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。城市微气候受街(住)区几何特征、布局方式、下垫面物性等多种因素的综合影响。室内自然通风
WindPerfectDX可以在跨度很大的尺度上进行模拟,适应室内、建筑、规划、景观等各相关行业的需求,小到空调机、大到旅游景区等各种与人类活动相关的建成环境。将建筑CFD的多尺度模拟方法应用在城市微气候模拟中,在优化城市设计方案、制定控规导则等方面的指导将更加科学、具有实践性,规划的本科教育也将更专业、更有针对性。对整个规划行业,甚至是相关景观设计、环境科学等领域都有拓展本专业人才能力,提升跨学科融合度的长远积极意义。规划行业的整体实践方法和以及教育理念也需要从“粗放型”向“精细化”转变,这样才是从长远角度改善城市病的根本之道。室内自然通风通风廊道规划应重点考虑背景风、地表通风潜力和绿源等因素。
多领域的三维模拟技术构建数字城市:城市设计的方法也亟待升级转型,传统的城市设计方法较缺乏电子信息技术的支持,主要依靠二维工具进行分析和决策,对于三维的空间环境难以模拟把握,这一阶段的城市设计中,风环境等三位环境的影响便被二维化了,如风环境可能只有常年风向等因素在设计时被纳入考虑中。故传统的设计流程往往是设计后,由于缺乏方案评价的技术支持,在人为评估修改后便送审批,随后便落实建设。这样的设计流程不足以符合生态城市设计的要求,难以保证城市的可持续性。
“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。城市通风廊道这一概念在较早起源于二战时期的德国。
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。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。室内自然通风
建筑(组群)空间形态以及建筑周围的环境会影响周围的风环境。室内自然通风
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。室内自然通风