门需控制好冷空气外渗负荷;③街区式商业室外公共区域的热环境对建筑能耗有较明显的影响。     

住宅布局对城市风能利用影响的数值模拟研究

以某住宅建筑群室外风速场研究为例,通过建立室外风场的数学和物理模型,应用专业CFD软件FLUENT,综合分析住宅建筑群两种行列式和错列式布局形式的室外风速分布情况和风能利用潜力。研究表明,建筑布局对风能分布有很大影响,行列式布局的楼间风大于错列式,而错列式布局的楼顶风能优于行列式。使用数值模拟方法对优化建筑布局来优化室外风环境和提高城市风能利用率有着显著的指导作用。     

广州生活性街谷热环境数值模拟研究与设计

针对广州生活性街谷,在实地调研基础上,开展街谷热环境的数值模拟正交试验。研究结果表明:早中晚三时段走向对街谷热环境的贡献率较大,其次为高宽比和绿化,表面铺装的贡献率最小;最优街谷走向为东南-西北走向,高宽比取大为好,建筑高度统一较高低均布好;绿化的贡献率早晚小,中午大,早晚绿化覆盖率取小为好,中午绿化覆盖率取大为好(尤指支路级街谷);南北走向在晚上优于东西走向,其他时间东西走向优于南北走向;高宽比和走向的交互作用对街谷热环境有影响,但影响不大。通过寻优得到街谷热环境最优设计方案,结果显示,最优方案为较大高宽比的东西-南北走向街谷,减少辐射得热和增大风速是街谷热环境优化的主要方面。以热不满意率≤36%为设计目标,结合实际定量给出广州生活性街谷的优选设计方案和优化设计建议。     

天津某历史风貌街区风环境分析

历史风貌街区由于布局紧凑往往内部通风条件不佳。阐述天津市先农商旅区二期项目的风环境分析和优化设计案例:应用计算流体力学(CFD)模拟方法建立模型,对过渡季、夏季、冬季室外风环境进行模拟;根据模拟分析结果,对历史风貌街区改扩建部分的建筑布局和通风廊道进行优化,从而提高了场地内的自然通风条件。这些对历史风貌街区的改造布局有一定指导作用。     

哈尔滨城市街区形态影响建筑能耗的尺度识别和机制探析

以严寒地区代表性城市哈尔滨为研究对象,从明晰城市街区形态和建筑能耗的研究范畴出发,以影响严寒地区建筑能耗的街区形态尺度识别为基础,通过建筑能耗模拟与统计学分析方法,判定了影响建筑能耗的街区形态指标,并探讨了各指标对建筑能耗的影响程度和影响机制。研究结果表明：以建筑平面的几何中心为圆心、100 m长为半径的街区形态尺度对建筑能耗影响最为显著;街区的建筑密度、容积率、建筑平均高度、道路高宽比、绿地率和周边建筑外墙总表面积对建筑能耗具有不同程度影响。据此,在建筑节能导向的街区形态设计和街区形态的建筑节能适宜性评估两方面,对研究结论在规划实践中的应用进行了相应思考。