義烏高層住宅小區風環境的模擬研究

駱劍峰 王東風

(義烏市城市規劃設計研究院有限公司，浙江 義烏 322000)

良好舒適的場地風、光、熱物理環境，是居住小區品質的最大影響因素。規劃建筑設計單位，應該依據地方氣候特點，進行合理的布局，做到有利于冬季日照并避開冬季主導風向，夏季要利于自然通風。義烏地處北緯29°02′13″～29°33′40″，屬于夏熱冬冷地區。因此，較適宜的建筑朝向為南偏西15°～南偏東30°范圍，本文主要選取此朝向范圍的高層建筑小區，結合義烏夏、冬季節風向進行數值模擬分析，探討建筑平面布局對建筑場地風環境影響。

1 義烏風環境氣象數據、計算模型參數及模擬評價

義烏屬亞熱帶季風氣候區，屬于夏熱冬冷地區。四季分明，氣候溫和，雨量充沛，日照多，空氣濕潤，夏冬季長，春秋季短。全年氣溫7月最高，1月最低；全年雨量5月、6月最多，3月、4月次之，1月最少。全年有10個月(1月～6月和9月～12月)以偏北風居多，7月多西南風，8月多偏東風。主要計算用夏、冬季氣象參數如圖1，圖2及表1所示。

表1 義烏市夏、冬季節主導風向、風速

本項目采用PHOENICS軟件進行模擬計算，采用結構網格，并對目標建筑群進行了加密處理。場地高低變化較緩，因此在建模時對地形高程的變化進行了簡化，按照同高程處理。建筑的風流動屬于不可壓縮、低速湍流，符合Boussinesq假設，因此選用k-ε雙方程對問題進行模擬求解。由于地表摩擦的作用，接近地表的風速隨著離地高度的減小而降低，只有離地300 m～500 m以上的地方，風速才不受地表的影響，可以在大氣梯度的作用下自由流動，來流風速的變化規律可以表示為：

(1)

基于1980年Visser關于室外熱舒適的研究結果，建筑物周圍行人區1.5 m處風速v<5 m/s是不影響人們的正常室外活動的基本要求，因此取人行及活動區域的風速放大系數不應大于2；在建筑物周圍行人區1.5 m高度的風速小于5 m/s；建筑物前后壓差在冬季不大于5 Pa，作為風環境模擬結果的評判依據。

2 項目的介紹

本分析項目為義烏市有機更新某回遷房地塊，共三個子地塊，規劃建設用地面積112 609.77 m2，總建筑面積為443 285.1 m2。其中地上建筑面積為285 192.82 m2，地下建筑面積158 092.28 m2。容積率為2.53，建筑密度為30.91%，綠地率為30.01%。共35棟高層，朝向為南偏東16°。模型如圖3所示。

3 冬季模擬結果

從圖4～圖7可以看出，就建筑表面而言，1-9#，2-1#，2-4#，2-7#，2-10#，2-12#，3-7#，3-10#建筑前后壓差約為10 Pa，大于5 Pa，對照導則要求不滿足，其余均滿足要求。注意門窗的氣密性及抗風壓等級要滿足規范要求。距地面1.5 m處，區域風速最大為4.1 m/s，未超過5 m/s，加速比(當地風速/來流風速)最大為1.8，未超過2，因此不會出現導致行人行走困難的突發性高風速情況。從風速矢量圖看建筑合圍區域內局部風速較小且有漩渦存在，建議垃圾集中堆放區域地下室出氣口等空氣污染源避開此區域，以免不良氣體不易擴散。

4 夏季模擬結果

從圖8～圖11可以看出，就建筑表面而言，1-9#，2-1#，2-4#，2-7#，2-10#，2-12#，3-7#，3-10#建筑前后壓差約為10 Pa，大于5 Pa，對照導則要求不滿足，其余均滿足要求。注意門窗的氣密性及抗風壓等級要滿足規范要求。距地面1.5 m處，區域風速最大為4.1 m/s，未超過5 m/s，加速比(當地風速/來流風速)最大為1.8，未超過2，因此不會出現導致行人行走困難的突發性高風速情況。從風速矢量圖看建筑合圍區域內局部風速較小且有漩渦存在，建議垃圾集中堆放區域地下室出氣口等空氣污染源避開此區域，以免不良氣體不易擴散。

5 結語

本文采用義烏的氣象條件，取南偏東16°朝向的高層住宅建筑群進行夏、冬季模擬分析，得出針對義烏范圍內住宅小區的幾點規劃布局建議：

1)建筑群最北側以冬季防風為主，建議采用北側裙房進行擋風設計，防止小區在冬季人行空間風速過大。

2)高層住宅北側為冬季迎風面，風壓較大，應注意選擇抗風壓性能和氣密性較好外門窗。

3)東側和西側裙房盡量設置敞開圍墻。如必須規劃布局為裙房，也因多結合消防通道、人行通道或小區主入口的開口，創造良好的夏季東西向通風環境。

4)垃圾集中堆放區域地下室出氣口等空氣污染源盡量避免設置在小區內部，特別是高層建筑南側，以免局部風速較小且有漩渦存在，造成不良氣體不易擴散。

5)建筑應多設計南北通透戶型，除冬季外，應多開外門窗，利用建筑外表面南北自然氣壓差進行自然通風。