城市规划与设计过程中应用“多尺度城市气候模拟”的方法,藉此让规划设计概念经过前期评估,让数字化模拟技术应用在设计实践中,从“粗放型”转变到“精细化”规划模式。多尺度城市微气候模拟方法,如简便人体热舒适度指标,将成为未来潜在的城市规划设计课程指导方法,更多的融入到城市规划教育中,使其在真正意义上成为城市规划学生分析方案、指导方案、检验方案的新型规划方法和工具。城市微气候模拟进而从对于规划结果的“事后验证”转向带领规划的“事先指导”,而其中计算流体力学(CFD)的多尺度应用将在优化城市设计方案、制定控规导则等方面产生科学、切实的指导意义。在这一过程中,对于多尺度城市规划与城市设计微气候模拟方法的梳理与评述,也将为未来气候敏感型城市研究打下坚实的基础。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。北海风分析报告
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。杭州风环境设计空间中的“风”是城市气候设计的对象之一。
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。
通风廊道对城市生态设计的作用:规划建设城市通风廊道对提升城市空气流通能力、缓解城市热岛、改善人体舒适度、降低建筑物能耗、改善局地气候环境有着重要的作用,主要表现在:一是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;二是可以提升空气流动性,减少城市建设区的“风阻”,改善局地小环境;三是结合绿地系统、河流、广场等城市开敞空间统一规划,有利于加快水、气、绿等之间的空气热交换,提高人体舒适度。更有学者提出,通过设置通风廊道来缓解城市雾霾问题。良好的通风廊道设计能够辅助城市生态的良性循环。
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。建筑CFD与通用CFD的主要区别在于满足精细需求。厦门风软件
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。北海风分析报告
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。北海风分析报告