高层住区风环境优化策略研究

针对高层住区不当的建筑布局形式导致的恶性气流问题,进行户外空间风环境优化策略研究。利用FLUENT软件模拟不同布局形势下气流的流动特点,并用图示语言阐释减弱不良风效应影响的优化策略。最后,对案例住区进行优化设计,通过分析风速实测数据和计算机数值模拟的结果,探索改善高层住区风环境的对策。     

基于风环境模拟的双鸭山已建住区绿化布局优化策略研究

为了改善住区生活品质及提高室外风环境舒适度,以行列式布局的住区为研究对象,采用实测与计算机数值模拟相结合的研究方法,利用ENVI-met三维微气候数值模拟软件搭建模拟平台,模拟分析住区现存风环境问题及产生的原因并提出优化策略,此外运用计算机数值模拟方法验证策略的合理性。最后归纳总结出通过调整绿化设计优化住区风环境的景观策略,以期为后续住区绿地规划设计及住区风环境研究提供思路。     

滨江特征评价下的杭州高层住区建筑布局

现有滨江高层住宅区规划设计主要以景观朝向为导向,缺乏滨江两种特征评价下的高层住宅区布局研究。通过CFD模拟和景观分析法,采用风速比与景观获得率指标对滨江高层住区布局形式进行评价分析。以期为滨江高层住区设计提供同时满足最优景观获得率与舒适室外风环境的建筑布局策略。     

合肥市环城公园对旧城区风环境影响研究

旧城区由于普遍存在绿地率低、建筑密度高等问题,对风环境研究极具紧迫性。以合肥市环城公园旧城区为研究对象,选取逍遥津公园、包河公园、杏花公园及其周边环境为例,采用CFD技术模拟场地风环境,探究影响合肥市旧城区风环境的各项空间组合要素。结果表明:(1)旧城区平均风速在0.57 m/s,明显低于合肥市平均风速;(2)杏花公园地块风环境最好,逍遥津地块建筑群组对风环境阻碍明显,包河公园地块静风区面积最大;(3)旧城区风环境主要影响因素为环城公园绿地和水体、建筑群的空间组合方式、建筑与风向之间的夹角、建筑单体形态。最后将城市公园绿地环境效应和建筑布局综合研究,基于原有旧城肌理,提出改善旧城区风环境的建筑布局与绿地布局策略,为旧城区风道规划与更新方式提供了新思路。     

天津市混合住区风环境评价与优化策略研究

存量更新背景下,城市老城区中出现了大量高层与多层相邻的混合型住区,为应对混合住区复杂多变风环境带来的健康、安全与舒适性问题,依据天津市地理气候特征,构建基于行为舒适度、空气质量舒适度和热舒适度在内的风环境综合评价体系与方法,计算得出天津市冬季舒适风速阈值为1.5～4.4 m/s,为定量化评价住区风环境舒适度提供依据。采用计算流体动力学(CFD, Computational Fluid Dynamics)模拟技术,以天津市为例对3种工况下的16类典型混合住区进行风环境模拟。依据风环境评价体系,采用控制变量法对模拟结果进行定量化的对比分析,识别不同布局模式下的住区风环境特征与问题,研判空间布局对近地面风环境的影响机制。从空间布局与场地设计两方面提出混合住区近地面风环境优化策略,并构建风环境管控体系,以提升理论研究成果的可应用性、可操作性。     

不同容积率的城市住区风环境模拟比较分析——以赣州市为例

快速的城市化,居民环境意识的提高,人们越来越关注影响自身生活质量的小区室外环境;而小区的室外风环境是小区环境的重要组成部分。从目前对住区风环境的研究成果和要素来看,更多的研究只单纯从风环境模拟技术的角度,又或是单一地从风环境影响要素进行研究,系统性不够。因此,探索不同布局形式下住宅小区容积率与其风环境的关系,是住区环境研究的重要方向。从实验成本、成果周期、表现方法、应用程度等方面综合考量,选用计算机数值模拟方法进行研究。依据前人的研究成果,将城市住宅小区分为4种典型的布局模式:错列式、行列式、围合式、点群式;通过实地调研收集众多赣州中心城区住宅小区的平面图、容积率、建筑密度、户型等基础资料后,综合考虑日照间距、防火间距和卫生距离等要求,结合各布局模式的空间特点,抽象归纳总结得到4种建筑高度下4种典型布局的16种接近极限的容积率住宅小区理想化空间布局模式,作为模拟研究的实验模型。依据赣州市区的气象数据,来设置模拟的具体环境参数,借助CFD数值模拟技术手段进行模拟研究;以小区人行高度处的风速、风速频率作为评价标准,得到各住宅小区的风环境数据;通过对模拟数据的统计和分析,总结得出容积率与小区室外风环境的定量和定性关系,发现小区的平均风速与建筑容积率、建筑密度存在抛物线性关系,小区的最大风速与建筑容积率、建筑密度存在线性正相关,小区最大风速都与建筑高度呈线性正相关;进而对不同容积率的城市住宅的风环境进行评价,得到一个不同布局形式下不同容积率的风环境评价表,供规划设计人员参考选用。在规划建设中给出住宅容积率和空间布局的具体策略及建议,以便在住宅小区设计的初级阶段,就做好小区方案的风环境评价分析,及时发现对风环境的不利因素,进而修改规划设计,以改善住宅小区的室外通风环境。     

城市风道对狭长地块单元入口风环境的影响研究

为研究狭长地块两侧城市风道对地块中小区单元入口风环境特征的影响，以某严寒城市小区为研究对象，通过现场实测收集实际风环境数据，再以计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)为技术支持，使用fluent软件模拟单元入口风环境，借助实测数据验证模型。之后提取城市风道的影响因子为变量，分别进行单一变量和多变量风环境模拟，定量研究不同因子对入口风场特征的影响。最终以营造良好风环境为目的，提出相应优化策略，为住区规划设计提供相应参考。     

室外风环境实测及PHOENICS模拟对比分析研究——以徐州高层小区为例

基于对阿尔卡迪亚小区和紫金东郡小区室外风环境的实测和结果分析,研究了徐州高层建筑室外风环境问题,并在分析高层住区建筑规划设计对室外风环境的影响之后,总结相关优化设计策略。通过中国气象数据网获取实测时间段内室外风速平均值和主导风向,利用软件模拟室外风环境并评价结果。通过对比软件模拟结果与实测结果,得出实测结果与软件模拟结果具有关联性;在相同的室外风环境条件下,所得各测点风速大小规律基本吻合。     

住区规划布局对其通风环境及节能效果的影响研究——以桂林市居住小区为例

从住区布局形式、道路组织、建筑间距三者出发,借助ECOTECT模拟软件对住区的风速、风向、风压等进行分析,并结合实际能耗数据,对规划布局与风环境及住宅能耗的相关性进行研究。研究发现,住区风环境与住区能耗存在一定影响关系,通过风环境对住区微气候环境的改善,能对室内人居能耗行为产生积极影响。同时,采用南北行列式布局、合理利用道路及周边开敞空间对住区通风散热有利,而底层架空设置及高层建筑的狭管风效应会对建筑局部能耗产生不利影响。     

基于热环境模拟分析的滨河住区建筑布局研究

城市河流对住区热环境具有显著的改善作用。以深圳气候条件为参考,探讨河流与建筑布局对滨河住区热环境的影响,对改进滨河住区布局,提高住区热环境舒适性有重要作用。研究运用CFD模拟技术方法,分析在不同建筑布局模式下,基于河流影响的住区温度、相对湿度和风速的变化情况;以标准有效温度SET*为评价标准,探讨滨河住区建筑布局与热舒适的关系;基于河流产生的良好微环境气候效应,对住区建筑布局提出优化方法,为营造生态、舒适的滨河住区环境起到重要作用。研究表明,减小建筑面向盛行风的垂直投影面积、创造利于河流风向的通风降温廊道、以及营造相应的住区开敞空间等,是改善滨河住区热环境舒适性的主要建筑布局方法。     

基于空气动力学模拟的城市绿地局地微气候效应研究

在城市社区2km内尺度上,应用计算流体力学(CFD)空气动力模拟软件,融合绿地生物特征解释式,设置城市近地面层典型气候条件,模拟社区建筑群与绿地之间的局地微气候风温效应场景。模拟实验结果证实,绿地与建筑区域之间的气候效应与其布局方式密切相关,绿地格局的变化会引起区域微气候风温环境的变化。正是由于不同空间格局绿地营造的不同微气候环境,因而不同规划设计方案对生境状况的影响也有所不同。从模拟结果来看,在绿地的不同布局环境中,绿地与建筑区之间微气候的风速大小、风场分布及温度分布都有一定的规律性,其定量关系是可以通过一定的技术方法来确定的。     

典型住区形态下的风环境评估——以北京为例

随着城市化进程加快,许多城市环境质量堪忧,风环境的改善可有效地促进空气污染物的扩散降减和抑制城市热岛效应的形成。文章通过城市住区形态参数化研究和CFD模拟来研究风环境和街区形态的耦合关系。选取了北京市10种典型的住区进行城市形态参数化归纳,通过数值模拟,对各组模型在均一化来风初始条件下的不同高度平面的平均风速、湍流强度、2m高度低风速区占比等风环境参数进行了统计分析,发现了一些影响近地面(<20m)风环境的重要的城市形态参数。论文有助于揭示街区形态对城市风环境的影响规律,提出的基于风环境的住区形态规划设计建议,有利于选择合适的街区形态以促进近地面高度的空气污染物降减,为未来城市住区营造良好通风环境提供规划建议和参考。     

基于句法和数值模拟的可认知空间风环境优化

在规划设计阶段,少有学者关注住区可认知空间风环境的模拟与优化。为更加贴近住民对于室外活动空间的风环境需求,研究结合江南水都住区的案例,提出基于句法和数值模拟的可认知空间风环境优化方法。首先,基于句法变量定位出住区可认知空间,基于数值模拟技术模拟出住区室外风环境,从而模拟出住区可认知空间风环境,模拟结果表明,规划方案中有23%的可认知空间风环境区域有待改善;其次,尝试通过底层架空、建筑布局优化及增加风口等措施,优化可认知空间风环境并提出优化方案;最后,对优化方案进行可认知空间风环境模拟,模拟结果表明,可认知空间风环境有待优化的区域由23%减少为5%,优化措施和优化方案较好地改善了住区可认知空间风环境。     

城市住区室外通风与空气负离子浓度评测研究

选取合肥市东南区域典型居住区为研究对象,运用CFD数值模拟和室外实地观测相结合的研究方法,量化模拟了夏冬两季住区室外环境的风速图,并分析了其模拟通风状况;在此基础上得到了住区内不同环境的通风特征,包括建筑布局、空间形态、建筑密度、交通路网、植物绿化等对通风的影响;再根据模拟参数,在住区内选取样点实地观测了不同环境特征下的住区夏冬两季的空气负离子和风速、温度、相对湿度以及空气正离子等数据,探索了住区室外环境中空气负离子浓度与风速、温度、湿度和空气正离子之间的相关关系。同时进一步整理了近4万个有效数据应用于空气负离子和风速的时空分布研究,推导出夏季风速与空气负离子的线性回归方程,并运用偏相关分析,得出城市住区环境中空气负离子与风速呈极显著负相关,给出了线性回归方程Y=-0.001X-0.003。最后结合建筑布局的组合、开敞空间的设计和线性道路的组织等分析了空气负离子和风速的分布规律,用以说明评价住区室外环境通风状况的可行性,为今后城乡规划和建筑设计提供科学依据和设计思路。     

赣州某沿江住区风环境特征及其优化策略研究

以改善城市风环境质量为目标,通过赣州市某沿江建成小区风环境实测数据结合PHOENICS模拟,通过软件对近地面开展无植栽状态下模拟,从中选取6处典型点位,实测记录距地面1.5 m处的平均风速,并与模拟数据比较,探究居住区风环境系统构建与规划设计要素之间的关联关系。基于研究结论,探究各要素对风环境的影响幅度,并提出相应的改进措施。     

严寒地区住区室外风环境数值模拟研究

该文立足于优化建筑小区规划设计的理念,利用CFD软件模拟严寒地区住区在冬、夏季主导风向下的绕流风场,得到住区内人行高度处的风场分布,然后依据相关规范对小区的风环境进行了详细的分析,提出了有助于严寒地区小区规划的措施与建议.     

基于风环境的高层与周围低层、多层建筑的布局方式选择

居住区高层建筑与低层建筑之间存在相互影响的作用,为选择最优的布局方式改善居住区夏季通风条件,文章运用数值模拟的方法,对同一地块3种不同布局方式的风环境进行模拟,并通过模型内部观测点,着重分析出入口、休息区及住区周边街道等区域,运用相对舒适度评估标准对结果进行评价。对比分析表明3种不同布局中,高层建筑布置在住区四周对住区内部有较强的遮挡作用,引起周围道路风速增加,住区内部风速减小;高层建筑在住区两侧的风速情况优于高层建筑在住区中部的风速情况。     

建筑物架空设计对室外风环境的影响研究

建筑形体设计对建筑室内外风环境有很重要影响,而架空设计是改善室外风环境的手段之一。将计算流体力学(CFD)模拟与建筑设计相结合,能够更好地为建筑设计提供依据,优化建筑设计方案。通过CFD模拟,探究西交利物浦大学中心楼在有无架空及不同架空高度对建筑周边人行高度风环境的影响。结果表明,建筑架空设计对建筑周边高度1.5 m处的风环境有良好的提升作用。对于案例和类似高度的建筑而言,架空高度在2.4～3.0 m时,架空设计能够提升建筑迎风区1.5 m人行高度的风速大小,当架空设计高度在3.0 m以上时,架空设计对建筑迎风区1.5 m高度处风速大小影响较小。     

沿海城市住宅小区风环境研究

随着城市的飞速发展,住宅小区风环境问题日益突出。沿海地区受海陆风影响明显,全年风速一般较大,其住宅小区的风环境研究需特别考虑。本文通过IECM CFD10.0建立数值风洞,采用SSTK-ω湍流物理模型求解住宅小区内风速的方法来研究某沿海城市住宅小区的群体建筑风环境。研究表明,数值方法能准确模拟小区风流场,建筑布局和来流方向对小区风环境影响明显,可结合城市风玫瑰图合理规划建筑布局。采用数值方法,可以对己建小区提出措施改进不良风环境,还可以指导、优化未建小区的规划与设计,以营造健康舒适的居住区微气候环境。     

建筑高度对周围风场环境影响的数值模拟

建筑风环境作为建筑节能设计的一个重要方面,其对于区域气候与局部微气候的影响都不容忽视。本文应用基于RNG k-ε模型的CFD软件数值模拟研究不同的建筑高度差对建筑周围风场环境的影响,揭示有利于风流动的建筑因素,为进一步的住区建筑规划提供思路。模拟结果显示,在来流风速一定双体建筑高度差不同时,建筑间谷区风速与形成涡旋的中心位置和大小均不同。