我国城市正处于从高速城市化向高质量发展转变的进程中,未来数十年,还将面临全球气候变暖和人口老龄化的双重压力,尤其是寒冷地区人民应对高温的经验不足,受其不利影响可能更严重。如何采取有效的规划管控和设计对策来减缓、主动适应气候变化的不利影响,越来越受到国内外研究和实践的重视。城市通风廊道作为重要的城市规划和设计的手段,是一种科学定量、精细化的城市规划和管理新策略,可将郊区或海面上的湿冷空气引向高温闷热的城市中心区域,从而有效缓解热岛效应和空气污染,对提高城市空气质量、改善人体健康有着积极作用。目前,通风廊道的研究及实践主要针对城市总体规划层面和宏观层面,而对行人舒适度更加重要的街区尺度,城市设计阶段的研究较为缺乏,这会导致规划师和建筑师在进行城市空间形态、街道精细化设计时难以应用通风廊道的研究结果。本文选取的基于迎风面积(FAI,Frontal AreaIndex)的建筑形态研究方法具有计算简便、对行人层风环境评估效果好、有效对接城市规划和设计等优点。研究旨在利用迎风面积指数发掘城市街区尺度的通风廊道、评估其对风环境的改善作用,并提出相应的规划缓解策略。此外,为使研究内容、研究方法以及应对策略具有代表性和可行性,选取大连一个7km×7km的典型城市街区——星海湾地区作为研究对象,该地区具有滨海、山地、高密度等特点,其风廊发掘工作面临着较大的挑战:一是如何准确描述半岛城市条件下,大气环流和局地热力环流(海陆风、山谷风)对风环境的耦合影响;二是城市用地与山体犬牙交错,如何准确描述山体对城市风环境的影响;三是如何建立一套能够快速计算大量城市信息和建筑形态参数的工具。针对上述问题,首先利用地理信息系统(GIS,Geographic Information System)对城市基础数据(海陆分布、地形、建筑、气象观测等)进行统一处理,对半岛城市背景气候条件、热力环流、地形特征等进行了详尽的分析。结果表明,研究区域主要受南北向海风影响较大,山地主要起机械阻挡作用;全年主导风向为北,南向次之;春夏季主导风向为南,秋冬季主导风向为北;夏秋时节夜晚的风较弱(<3.3m/s),此时可能形成山谷风。其次提出一种山地城市迎风面积新模型,能充分准确体现山体和地形对城市风环境的阻挡作用;并进一步提出山体迎风面积的折减系数,以体现山体形态与建筑拖曳效应的差异。从两方面对迎风面积的计算方法加以改进,一是根据山海城市特点,将海平面作为参考面,山和建筑作为一个统一的阻碍物进行FAI计算;二是利用计算流体力学模型(CFD,Computational Fluid Dynamics)模拟计算山体与建筑代表模型风影区风速的比值,根据计算结果提出了一种山体FAI折减系数计算的新方法。再次,开发了一套基于Python-GIS的脚本工具,实现了海量城市信息处理的快速计算。在100m× 100m网格中,计算了研究区域南风、北风的FAI地图。利用最小成本路径法(LCP,Least Cost Path),计算了南风和北风的通风廊道,主要有四条南向通风道、四条北向通风道。考虑热力环流对主导风向及通风廊道的影响,进一步分析了山谷风和海风等热力环流的风向,并计算了其通风廊道分布。第四,为了验证基于迎风面积的风道计算结果,利用CFD模型和现场实测两种方法对风道的改善效果进行了验证和对比。CFD模拟结果表明,风道比非风道的平均风速高43%(南)和18%(北)。并于南风和北风天气进行了现场测试,进一步验证了通风廊道的风速改善效果。现场实测结果表明,风道比非风道的平均风速高100%(南)和112%(北)。验证结果表明,利用FAI和LCP所发掘的风道与实际相比具有足够的可信度和一致性,有助于规划师、建筑师对通风廊道进行发掘和评估。最后为将风道发掘结果与城市设计相对接,提出了风廊布局、建筑形态、景观设计等缓解策略。通过通风廊道叠加对风廊控制范围、控制宽度、街道布局等各项建设活动进行控制指引,并利用实测城市温度场与通风廊道分布图相叠加,对风道及作用区的热环境进行定量评估,提出绿化缓解策略。从而整体上提升城市风环境质量,改善夏季高温和冬季雾霾,降低热岛效应,提高环境舒适度。本文通过对典型高密度城市街区的风环境研究,统计分析并计算其气候特征和建筑形态数据,发掘城市通风廊道,以此作为城市建设发展的定量依据。采用的山体FAI新模型、纳入山体FAI折减系数的新方法和针对滨海山地城市的气候地形特征分析,对主要受海陆风影响、地形复杂的地区进行风廊发掘具有重要参考价值,为进一步建设生态宜居城市提供强有力的规划指导。