住宅区风环境的模拟与评价

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随着快速的城市化发展,中国的整体城镇化率已经超过了58%。在城市常住人口总量迅速增长和可利用土地资源逐渐减少的双重背景之下,城市的住宅区越来越向着高容积率发展。与此同时,其高密度、高容积率给人居微气候环境带来的影响也逐渐地显现出来。目前,风环境问题已成为在微气候环境中研究者关注的焦点。住宅区作为与人们居住及日常活动息息相关的场所,其风环境好坏更能直接体现人居环境的舒适与否。为了探究住宅区风环境的影响因素,本文运用CFD数值模拟的方法,以武汉市住宅小区进行建模并模拟其风场情况。论文首先对国内外有关风环境研究的成果进行了梳理,在阐述城市风环境的相关概念的基础上,明确指出城市中风环境受建筑平面与空间布局的影响,以及人对其风环境的个体感受。论述了CFD在风环境中的模拟方法,包括模型简化、计算区域确定、网格划分、边界条件的设置以及计算模型的选择等。同时,通过对已有的风环境标准标准进行归纳与总结,结合武汉市的气候特点,提炼出适用于武汉市住宅区的风环境评价标准。最后,以武汉市为例,选取部分典型小区作为研究对象,分别选择夏季、冬季、过度季(春秋季)三个季节对其住宅区风环境运用CFD软件Phoenics进行计算机模拟,结合实际测量数据并对模拟结果予以分析,得到相关结论:1、住宅楼的不断增高,导致小区内的室外人行区域内出现了疾风、静风等多种极端风场效应,表明武汉市住宅区风环境情况逐渐恶化;2、过渡季住宅小区风环境得分与小区整体的风环境品质有着显著的正相关;3、20世纪90年代至今,虽然夏季和冬季住宅区风环境情况变化不大,但是这两个季节的室外人行高度处多出现无风区域或旋风区域。研究表明,武汉市的住宅区风环境品质呈整体下降的趋势,经过计算机模拟实验,产生这种现象的主要原因是由于高层住宅的增加。因此在城市建筑设计上应关注建筑的高度会影响城市的人居环境,影响城市人的生活品质这一现实问题。
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