大型高层住宅小区室外风环境模拟分析.pdf

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1、CMYK设计与装饰大型高层住宅小区室外风环境模拟分析曹森方刘轩（广东省建筑科学研究院集团股份有限公司）【摘要】使用计算机模拟技术对大型住宅小区室外风环境的特点进行了模拟分析；着重对影响人居环境的住区室外风速分布以及建筑外立面的风压分布等特性进行了模拟计算；研究了此类建筑室外风环境优化设计的关键因素；研究结果表明，首层架空以及周围开敞式设计可以有效引导外部气流深入小区内部，从而改善小区的室外通风和热环境。【关键词】风环境；高层住宅小区；风速；风压1引言根据《广东省建筑气象参数标准》，选取过渡季节主导风向作为分析的工况见表1。近年来，随着人们对居住品质的进

2、一步追求，高层表1计算选取的风速与风向住宅小区的体量越来越大，且同时设计有一定比例的绿季节风向风速（m/s）化和水体景观，以及底层的商业配套。这些改善人居环9月～次年3月北风2.6境的配套设施对整个小区的热舒适性的影响，需要通过4～8月南风2.4进一步的定量模拟分析进行评价。表1所列的风速，是气象台站记录的风速，一般是本文从计算流体力学的角度，以CFD模拟计算软件指在地面上10m处测得的风速。随着高度的增加，风速为工具，对华南地区某大型高层住宅小区室外风环境进逐渐加大。在不同高度上的平均风速分布按下式计算：行模拟，分析其在冬、夏季主导风向下建筑周围人行

3、区nh1.5m高度处的风速和风速放大系数。以此作为评判该v=v0[]h0项目的室外风环境的重要依据。式中：2项目概况v———高度为h处的风速，m/s；v0——基准高度h0（取标准高度10m）处的风速，华南地区某大型住宅小区由高层建筑塔楼、塔楼外m/s；2围商业裙楼、售楼部组成，地下建筑面积19039m，地上n———指数，主要与测定地点的地面粗糙度和温度22建筑面积为112740m，总建筑面积为131779m。垂直梯度有关，见表2。3计算模型及边界表2粗糙度指数n粗糙形式边界层高度（m）指数n3.1项目所在地气象参数平坦空旷的乡村2700.14该项目所在

4、地全年风力较小，4～8月以偏南风为起伏的小山3900.28城市中心区5100.33主，9月～次年3月多为偏北风。本项目所在地风玫瑰图如图1所示。根据项目所在地的位置以及周边规划，模拟计算中，选择粗糙度指数为0.14。3.2物理模型计算区域：考虑到计算机内存容量和计算速度，在不影响计算结果的前提下适当简化模型。选取某大型住宅小区项目及周围建筑建立模型，如图2所示。图1项目所在地风玫瑰图CMYK设计与装饰向，有利于气流流入小区内部。小区整体风速分布均匀。根据不同高度平面的风压图可知，本项目小区建筑南北向风压差在3～8Pa之间，在夏季可实现较好的自然通风。5

5、结论及设计改进措施⑴当主导风向为东南风时，本项目小区内部的风速大多在0.8～2.0m/s之间。由于小区内的建筑分为两图2华南地区某大型高层住宅小区排，且是东西走向，有利于气流流入小区内部，小区整体室外风环境计算模型风速分布均匀。夏季时，小区室外通风状况理想。4结果分析⑵根据不同高度平面的风压图可知，本项目夏季南北向风压差在4～8Pa左右，可实现较好的自然通风。根据《广东省建筑气象参数标准》中的气象参数，项⑶由于住宅首层采用架空或局部架空的做法，使住目所在地市在四月～八月主要为东南风和东南偏南风，区的室外风环境得到有效改善，避免了由于建筑自身阻距地面高1

6、0米处的风速为2.4m/s。由于两种主导风工挡造成的大面积背风区。况边界条件近似，故本文仅模拟东南风工况。⑷设计改进建议：1#和5#两栋建筑之间的风速较从计算结果可知，项目人行区风速均低于5m/s，大小大约为0.5m/s，这主要是因为5#栋建筑处于北部建部分区域风速在1.5～3.0m/s之间。图3和图4表明，筑的风影区，同时受到南部商业建筑的阻挡。3#栋建筑在东南风工况下本项目小区内部的风速大多在0.8～南部的风速也较小，这主要是因为来自3#和4#两栋建2.0m/s之间。由于小区内的建筑分为两排，且是东西走筑之间的气流对其绕流后受到西南部商业建筑的阻挡

7、。建议在西南角商业用房位置开一个宽度不小于5米的开口，在南部1#和2#两栋建筑之间的商业用房出开一个宽度不小于3米的开口，以此来改善室外风环境。●【参考文献】[1]刘轩，余凯伦.太阳辐射作用下的中庭室内自然通风设计方案优化分析[J].城市建设理论研究，2013（19）：1-5.[2]李岳，刘轩，刘倩，余凯伦.CFD技术在绿色建筑室内外通风设计中的应用[J].建筑节能，2015，（5）：77-80.图3主导风为东南风时，本项目小区地面行人高度的风速矢量图图4主导风为东南风时，本项目小区不同高度平面的风压图