热带地区的特殊通风设计方法:在热带地区,特别是在炎热和潮湿的地区,特殊的通风设计至关重要。传统的建筑自然通风设计,以创造较大对流效果为主。在内陆地区,如果当地自然风风速低,会采用在受风坡地上兴建房屋等方式,以获取较大风速。现代建筑设计中,为使建筑物内形成对流通风,有效降低室内温度,可以利用风机设备创造气流的强制通风方式,也可以通过导入自然风的自然通风方式。通过补入较冷空气替代并排出热空气,造成建筑室内热散失。在室内风环境设计中,合理的平面布置为:布局宽松,间距大,朝向主导风向。同时空间体量处理能加速或引导室内气流,围护结构要尽可能通透,风道通畅。合理设计通透空间,在建筑每层的适当高度设置开窗,可疏通室外风流,有利于夏季通风。此外,合理的通风时机,早晚的门窗开闭,开窗的方式、位置等都很重要。其次还可以利用构筑物挡风墙和导风板的灵活组合,并可结合绿化整体设计,引导夏季自然风,阻挡冬季恶性风流。计算流体动力学(CFD)在城市规划中主要辅助分析的是风/热环境。建筑风环境监测
通风廊道的设计考量了这些因素综合作用的效果,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,使城市作为一个环节融入自然循环。近年来随着经济的发展,城市居民对于人居环境的要求逐步提高。近年来已有许多城市率先进行了规划尝试。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。在宏观尺度上,通过合理布局工业企业,搬迁位于重要风道上的重点污染源污染源,调整工业用地、居住用地与绿地水系的关系,较大限度地发挥城市通风廊道对于空气污染的缓解作用。在中观尺度上,通过调整建筑群与风廊道方向的关系,建筑的高度、材质等来减轻城市空气污染。街道峡谷风场模拟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。
CFD在解决空气污染中的应用:目前多数城市风/热环境的研究,都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。而CFD还可以用于其他方面的研究,例如CFD在交通污染扩散模拟方面已有诸多应用。风向与风速是影响空气污染扩散的主要因素,不过在弱风或无风条件下,机动车本身的运动状态对尾气扩散的影响就不可忽视。此时,可通过CFD建立三维的欧拉-拉格朗日近似方法求解。可见CFD在研究空气污染方面的潜力及可行性。传统的建筑组团设计中对街区的风环境模拟往往在建成之后,不能有效地评估实际使用时可能出现的空气污染并做出通风设计方面的改善。风洞试验成本较高,又无法普遍应用于所有项目。城市空间环境的三维模拟技术日趋成熟,现代城市规划采取在设计初期应用建筑CFD模拟的新思路,能够更好地为居民提供舒适的人居环境。
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。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。
“街道狭谷效应”加剧空气污染:近年来,由于城市居住环境的营造不当,造成了很多恶劣的气候影响。诸如,由于城市中楼层普遍过高,且高层建筑空调等电器等散发热量较多,地表层绿化植被散热较少的缘故,使地面上层大气无法随高度的增加而降温,加剧了城市大气逆温的反常现象,使大气的对流减缓,间接导致了城市雾霾难以飘散。在城市中,“街道峡谷效应”导致高楼周围的风环境产生变化,风向改变、风速加大,这种变化可能造成不良后果。城市特殊下垫面以及微气候特征可能影响污染物的传输扩散,从而产生局地空气污染,而街道峡谷作为城市下垫面的重要组成部分,其动力和热力性质是构成城市局地气候的重要因素,同时作为居民活动中较为活跃的场所,对于城市局地街道峡谷的环境状态的研究显得至关重要。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。建筑通风环境分析软件
有学者提出,通过设置通风廊道来缓解城市雾霾问题。建筑风环境监测
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只只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。建筑风环境监测
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