建筑布局对住宅小区风环境的影响探究

随着我国城市化建设进度不断加快,我国越来越重视住宅小区的风环境问题,并不断提高了对改善住宅小区风环境的投入成本,却一直未能找到有效解决住宅小区风环境问题的措施和方法。而建筑布局作为形成住宅小区风环境的主要因素,通过研究建筑布局对住宅小区风环境的影响作用,对改善住宅小区风环境有着至关重要的影响作用。鉴于此,本文就针对建筑布局对住宅小区风环境的影响进行深入研究,希望能为改善住宅小区风环境提供有效参考依据。     

探讨住宅群体布局对风环境影响的数值模拟

以某住宅小区风环境研究为例,综合分析住宅建筑群两种行列布局的室外风环境情况,通过建立室外风环境的物理和数学模型,应用专业CFD软件FLUENTAIRPAK对其进行科学专业的探讨研究。研究表明,使用数值风洞模拟方法对住宅小区的风环境进行评价研究,对利用建筑布局改善室外风环境有着显著的指导作用和重要意义。     

住宅小区风环境规划设计研究

选择某“十字形”建筑形态的住宅小区为研究对象,设置影响住宅小区风环境的3个规划设计要素:建筑布局、建筑间距和建筑朝向,并各设3个变化水平。以距地面1. 5m高度处舒适风面积比为评价指标,通过正交试验和数值模拟的方法得到了住宅小区风环境规划设计中,使得建筑风环境中风速分布相对最舒适的3个规划设计要素的最优方案。     

基于室外风环境CFD模拟的住宅小区设计策略

CFD模拟是建筑风环境研究的重要方法。基于住宅小区空间布局及风环境特性,以寒冷地区围合式住宅小区简化模型的CFD风环境模拟为例,阐述室外风环境的模拟方法。通过比对风环境模拟结果,及时评价优化住宅小区空间布局设计,确定最优规划布局方案。同时,提炼总结了一套基于室外风环境数值模拟的住宅小区规划设计工作流程和方法。     

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。     

街区尺度建筑布局对通风性能的影响及评价方法研究

建筑布局是室外风环境的重要影响因素。为研究建筑布局对住宅小区室外风环境的影响,本文建立了9种典型布局的住区模型,通过各季节条件下的数值模拟,分析各个季节不同建筑布局的风环境特征,研究建筑布局对室外风环境的影响。为了量化空间形态对风环境影响,研究了室外风环境评价指标,并对已有指标"通风阻塞比"进行了修正及验证。为全面分析评价建筑室外风环境,提出全风向评价法,并对比分析了单风向(主导风向)与全风向(16风向)的评价结果的差异。     

西安某住宅小区风环境数值模拟分析

根据西安某小区建筑平面布置概况和每幢建筑立面图,建立了西安某住宅小区风环境的物理和数学模型,并应用计算流体动力学方法求解该建筑东北、东南、西南、西北的三维紊流流场,得出了速度、压力参数的分布,最后根据模拟结果说明小区内建筑布局的规划对风环境的影响,为住宅小区建筑规划提供指导,以利于室内通风效果。     

北秀蓝湾小区风环境模拟分析

介绍杭州北秀蓝湾小区工程概况,采用计算流体动力学方法,对住宅小区内风环境进行了数值计算与分析。指出了小区内建筑分布与风场的关系,为杭州地区住宅小区建筑布局的规划建设提供指导和优化途径。     

某小区建筑风环境数值模拟分析研究

以某小区为例,对其风环境进行了数值模拟计算与分析,引入梯度风的概念,指出了小区内建筑分布对小区风场的影响。为住宅小区建筑布局的规划建设及建筑室内通风效果预测提供了指导和优化途径。     

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。     

绿化和建筑布局对住宅小区的风热环境影响的数值模拟分析

良好的住宅小区风热环境可以加快室外热量的消散和污染物排放,保证居民的健康和舒适。影响小区风热环境的因素主要有小区布局、建筑形态及下垫面形式等。以青岛市一个实际小区为案例采用数值模拟的方法分析小区冬夏季行人高度的风场及温度场分布,评估设计的合理性,找出小区内风热环境不满足要求的区域。通过调整小区内建筑的布局和改变下垫面形式等方法改进小区的设计,并对改进后的方案进行模拟计算。通过模拟结果的对比发现:1合理布局建筑位置,在小区内形成风道可有效改善风环境;2改变下垫面热物性,提高地面材料的反射率,能够降低地面附近的空气温度和体感温度,改善小区热环境。     

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。     

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。     

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。     

城市居住区建筑布局的环境效应研究——以重庆市某旧城改造项目为例

建筑的布局方式会显著影响居住区的微环境,建筑布局在空间上表现为建筑单体本身、建筑体的组合以及建筑体之间的敞开空间三类空间要素。在对建筑布局的环境效应进行定量评价时应基于上述三类因素,结合BIM软件提供的工具,对不同建筑布局方案的日照、光环境、风环境、热环境因素进行分析。基于实际工程案例,通过对目前居住区最常采用的两种布局方式(围合式和矩阵式)的一系列综合评价可以看出,不同建筑布局方案的环境效应存在较大差异,一方面会影响到相应居民的居住感受以及小区的舒适度,另一方面,不同建筑布局方案对于建筑物使用阶段的全寿命周期能耗的影响也各不相同。     

对比住宅底层架空调节区域微气候

以浙南地区的温州大学教师公寓为例,借助计算流体软件STAR CCM＋,对小区夏季的风环境进行了模拟与分析。基于《绿色建筑评价标准》对建筑室外风环境的指标要求,探讨了建筑底层架空与不架空两种不同的设计形式对小区风环境的影响,结果表明：建筑物采取首层架空设计后,明显改善了该区域内的人行高度的风环境,促使小区内的流场趋向平稳,无明显紊流区出现,有利于空气流通,有效减少了污染空气的滞留。由于浙南地区的建筑主要受夏季风的影响,所以本次实验选择夏季风（东偏南45°）进行模拟,对比架空与不架空这两种设计形式对小区内风环境的影响,并运用模拟分析的方式探讨如何调整建筑造型及整体布局,并在最终的设计阶段进行合理运用,在一定程度上改善风环境,使之符合我国《绿色建筑评价标准》中的相关要求。     

某住宅室外风环境模拟研究

选择新疆石河子地区某拟建住宅组团,在规划设计阶段初步方案确定后,进行室外风环境模拟,判断是否达到绿色建筑对室外风环境舒适度指标要求。结果表明,冬季工况下,住区主要干道及活动区域风速、室外风压、全区域最大风压差等均满足要求。夏季工况下,在室外主要活动区域出现局部无风区及涡旋区,不满足要求。通过调改拟建方案中建筑朝向后,模拟结果满足要求,住区室外风速为0~7.44m/s,平均风速为3.23m/s,住区风速在平均风速以上的区域占40%,住区室外主要活动区域未出现无风区和涡旋区。     

基于软件模拟室外环境规划设计实例分析

本文利用Fluent软件模拟规划小区的热环境。通过Fluent对风绕小区建筑时的流场进行了模拟分析,在得出模拟结果和对所选春季流场数据进行分析的基础上,提出小区在规划前期需考虑建筑物密集程度、风向及朝向位置的重要性,以及其方案的可行性。对某实际复杂建筑小区的风速场进行了模拟,实现了理论与实践的结合。引出了建筑规划设计的重要性,同时说明了计算机模拟软件结合小区规划的优越性。通过对建筑楼的室外环境的模拟分析实例,给出了小区在规划前期的室外环境布局的相关建议。     

Simulation analysis of site design and layout planning to mitigate thermal environment of riverside residential development

The present study explains the application of a numerical simulation to investigate the thermal environment of a new riverside residential development in summer. The case study area consists of more than one hundred two-story detached houses built next to a river near Tokyo, Japan. According to the meteorological data, prevailing wind directions are at an angle to the northbound river flow affecting the microclimate of the study area in terms of surface temperature of land and buildings, air temperature and wind distribution at pedestrian height. These factors have been estimated using the stepwise CFD (computational fluid dynamics) simulation of radiation, conduction and convection. This method leads to an improvement of outdoor thermal environment by manipulating the site design and layout planning scenarios. The effect of river, permeable pavements and green space on thermal environment is examined by the site design options. Likewise, the impact of building arrangement is evaluated using alternative layout planning scenarios. In total, five scenarios have been simulated for the proposed sustainable development as explained in the paper. Above simulations provided an insight into the mitigation effects of each countermeasure. It is also shown that the management of inflow paths and the creation of wind paths for the interior of the site have the potentials to improve the outdoor thermal environment of riverside residential development.