城市规划应用方面,目前城市实践者主要关注于”土地使用与建筑布局”,使得城市街区尺度的模拟变得尤为重要。有别于传统宏观尺度与微观尺度气候模拟,将填补两者之间的隔阂,并且对潜在的城市通风路径进行有效的流体力学模拟。透过模拟得到一地区的风廊道路径与热环境情况,这对于控制性详细规划的指导与相关导则的制定有着重要的指导与实践意义。此类气候敏感型的城市规划方法也可以被逐渐应用到如公共交通导向(TOD)开发以及生态社区的推广之中,为更多的规划理念提供定量的决策支持。各类街区的建筑物相互遮挡面积、绿化覆盖面积、建筑物层高、建筑密度以及容积率等因素差异较大。郑州风模拟图
城市生态设计需要风廊道:从概念来说,通风廊道一词来源于德语的“Ventilationsbahn”,由“Ventilation”和“bahn”组成,分别是“通风”和“廊道”的意思。2006 年《中国香港规划标准与准则》中初次在城市规划中提出城市通风廊道的定义及功能,“通风廊应以大型空旷地带连成,例如主要道路、相连的休憩用地、美化市容地带、非建设用地、建筑线后移地带及低矮楼宇群;贯穿高楼大厦密集的城市结构”。WindPerfectDX是专为建筑行业开发的一款建筑CFD软件,根据设计师的操作习惯优化界面,保证工程学上的精度同时简化操作流程,已在部分院校的设计课中加入教学。郑州风模拟图风洞试验成本较高,又无法普遍应用于所有项目。
在建筑的风环境设计过程中,传统设计方法是在建成后模拟分析,风环境质量已经是既成事实,模拟分析无法起到改善通风设计的作用。随着三维模拟技术的进步,在设计初期就对各个方案进行评估、找到问题区域、调整建筑设计并改善通风环境,能够有效提升空间舒适度和建筑设计的品质。WindPerfectDX是专为建筑规划行业开发的三维CFD软件,已在部分高校开设课程教学。建筑CFD软件根据设计师的操作习惯优化界面,保证工程学上的精度同时简化操作流程,已在部分院校的设计课中加入教学。
由于城市微气候系统和建筑能耗系统均为高度复杂的非线性系统,因此研究大多采用外部耦合的方式,即城市微气候与建筑能耗分别由不同的程序模拟,两者之间通过数据交换实现耦合,且多为单向耦合,即只考虑微气候对能耗的影响。将这两类模拟工具相结合,是实现定量预测和评价城市微气候对建筑能耗影响的一种可能途径。建筑规划行业需要建筑CFD三维模拟软件,有这个行业特殊的需求,在保证工程学上的精确度的同时,界面需要根据设计师的使用需求简化操作。规划行业在向精细化方向改变,部分高等院校也已在设计课程中加入了建筑CFD的教学,兼具技术依据和美学的规划设计能够为城市居民提供***的生活环境。良好的通风廊道设计能够辅助城市生态的良性循环,使居民在城市中也能体会到自然。
城市气候设计需要风廊道。空间中的“风”是城市气候设计的对象之一。建筑本身的建成空间形态及其所处的物理环境会影响建筑群周围的风环境即城市微气候;但反过来说,风廊道也会在建筑设计阶段、城市更新阶段有效地指导总体气候设计、发挥影响。城市通风廊道规划不仅*局限于拓展道路或者简单地在规划图纸上留白,更重要的是结合交通、绿地、水系、森林等开展更为综合的评估与规划应用。目前关于城市气候与城市通风廊道的研究,散见于多个相关学科中,其中较为主要的是城市气候学的研究,多是以观测、试验为基础的数量化研究。另外,在城市设计学科领域,多出现在一些具体的设计实践工作中。通过充分运用大数据、动力模型等新技术、新方法,拓展通风廊道研究,提供决策依据。山地风环境评估
风廊道会在建筑设计阶段、城市更新阶段有效地指导设计、发挥影响。郑州风模拟图
规划尺度的应用上,除了太阳照射会影响地表及空气温度外,不同的土地使用方式也会对城市温度造成不同的影响,例如商业用地、道路及工业用地会造成升温,而绿地及水体却具有降温功能。进一步的建筑布局方面,各项指标中以建筑迎风面积指数较受重视,因为在总建筑楼地板面积不变的情况下,建筑的高度和量体大小之关系,对于人行尺度的风环境将会造成卓著影响。因此规划师应当通过正确的城市土地规划与建筑布局的环境设计,为城市居民创造更好的自然通风条件。另一方面,风环境分析也对控制性详细规划的指导与相关导则的制定具有重要指导与实践意义,并为各种规划理念提供定量的决策支援。郑州风模拟图
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