严寒地区建筑群风雪环境数值模拟研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenfurongyalan
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随着我国城市化进程的加快,城市中建筑形式及其功能分布越来越特色化、多样化,随之带来的人居外环境舒适性问题逐渐受到人们的关注。在严寒地区,冬季建筑群内的风雪环境更为重要,通过精细的CFD(Computational Fluid Dynamics)多相流数值计算方法对不同建筑群设计类型的风雪环境进行模拟仿真,可以直观、定量地对建筑群风雪环境进行分析和评价,为建筑群内积雪分布、基于气候的城市规划、建筑外环境设计和优化等研究提供技术支持,使城市规划对建筑群周边风雪环境有更精准的把握,为基于气候的规划设计提供有力工具,对我国生态城市规划、绿色建筑设计和“呼吸城市”的建设具有重要意义。本文参考典型立方体实测试验结果进行CFD多相流数值模拟的可靠性验证,模拟结果与实测数据匹配度较好,该模型可用于后续研究。选取三种典型均一高度建筑群布局(包括平行式、错列式和斜列式)进行模拟分析,研究发现从建筑群内的风雪速度、积雪分布和暴风雪等级综合分析,平行式布局与斜列式布局在该区域均出现了中度暴风雪等级,风雪环境相对较差,并且从建筑采光环境的角度来看,错列式采光效果会更好。选取四种典型的非均一高度建筑群布局(上升型、下降型、上凸型和下凹型),从建筑群内的风雪速度、积雪分布和暴风雪等级综合分析。下凹型布局在街谷内的积雪较多,该类型的街谷风雪环境较恶劣;上升型布局与下降型布局均出现了中度暴风雪等级,根据规范中暴雪等级对行人与交通影响的评价,风雪环境相对较差,因此上凸型布局的风雪环境要优于其他三种,建筑群内沿街迎风的建筑高度建议相对小于内部高度。选取实际区域规划图并分为三个工期,通过对三个工期分别建模计算,对比分析随着三个工期的变化建筑群内风雪环境变化情况。初始(一期工程)建筑群风雪环境较差,二期工程大型综合商场的增建后建筑群局部恶劣风雪环境得到改善,在三期工程露天体育场与音乐厅建成后,建筑群内恶劣区域基本消失,同时也改善了处在中游位置的商场附近的风雪环境。当建筑群风雪环境较差时,可利用公共建筑来对风雪来流起阻挡和导引效应,以改善优化建筑群内的居住环境。
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