樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響的模擬研究

李蘭萍(蘭州交通大學(xué)鐵道技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響的模擬研究

李蘭萍(蘭州交通大學(xué)鐵道技術(shù)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國的建筑行業(yè)獲得了長足的發(fā)展，居民加強了對于居住環(huán)境的重視程度。現(xiàn)階段，隨著城市建設(shè)項目的不斷開展，小區(qū)建筑室外風(fēng)環(huán)境日益惡化。面對這樣的惡劣環(huán)境，社會各界加強了對于人居環(huán)境的改善，并以此為基礎(chǔ)，創(chuàng)建綠色家園。本文基于此，分析探討樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響的模擬研究。

樹木；建筑小區(qū)；風(fēng)環(huán)境影響；模擬研究

近年來，我國的城市建設(shè)獲得了長足的發(fā)展，在這樣的背景下，為了進(jìn)一步促進(jìn)提升我國居民的居住環(huán)境，相關(guān)部門以及人員加強了對于小區(qū)風(fēng)環(huán)境的改善。本文以GB/T50378一2006《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)規(guī)定“建筑物周圍人行區(qū)風(fēng)速低于5m/s，不影響室外活動的舒適性和建筑通風(fēng)”為基礎(chǔ)，分析樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響。

1 研究對象

在分析樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響的模擬的過程中，筆者以北京市四環(huán)內(nèi)某小區(qū)作為研究對象。據(jù)悉，該小區(qū)呈正南正北方形布置，東西長665m，南北寬465m，最高樓高56m，西北地塊為商業(yè)樓，最高樓高82m。小區(qū)整體地勢平緩，相對高程差小于1m，因此在后續(xù)的模擬分析的過程中，依照高程處理，繼而優(yōu)化模型。

據(jù)悉，該小區(qū)所處區(qū)域的夏季主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，平均風(fēng)速為3.0m/s。而冬季主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)，平均風(fēng)速則有4.7m/s?；诖?，在實際的建模分析作業(yè)過程中，筆者以冬季風(fēng)進(jìn)行相關(guān)的分析。

2 風(fēng)環(huán)境分析

2.1 幾何模型

在構(gòu)建該小區(qū)的風(fēng)環(huán)境幾何模型的過程中，為了促進(jìn)相關(guān)分析繼而研究，相關(guān)人員將該區(qū)分為七個區(qū)域。通過相關(guān)的分析可以得知：1～3區(qū)的北部以高層住宅區(qū)為主，從而游戲有效降低了主路噪音的影響，而1、2區(qū)的建筑群形成一個圍和布局，構(gòu)成自己的微環(huán)境。

2.2 模擬結(jié)果分析

通過構(gòu)建相關(guān)的模型，通過仿真實驗可以得知：當(dāng)冬季到來，該區(qū)域的北風(fēng)風(fēng)速高達(dá)4.7m/s的條件下，該小區(qū)出現(xiàn)了三個高風(fēng)速帶，其中風(fēng)速最大的區(qū)域位于1、2區(qū)域，該區(qū)域的最大風(fēng)速達(dá)高達(dá)7.2m/s。不僅如此，該小區(qū)在冬季約有一半的區(qū)域風(fēng)速超過5m/s。

之所以出現(xiàn)上述的狀況，主要是因為該小區(qū)建設(shè)區(qū)域存在的建筑布局不合理的狀況，導(dǎo)致氣流流通不暢，氣流流經(jīng)地塊內(nèi)部困難，造成擁擠導(dǎo)致主干道風(fēng)速過大。

3 樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響

為了確保該小區(qū)的風(fēng)環(huán)境符合GB2006《綠色建筑計價標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)文件的要求，技術(shù)研究人員借助了種植綠色樹木的方法來改善建筑周圍風(fēng)環(huán)境。基于該小區(qū)的實際狀況，設(shè)計研究人員采用兩種方案：一是將樹木種植在風(fēng)速較大的樓宇之間，繼而以此為基礎(chǔ)降低風(fēng)速；二是將樹木種植在風(fēng)速較大的迎風(fēng)面。為了分析上述種植方案的效果，研究人員進(jìn)行了模擬研究。

由于樹木的存在，使得小區(qū)內(nèi)部的空氣流場有一定的影響。在相關(guān)研究以及分析的過程中，需要對樹木對周圍流場的影響F1進(jìn)行分析研究，關(guān)于樹木對周圍流場的影響方程式，筆者進(jìn)行了相關(guān)總結(jié)，具體如下：

其中，Cd指的是樹木的拽力系數(shù)；η則是指代樹木的覆蓋率；a代表葉面的密度；S則是區(qū)域內(nèi)的平均風(fēng)速；ui則是速度的矢量。

在相關(guān)的分析過程中，為了方便研究，將樹木的種植區(qū)域定義為長方體，而該區(qū)域的尺寸則是：高6m，長2m，寬2m。此外，樹木樹冠、樹干的多空率分別是0.6、0.98?；跇淠敬嬖谝欢ǖ亩嗫變?nèi)勃性，在分析的過程中將樹干、樹冠的勃性系數(shù)分別設(shè)定為1.02、1.67，而樹冠、樹干的阻力系數(shù)則分別是0.2、1。

此外，樹木的種植會對空氣的流動產(chǎn)生不同程度的影響，為此需要對控制方程添加額外的附加項，并借助解釋式UDF （Interpreted UDF）將額外附加項添加到FLUENT求解器中，并以此為基礎(chǔ)，計算出方案一、方案二的空氣速度模擬云圖。

通過對FLUENT輸出的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析可以得知：在方案一中，該小區(qū)1.5m處的最大風(fēng)速為4.0236497m/s；但是在第二種方案中，該小區(qū)在1.5m處的最大風(fēng)速則是3.8492219m/s?；诖??？梢缘弥弘S著樹木的種植，小區(qū)內(nèi)部的建筑風(fēng)環(huán)境能夠得到顯著的改善，不僅如此，其還進(jìn)一步滿足了GB 2006《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)文件中對建筑室外風(fēng)環(huán)境的要求。此外，將樹木種植在風(fēng)速較大的迎風(fēng)面能夠有效的規(guī)避小區(qū)風(fēng)環(huán)境惡劣的狀況，促進(jìn)小區(qū)居民生活水平的提升。

4 結(jié) 語

為了進(jìn)一步促進(jìn)我國社會居民生活質(zhì)量以及居住環(huán)境的提升，順應(yīng)時代發(fā)展的需要，我國的相關(guān)部門以及人員加強了樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響的模擬研究。本文基于此，主要分析了實驗小區(qū)的實際狀況，并對風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了分析，構(gòu)建了相關(guān)的幾何模型，并對小區(qū)的風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了闡釋。最后就樹木對建筑小區(qū)風(fēng)環(huán)境影響展開了具體的敘述。通過前文的具體敘述以及研究可以得知：綠色樹木種植對于小區(qū)的風(fēng)環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響，而將樹木種植在風(fēng)速較大的迎風(fēng)面能夠有效的規(guī)避小區(qū)風(fēng)環(huán)境惡劣的狀況，促進(jìn)小區(qū)居民生活水平的提升。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)研究的不斷深入，以及相關(guān)措施的采取，我國的居民生活環(huán)境必將得到顯著的改善，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)了相關(guān)的社會效益的取得，促進(jìn)了我國宜居性能的提升。

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Simulation of the influence of trees on the wind environment of building community

In recent years,with the steady development of our country economy and city development,China’s construction industry has achieved great development,and strengthen the degree of attention for residents living environment.At this stage,with the continuous development of urban construction projects,residential building outdoor wind environment is deteriorating.In the face of such harsh environment,the community has strengthened the improvement of the living environment,and based on this,to create a green home. Based on this,this paper analyzes and discusses the influence of trees on the wind environment in the construction area.

tree；construction area；wind environment influence；simulation research

TU 119文獻(xiàn)識別碼：B

：1003-8965（2017）02-0093-01