合肥市環(huán)城公園對(duì)舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境影響研究

冀鳳全 魏愿寧 吳凱麗,2

（1.安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，合肥 230601；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院科學(xué)島分院，合肥 230031）

舊城區(qū)由于普遍存在綠地率低、建筑密度高等問題，對(duì)風(fēng)環(huán)境研究極具緊迫性。以合肥市環(huán)城公園舊城區(qū)為研究對(duì)象，選取逍遙津公園、包河公園、杏花公園及其周邊環(huán)境為例，采用CFD技術(shù)模擬場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境，探究影響合肥市舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境的各項(xiàng)空間組合要素。結(jié)果表明：（1）舊城區(qū)平均風(fēng)速在0.57 m/s，明顯低于合肥市平均風(fēng)速；（2）杏花公園地塊風(fēng)環(huán)境最好，逍遙津地塊建筑群組對(duì)風(fēng)環(huán)境阻礙明顯，包河公園地塊靜風(fēng)區(qū)面積最大；（3）舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境主要影響因素為環(huán)城公園綠地和水體、建筑群的空間組合方式、建筑與風(fēng)向之間的夾角、建筑單體形態(tài)。最后將城市公園綠地環(huán)境效應(yīng)和建筑布局綜合研究，基于原有舊城肌理，提出改善舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境的建筑布局與綠地布局策略，為舊城區(qū)風(fēng)道規(guī)劃與更新方式提供了新思路。

環(huán)城公園；舊城區(qū)；風(fēng)環(huán)境；計(jì)算流體力學(xué)；優(yōu)化策略

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，霧霾、熱島效應(yīng)等城市病開始產(chǎn)生[1]。城市風(fēng)環(huán)境直接影響著城市舒適度、溫度、濕度以及建筑能耗等諸多方面，風(fēng)環(huán)境的改善是當(dāng)今城市規(guī)劃和建設(shè)必須考慮的重點(diǎn)問題[2]。舊城區(qū)由于建筑密度高、街區(qū)通風(fēng)條件差，居民生活質(zhì)量受到了嚴(yán)重影響。因此在城市更新的過程中，如何優(yōu)化空氣健康、改善舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境成為關(guān)注的熱點(diǎn)。合肥市屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，近10年主要處于低風(fēng)速區(qū)，舊城區(qū)城市熱島效應(yīng)和冬季霧霾更為嚴(yán)重。合肥市舊城區(qū)位于廬陽(yáng)區(qū)，與環(huán)城公園緊密羈絆，因此探究環(huán)城公園對(duì)舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境的影響就顯得十分必要。

總體來看國(guó)內(nèi)對(duì)于風(fēng)環(huán)境的研究對(duì)象多為傳統(tǒng)住宅和校園，缺乏對(duì)舊城居住區(qū)風(fēng)環(huán)境的研究，伴隨著未來街區(qū)模式變化、更新，更多地開放式、多元化、多功能性的城市街區(qū)將成為城市主導(dǎo)，高密度、高人流、室外高舒適的多功能商業(yè)街區(qū)將成為研究重點(diǎn)。彭翀等[3]利用Fluent軟件對(duì)武漢大智門老城區(qū)不同改造方式進(jìn)行風(fēng)環(huán)境分析。杜吳鵬等[4]基于北京風(fēng)環(huán)境、城市熱島和地表通風(fēng)潛力分布提出了北京中心城區(qū)通風(fēng)廊道構(gòu)建的依據(jù)、原則和初步方案建議。曹靖等[5]借助PHOENICS軟件對(duì)安慶市中心城區(qū)風(fēng)環(huán)境進(jìn)行分析，對(duì)通風(fēng)環(huán)境較差的地區(qū)提出拆遷通路、抽疏復(fù)綠和屋頂綠化及其近遠(yuǎn)期不同的改善對(duì)策。梁顥嚴(yán)等[6]利用計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）技術(shù)以廣州市黃埔區(qū)魚珠舊城更新改造規(guī)劃為例探究嶺南舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境評(píng)估方法、指標(biāo)及判斷標(biāo)準(zhǔn)。劉鵬飛等[7]基于CFD技術(shù)分析長(zhǎng)沙太平街舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境，提出增加開敞空間和疏通街巷格局兩種舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境改善策略。顏文濤等[8]通過比較多情景方案的風(fēng)環(huán)境模擬結(jié)果，以期形成空氣環(huán)境健康導(dǎo)向下老舊社區(qū)的生態(tài)化更新策略。對(duì)于風(fēng)環(huán)境的技術(shù)手段趨于成熟，常見的有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、風(fēng)洞試驗(yàn)和數(shù)值模擬法[9]。彭明熙等[10]采取實(shí)地測(cè)量和數(shù)值模擬的方法，探究重慶市傳統(tǒng)民居風(fēng)環(huán)境，提出利用石砌民居的熱延遲特性，組織夜間通風(fēng)方式以改善區(qū)內(nèi)風(fēng)熱環(huán)境。董曉等[11]通過定量實(shí)測(cè)及軟件數(shù)值模擬對(duì)秦嶺山地傳統(tǒng)民居群落進(jìn)行風(fēng)環(huán)境研究，提出傳統(tǒng)院落位置、朝向、尺寸與風(fēng)環(huán)境的適應(yīng)關(guān)系，發(fā)揚(yáng)地域生態(tài)文化特色。沈煉等[12]利用10 m×3 m×21 m的大尺寸風(fēng)洞，對(duì)長(zhǎng)沙市某社區(qū)進(jìn)行多工況的試驗(yàn)研究。楊易等[13]基于風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬的方法，進(jìn)行不同風(fēng)向來流角與建筑高度的對(duì)比研究。李世芬等[14]利用CFD技術(shù)得出三合院為東北冬季鄉(xiāng)村圍合式院落風(fēng)環(huán)境最優(yōu)項(xiàng)，并據(jù)此提出進(jìn)一步優(yōu)化方案。顏文濤等[15]運(yùn)用CFD數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)多種空間布局方案進(jìn)行比較分析，并應(yīng)用到空氣環(huán)境質(zhì)量的空間形態(tài)優(yōu)化上。金奇志等[16]針對(duì)桂林地區(qū)內(nèi)廊式和內(nèi)院式學(xué)生宿舍布局的室內(nèi)風(fēng)環(huán)境進(jìn)行CFD模擬對(duì)比分析。目前風(fēng)環(huán)境尚未形成定量化的規(guī)范指標(biāo)，評(píng)價(jià)風(fēng)環(huán)境、熱環(huán)境、日照環(huán)境的參數(shù)指標(biāo)過多，并且之間差異較大。當(dāng)下對(duì)未來城市或街區(qū)構(gòu)建參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、多目標(biāo)的風(fēng)環(huán)境評(píng)價(jià)體系是目前風(fēng)環(huán)境研究的重要方向。

文章以合肥市環(huán)城公園舊城區(qū)為研究對(duì)象，試圖通過實(shí)際測(cè)量和CFD技術(shù)對(duì)逍遙津公園、包河公園、杏花公園三個(gè)案例進(jìn)行風(fēng)環(huán)境模擬，從微觀層面，結(jié)合城市公園綠地環(huán)境效應(yīng)和建筑空間布局，探究環(huán)城公園作用下不同空間要素對(duì)舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境影響。在此基礎(chǔ)上，以改善合肥市舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境為主要目標(biāo)，對(duì)舊城區(qū)建筑、綠地空間規(guī)劃提出優(yōu)化建議，尋找風(fēng)環(huán)境規(guī)劃和舊城更新的新方法。

1 研究區(qū)域概況

合肥市屬于亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，季節(jié)性風(fēng)向變化較為明顯，秋冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，春夏季以東南風(fēng)為主。本文選取的研究區(qū)域是合肥市環(huán)城公園內(nèi)的舊城區(qū)，基本保留了以前的街巷肌理和建筑布局，以特色商業(yè)和舊城區(qū)居住區(qū)為主（圖1）。舊城區(qū)域內(nèi)建筑密集，綠化率較低，街巷狹窄彎曲，通風(fēng)條件差，具有嚴(yán)重的城市熱島效應(yīng)[17]。環(huán)城公園是合肥城市公園的重要組成部分，位于中心城區(qū)，共137.6 hm2，綠地、水系相融合。研究選取的逍遙津公園、包河公園和杏花公園分布在舊城區(qū)周邊，綠地類型和周邊建筑布局具有一定典型性（圖2）。杏花公園選取其東南角建筑組團(tuán)作為研究對(duì)象，此組團(tuán)由中國(guó)電科67所小區(qū)、淮河西路以北部分組成，冬季盛行西北風(fēng)經(jīng)東部區(qū)域吹向此地塊（圖2-a）。逍遙津公園內(nèi)部建筑組團(tuán)多為行列式布局，建筑和夏季盛行風(fēng)向平行，包括公園新村與義倉(cāng)小區(qū)（圖2-b）。包河公園內(nèi)部建筑布局為行列式與圍合式布局，建筑與盛行風(fēng)向接近于垂直角度，建筑組團(tuán)主要由縣委大院構(gòu)成（圖2-c）。

圖1 合肥環(huán)城公園舊城區(qū)區(qū)位圖Fig.1 Location map of the old part of the ring park in Hefei

圖2 建筑布局圖Fig.2 Architectural layout

2 研究方法與思路

2.1 數(shù)據(jù)獲取

根據(jù)中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)、《中國(guó)建筑熱環(huán)境分析專用氣象數(shù)據(jù)集》[18]和合肥地區(qū)常規(guī)臺(tái)站氣象資料，確定合肥市近年來風(fēng)速范圍。選取合肥市3、4月無特殊天氣影響白天為樣本，利用風(fēng)速儀對(duì)環(huán)城公園外、環(huán)城公園和舊城區(qū)風(fēng)速進(jìn)行實(shí)地收集，風(fēng)速儀測(cè)量高度設(shè)定為行人高度處1.5 m，同一個(gè)路徑點(diǎn)多次測(cè)量取平均值。參考《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則》[19]、《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50378-2014）[20]對(duì)所測(cè)風(fēng)速進(jìn)行評(píng)價(jià)。依據(jù)衛(wèi)星圖和實(shí)地觀測(cè)獲取舊城區(qū)的CAD現(xiàn)狀、建筑高度等建筑群相關(guān)數(shù)據(jù)，為風(fēng)環(huán)境模擬提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2 研究思路

2.2.1 軟件選取

目前風(fēng)環(huán)境模擬方法多聚焦在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、風(fēng)洞試驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，由于CFD技術(shù)比其他兩種技術(shù)周期更短，成本消耗更少，模擬結(jié)果的直觀可視化程度更高，更加能有效分析獲取的數(shù)據(jù)，得到科學(xué)的結(jié)果，因此本文主要運(yùn)用CFD技術(shù)[21]。計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)目的是仿真實(shí)際的流體運(yùn)動(dòng)狀況，數(shù)值求解于計(jì)算機(jī)對(duì)建筑物周邊氣體流動(dòng)所遵守的動(dòng)力學(xué)方程，也稱之為計(jì)算流體力學(xué)（CFD）。計(jì)算流體力學(xué)常用的風(fēng)環(huán)境模擬軟件有FLUENT、PHOENICS、AIRPARK、VENT等，本文主要采用PHOENICS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬（圖3）。PHOENICS除了具有計(jì)算流體的功能外，還具有可視化、CAD接口、可供選擇的大量模型、帶有PHOENICS專用模塊等特點(diǎn)[22]。

圖3 PHOENICS風(fēng)環(huán)境模擬路線圖Fig.3 PHOENICS wind environment simulation roadmap

2.2.2 特征點(diǎn)選取

依據(jù)與公園綠地的位置關(guān)系，將測(cè)量區(qū)域分為公園綠地范圍外、公園綠地、舊城區(qū)。為更明顯地體現(xiàn)公園綠地對(duì)舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境的影響，測(cè)量路徑方向和舊城區(qū)盛行風(fēng)一致。研究選取環(huán)城公園中的逍遙津公園、包河公園、杏花公園這三個(gè)典型公園綠地為測(cè)量路徑，分別在三個(gè)公園相對(duì)中心位置選取6個(gè)基本點(diǎn)，以公園綠地邊界為起點(diǎn)，每100 m定點(diǎn)，在指定的公園綠地外設(shè)一個(gè)點(diǎn)，城區(qū)內(nèi)設(shè)三個(gè)點(diǎn)（圖4）。研究選取距離地面1.5 m高度。

圖4 環(huán)城公園舊城區(qū)特征點(diǎn)分布圖Fig.4 Distribution of feature points in the old part of the ring park

2.2.3 模型建立

基于基礎(chǔ)條件的分析與設(shè)定，在研究地塊中選擇逍遙津公園、包河公園、杏花公園三個(gè)研究地塊運(yùn)用Auto CAD軟件建立3D模型，將三維模型用STL格式導(dǎo)出，再將其導(dǎo)入到PHOENICS軟件中。參考《深圳市城市自然通風(fēng)評(píng)估方法研究》[23]，本文將計(jì)算區(qū)域確定為：長(zhǎng)度設(shè)置為地塊最大長(zhǎng)度的三倍；寬度設(shè)置為地塊最大寬度的三倍；高度取值為最高建筑物高度的三倍。為使計(jì)算結(jié)果具有一定的精確性，本文對(duì)模擬地塊進(jìn)行網(wǎng)格加密，避免出現(xiàn)計(jì)算空白區(qū)，不利于結(jié)果的分析。本次實(shí)驗(yàn)的主要輸入?yún)?shù)為風(fēng)速風(fēng)向，其中，風(fēng)速以研究地塊的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、合肥市氣象數(shù)據(jù)作為邊界條件的主要依據(jù)，設(shè)定為2.4 m/s；另外，根據(jù)合肥氣候特點(diǎn)，著重分析了夏季東南風(fēng)對(duì)逍遙津公園和包河公園的影響，冬季西北風(fēng)對(duì)杏花公園的影響。空氣入口的風(fēng)速由于地表的摩擦作用，風(fēng)速隨離地表高度的增加而變大，形成垂直梯度風(fēng)，其變化規(guī)律可以表示為指數(shù)函數(shù)，見公式（1）。式中，V為高度為Z處的水平方向的風(fēng)速，V0是指Z0高度的平均風(fēng)速，按照一般標(biāo)準(zhǔn)采用氣象高度10 m。a值與地面粗糙度和大氣的穩(wěn)定度相關(guān)，一般來說，取值范圍0.14～0.40。本文模擬對(duì)象位于密集的中心城區(qū)，故a取值0.22[24]。

針對(duì)“認(rèn)知領(lǐng)域—情感領(lǐng)域—精神運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域”3個(gè)方面，以解決情感問題為目標(biāo)實(shí)施“多元化”的評(píng)價(jià)方案[4]，有利于在學(xué)生參與“館校合作”科學(xué)活動(dòng)中，給予恰當(dāng)?shù)倪^程性評(píng)價(jià)。這種過程性的評(píng)價(jià)可以是教師給予學(xué)生，或由學(xué)生互評(píng)、學(xué)生自評(píng)；評(píng)價(jià)也可是針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、成績(jī)。我校在“館校合作”科學(xué)活動(dòng)方案中，是對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)態(tài)度、合作交流、實(shí)踐能力和成果展示四個(gè)方面的表現(xiàn)，設(shè)計(jì)了活動(dòng)評(píng)價(jià)表。

3 結(jié)果和分析

3.1 現(xiàn)狀模擬結(jié)果

依據(jù)風(fēng)環(huán)境實(shí)際測(cè)量結(jié)果和現(xiàn)狀模擬，環(huán)城公園舊城區(qū)平均風(fēng)速約為0.57 m/s。舊城區(qū)具有風(fēng)速分布不均、風(fēng)場(chǎng)不均勻、局部地區(qū)形成高風(fēng)區(qū)等特點(diǎn)。依據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50378-2014），風(fēng)速＜1 m/s時(shí)，行人基本感受不到風(fēng)，會(huì)感到悶熱，空氣流通不好，街道內(nèi)的污染物容易堆積（表1），合肥市舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境問題急需解決。1.5 m高度2.40 m/s風(fēng)速云圖模擬結(jié)果如圖5：（1）杏花公園地塊風(fēng)環(huán)境最好，平均風(fēng)速位于1.68 m/s（圖5-a）。西北風(fēng)自杏花公園穿過街道后，在建筑空間的引導(dǎo)下，風(fēng)向轉(zhuǎn)到了西北偏西，A5風(fēng)速明顯低于A1?？傮w來看，風(fēng)速較大的區(qū)域位于平行于風(fēng)向的迎風(fēng)區(qū)A3和圍合成的開敞空間A4，可達(dá)2.25 m/s；風(fēng)速較小區(qū)域?yàn)榻ㄖ筹L(fēng)面，形成區(qū)域靜風(fēng)區(qū)。（2）逍遙津公園地塊平均風(fēng)速在0.5 m/s，垂直東南風(fēng)向布局的建筑組群對(duì)通風(fēng)造成了顯著的影響（圖5-b）。平行風(fēng)向的建筑布局形成通風(fēng)廊道，形成較好的局部環(huán)境效應(yīng)，風(fēng)速升高到0.75 m/s。L型建筑形成較多靜風(fēng)區(qū)。（3）包河公園地塊總體風(fēng)速最小，風(fēng)環(huán)境最差，平均風(fēng)速在0.25 m/s（圖5-c）。風(fēng)速最大區(qū)是建筑連接到環(huán)城南路的南北向道路，迎風(fēng)口為開敞空間，風(fēng)速可達(dá)2.25 m/s；包河公園地塊受建筑排布方式的影響，平行河道的建筑布局嚴(yán)重阻擋了南風(fēng)流入街區(qū)內(nèi)部，迎風(fēng)面較大，形成大面積靜風(fēng)區(qū)。

表1 風(fēng)速相對(duì)舒適度評(píng)估表Tab.1 Wind speed relative comfort assessment table

圖5 風(fēng)速分布圖Fig.5 Wind speed distribution map

3.2 影響風(fēng)環(huán)境的空間組合要素分析

3.2.1 環(huán)城公園綠地和水體

選取合肥市典型東南風(fēng)天氣，對(duì)特征點(diǎn)風(fēng)速進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。數(shù)據(jù)顯示風(fēng)流經(jīng)逍遙津公園、包河公園之后風(fēng)速顯著增加，隨后流經(jīng)舊城區(qū)，風(fēng)速開始降低，但始終高于初始風(fēng)速。盛行風(fēng)經(jīng)杏花公園舊城區(qū)流經(jīng)公園綠地過程中，風(fēng)速開始下降，經(jīng)杏花公園綠地，風(fēng)速增加（圖6）。實(shí)驗(yàn)證明環(huán)城公園大面積的綠地和水體能在其內(nèi)部形成良好的風(fēng)環(huán)境，同時(shí)對(duì)局部地區(qū)發(fā)揮通風(fēng)效應(yīng)。為能更有效改善舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境，還需在內(nèi)部增加綠地和水體空間。

圖6 特征點(diǎn)風(fēng)速變化圖Fig.6 Variation of wind speed at characteristic-points

3.2.2 建筑群空間組合

針對(duì)逍遙津公園、包河公園和杏花公園風(fēng)速分布云圖差異進(jìn)行進(jìn)一步分析，得出圍合式建筑布局內(nèi)部空間風(fēng)速最小，行列式布局風(fēng)速和風(fēng)向存在關(guān)系，點(diǎn)狀式建筑布局受風(fēng)向的影響最小。對(duì)于杏花公園研究區(qū)域，點(diǎn)①處的中國(guó)電科十六所小區(qū)建筑為行列式布局，而點(diǎn)②處的淮河路小區(qū)為圍合式布局，結(jié)果表明：點(diǎn)②的風(fēng)速明顯低于點(diǎn)①。逍遙津公園建筑大多沿夏季盛行東南風(fēng)布局，平行風(fēng)向的建筑布局有利于形成通風(fēng)廊道，形成良好的局部環(huán)境效應(yīng)，西北側(cè)點(diǎn)④圍合式建筑布局形成靜風(fēng)區(qū)，造成街區(qū)內(nèi)部分區(qū)域通風(fēng)條件較差。包河公園街區(qū)中通風(fēng)效果較好的部分為北側(cè)區(qū)域點(diǎn)⑦，通風(fēng)口空曠，建筑點(diǎn)狀布置，對(duì)來流風(fēng)的風(fēng)速阻礙作用最小，且對(duì)來流風(fēng)的風(fēng)向改變不大，因此點(diǎn)狀布局的小區(qū)內(nèi)部氣流較為通暢。

3.2.3 建筑與風(fēng)向之間的夾角

三種建筑布局方式中，在與風(fēng)向方向相平行的情況下，建筑物的阻風(fēng)能力最弱，且通風(fēng)性能最佳；其次是建筑與風(fēng)向呈一定角度，當(dāng)和風(fēng)向垂直時(shí)，建筑靜風(fēng)區(qū)面積較大。包河公園風(fēng)速最低處為南側(cè)迎風(fēng)建筑區(qū)點(diǎn)⑧，和盛行風(fēng)垂直，建筑迎風(fēng)錯(cuò)列排布對(duì)于空氣流通有一定的阻礙效果，降低了環(huán)境風(fēng)速。杏花公園東北角建筑點(diǎn)③和風(fēng)向平行，風(fēng)速達(dá)2.25 m/s，此時(shí)對(duì)風(fēng)速阻礙最小。由逍遙津公園東側(cè)建筑點(diǎn)⑤實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和模擬效果可明顯看出，建筑與風(fēng)向呈一定角度時(shí)，建筑的阻風(fēng)效應(yīng)較低，空氣流通效果較佳。模擬結(jié)果表明，在街區(qū)尺度內(nèi)，街區(qū)建筑與風(fēng)向之間的角度關(guān)系會(huì)對(duì)街區(qū)的導(dǎo)風(fēng)效應(yīng)產(chǎn)生一定的影響。

3.2.4建筑單體形態(tài)

從研究區(qū)域的模擬風(fēng)速云圖可看出，街區(qū)內(nèi)部相異的建筑平面形態(tài)會(huì)形成不同的風(fēng)影區(qū)。當(dāng)建筑平面為點(diǎn)式建筑時(shí)，建筑風(fēng)影區(qū)最小，對(duì)風(fēng)的阻礙作用最小，如包河公園東北側(cè)點(diǎn)⑦區(qū)域。對(duì)于迎風(fēng)面形狀，有凹凸時(shí)建筑的自然通風(fēng)性能要優(yōu)于平直迎風(fēng)面建筑，相較于凸字形的迎風(fēng)面，凹字形的迎風(fēng)面為自然通風(fēng)較有利的選擇，如點(diǎn)⑧和點(diǎn)⑨。由逍遙津公園模擬結(jié)果顯示，點(diǎn)⑥L型平面建筑背風(fēng)區(qū)風(fēng)速明顯小于板式建筑背風(fēng)區(qū)風(fēng)速。

4 舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境改善建議

4.1 充分發(fā)揮公園綠地和水體的環(huán)境效應(yīng)

通過調(diào)研結(jié)果對(duì)比分析，合肥市舊城區(qū)現(xiàn)有的“大綠環(huán)”以環(huán)城公園為主體，具有明顯的通風(fēng)效應(yīng)。綠地的環(huán)狀布局有利于空氣的循環(huán)，為改善合肥市舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境、構(gòu)建良好的人居環(huán)境提供視角。因此可以考慮在老城區(qū)內(nèi)部構(gòu)建淮河西路、市府廣場(chǎng)、徽州大道、廬江路、金寨—蒙城路的線性公園及廣場(chǎng)串聯(lián)線性的綠化空間構(gòu)建“小綠環(huán)”，改善局部風(fēng)環(huán)境。

在舊城區(qū)的綠地系統(tǒng)中，水體廊道如環(huán)城河道主要充當(dāng)通風(fēng)廊道的角色，而片狀的水體則起到了擴(kuò)散濕熱效應(yīng)的作用，形成小氣候效應(yīng)，使得整個(gè)街區(qū)均受到水體和綠化的熱濕效應(yīng)影響，進(jìn)而改善整個(gè)街區(qū)的風(fēng)環(huán)境，提升人居環(huán)境的舒適度。因此可以在舊城區(qū)內(nèi)建筑肌理破壞比較嚴(yán)重的區(qū)域規(guī)劃適量的片狀水體和綠化植被，并使其與環(huán)城公園相銜接，形成更為完整的綠地系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

4.2 適當(dāng)增加開敞空間

舊城區(qū)的道路與外界聯(lián)系為方格網(wǎng)與放射狀路結(jié)合的路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部形成“井字形”結(jié)構(gòu)，但由于道路寬度過于狹窄、道路密度網(wǎng)太大，容易造成中心城區(qū)交通密度過高，不利于城區(qū)的通風(fēng)散熱。將迎風(fēng)處舊城區(qū)一些基底面積較小的老舊建筑拆除，建立公共綠地，減弱建筑的阻風(fēng)作用，促進(jìn)空氣的流通。建議拆除長(zhǎng)江中路圍墻、沿街門面房和現(xiàn)有省直機(jī)關(guān)黨校用房，形成城市開放空間，避免圍墻的阻風(fēng)效應(yīng)，與環(huán)城公園有機(jī)融為一體，彰顯合肥城園交融的空間特色。

植被覆蓋率能夠增強(qiáng)環(huán)境降溫增濕的效應(yīng)[25]。同時(shí)對(duì)于環(huán)城公園這種大面積的城市綠地，尤其考慮近地面層的空間通透性，基于喬灌木植物高度的不同會(huì)形成不同的風(fēng)場(chǎng)，故建議采用高低錯(cuò)落、疏密有致的綠化布局來促進(jìn)氣流的流通。此外，在開放空間中進(jìn)行綠地布置或在樓頂上布置綠色植物，可以產(chǎn)生較低的氣溫，形成微氣候效應(yīng)，加快室外的空氣更新速度。

4.3 改變通風(fēng)道的入口數(shù)量和形狀

鑒于環(huán)城公園環(huán)繞舊城區(qū)的這種特殊性，從公園綠地入手，改善濱河建筑界面的開口，增強(qiáng)公園綠地濕熱效應(yīng)隨著風(fēng)向的擴(kuò)散效果。舊城區(qū)界面以商業(yè)為主，建筑整體開口不多，建筑容積率高，過于規(guī)整，致使空氣流入街巷內(nèi)部的幾率減少。在建筑界面增加開口，以增強(qiáng)水平方向的進(jìn)風(fēng)量和風(fēng)速為目的，對(duì)臨近環(huán)城公園的建筑群邊界打開，適當(dāng)拆除通風(fēng)道處的建筑，創(chuàng)建迎風(fēng)導(dǎo)向，可以讓風(fēng)吹進(jìn)更多的區(qū)域，達(dá)到改善街區(qū)微氣候環(huán)境的目的。

通過確定舊城區(qū)的夏季盛行風(fēng)向，順應(yīng)其盛行風(fēng)向延展開敞空間，營(yíng)造區(qū)域風(fēng)道，能夠有效提升其通風(fēng)效果。若拆除位于夏季主導(dǎo)風(fēng)向上的建筑，會(huì)將東北風(fēng)或者東南風(fēng)引入?yún)^(qū)域內(nèi)部，構(gòu)建空氣引導(dǎo)通道，對(duì)街區(qū)內(nèi)部的風(fēng)環(huán)境改善相對(duì)顯著。同時(shí)在主要的街巷口設(shè)置開放空間作為風(fēng)道緩存區(qū)，形成“T”字型區(qū)域，能有效提高街巷內(nèi)的風(fēng)速。

4.4 優(yōu)化建筑布局

通過前文的模擬分析及實(shí)際測(cè)量結(jié)果表可得出，行列式、錯(cuò)列式等布局可以促進(jìn)街巷內(nèi)局部的空氣流通，改善街區(qū)的通風(fēng)條件。進(jìn)行舊城更新時(shí)，應(yīng)盡可能用較為合理的建筑布局形式，營(yíng)造建筑組群內(nèi)良好的室外風(fēng)環(huán)境。舊城區(qū)通風(fēng)廊道入風(fēng)口處的建筑布局至關(guān)重要，街巷的入風(fēng)口處應(yīng)保持通透，建筑布局建議為點(diǎn)式布局，減少對(duì)風(fēng)的阻礙作用。也可以采用混合式布局，利用不同布局方式的優(yōu)點(diǎn)，圍合式、錯(cuò)列式布局遠(yuǎn)離迎風(fēng)處，行列式布局在中部，點(diǎn)式布局的建筑在迎風(fēng)處，這樣的排布方式有利于冬季防風(fēng)，而且不妨礙夏季的建筑通風(fēng)。

5 結(jié)論

本研究以改善環(huán)城公園內(nèi)舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)提供支撐，同時(shí)采用CFD技術(shù)分析研究地塊的風(fēng)環(huán)境，探究影響合肥市舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境的各項(xiàng)空間組合要素，研究發(fā)現(xiàn)環(huán)城公園內(nèi)舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境存在不同方面的問題。位于舊城區(qū)外圈的環(huán)城公園一定程度上加大了風(fēng)速，促進(jìn)了舊城區(qū)空氣流通。通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析與可視化模擬分析，得出影響環(huán)城公園內(nèi)舊城區(qū)風(fēng)環(huán)境的空間組合要素包括建筑群空間組合、建筑與風(fēng)向之間的夾角、建筑單體形態(tài)。同時(shí)針對(duì)綜合空間要素影響機(jī)制提出多尺度、多層次、多角度的優(yōu)化策略：（1）充分發(fā)揮公園綠地和水體的環(huán)境效應(yīng)；（2）適當(dāng)增加開敞空間；（3）改變通風(fēng)道的入口數(shù)量和形狀；（4）優(yōu)化建筑布局形式。

合肥舊城區(qū)是一個(gè)歷史悠久的傳統(tǒng)街區(qū)，空間復(fù)雜度高，且布局具有特色?；谠械呐f城肌理與格局、環(huán)城公園小氣候環(huán)境效應(yīng)與建筑布局特點(diǎn)，提出針對(duì)舊城區(qū)的風(fēng)環(huán)境具體優(yōu)化策略，為今后區(qū)域的風(fēng)道規(guī)劃與舊城更新提供參考。

注：文中圖表均由作者自繪。