建筑群布局對室內(nèi)外風環(huán)境的影響研究

1、    建筑群布局對室內(nèi)外風環(huán)境的影響研究    李靜摘 要：現(xiàn)代住區(qū)規(guī)劃設(shè)計中，建筑師往往將注意力集中在建筑總平面的功能布置、建筑的美觀設(shè)計及空間的合理利用上，卻忽略了對住區(qū)建筑群布局與建筑風環(huán)境的考慮，不恰當?shù)慕ㄖ彝獠季?，帶來室?nèi)外的風環(huán)境問題，會影響舒適性和室內(nèi)自然通風效果。對并列式、斜列式、錯列式和周邊式4種建筑群布局下的風環(huán)境進行了模擬，探討了建筑群布局對室內(nèi)外風環(huán)境的影響。從形成良好風環(huán)境的角度，提出建筑群的布局規(guī)劃建議。關(guān)鍵詞：風環(huán)境;數(shù)值模擬;平面布局;自然通風：2095-4085（2020）04-0021-020 前言建筑物室外空氣流

2、動情況對建筑室內(nèi)的風環(huán)境微氣候有著重要的影響，建筑室內(nèi)自然通風的動力來自于室外的風環(huán)境。不同的建筑群布局下，形成了不同的室外風環(huán)境，建筑表面之間的壓力差，導致了室內(nèi)風環(huán)境的差異?，F(xiàn)代住區(qū)規(guī)劃設(shè)計中，建筑師往往將注意力集中在建筑總平面的功能布置、建筑的美觀設(shè)計及空間的合理利用上，忽略了對住區(qū)布局與風環(huán)境的考慮，不恰當?shù)慕ㄖ季?，帶來室?nèi)外風環(huán)境問題，影響自然通風效果。近年來隨著生活水平的提高，人們對居住建筑室內(nèi)風環(huán)境的質(zhì)量要求也越來越高，關(guān)于室內(nèi)外風環(huán)境的相關(guān)研究越來越多。安娜等以濟南市某住宅小區(qū)的規(guī)劃設(shè)計為例，運用流體力學軟件phoenics進行模擬分析，對小區(qū)風環(huán)境進行分析評價，并進行改進和

3、優(yōu)化，給小區(qū)規(guī)劃設(shè)計提供一定的技術(shù)參考。張思瑤等以沈陽某住宅區(qū)為研究對象，建立了小區(qū)建筑的計算分析模型，利用fluent軟件，對小區(qū)夏、冬兩季典型氣候下的風環(huán)境進行了模擬分析研究。鄭慶紅等對西安某小區(qū)建筑進行了模擬分析，研究小區(qū)內(nèi)建筑布局的規(guī)劃對風環(huán)境的影響。劉祥等針對行列式、錯列式、斜列式、點式4種典型的城市住宅小區(qū)布局形式，建立不同參數(shù)的數(shù)值模型后進行了三維流場模擬，分析參數(shù)對典型城市住宅小區(qū)風環(huán)境的影響。以上的相關(guān)研究為建筑群布局對室內(nèi)風環(huán)境的影響研究提供了良好的基礎(chǔ)，本文將以并列式、斜列式、錯列式和周邊式等4種典型的城市住宅小區(qū)板式建筑群布局形式為研究對象，采用fluent軟件進行模擬

4、，分析不同布局對室內(nèi)外風環(huán)境的影響。1 模型概述1.1 建筑群布局簡介建筑群平面布局有并列式、錯列式、斜列式、圍合式（周邊式）、點式（自由式）等幾種形式，本文重點研究前4種常見的布局形式。構(gòu)建一個建筑群模型，建筑群由6棟形狀、大小一樣的單體建筑組成，單體建筑尺寸為40m×10m×20m。1.2 模擬工況參數(shù)及邊界條件設(shè)定模擬各工況采用的行間距25m，列間距10m，模擬10m高度處戶型。10m高度處風速設(shè)定為3.5m/s，沿高度方向z m處服從vz=3.5（z/10）0.22的分布。來流風向垂直建筑正立面，計算域為350m×420m×120m，建筑群距計算

5、區(qū)域邊界有一定的距離，以保證流動充分。計算入口邊界設(shè)置為速度入口，出口設(shè)置為自由出流邊界條件，選用rng k湍流模型。模擬工況如表1所示。2 模擬情況分析2.1 各種模擬工況下的風壓分布及分析當風吹向建筑物時，在迎風面形成正壓區(qū)，氣流繞過建筑物的側(cè)面和背面，在背風面形成漩渦區(qū)是負壓區(qū)。在壓力差作用下，氣流經(jīng)由門窗洞口等開口由正壓區(qū)向負壓區(qū)流動。在四種工況下，第一排的建筑迎風面都形成了明顯的正壓區(qū)，壓力基本都在8.0pa以上，背后形成負壓區(qū)，負壓的大小在8.0pa左右。并列式和斜列式情況下第一排建筑的迎風面和背風面之間形成了明顯的壓力差，有利于形成自然通風，第二排建筑的迎風面和背風面之間的壓力差

6、不大，且都是負壓，對自然通風不利。斜列式與并列式布局風壓分布特征基本接近，壓力略有差別。模擬工況3，錯列式布局下，氣流在第一排建筑的迎風面形成明顯的正壓區(qū)，繞過側(cè)面和背面后，在第二排建筑背風面形成漩渦，產(chǎn)生負壓，氣流進一步繞過第三排建筑側(cè)面和中間通道，在背后形成了負壓區(qū)，通風條件良好。模擬工況4，圍合式布局下，除前排建筑正面和側(cè)面明顯處于正壓區(qū)外，其他區(qū)域基本都是負壓區(qū)，沒有形成良好的通風條件。2.2 各種模擬工況下的風速分布及分析良好的室外風環(huán)境利于建筑通風和人員行走舒適。風速過低時，通風效果不佳，風速過大時，又會帶來不舒適感，甚至造成危險。各種模擬工況下的風速分布如圖1所示。模擬工況1和模

7、擬工況2，在前排相鄰建筑間的通道處，由于“狹管效應”，形成了峽谷風，風速較大，達到4.2m/s，這是因為當氣流由開闊地帶流入兩個建筑間通道構(gòu)成的峽谷時，由于空氣質(zhì)量不能大量堆積，于是加速流過峽谷，風速增大，當流出峽谷，空氣流速又減緩。3 結(jié) 論通過對并列式、斜列式、錯列式、圍合式四種建筑布局的模擬分析，可以看出，不同的布局形式對建筑室內(nèi)外風環(huán)境有不同的影響。總體而言，并列式布局和行列式布局的通風狀況差別不大，前排建筑的通風優(yōu)于后排，錯列式布局的建筑通風狀況良好，圍合式布局不利于通風。另外，在建筑群布局中需要考慮"狹管效應"造成的局部風速放大問題，以免影響通風的舒適性。在建筑設(shè)計規(guī)劃階段，應對建筑群的布局進行優(yōu)化設(shè)計，以充分利用自然通風，形成舒適的人居環(huán)境。參考文獻：1安娜，王崇杰.住區(qū)室外風環(huán)境模擬分析及優(yōu)化設(shè)計j.建筑節(jié)能，2017，45（7）：32-35.2張思瑤，吳克，趙柳揚.基于cfd的沈陽某住宅區(qū)風環(huán)境研究j.建筑節(jié)能，2015，43（7）：68