摘要: 為了分析建筑高度與布局形式對城市風(fēng)、 熱環(huán)境的影響, 從而通過優(yōu)化街區(qū)建筑格局改善城市風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量, 構(gòu)建3種建筑高度、 4種布局形式下街區(qū)的建筑三維模型, 采用Fluent軟件模擬12種建筑格局條件下街區(qū)夏季的風(fēng)、 熱環(huán)境,選用風(fēng)速、 溫度、 舒適指數(shù)等分析街區(qū)高度為1.5 m處的風(fēng)、 熱環(huán)境特征; 以山東省青島市某街區(qū)為例, 模擬并優(yōu)化街區(qū)夏季高度為1.5 m處的風(fēng)、 熱環(huán)境。 結(jié)果表明: 行列式布局街區(qū)的風(fēng)場、 溫度場與舒適指數(shù)分布均勻, 舒適區(qū)面積比最大, 平均溫度、 高溫區(qū)面積比和舒適指數(shù)較小, 風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量最佳; 圍合式布局街區(qū)的靜風(fēng)區(qū)面積比、 溫度與舒適指數(shù)高值區(qū)面積較大,風(fēng)、熱環(huán)境質(zhì)量最差; 建筑高度與布局形式對街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境影響顯著; 隨著街區(qū)建筑高度的增大, 風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量劣化; 多層建筑街區(qū)風(fēng)場、 溫度與舒適指數(shù)分布均勻, 通風(fēng)效率較高, 熱量容易擴(kuò)散, 風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量最佳; 高層建筑街區(qū)風(fēng)速與風(fēng)影區(qū)面積較大, 熱量擴(kuò)散困難, 風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量較差; 通過調(diào)整建筑布局形式、 體型、 拆除部分建筑等優(yōu)化措施能有效改善街區(qū)的風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量。
關(guān)鍵詞: 建筑氣候; 建筑高度; 布局形式; 計(jì)算流體力學(xué); 風(fēng)環(huán)境; 熱環(huán)境
中圖分類號: TU119
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
開放科學(xué)識別碼(OSID碼):
Simulation and Optimization of Summer Wind and
Thermal Environments in Blocks Based on Building Heights and Layouts
ZHANG Peifeng, JIA Beibei, GAO Yujia, CHENG Zheng
(College of Pipeline and Civil Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, Shandong, China)
Abstract: To analyze influences of building heights and layouts on urban wind and thermal environments, and improve the quality of urban wind and thermal environments by optimizing block building patterns, three-dimensional block models with three building heights and four layouts were constructed. Summer wind and thermal environments of the block in twelve building patterns were simulated by using Fluent software. Windspeed,temperature,andcomfortindexwereselected to analyze characteristics of wind and thermal environments at the height of 1.5 m. Taking a Qingdao City block in Shandong Province as the examples, the summer wind and thermal environments at the height of 1.5 m in the block was simulated and optimized. The results show that in the row pattern layout block, the distributions of wind field, temperature field, and comfort index are uniform. The comfort zone area ratio is the largest, and the average temperature, high-temperature zone area ratio as well as comfort index are smaller, indicating the best wind and thermal environmental quality. In the enclosed layout block, the stagnant wind zone area ratio, temperature, and high-value comfort index area are larger, indicating the worst wind and thermal environmental quality. Building heights and layouts have significantly influences on the wind and thermal environments in the block. Thewindandthermalenvironmentalqualitydeteriorate withthebuildingheightintheblockincreases. In the multi-storybuildingblock,distributionsofwindfields,temperatures, and comfort index are uniform, with higher ventilation efficiency and easy heatdiffusion,indicatingthebestwindand
Keywords: buildingclimate;buildingheight;layout;computationalfluiddynamics;windenvironment;thermalenvironment
隨著我國城市化進(jìn)程的加快,城市環(huán)境問題凸顯,城市風(fēng)速減小[1]、 靜風(fēng)、 局地疾風(fēng)、 熱島效應(yīng)[2]等頻發(fā)。改善城市風(fēng)、" 熱環(huán)境質(zhì)量成為城市發(fā)展中備受關(guān)注的熱點(diǎn)之一。城市環(huán)境研究主要以城市、 街區(qū)和建筑單體為研究對象,其中城市街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境是改善城市環(huán)境質(zhì)量、 指導(dǎo)城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)的前提。發(fā)達(dá)國家對城市風(fēng)、 熱環(huán)境研究較早,理論技術(shù)成熟,成效顯著。國內(nèi)對城市環(huán)境的研究起步晚,隨著人們對住區(qū)環(huán)境質(zhì)量與舒適度要求的提升,街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境越來越備受關(guān)注。
城市環(huán)境研究方法主要有實(shí)測法、 風(fēng)洞試驗(yàn)法與數(shù)值模擬法。早期研究采用現(xiàn)場實(shí)測探討城市幾何形態(tài)[3]、 天空可見度[4]對室外熱舒適度的影響,采用風(fēng)洞試驗(yàn)分析建筑層高、 間距及寬度[5]對行人高度處風(fēng)環(huán)境的影響,以及地面粗糙度和風(fēng)向角對高層建筑[6]附近風(fēng)環(huán)境的影響等,這些研究都取得了較多重要成果。隨著計(jì)算機(jī)性能及數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬因成本低、 計(jì)算快、 結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于城市風(fēng)、 熱環(huán)境研究[7]。研究者結(jié)合實(shí)測與數(shù)值模擬,分析植被[8-9]、 綠地景觀布局[10]對居住區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境特征[11]及舒適度[12]的影響,并提出優(yōu)化策略; 采用CFD數(shù)值模擬,研究建筑高度與孔隙度對舒適度的影響[13],以及建筑布局對風(fēng)環(huán)境的影響[14-15],并探索通風(fēng)潛力最佳的布局形式[16]; 采用多種數(shù)值模擬方法,探討建筑高度、 綠化率[17]、 建筑幾何形狀與密度[18-19]、 天空開闊度[20]、 街區(qū)圍合度[21]等對風(fēng)環(huán)境的影響;通過分析庭院風(fēng)環(huán)境、 空氣質(zhì)量[22]以及建筑布局[23]對氣流流通、 污染物擴(kuò)散的影響,探索居住區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境的改進(jìn)措施以及城區(qū)地塊風(fēng)、 熱環(huán)境的優(yōu)化與評價(jià)機(jī)制[24]。
綜上,關(guān)于城市風(fēng)、熱環(huán)境的研究成果豐碩。植被種類、 綠化率及建筑高度、 密度、 容積率、 布局形式、 幾何形狀、 街區(qū)圍合度等對城市風(fēng)、 熱環(huán)境影響顯著,為改善城市環(huán)境質(zhì)量作出了較大貢獻(xiàn),但是在街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境的研究中,同時(shí)考慮建筑高度與布局形式的報(bào)道較少。本文中基于CFD模擬分析3種建筑高度、 4種布局形式下街區(qū)夏季高度為1.5 m處的風(fēng)、 熱環(huán)境特征,并以山東省青島市某街區(qū)為例,模擬并優(yōu)化夏季高度為1.5 m處風(fēng)、 熱環(huán)境。
1 數(shù)據(jù)及處理
參照街區(qū)規(guī)劃與相關(guān)文獻(xiàn), 在滿足規(guī)劃及設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上構(gòu)建行列式、 錯(cuò)列式、 點(diǎn)群式、 圍合式4種布局形式,每種布局形式分別設(shè)置多層(H≤15 m, H為最大建筑高度)、 小高層(15 mlt;H≤40 m)和高層(40 mlt;H≤80 m)3種建筑高度,共12種街區(qū)建筑格局。采用AutoCAD軟件建立建筑三維模型,如圖1所示。基于青島市氣象數(shù)據(jù),采用Fluent軟件模擬12種街區(qū)建筑格局條件下的街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境特征。
青島市某街區(qū)由威海路、 漢口路、 和興路、 長春路圍合而成, 占地面積約為104 km2, 共45棟建筑, 建筑高度為15.24~47.25 m。 街區(qū)由4個(gè)小區(qū)構(gòu)成, 包括城市花園小區(qū)、 和興路小區(qū)、 商業(yè)與公共建筑區(qū)和新華里大院。 北側(cè)城市花園小區(qū)有17棟建筑, 以行列式、 點(diǎn)群式布局形式為主; 南側(cè)新華里大院有20棟建筑, 以圍合式、 行列式布局形式為主; 中部的和興路小區(qū)、 商業(yè)與公共建筑區(qū)的建筑以混合式布局為主。 街區(qū)建筑如圖2(a)所示。街區(qū)建筑三維模型來源于1981—2010年青島市QuickBird衛(wèi)星的遙感影像,夏季風(fēng)速、 風(fēng)向、 溫度、 濕度、 氣壓等數(shù)據(jù)來源于青島市國家基本氣象站地面累年值月值數(shù)據(jù)集[25]。夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng),平均風(fēng)速為4.23 m/s,平均溫度為27.5 ℃。為了降低街區(qū)風(fēng)熱、 環(huán)境模擬成本,在建筑建模過程中簡化建筑街區(qū)形狀、 外立面挑檐及陽臺等構(gòu)件。在街區(qū)設(shè)置15個(gè)測點(diǎn)用于分析街區(qū)建筑格局優(yōu)化前、 后的風(fēng)、 熱環(huán)境特征。街區(qū)測點(diǎn)位置如圖2(b)所示。
2 研究方法
2.1 風(fēng)、 熱環(huán)境模擬
利用Fluent軟件模擬室外風(fēng)、 熱環(huán)境,模擬結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性已在相關(guān)研究[26]中得到驗(yàn)證。本文中采用Fluent 19.0軟件模擬并分析街區(qū)夏季的風(fēng)、 熱環(huán)境。
2.1.1 模擬計(jì)算域與網(wǎng)格劃分
相對于上游建筑流場,下游建筑流場在來流風(fēng)方向受建筑物的影響較大,因此在模擬計(jì)算域的設(shè)置中,將建筑放置于靠近計(jì)算域入口位置,建筑頂部與計(jì)算域上邊界的距離為3H~5H,在來流方向,目標(biāo)建筑與計(jì)算域入口的距離為5H[27],首排與末排建筑與計(jì)算域邊界的距離均為10H。模擬計(jì)算域如圖3所示。
采用ANSYS Meshing模塊實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格類型為四面體非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。由于建筑外壁是復(fù)雜鈍體,因此為了使計(jì)算結(jié)果充分反映建筑外部流場特性,遠(yuǎn)離建筑外部計(jì)算域的網(wǎng)格較大,在建筑附近、 近地面及建筑物外部有復(fù)雜局部特征的部位,對網(wǎng)格加密,網(wǎng)格邊長的最小值為0.2 m。
2.1.2 模擬模型方程與邊界條件設(shè)置
采用雷諾重整化群(RNG)k-ε湍流模型模擬風(fēng)環(huán)境,利用有限體積法分離式求解標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù),采用SIMPLE算法避免出現(xiàn)不合理壓力與速度分布。選用離散坐標(biāo)(DO)輻射模型與太陽射線追蹤模型模擬熱環(huán)境。分別采用速度入口邊界、壓力出口邊界作為計(jì)算域入口、 出口,側(cè)面、 頂面邊界均為對稱邊界[26],地面、 建筑群壁面邊界為無滑移壁面邊界。模擬邊界條件如圖3所示。以指數(shù)梯度風(fēng)作為來流風(fēng),地面粗糙度指數(shù)[28]為0.22; 建筑壁面材料為混凝土,依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50176—2016《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》[29]設(shè)置導(dǎo)熱系數(shù)、 密度與比熱容參數(shù)值。太陽輻射加載時(shí)間為2020-07-21T13:00:00,溫度為27.5 ℃。
2.2 評價(jià)指標(biāo)
參考相關(guān)規(guī)范,按照風(fēng)速v將街區(qū)風(fēng)環(huán)境區(qū)分為靜風(fēng)區(qū)(v≤1 m/s)、 舒適區(qū)(1 m/slt;v≤4.5 m/s)和強(qiáng)風(fēng)區(qū)(vgt;4.5 m/s)。靜風(fēng)區(qū)面積越大,則通風(fēng)效率越低,熱量和污染物擴(kuò)散越困難。街區(qū)溫度高于33 ℃的熱環(huán)境區(qū)為高溫區(qū)。選取平均風(fēng)速、 面積比(靜風(fēng)區(qū)、 舒適區(qū)、 強(qiáng)風(fēng)區(qū)、 高溫區(qū)4種風(fēng)、 熱環(huán)境區(qū)中某種區(qū)域面積與街區(qū)總面積之比)、 平均溫度、 舒適指數(shù)作為風(fēng)、" 熱環(huán)境指標(biāo),分析街區(qū)高度為1.5 m處的風(fēng)、 熱環(huán)境特征。各風(fēng)、 熱環(huán)境指標(biāo)公式[30]分別為
r=SaS×100% ,(1)
k=1.8T-0.55(1.8T-26)1-rw100-3.2v+32 ,(2)
式中: r為面積比; Sa為某風(fēng)、 熱環(huán)境區(qū)的面積; S為街區(qū)總面積; k為舒適指數(shù), 60lt;k≤75表示舒適, kgt;75表示不舒適; T為攝氏溫度; rw為相對濕度; v為風(fēng)速。
3 結(jié)果與分析
3.1 12種建筑格局下街區(qū)夏季高度為1.5 m處風(fēng)、 熱環(huán)境特征
圖4所示為12種建筑格局下街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境模擬云圖,統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。 由圖4(a)、5可知: 12種建筑格局下街區(qū)風(fēng)環(huán)境差異顯著, 建筑迎風(fēng)面及拐角處風(fēng)速較大, 背風(fēng)面風(fēng)速較小。 多層建筑街區(qū)風(fēng)場分布均勻, 風(fēng)環(huán)境質(zhì)量最佳, 其次為小高層建筑街區(qū)。 高層建筑街區(qū)局部強(qiáng)風(fēng)和靜風(fēng)區(qū)面積大, 風(fēng)環(huán)境質(zhì)量較差。與多層建筑街區(qū)相比,高層建筑街區(qū)平均風(fēng)速增大0.5m/s,靜風(fēng)區(qū)面積比增大7%, 其中, 行列式、 錯(cuò)列式、點(diǎn)群式、圍合式布局形式下舒適區(qū)面積比分別減小17.6%、 16.81%、 16.52%、 14.34%。行列式布局街區(qū)風(fēng)場分布較均勻,靜風(fēng)區(qū)與強(qiáng)風(fēng)區(qū)面積比較小,舒適區(qū)面積比最大, 街區(qū)通風(fēng)效率較高, 風(fēng)環(huán)境質(zhì)量最佳。 其次為點(diǎn)群式與錯(cuò)列式布局街區(qū)。圍合式布局街區(qū)靜風(fēng)區(qū)面積比最大, 舒適區(qū)面積比最小, 街區(qū)風(fēng)環(huán)境質(zhì)量較差。
由圖4(b)、 4(c)、 5可知: 高溫區(qū)與舒適指數(shù)高值區(qū)主要分布于建筑背風(fēng)面與高大建筑拐角處。多層建筑街區(qū)溫度與舒適指數(shù)空間分布較均勻,溫度高值區(qū)與低值區(qū)面積較小,街區(qū)通風(fēng)效率較高,熱量容易擴(kuò)散,街區(qū)熱環(huán)境質(zhì)量最佳。隨著建筑高度的增加,街區(qū)平均溫度、 高溫區(qū)面積比與舒適指數(shù)增大。高層建筑街區(qū)風(fēng)速與風(fēng)影區(qū)面積較大,熱量擴(kuò)散困難,街區(qū)熱環(huán)境質(zhì)量較差。行列式布局街區(qū)溫度與舒適指數(shù)分布均勻,平均溫度、 高溫區(qū)面積比與舒適指數(shù)較小,街區(qū)熱環(huán)境質(zhì)量最佳。其次為錯(cuò)列式、 點(diǎn)群式布局街區(qū)。圍合式布局街區(qū)溫度較高,舒適指數(shù)高值區(qū)面積較大。與行列式布局街區(qū)相比,圍合式布局街區(qū)高溫區(qū)面積比較大,其中,多層、 小高層、 高層建筑街區(qū)高溫區(qū)面積比分別增大20%、 12%、 7%。圍合式布局街區(qū)熱環(huán)境質(zhì)量最差。建筑高度與布局形式對街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境影響顯著。行列式布局街區(qū)風(fēng)、熱環(huán)境最佳,圍合式布局街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量最差。隨著建筑高度的增大,街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量劣化。多層建筑街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量最佳,高層建筑街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量最差。
3.2 青島市某街區(qū)夏季高度為1.5 m處風(fēng)、 熱環(huán)境模擬與優(yōu)化
青島市某街區(qū)建筑高度類型多樣,布局形式復(fù)雜。為了改善青島市某街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量,模擬并分析街區(qū)夏季高度為1.5 m處風(fēng)、 熱環(huán)境特征并優(yōu)化建筑格局。
3.2.1 街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境模擬結(jié)果
圖6所示為青島市某街區(qū)建筑格局優(yōu)化前、 后風(fēng)、 熱環(huán)境模擬云圖。由圖可知: 新華里大院建筑成圍合式布局, 進(jìn)風(fēng)口狹窄, 建筑前、 后風(fēng)壓較小,小區(qū)風(fēng)速較小。小區(qū)內(nèi)部及高層建筑背風(fēng)面等形成大面積靜風(fēng)區(qū)、 高溫區(qū)與舒適指數(shù)高值區(qū),風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量較差; 中部商業(yè)與公共建筑區(qū)域,建筑密度與體量大,受28、 29、 30號高層建筑對來流風(fēng)的阻擋,背風(fēng)面靜風(fēng)區(qū)面積較大,風(fēng)速較小,溫度較高,舒適指數(shù)較大,風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量較差;和興路小區(qū)建筑成行列式布局,建筑走向與主導(dǎo)風(fēng)向平行,小區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量較好。城市花園小區(qū)中部高層建筑錯(cuò)列式分布,在小區(qū)內(nèi)部及建筑背風(fēng)面形成大面積風(fēng)影區(qū),風(fēng)速較小,溫度較高,舒適指數(shù)較大,風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量較差。
3.2.2 街區(qū)建筑格局優(yōu)化
針對青島市某街區(qū)夏季高度為1.5 m處的風(fēng)、 熱環(huán)境特征,通過調(diào)整建筑體型、 體量及布局,拆除部分建筑,增加通風(fēng)廊道與開敞空間等建筑格局優(yōu)化措施,改善街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量。在新華里大院,主要拆除3號多層建筑以及10、 11號低層建筑,減小小區(qū)建筑密度,增大開敞空間; 縮小4號多層建筑、 16號小高層與17號高層建筑的占地面積,增加通風(fēng)廊道;調(diào)整5、 12號小高層建筑的位置,增大迎風(fēng)面通風(fēng)口。在中部商業(yè)與公共建筑區(qū)域,拆除24、 32號多層建筑以及25、 29號高層建筑,減小建筑密度與容積率,增加開敞空間,提高區(qū)域空氣流通效率; 調(diào)整28號小高層與30號高層建筑占地面積與體型,減小高層建筑體量對區(qū)域風(fēng)、 熱環(huán)境的影響。在城市花園小區(qū),拆除40、 42號小高層建筑,調(diào)整39、 43號小高層建筑的位置,增加開敞空間,提高區(qū)域通風(fēng)效率。街區(qū)建筑格局優(yōu)化方案與街區(qū)開敞空間、 通風(fēng)廊道設(shè)計(jì)如圖7所示。
3.2.3 街區(qū)建筑格局優(yōu)化后風(fēng)、 熱環(huán)境特征
由圖6可知, 優(yōu)化青島市某街區(qū)建筑格局后, 風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量顯著改善, 靜風(fēng)區(qū)與高溫區(qū)面積顯著減小, 街區(qū)風(fēng)速、 溫度與舒適指數(shù)分布更均勻。 表1、 2所示為青島市某街區(qū)建筑格局優(yōu)化前、 后街區(qū)與各測點(diǎn)處的風(fēng)、 熱環(huán)境特征。由表1可知, 與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后街區(qū)平均風(fēng)速、 舒適區(qū)面積比分別增大0.51 m/s、 22.41個(gè)百分點(diǎn), 靜風(fēng)區(qū)面積比、 平均溫度、 高溫區(qū)面積比分別降低19.99個(gè)百分點(diǎn)、 1.86 ℃、 22.13個(gè)百分點(diǎn),舒適指數(shù)減至70.29。 由表2可知: 優(yōu)化后街區(qū)12個(gè)測點(diǎn)處的風(fēng)速增大, 位于風(fēng)影區(qū)的3、 6、 9、 10、 11、 13號測點(diǎn)處的風(fēng)速增加0.29~2 m/s, 迎風(fēng)面7、 12號測點(diǎn)處的風(fēng)速增幅較?。?13個(gè)測點(diǎn)處的溫度降低, 最小降幅為0.69 ℃, 最大降幅為11.95 ℃; 通過調(diào)整28號小高層建筑的體型, 周邊9、 10號測點(diǎn)處的舒適指數(shù)分別由78.60、 75.98減至66.07、 74.1 并且15個(gè)測點(diǎn)處的舒適指數(shù)均在舒適范圍內(nèi)。 區(qū)域風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量顯著改善。
4 結(jié)論
本文中采用Fluent軟件模擬了3種建筑高度、 4種布局形式下街區(qū)夏季高度為1.5 m處的風(fēng)、 熱環(huán)境特征,模擬并優(yōu)化了青島市某街區(qū)的風(fēng)、 熱環(huán)境特征,得到以下主要結(jié)論:
1)建筑高度與布局形式對街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境的影響顯著。 隨著街區(qū)建筑高度的增大, 街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量劣化。 多層建筑街區(qū)夏季高度為1.5 m處的風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量最佳, 高層建筑街區(qū)的最差。 行列式布局街區(qū)的風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量最佳, 圍合式布局街區(qū)的最差。
2)青島市某街區(qū)建筑高度類型與布局形式復(fù)雜多樣,街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境復(fù)雜,建筑布局形式,建筑走向與主導(dǎo)風(fēng)向夾角,建筑密度、 高度與容積率等對街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境均有影響。圍合式布局街區(qū)、 高容積率街區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量較差。
3)對于建筑圍合式布局的小區(qū),通過調(diào)整建筑間距,縮小建筑體量,提高小區(qū)通風(fēng)效率,促進(jìn)熱量散失,從而改善小區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量; 對于建筑體量、 高度、 容積率較大的混合式布局的小區(qū),通過拆除部分建筑,調(diào)整建筑體量與位置,減小建筑密度與容積率,減少建筑對來流風(fēng)的影響,從而改善小區(qū)風(fēng)、 熱環(huán)境質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1] 任超, 袁超, 何正軍, 等. 城市通風(fēng)廊道研究及其規(guī)劃應(yīng)用[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊, 2014(3): 52.
[2] 張明, 胡耘, 徐靜馨, 等. 關(guān)于加強(qiáng)城市風(fēng)環(huán)境規(guī)劃研究的思考[J]. 中國環(huán)境管理, 2019, 11(4): 119.
[3] JOHANSSON E. Influence of urban geometry on outdoor thermal comfortinahotdryclimate:astudyinFez, Morocco[J]. Building and Environment, 2006, 41(10): 1326.
[4] HEXD,MIAOSG,SHEN S H, et al. Influence of sky view factor on outdoor thermal environment and physiological equivalent temperature[J]. International Journal of Biometeorology, 2015, 59(3): 285.
[5] TSANG C W, KWOK K C S, HITCHCOCK P A. Wind tunnel study of pedestrian level wind environment around tall buildings: effectsofbuildingdimensions,separationandpodium[J]. Building and Environment, 2012, 49: 167.
[6] 王成剛, 羅峰, 王詠薇, 等. 高密度建筑群及超高建筑物對風(fēng)環(huán)境影響的風(fēng)洞試驗(yàn)[J]. 大氣科學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 39(1): 133.
[7] TOPARLAR Y, BLOCKEN B, VOS P, et al. CFD simulation and validationofurbanmicroclimate:acasestudy for Bergpolder Zuid, Rotterdam[J]. Building and Environment, 2015, 83: 79.
[8] 陳淦, 卓志雄, 張華榮, 等. 基于CFD模擬的不同下墊面對城市熱環(huán)境的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2019, 50(6): 1021.
[9] 周媛, 石鐵矛. 基于數(shù)值模擬的城市綠地景觀格局優(yōu)化研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2017, 40(11): 167.
[10] 劉濱誼, 司潤澤. 基于數(shù)據(jù)實(shí)測與CFD模擬的住區(qū)風(fēng)環(huán)境景觀適應(yīng)性策略: 以同濟(jì)大學(xué)彰武路宿舍區(qū)為例[J]. 中國園林, 2018, 34(2): 24.
[11] PARK M, HAGISHIMA A, TANIMOTO J, et al. Effect of urban vegetation on outdoor thermal environment: field measurement at ascalemodelsite[J].BuildingandEnvironment,2012, 56: 38.
[12] ZHAO Q S, SAILOR D J, WENTZ E A. Impact of tree locations and arrangements on outdoor microclimates and human thermal comfort in an urban residential environment[J]. Urban Forestry amp; Urban Greening, 2018, 32: 81.
[13] DU Y X, MAK C M , TANG B S. Effects of building height and porosity on pedestrian level wind comfort in a high-density urban builtenvironment[J].BuildingSimulation,2018,11(6): 1215.
[14] 胡一東, 劉兆輝, 譚洪衛(wèi). 街區(qū)尺度建筑布局對通風(fēng)性能的影響及評價(jià)方法研究[J]. 建筑科學(xué), 2017, 33(6): 108.
[15] 曾穗平, 田健, 曾堅(jiān). 基于CFD模擬的典型住區(qū)模塊通風(fēng)效率與優(yōu)化布局研究[J]. 建筑學(xué)報(bào), 2019(2): 24.
[16] ASFOUROS.Predictionofwindenvironmentindifferentgrouping patternsofhousingblocks[J].Energyamp;Buildings,2010,42(11): 2061.
[17] 曹象明, 王超. 基于風(fēng)環(huán)境的西安市高層建筑區(qū)規(guī)劃布局策略: 以曲江新區(qū)為例[J]. 城市發(fā)展研究, 2017, 24(8): 20.
[18] VAN DRUENEN T, VAN HOOFF T, MONTAZERI H, et al. CFD evaluationofbuildinggeometrymodificationstoreduce pedestrian-level wind speed[J]. Building and Environment, 2019, 163: 106293.
[19] 張培峰, 劉俊, 高羽佳, 等, 2003—2018年青島市北區(qū)風(fēng)速時(shí)空變化特征[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 202 40(5): 1440.
[20] 史兵, 汪新, 趙冬. 天空開闊度對城市住宅小區(qū)熱環(huán)境影響的數(shù)值模擬[J]. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào), 2017, 34(6): 1181.
[21] 馮偉, 費(fèi)苗苗, 甄蒙, 等. 西安典型街區(qū)風(fēng)環(huán)境數(shù)值模擬及城市優(yōu)化設(shè)計(jì)策略研究[J]. 現(xiàn)代城市研究, 2019(8): 35.
[22] YANGL,LIUXD,QIANF,etal.Research on the wind environment and air quality of parallel courtyards in a university campus[J]. Sustainable Cities and Society, 2020, 56: 102019.
[23] 樂地, 李念平, 蘇林, 等. 基于數(shù)值模擬的城市中心區(qū)風(fēng)環(huán)境研究[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào), 2012, 12(3): 257.
[24] 張雅妮, 黃甥柑, 殷實(shí), 等. 基于風(fēng)熱環(huán)境優(yōu)化的濕熱地區(qū)城市設(shè)計(jì)要素評價(jià)研究: 以廣州白云新城為例[J]. 城市規(guī)劃學(xué)刊, 2019(4): 109.
[25] 國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心.地面資料[EB/OL].(2023-01-01)[2023-09-20].http://data.cma.cn/data/detail/dataCode/A.0019.0001._S001.html.
[26] ANTONIOU N, MONTAZERI H, NEOPHYTOU M, et al. CFD simulation of urban microclimate: validation using high-resolution fieldmeasurements[J].Science of the Total Environment, 2019, 695: 133743.
[27] 肖婷. 建筑街區(qū)重密度氣態(tài)污染物通風(fēng)稀釋過程研究[D]. 株洲: 湖南工業(yè)大學(xué), 2017: 18.
[28] 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范: GB 50009—2012[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2012: 31.
[29] 民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范: GB 50176—2016[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2016: 77.
[30] 于康康, 徐敏, 于堃, 等. 近30年江蘇人體舒適度指數(shù)變化特征分析[J].氣象, 201 37(9): 1146.
(責(zé)任編輯:王 耘)