基干CFD的高原山地千热河谷城市人居空间风环境研究

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针对位于高原山地干热河谷地区的城市,由于复杂的地形及气候条件,往往更容易形成较差的室外风环境。从城市规划的角度出发,打造良好的人居空间风环境,能够对改善空气质量和营造健康人居环境起到重要作用。本文以高原山地典型干热河谷城市——东川区为例,运用CFD数值模拟方法,对城市整体及居住区的风环境进行分析,总结存在的问题并提出优化策略,得到以下主要结论:(1)东川城市气候复杂,整体风环境较差:(1)受大气及局地环流影响,全年风向变化不大,盛行西南风,平均风速浮动较小,处于2m/s-3m/s之间,气候干燥闷热,城区温度格局呈现出“城西较高,城东较低”;(2)西侧山脉对气流阻碍较大,城区整体风速偏低,存在较大不良静风区域,主要分布在城西侧和城南侧。(3)城区以道路型风道为主,且路面宽度整体较窄,无贯穿式风道,城内通风效果差,间接加剧了不良风环境的产生。(2)住区建筑空间布局特点鲜明,风环境差异较大:(1)在建筑布局上,东川城区呈现出城中村混合分布的现状,且城中村占比较大,布局混乱,而城内居住区,街道两侧多以条式建筑顺应街道布局,连续性较高;各居住小区建筑布局,以条式建筑分布小区外围四周,围拢内部行列式布局建筑的混合式布局,并顺应地形等高线,整体呈南北朝向;(2)在风环境差异上,居住区内顺应主导风向的街道走向,街道两侧较为开敞且连续性较低的建筑布局,都更容易产生优质风环境;在不同的建筑类型中,行列式布局通风效果最好,建筑间风道明显,而围合程度越高的小区布局形式,往往内部空气龄较长,不良静风区域分布广泛。(3)以问题为导向,从适应自然环境角度出发,提出东川风环境优化策略:(1)东川风环境的主要问题表现在地形阻挡来向气流,城区整体风速较低;城市路网未满足通风需求,城内气流流通较差;住区街道两侧建筑较为连续,内部不良静风区域分布广。(2)针对存在问题,提出科学住区用地选址,规避不良静风区域;合理规划路网结构,引导城内气流流通;间断较长迎风建筑,增加住区气流入口等优化策略。(4)高原山地干热河谷城市风环境设计思路:(1)结合区域气候特点,明确城市通风需求;(2)合理规划城市路网,构建高效气流通道;(3)适应外部物理环境,科学住区选址布局。
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