重慶市建筑布局對(duì)建筑環(huán)境影響的研究

岳紅蕾

（重慶交通大學(xué) 機(jī)電與汽車工程學(xué)院，中國(guó) 重慶 400074）

建筑布局對(duì)于居住人群的生活環(huán)境影響重大[5]。建筑布局影響周圍的風(fēng)速場(chǎng)，溫度場(chǎng)及污染物的流動(dòng)[4,9]。對(duì)于人口密度大的地區(qū)，合理的建筑布局會(huì)節(jié)省空間，并且產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。重慶地區(qū)是我國(guó)面積最大，行政區(qū)最廣，人口最多的直轄市，所以研究重慶市建筑布局的影響因素具有重要意義。

1 風(fēng)環(huán)境影響

自然通風(fēng)的好壞體現(xiàn)了室外風(fēng)環(huán)境的好換，而風(fēng)速的大小體現(xiàn)在風(fēng)壓上，風(fēng)與風(fēng)速的平方成正比。當(dāng)來流風(fēng)以一定的角度吹響建筑物時(shí)，會(huì)在建筑群中產(chǎn)生風(fēng)場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)表明[3]：當(dāng)風(fēng)向與建筑物表面垂直時(shí)，建筑物背面會(huì)產(chǎn)生很大的湍流漩渦，造成氣流堆積。當(dāng)吹入的角度變化時(shí)，建筑群中的風(fēng)速場(chǎng)和風(fēng)壓場(chǎng)都產(chǎn)生明顯的改變。當(dāng)氣流入射角度與建筑表面成60°時(shí)，氣流比較順利的通過各個(gè)建筑物的迎風(fēng)面進(jìn)入建筑群，形成通暢的風(fēng)環(huán)境。所以，實(shí)際運(yùn)用中可以將建筑布局采用錯(cuò)列式、斜列式、前后錯(cuò)開、高低相間、疏密相間的形式布置，形成開式的建筑布局。

重慶地區(qū)位于東亞季風(fēng)區(qū)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向是西北風(fēng)，夏季則偏南風(fēng)較多。夏季高溫盛行，日照強(qiáng)烈，最高氣溫大多出現(xiàn)在7、8月間，少數(shù)出現(xiàn)在9月，在長(zhǎng)江谷河地帶，最高氣溫35°以上的持續(xù)在30 到40天。所以，改善重慶地區(qū)建筑群風(fēng)環(huán)境主要是夏季的風(fēng)環(huán)境。首先，整體建筑的趨勢(shì)北低南高可以增強(qiáng)自然通風(fēng)。由于夏季的主導(dǎo)風(fēng)向是南風(fēng)，所以南面不宜布置過長(zhǎng)的條式建筑，以免對(duì)主導(dǎo)風(fēng)進(jìn)行阻擋，宜采用點(diǎn)式或條式低層;或采取住宅東南向斜向布局，讓風(fēng)斜吹進(jìn)住宅樓之間。將周圍東、西和北面的條式建筑底層架空，或在建筑上開通風(fēng)口等手法對(duì)改善風(fēng)環(huán)境也起到一定的彌補(bǔ)作用。

2 熱環(huán)境影響

重慶地處夏熱冬冷地區(qū)，夏季氣候炎熱，冬季寒冷，熱環(huán)境惡劣?，F(xiàn)階段，造成住宅區(qū)熱環(huán)境差的因素主要是夏季太陽(yáng)輻射是建筑主要得熱；夏季空調(diào)的大量使用增加建筑群得熱；高層建筑的排列密集產(chǎn)生相互遮擋，導(dǎo)致散熱困難。

建筑排列對(duì)周圍熱環(huán)境影響主要表現(xiàn)在[5-6]：建筑排列密度越大，夜間溫度相對(duì)高。當(dāng)在太陽(yáng)輻射很強(qiáng)時(shí)，建筑排列密度對(duì)夜間溫度的影響程度降低。主要因?yàn)樵诘兔芏葏^(qū)，建筑的天空視角系數(shù)大，對(duì)天空的凈長(zhǎng)波輻射強(qiáng)，從而增強(qiáng)夜間的降溫作用；高密度區(qū)中，建筑群對(duì)水平地面及相互間的遮擋均大于低密度區(qū)，在太陽(yáng)輻射在建筑人環(huán)境中起主導(dǎo)作用是，高密度區(qū)溫度低于低密度區(qū)。

3 污染物分布影響

重慶市主城區(qū)由于汽車尾氣的排放和工業(yè)等產(chǎn)生了污染氣體。密集的建筑排列對(duì)污染氣體的排放產(chǎn)生影響。相同風(fēng)速條件下，在不同的水平位置和距離上，污染物的濃度不同。通風(fēng)不暢的地帶污染物不易到達(dá)，但是一旦到達(dá)又容易沉積形成高污染物濃度區(qū)域。風(fēng)速變化時(shí)，污染物隨風(fēng)速的增加擴(kuò)散區(qū)域越廣，局部濃度降低[2]。

對(duì)于一定的建筑，當(dāng)建筑物排列稀疏時(shí)，在建筑之間產(chǎn)生的污染物濃度較低[1]。當(dāng)增加建筑密度時(shí)，新增建筑物阻礙氣體的流通，在建筑背風(fēng)側(cè)風(fēng)速降低，湍流強(qiáng)度增大；由于下風(fēng)向的尾流作用，會(huì)產(chǎn)生一定的空腔區(qū)，將污染氣體在臨近建筑表面抬升，從而在倆個(gè)相鄰的建筑中污染物的濃度增加。

4 結(jié)論

（1）重慶地區(qū)人口密度大，建筑群排列密集并且高低層次分明，所以，建筑布局的合理性對(duì)于建筑環(huán)境比其他地區(qū)更加重要。

（2）建筑群周圍的的風(fēng)環(huán)境，熱環(huán)境及污染物濃度分布之間是相互影響的。有利的風(fēng)環(huán)境可以促進(jìn)建筑群的散熱，也有利于污染物的擴(kuò)散。

（3）改善重慶居住環(huán)境，首先應(yīng)該增加建筑群的綠地面積。實(shí)際的建筑面積影響建筑群接受的太陽(yáng)輻射、凈長(zhǎng)波輻射及人為熱等各項(xiàng)熱量收支，降低建筑密度有利于減少建筑群得熱。改善熱環(huán)境可以概括為：夏季，利用遮陽(yáng)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱，加強(qiáng)通風(fēng)散熱；冬季要增加建筑得熱。

［1］GOUSSEAU P,BLOCKEN B,STATHOPOULOS T et al .CFD simulation of near-field pollutant dispersion o n a high-resolution grid:a case study by LES and R ANS for a building group in downtown montreal[J].At mospheric Environment,2011,45:428-438.

［2］高乃平,賀登峰,牛建磊,董志華.高層建筑垂直方向污染物傳播的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[J].建筑科學(xué),2008,24(10):47-54.

［3］呂付玉,楊仕超,詹杰民,李慶祥,許偉,唐劍,高若凡.高層建筑表面風(fēng)壓的數(shù)值風(fēng)洞模擬研究[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,47(2):117-121.

［4］姜瑜君,劉輝志,等.建筑物表面風(fēng)壓及風(fēng)場(chǎng)的數(shù)值模擬與風(fēng)洞試驗(yàn)研究[J].中國(guó)科學(xué),2007,37(11):1536-1546.

［5］陳玖玖,趙彬,等.建筑布局對(duì)小區(qū)熱環(huán)境影響的數(shù)值分析[J].暖通空調(diào),2004,34(8):13-16.

［6］Elnahas M M,Willismson T J.An improvement of th e CTTC model for predicting urban air temperatures[J].Energy and Buildings,1997,25(1):41-49.

［7］羅曦,鄭伯紅.基于多因子評(píng)價(jià)的長(zhǎng)沙市高層建筑布局規(guī)劃研究[J].城市規(guī)劃學(xué)刊,2007(2):102-105.

［8］Cheng H,Castro 1P.Near wall flow over urban-like rou ghness [J].Boundary-Layer Meteorology 2002,104(2):229-259.

［9］郭棟鵬,閆函,等.復(fù)雜建筑物對(duì)近場(chǎng)擴(kuò)散影響的數(shù)值與風(fēng)洞模擬的比較分析[J].實(shí)驗(yàn)流體力學(xué),2013,27(2).