城市气候设计与通风廊道:城市通风廊道这一概念在较早起源于二战时期的德国,起初是为了制造人为烟雾以预防市区成为空袭目标,但在研究阶段意外发现了风在城市空间中的流动规律,于是城市气象家就将一发现命名为“Ventilationsbahn”,意为通风的廊道。在现代城市气候研究中,率先探索应用和实施了“城市风环境评估”和“城市通风廊道规划”的有日本、德国、和我国中国香港等地。而在我国城乡规划体系及城市规划实践中,城市通风廊道还属于一个较为新鲜的概念。直到2015年才正式出现在由住房城乡建设部城建司和中国城市规划设计研究院联合编写的《全国城市生态保护与建设规划(2015~2020)》(征求意见稿)中。现在,国内对城市通风廊道已有确切的定义:“以提升城市的空气流动性、缓解热岛效应和改善人体舒适度为目的,为城区引入新鲜冷湿空气而构建的通道。”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。室内风场模拟软件
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。街道峡谷风环境监测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。
通过街廓街巷空间结构、建筑组群布局以及街区层峡几何特征等空间形态和建筑形态的优化,可以形成良好的街区室外风、日射环境,从而避免空气污染和热滞留。城市微气候与城市形态存在紧密的相关性,通过城市形态调整,无论对于旧城既有街区或者待建城区的形态调整,都能够改善和优化城市微气候。WindPerfectDX是专为建筑行业开发的一款建筑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。
现阶段城市发展中,城市规划师与设计师已逐渐认知到“粗放型”的发展方式,不只对城市环境带来巨大的负面影响,城市热岛效应更是日益加剧。风/热环境作为衡量与改善城市舒适度的重要指标,将在未来的城市规划与设计过程中成为重要的考量因素。多尺度城市微气候模拟方法,比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,进而融入到城市规划教育中去,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。而在“粗放型”发展到“精细化”规划的转变中,城市微气候模拟也将逐渐从对于规划结果的“事后验证”转向带领规划的“事先指导”,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。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。
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。这些气候变化不只会带来海平面上升、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。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。广州风环境
城市更新与风廊道存在着双向的影响关系。室内风场模拟软件
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。室内风场模拟软件