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。通风廊道将郊区的清洁冷空气带到城市建设区,有利于缓解城市热岛效应。街谷风廊道
多尺度城市气候模拟在城市规划与设计中的应用:在历经快速城镇化的进程后,城市规划师与设计师也逐渐认识到“粗放型”发展带给城市环境巨大负面影响,现现在益加剧的城市热岛效应就是各大城市现正面临的“城市病”之一。因此,城市实践者为了衡量与改善城市舒适度,将会着重于风/热环境,并且透过多尺度城市气候模拟来考量城市规划与都市设计。目前多数城市风/热环境的研究,多通过计算流体动力学(CFD)来分析风速流场和人行尺度空间的风/热环境,因此,如何更好地利用计算流体动力学模拟的城市通风廊道来改善城市居民的热舒适度逐渐成为城市规划与设计师面临的挑战之一。青岛风模拟随着科学技术的进步, “数字城市”技术在城市规划领域中的应用逐渐深入。
微气候的调节需要城市设计手段的介入:随着世界上大多数国家城市化进程的加快,城市对能源的依赖和消耗对城市生态的伤害也日益严重,人们对舒适的、可持续的自然环境的关注度与需求愈发提升,近年来有多种气候现象,如全球气候变暖、城市热岛现象等逐渐开始受到重视。这些气候变化不仅会带来海平面上升、台风等风险,对于人体健康和建筑能耗等也可能会有负面的影响。为了缓解热岛效应等气候现象对城市微气候造成的不良影响及其对人体舒适、城市环境能耗的危害等等,需要城市设计手段介入,利用不断积累的技术知识,以可持续性的方式调节环境以满足各方面的需求。
运用城市设计调节微气候的具体方法:城市微气候指的是城市中街区尺度的气候状况,它受多种因素影响,如当地气候情况等自然背景,此外还有城市下垫面材质等和基础设施的布局情况等人为要素。现今城市的下垫面材质里,沥青道路、水泥地面等占比过大,植被覆盖较少,加上高能耗的建筑材料、高密度的建筑排列形制,纷纷导致城市内局部空气流动不畅、气温上升,大气污染严重、热岛效应加剧。而城市中的街道、广场、公园、水体等大尺度开放空间的分布对于整体的城市气候会有较大的影响,若是规划开放空间形成合理的结构布局,会对缓解热岛效应、增强空气循环降低污染、增强居民舒适度等等方面有较好的帮助。城市的微气候则影响城市建成环境的品质和使用频率,在城市总体气候环境得到提升的情况下,可以通过城市设计的手段,协调不同尺度空间和建筑之间的设计形制与排列,从而保证设计的地区有舒适的微气候。随着计算机软件和各类资源的进步,数字模拟方法软件越来越收到人们的重视。
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。城市气候模型大致分为三类:地域和地球尺度的大尺度模式。cfd风环境设计
WindPerfectDX是转为建筑环境领域开发的,且界面、操作和结果表达形式都根据设计师习惯不断调整。街谷风廊道
城市更新议题涵盖了较为丰富的内容,一般来说,会涉及建筑平面形态调整、建筑立体形态调整、地块开发强度调整、建筑组合关系的考量以及建筑环境等要素。在这一尺度上,风环境会对城市微气候、建筑散热、人体体感舒适度有着比较明显的影响。可以说,城市更新与风廊道存在着双向的影响关系。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;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设计、发挥影响。就目前而言,学界在前一方面的研究和成果相对较多,技术方法也比较成熟;但是对于此的关注度很少,现在还很少见到探讨风环境反馈城市更新和建筑设计的文献。街谷风廊道
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