三维模拟技术具有循环反馈的运作机制:大致的实施步骤为:提出设计目标后结合城市或地区气候特征进入初步设计,将初始设计成果进行评估,按照规划-设计-软件模拟-分析评价-设计修改-再次模拟…的流程进行,进入循环反馈的运作机制,较后得出满意的评价结果后再进行落实。以上过程可以实现高效、低成本的评估城市设计方案,是可持续城市设计的可靠基础。 建筑CFD的教学已加入部分高校的设计课程,WindPerfectDX是专为建筑行业推出的三维热流CFD软件,改善了工程软件复杂的操作界面和参数设置,四步骤、五分钟便可完成前处理操作,结果显示多样化,可按分布、矢量、粒子查看,甚至可以导出风环境粒子动画。污染气象学的研究结果表明,污染物进入大气后,风向、风速、大气稳定度对其扩散的影响较大。cfd风环境评估
由于快速的城镇化发展、绿地稀缺、高密度人口分布、及大量人造热源等问题,导致城市产生热岛效应,使城市区域比起周围郊区维持着更高的温度,导致城市生活质量下降。然而,现今许多大城市正被热岛效应这种”城市病”所困扰着。因此,对于城市规划师以及设计师而言,如何减少气候问题来创造宜居的可持续城市将越来越受到重视。其中,风环境的改善便可有效减缓城市热岛效应,具体规划可以从环境评估的角度针对土地使用、建筑布局、及绿地植栽着手。通风廊道分析需要考虑到微气候中风环境对于城市大气质量具有的重要影响。
CFD在解决空气污染中的应用:建筑CFD与通用CFD的主要区别在于满足精确需求。建筑规划行业的从业者的主要时间用于整个规划设计的推敲,风/热环境的模拟分析在设计初期辅助优化设计,因此需要操作简单、结果精确、界面设计符合设计类软件的通识、能够同时对比多个方案、结果表达多样化,尤其是对于建筑及建筑组团的设计,需要能够从人视点感受风/热环境的效果和成因。因此参数繁多、操作复杂的通用CFD不适合建筑规划行业,无法普及这种三维模拟技术对设计的支持。建筑CFD技术结合BIM技术的逐步完善在未来能够为建筑规划行业提供更高效的设计支持。
建筑形态影响城市微气候:微气候是在具有相同大气候特点的范围内,由于局部地区地形、方位、土壤条件和植被不一致,使得局部地区具有独特的气候状况,主要表现在个别气象要素(温度、湿度和风)的剧烈变化及特殊天气现象(雾、露和霜)的差异。建筑形态是整个城市的物质基础,不同的城市形态对区域能耗有着不同程度的影响。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。这些因素会间接影响区域能耗,如街区尺度越大、密度越低则相应的居民生活和交通能耗越高。一座城市的各街区微气候品质反映了该地区社会、经济和城市环境的资源和循环是否均衡。
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。自然通风设计还可以解决一些建筑能耗的节能设计问题,改善城市整体空气质量。cfd风环境评估
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。cfd风环境评估
微气候影响建筑设计的因素:微气候建筑是建筑行业的一个非常重要的研究对象,微气候是建筑设计的重要因素,这不是一种趋势或时尚,它表示了对人类建筑的发展新思路。微气候架构集中在四个条件构成的舒适维度:热舒适,声音舒适,眼光舒适和空气质量,通过在建筑设计中实现这四点,为居民创造舒适的生活环境。建筑设计中的自然通风成为一个非常值得关注的问题,因为它对建筑的热舒适性有直接与重要的影响,并且提高了建筑空间的舒适度。cfd风环境评估
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