









摘 要:采用經(jīng)風(fēng)洞實驗驗證的標(biāo)準(zhǔn) k?ε數(shù)值模型,模擬了綠化空間布局及壁面加熱條件對街道峽谷內(nèi)流場和污染物擴散的影響。考慮了3種綠化組合方式與4種壁面加熱條件,并采用無量綱濃度 K與空氣交換率 RACH 分別對街道峽谷內(nèi)污染情況與通風(fēng)性能進行評估。結(jié)果表明,不同的綠化空間布局和壁面加熱條件會改變街道峽谷內(nèi)流場和污染物濃度分布。選擇綠化結(jié)合布局時,應(yīng)盡量選擇綠墻和綠籬的組合以減弱綠化阻塞作用對污染物擴散的不利影響。背風(fēng)面加熱和迎風(fēng)面加熱對街道峽谷的通風(fēng)能力提升作用并不明顯,而三壁加熱能明顯改善街道峽谷的通風(fēng)性能。
關(guān)鍵詞:街道峽谷;壁面加熱;綠化配置;污染物擴散;空氣交換率
中圖分類號:X51"" 文獻標(biāo)志碼:A
Effect of greening layout and wall heating on pollutant dispersion inside street canyon
LIANG Qianfeng ,YIN Zuohong,YAO Cheng,JIANG Xinfeng, YANG Huilin,ZHANG Zhen,LUO Yang
(School of Environment and Architecture, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
Abstract:The standard k-ε model validated by wind tunnel experiments was used to study the effect of greening layout and wall heating on the flow field and pollutant dispersion in the street canyon. Three types of greening configurations and four kinds of wall heating modes were considered in this study, and the pollutants distribution and ventilation performance in street canyon were evaluated by dimensionless concentration of K and air exchange rate of RACH, respectively. Results show that the greening configuration and wall heating mode can influence the flow field and pollutant concentration distribution in the street canyon. The combination of green wall and hedge should be selected to reduce the adverse effects of greening on pollutant diffusion when the layout of greening combination is used. Meanwhile, the leeward and windward wall heating have no obvious effect on the improvement of ventilation capacity in street canyon, while the significant improvement of ventilation capacity is achieved by three-wall heating.
Keywords:street canyon; wall heating; greening layout; pollutant dispersion; air exchange rate
街道峽谷作為城市空間的基本單元[1],由于環(huán)境相對封閉,其區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量因交通污染物的大量排放和積聚而逐漸惡化,對道路周邊居民的身體健康產(chǎn)生了嚴(yán)重危害[2]。目前主要有現(xiàn)場實測、風(fēng)洞實驗和數(shù)值模擬三種方法來研究街道峽谷內(nèi)氣流運動和污染物擴散,結(jié)果發(fā)現(xiàn)影響街道峽谷內(nèi)通風(fēng)與污染物擴散的因素很多,例如街道峽谷風(fēng)向風(fēng)速[3]、高寬比[4–5]、綠色植被[6–7]、熱環(huán)境[8]等。其中,綠化作為城市街道峽谷重要的組成部分,是人類改變室外環(huán)境的重要手段。
不同的街道綠化配置及布局方式會對街道峽谷內(nèi)污染物的擴散分布產(chǎn)生不同的影響,國內(nèi)外學(xué)者對此開展了大量的研究。申小云[9]在對不同高寬比的街道峽谷內(nèi)氣流運動和污染物擴散分布情況進行研究時發(fā)現(xiàn),樹木減弱了街道峽谷兩端隨角渦進入街道峽谷內(nèi)部的氣流和沿墻面流入街道峽谷的氣流,使得綠植對街道峽谷內(nèi)流場的影響總體減弱。 Gromke 等[10]通過現(xiàn)場實測發(fā)現(xiàn),設(shè)置連續(xù)的灌木可以有效減少空氣中污染物的濃度,而間隔種植灌木會使污染物濃度增大,因此灌木的孔隙率影響著街道峽谷內(nèi)污染物的濃度。 Zhao 等[11]探討了樹木高度在不同受熱溫度下對街道峽谷內(nèi)氣流運動和通風(fēng)能力的影響,發(fā)現(xiàn)樹木生長高度超過街道峽谷中心后,剪切流不能再驅(qū)動街道峽谷內(nèi)的渦流,且樹冠顯著降低了街道峽谷內(nèi)的速度,減弱了街道峽谷的通風(fēng)能力。除了綠化外,街道峽谷的熱環(huán)境對流場和污染物分布也有很大的影響。綠墻對街道峽谷內(nèi)部流場的阻礙作用及自身的蒸騰作用會使其內(nèi)部風(fēng)速減小,進而使峽谷與外部的換氣量減少,從而導(dǎo)致污染物在峽谷底部堆積[12]。但當(dāng)迎風(fēng)面受熱時,綠墻的蒸騰降溫作用可以降低迎風(fēng)面受熱產(chǎn)生的負面影響,略微降低街道峽谷底部污染物的堆積程度。盡管已有關(guān)于綠化布局及壁面加熱條件對街道峽谷內(nèi)污染物擴散分布影響的相關(guān)研究,但尚未有針對多種綠化組合布置時,壁面不同加熱條件耦合綠化空間布局對街道峽谷內(nèi)熱環(huán)境及污染物分布影響的對比研究。
本文利用經(jīng)風(fēng)洞實驗驗證的計算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值模型,探討不同綠化空間布局對街道峽谷內(nèi)氣流運動的影響,對比分析不同綠化空間布局耦合壁面加熱條件對街道峽谷內(nèi)污染物的消減作用,從而獲取城市街道峽谷內(nèi)街道綠化的合理布置方式。
1 研究方法
1.1 物理模型
本文采用1∶150的縮尺比建立以線源、樹木、綠化帶、綠墻、建筑為主要元素的3D 孤立街道峽谷模型,如圖1所示。街道峽谷建筑高度 H=12 cm(實際高度18 m),長 L=10 H,寬W=2 H,寬高比 W/H=2。峽谷內(nèi)有4條平行于y 軸的線源連續(xù)釋放 CO 氣體來模擬4條車道的交通污染物排放,線源長11.9 H(兩側(cè)超出街道峽谷0.95 H),高和寬皆為0.005 H。樹冠距建筑墻面0.18H,距地面0.2H,樹冠長、寬、高分別為10H、0.2 H、0.3 H。綠化帶長、寬、高分別為10 H、0.083 H、0.055 H,綠化帶邊緣距建筑墻面0.4725 H。綠墻整體覆蓋在街道峽谷內(nèi)兩側(cè)建筑的墻面上,厚度為0.01 H。
為了更好地模擬真實條件,本文考慮了綠化對太陽輻射的遮擋,即對樹木和綠化帶等遮蔭區(qū)壁面不進行加熱。考慮的4種壁面加熱條件分別為不加熱、迎風(fēng)面加熱、背風(fēng)面加熱和三壁加熱。根據(jù) Park 等[13]與 Zhang 等[14]的研究成果,在夏季晝間,環(huán)境空氣溫度主要在28~34℃波動,受太陽輻射而升溫的壁面與環(huán)境空氣之間的溫差可達12~14℃, 因此設(shè)定環(huán)境空氣溫度與常溫壁面溫度為30℃ , 熱壁面與其溫差設(shè)定為12℃。
由于本文采用縮尺模型,為了表征加熱壁面引起的熱浮升力與來流慣性力之間的相互作用,需保證縮尺模型理查森數(shù)Ri與實際模型Ri相等。
Ri = giαv (TU(w) Tref)H""""""" (1)
式中: gi為重力加速度, m · s?2;αv 為熱膨脹系數(shù),K?1;Tw 為壁面加熱溫度,K; Tref為環(huán)境空氣溫度,K;Uref為建筑高度 H處的平均水平速度。
為了滿足Ri相似條件,在縮尺模型中,加熱面與環(huán)境之間必須有更高的溫差才能實現(xiàn)實際模型中12℃的溫差。表1給出了實際模型與縮尺模型的Ri。本文考慮3種綠化空間布局及4種壁面加熱條件,共計12種工況,如表2所示,其中:實線為不加熱壁面;虛線為加熱壁面。
1.2 數(shù)值模型
1.2.1 控制方程
當(dāng)Ri≤0.85時,標(biāo)準(zhǔn) k??模型(SKE)與近壁處理的標(biāo)準(zhǔn)壁函數(shù)(SWF)能更好地預(yù)測流場和溫度場[15]。而本文中 Ri=0.35,因此選擇標(biāo)準(zhǔn) k?ε模型與標(biāo)準(zhǔn)壁函數(shù)進行求解,控制方程為
式中: xi 、xj為笛卡爾坐標(biāo);ui 、uj分別為流體在i和 j方向上的時均速度, m · s?1;ρ為空氣密度, kg ·m?3; k為湍流動能;ε為湍流耗散率; Cε1、Cε2、σk 、σε均為經(jīng)驗常數(shù),值分別為1.44、1.92、1.0、1.3; Gk為由平均速度梯度引起的湍動能;C μ為模型常數(shù),取0.09;η為分子黏度;ηt 為湍流運動黏度。
uj = Dm(α)+ + Sp""" (6)
式中: Cα為污染物α的濃度;Dm(α)為污染物α在混合物中的分子擴散系數(shù); Sp 為污染物α的源項; Sct 為湍流施密特數(shù),取0.7;νt 為湍動黏性系數(shù)。
本文采用 ANSYS Fluent 14.5軟件進行數(shù)值計算,其中,控制方程應(yīng)用有限體積法(FVM) 離散求解,壓力和速度耦合采用 SIMPLE 算法與二階迎風(fēng)格式,各變量收斂殘差設(shè)置為1×10?6。
1.2.2 綠化多孔介質(zhì)模型
本文將樹木與綠化帶設(shè)置為多孔介質(zhì)模型,為模擬綠化植被與氣流之間的相互作用,在動量控制方程中添加動量匯項Sm,以模擬氣流流經(jīng)植被時的動量損失。另外,分別在湍動能k與湍流耗散率ε的傳輸方程中添加Sk與S ε附加項以模擬綠化植被對湍流的影響,各附加項分別定義為[16]
Sm =?ρCdLADuiu"""""""" (7)
Sk =ρCdLAD (βpu3?βduk)""""" (8)
S ε=ρCdρLAD (Cε4βp u3? Cε5βduk)"" (9)
式中: u為速度,m · s?1;Cd為綠化植被的葉面積阻力系數(shù),取200;LAD為葉面積密度,m2·m?3,樹木與綠化帶取0.5,綠墻取1.0;βp 為動能轉(zhuǎn)化系數(shù),取1.0;βd為湍流無量綱系數(shù),取0.51; Cε4、Cε5均為模型常數(shù),值均為0.9。
1.2.3 計算域與網(wǎng)格
計算域采用對稱域。劃分計算域時利用模型幾何的對稱性,建立半對稱計算域,并以垂直于 y 軸的街道峽谷中心面為對稱面。為保證湍流在計算域內(nèi)能夠充分發(fā)展,根據(jù) Tominaga 等[17]說明的計算域設(shè)置原則,距離上游建筑迎風(fēng)面8 H 的入口邊界采用速度入口條件。基于式(10)~(12),速度符合冪律分布u(z),將湍流動能k和湍流耗散率ε應(yīng)用于入口邊界。出口邊界(采用outflow 條件)與下游建筑背風(fēng)面距離為18 H,上邊界(采用 symmetry 條件)距離建筑頂部7 H,建筑壁面及地面均設(shè)置為壁面無滑移的邊界條件。
式中: u(z)為 z 高度的平均水平速度; Uref為1.5 m · s?1;δ為邊界層厚度,值為0.5 m ;u*為摩擦速度,值為0.54 m · s?1;κ為卡門常數(shù),值為0.4。
網(wǎng)格劃分采用非均分網(wǎng)格類型,即在目標(biāo)街道峽谷內(nèi)線源和綠化帶及其周圍區(qū)域均作加密處理,網(wǎng)格尺寸為1.65 mm,目標(biāo)街道峽谷內(nèi)其他區(qū)域網(wǎng)格尺寸為3.3 mm,各網(wǎng)格單元在 y 軸向上的長度為6.6 mm。為了減少計算量,對于逐漸遠離建筑的計算域,網(wǎng)格尺寸逐漸變大,其中 x、y 、z 軸向上兩個連續(xù)網(wǎng)格單元之間的膨脹比為1.07。通過網(wǎng)格敏感性分析,本文最終采用的網(wǎng)格總數(shù)量為196萬。
1.3 模型驗證
本文采用德國卡爾斯魯厄大學(xué)的 CODASC的風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)對本文模型進行驗證[18]。CFD模型復(fù)制了卡爾斯魯厄大學(xué)風(fēng)洞實驗的有關(guān)條件。圖2為在雙排樹情況下,街道峽谷背風(fēng)面和迎風(fēng)面 y/H=0、1.26、3.38三個不同位置對應(yīng)垂直線上風(fēng)洞實驗測量值(取自 CODASC)與無量綱污染物濃度 K 的計算值分布。無量綱濃度K 定義為[17]
式中: C 為污染物的體積分?jǐn)?shù); l 為線源長度,Qe 為氣態(tài)污染物釋放源強,此處采用 SF6。
為了量化數(shù)值模型的性能,選擇歸一化均方誤差 ENMS、分?jǐn)?shù)偏差 FB、在觀測值兩倍因子內(nèi)的預(yù)測分?jǐn)?shù) FAC2和皮爾遜相關(guān)系數(shù) R 分別對數(shù)值模型計算值和風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)程度進行統(tǒng)計學(xué)評估[19]。表3為數(shù)值模型評估指標(biāo)。由表中可知,各指標(biāo)均在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。由數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞實驗測量結(jié)果對比可知,兩者污染物濃度接近,變化規(guī)律一致,表明數(shù)值模擬與風(fēng)洞實驗具有良好的一致性[18]。由此說明本文采用標(biāo)準(zhǔn) k??模型與近壁處理的標(biāo)準(zhǔn)壁函數(shù)開展綠化空間布局對街道峽谷內(nèi)污染物擴散的影響研究是合理可行的。
2 結(jié)果與討論
2.1 街道峽谷內(nèi)流場變化與分析
圖3為不同加熱條件下3種綠化空間布局街道峽谷的中心面流場分布。由圖中可知,不加熱時,由于下游建筑對氣流的阻礙作用,部分來流風(fēng)在建筑高度水平垂直向下游的流動受到限制,導(dǎo)致來流風(fēng)沿迎風(fēng)面進入街道峽谷。街道峽谷內(nèi)的氣流在來流風(fēng)的驅(qū)動下于迎風(fēng)面附近形成了一個順時針漩渦。樹冠較高且樹冠體積較大,阻礙了順時針漩渦向下發(fā)展,使得渦心大致處于 z/H=0.6高度處。另外,由于街道峽谷較寬,其迎風(fēng)側(cè)形成的順時針漩渦并未對背風(fēng)側(cè)氣流運動造成影響,背風(fēng)側(cè)的氣流運動將污染物聚集在街道峽谷中心位置,同時迎風(fēng)側(cè)的順時針漩渦也將污染物卷掃到街道峽谷中心,導(dǎo)致該中心出現(xiàn)顯著的高濃度分布。背風(fēng)面加熱時,流場結(jié)構(gòu)幾乎不發(fā)生改變,靠近迎風(fēng)面的漩渦減小。迎風(fēng)面加熱時,緊鄰迎風(fēng)面下方形成了一個速度小渦,且行道樹和綠墻街道峽谷中順時針漩渦消失。三壁加熱時,3種綠化空間布局下流場相似,街道峽谷中心面的漩渦結(jié)構(gòu)被熱浮力破壞,峽谷中的上升氣流主導(dǎo)了污染物的擴散。由此說明隨著熱效應(yīng)的增強,街道峽谷內(nèi)的順時針漩渦隨之消失。
圖4為街道峽谷人行呼吸高度面流場分布。不加熱時,街道峽谷兩側(cè)來流風(fēng)經(jīng)過時,在上游建筑兩端會形成角渦,y 軸正方向和負方向的角渦分別為順時針和逆時針結(jié)構(gòu)。這兩個角渦導(dǎo)致兩股氣流從兩端流入街道峽谷,并在其中心區(qū)域相遇。由于兩股氣流的對流作用,在街道峽谷中部偏背風(fēng)側(cè),形成兩個與對應(yīng)角渦方向相反的小漩渦,渦心在 y/H=0.5、?0.5附近,從街道峽谷兩端流入的氣流使得污染物向其中心積聚。背風(fēng)面加熱時,人行呼吸高度面流場結(jié)構(gòu)幾乎不變,但當(dāng)迎風(fēng)面加熱時,人行呼吸高度面流場結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化。具體來看,在行道樹和綠籬街道峽谷中人行呼吸高度面中央位置,由于對流形成的兩個漩渦結(jié)構(gòu)遭到破壞,在靠近迎風(fēng)面形成了兩個小漩渦。相反地,在行道樹和綠墻街道峽谷中人行呼吸高度面中央位置的兩個漩渦增強,并向迎風(fēng)側(cè)移動。另外,在綠籬和綠墻街道峽谷中人行呼吸高度面中部觀察到了四個漩渦。三壁加熱時,由于熱浮升力影響最為顯著,呼吸高度面中心區(qū)域的漩渦消失,低風(fēng)速區(qū)域明顯減小,街道峽谷呼吸高度面面風(fēng)速整體增強。
2.2 街道峽谷內(nèi)污染物濃度分布
圖5為街道峽谷中心面污染物分布,從街道峽谷內(nèi)氣流運動可知,由于迎風(fēng)側(cè)的順時針漩渦和背風(fēng)側(cè)向街道峽谷中心運動的氣流影響,不加熱時,污染物主要集中在街道峽谷中心偏向背風(fēng)側(cè)區(qū)域,且行道樹和綠籬、行道樹和綠墻兩種綠化方式下街道峽谷中心面的污染物分布情況基本相同。背風(fēng)面加熱時街道峽谷中心面高濃度區(qū)域略微增大,但和不加熱時相似。迎風(fēng)面加熱時污染物同樣堆積在街道峽谷底部,但高濃度區(qū)域范圍更小。三壁加熱時,由于街道峽谷內(nèi)氣流組織受熱浮力影響完全改變,渦流結(jié)構(gòu)消失,迎風(fēng)側(cè)幾乎無污染物聚集,街道峽谷中心面污染物積聚在其中心,且高濃度區(qū)域范圍小于不加熱和背風(fēng)面加熱時。在綠籬和綠墻街道峽谷中,由于沒有行道樹對街道峽谷內(nèi)氣流的阻礙,進入街道峽谷的氣流從背風(fēng)側(cè)向迎風(fēng)側(cè)運動,最終從迎風(fēng)側(cè)建筑頂部流出,導(dǎo)致街道峽谷內(nèi)污染物集中在街道峽谷地面附近區(qū)域。由于街道峽谷通風(fēng)性能增強,其中心面污染物濃度顯著低于其他兩種綠化方式。
圖6為街道峽谷人行呼吸高度面污染物分布。采用行道樹的綠化方式的街道峽谷中污染物高濃度區(qū)域明顯大于綠籬和綠墻街道峽谷。背風(fēng)墻加熱時,人行呼吸高度面濃度分布與不加熱時類似,而迎風(fēng)面加熱時,行道樹和綠籬街道峽谷、綠籬和綠墻街道峽谷中心區(qū)域高濃度區(qū)呈現(xiàn)向迎風(fēng)面擴散的趨勢,而在行道樹和綠墻街道峽谷中高濃度污染物已擴散至迎風(fēng)面,污染物高濃度范圍明顯增大。三壁加熱時,三種綠化方式下街道峽谷人行呼吸高度面污染物高濃度區(qū)域均顯著減小。
圖7為街道峽谷內(nèi)迎風(fēng)面、背風(fēng)面、人行呼吸高度面及中心面上的平均無量綱濃度 Kave。采用行道樹和綠籬綠化方式時,迎風(fēng)面加熱和三壁加熱可以顯著減小街道峽谷內(nèi)污染物濃度,而背風(fēng)面加熱對街道峽谷內(nèi)流場和污染物擴散影響很小。對于行道樹和綠墻的綠化布局中,背風(fēng)面及三壁加熱對街道峽谷內(nèi)污染物擴散的影響很小,而迎風(fēng)面加熱對污染物擴散的影響較大,尤其是在街道峽谷垂直中心面上污染物平均濃度顯著減小。在綠籬和綠墻配置中可知,三壁加熱時街道峽谷內(nèi)各面上的平均濃度均最低,街道峽谷內(nèi)通風(fēng)能力最強。另外,可以看出,有行道樹存在時,無論和綠籬組合或綠墻組合布置,街道峽谷不同平面上的污染物濃度均較高,這是由于行道樹樹冠較大產(chǎn)生的阻滯作用抑制了污染物的擴散。
2.3 街道峽谷內(nèi) RACH 的評估分析
為了進一步評估不同綠化布置對街道峽谷通風(fēng)性能的影響,引入空氣交換率 RACH 作為評價因子,即單位時間內(nèi)街道峽谷和環(huán)境大氣之間的空氣交換量。其中,空氣從街道峽谷排出表示為 RACH +,進入街道峽谷則表示為 RACH?。對于本研究中的3D 街道峽谷,氣流主要在街道峽谷兩端出口與頂部與環(huán)境空氣發(fā)生交換, RACH +與 RACH?的計算定義分別為[20]
RACH+= RACH ;top++ RACH ;side1++ RACH ;side2+" (14)
RACH?= RACH ;top?+ RACH ;side1?+ RACH ;side2? (15)
式中:RACH ;top 、RACH ;side1、RACH ;side2分別為穿過街道峽谷頂面、穿過街道峽谷 y 軸正向出口平面、穿過街道峽谷y 軸負向出口平面的空氣交換率。
而平面上的 RACH由平均值 RACH 和脈動值RA(′)CH 組成,即
RACH = RACH + RA(′)CH"""""""""" (16)
式中: RACH為由平均速度引起的空氣交換率;RA(′)CH 為由脈動速度引起的空氣交換率。
RA(′)CH += RA(′)CH ?= lΓ√kdΓ""" (17)
式中,Γ為對應(yīng)平面的面積。
另外,本文采用無量綱化的空氣交換率lt;RACHgt;來評估街道峽谷的通風(fēng)能力,其定義為[21]
lt; RACH gt;="""""""" (18)
式中: V 為街道峽谷的體積; T = H/UH , UH為建筑高度 H 處參考風(fēng)速。
計算得到的各工況下街道峽谷內(nèi)的無量綱空氣交換率如圖8所示。由于行道樹與綠籬和綠墻相比對街道峽谷內(nèi)流場影響更大,導(dǎo)致有行道樹的兩種綠化方式的街道峽谷的lt;RACHgt;差距很小。從圖8可以看出,不加熱時,綠籬和綠墻街道峽谷的lt;RACHgt;高于其他兩種綠化方式的街道峽谷。迎風(fēng)面加熱和背風(fēng)面加熱時,街道峽谷lt;RACHgt;均略高于不加熱時,但迎風(fēng)面加熱時街道峽谷的lt;RACHgt;較背風(fēng)面加熱時低,說明迎風(fēng)面加熱雖能改變街道峽谷內(nèi)的流場,但對街道峽谷通風(fēng)性能的提升能力小于背風(fēng)面加熱。三壁加熱時街道峽谷lt;RACHgt;提高最多,街道峽谷通風(fēng)性能最好。對比不同綠化空間布局耦合加熱條件下的街道峽谷lt;RACHgt;可知,當(dāng)行道樹組合其他兩種綠化形式布局時,迎風(fēng)面加熱與不加熱時街道峽谷lt;RACHgt;差值最小,背風(fēng)面加熱時,lt;RACHgt;略有提升(漲幅3.3%)。對比三壁加熱與不加熱時發(fā)現(xiàn),行道樹和綠籬、行道樹和綠墻、綠籬和綠墻組合布局的街道峽谷的lt;RACHgt;平均提升12%。另外,綜合比較三種綠化布局發(fā)現(xiàn),綠墻和綠籬組合的綠化方式無論在何種壁面加熱條件下的lt;RACHgt;均高于其他兩種綠化布局方式。
3 結(jié)論
(1)不加熱時,行道樹樹冠較高且體積較大,阻礙了迎風(fēng)面附近順時針氣流漩渦向下發(fā)展,使得漩渦渦心處在街道峽谷較高位置,從而降低了街道峽谷內(nèi)氣體流速,導(dǎo)致其中心區(qū)域污染加劇。綠籬和綠墻對街道峽谷內(nèi)流場影響小,兩者組合布局時,街道峽谷迎風(fēng)側(cè)形成的順時針漩渦心較低,街道峽谷通風(fēng)性能優(yōu)于有行道樹存在時,說明綠籬和綠墻相結(jié)合的綠化空間布局更有利于街道峽谷內(nèi)污染物的擴散。
(2)背風(fēng)面加熱對街道峽谷內(nèi)流場和污染物擴散影響最小,此時lt;RACHgt;略大于不加熱時;迎風(fēng)面加熱會引起街道峽谷迎風(fēng)側(cè)順時針漩渦尺寸的變化與渦心的偏移,此時污染物在街道峽谷人行呼吸高度面的分布范圍變廣。迎風(fēng)面加熱時街道峽谷lt;RACHgt;小于背風(fēng)面加熱時。三壁加熱會導(dǎo)致街道峽谷中心面順時針漩渦及人行呼吸高度面中心渦流消失,有利于污染物的擴散,尤其對于迎風(fēng)面污染物濃度的消減作用最顯著。
(3)當(dāng)需要選擇多種綠化結(jié)合布局時,應(yīng)盡量選擇綠墻和綠籬的組合以減弱綠化阻塞作用對污染物擴散的不利影響,提升街道峽谷的通風(fēng)能力,從而降低街道峽谷內(nèi)的污染物濃度。
本研究尚存在一些不足:①在考慮行道樹時,對樹冠模型進行了簡化,未對樹冠形狀、行道樹間距等因素進行研究。②綠墻是一整塊緊貼在街道峽谷中兩個壁面上,未考慮壁面上窗戶的存在。在之后的研究中可進一步深入研究。
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