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基于夏季风环境模拟的徐州乡村院落形态研究

中外建筑 2024年

作者：杨洋季翔中国矿业大学江苏省建筑节能与建筑技术协同创新中心

院落作为乡村民居重要的组成部分，人们会在其中从事各种生产生活活动，而院落的风环境的优劣会影响人们在其中活动的舒适度。在徐州地区，几乎家家户户都有院落，农宅建造时间久远，居住环境有待改善。通过实地调研总结归纳徐州农村住... 详细信息

院落作为乡村民居重要的组成部分，人们会在其中从事各种生产生活活动，而院落的风环境的优劣会影响人们在其中活动的舒适度。在徐州地区，几乎家家户户都有院落，农宅建造时间久远，居住环境有待改善。通过实地调研总结归纳徐州农村住宅院落形式，利用CFD模拟软件从院落围合形式、院门位置、屋顶坡度、围墙高度的合理设计进行了研究，提出了可以更好营造风环境的院落形态，为徐州地区农房改善设计提供一定参考。

关键词：乡村院落形态研究风环境模拟建筑舒适性居住环境

风环境模拟对建筑被动式设计决策支持研究——以天津泰达展览馆为例

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风环境模拟对建筑被动式设计决策支持研究——以天津泰达展览馆为...

作者：赵凯天津大学

学位级别：硕士

基于当前社会对于建筑节能与室内空气品质提升的迫切需求,同时伴随着计算机技术的迅猛发展,传统的定性建筑设计方法亟待与计算机模拟技术进行深度融合以衍生出适应于当前时代发展的定量化建筑设计方法。寒冷地区作为我国重要的气候区之... 详细信息

基于当前社会对于建筑节能与室内空气品质提升的迫切需求,同时伴随着计算机技术的迅猛发展,传统的定性建筑设计方法亟待与计算机模拟技术进行深度融合以衍生出适应于当前时代发展的定量化建筑设计方法。寒冷地区作为我国重要的气候区之一,其平均建筑能耗水平超过全国能耗水平约27%,寒冷地区建筑节能已然迫在眉睫。而公共建筑在建筑总能源消耗所占比例巨大,其节能工作尚需深入,亟待将研究成果付诸于实践。在建筑性能中,风环境的营造很大程度决定着着建筑能耗与建筑室内外空气品质。风环境性能的提升,一方面可以实现夏季和过渡季自然通风以及冬季的防寒保暖,从而降低建筑能耗,另一方面对于室外人行活动区域风舒适的提升与室内空气更新具有显著的促进作用。由于以往对于建筑风环境的模拟只局限于方案设计完成阶段的验证,因此无法实现风环境模拟技术对于建筑师方案设计阶段的决策支持作用。本文以建筑师的设计思维出发,拟展现一种基于建筑风环境,将设计与模拟相融合的设计方法,与此同时引入反馈机制,以实现与地区气候相适宜,被动式设计策略得到充分应用的目的。本文将以天津市泰达一大街展览馆为例,从场地设计、形体设计、内部空间设计以及围护界面设计四个方面深入探讨,运用气候适应性原理和被动式策略,展现寒冷地区公共建筑设计结合风环境模拟,以定量化模拟结果来辅助建筑方案设计的设计方法与流程。对天津市泰达一大街展览馆场地的风环境分析得出适宜的选址,并基于此分析对比八种基本形体的风环境特征优选出长方形形体和L形下沉形体。进一步对内部空间的设计结合展览建筑的特性分析对比平面布局与中庭剖面布局,得出展台布局与截面等宽中庭剖面的性能更优。围护界面的优化重点在幕墙开启比例与中庭通风帽的优化。通过上述各个设计阶段的分析,优选出风环境性能优异的建筑方案。

关键词：风环境模拟寒冷地区被动式设计策略决策支持

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基于风环境模拟与优化的滨海居住区规划设计

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2015年第1期31卷 173-181页

作者：李绥石铁矛杨振杨二东王安琪沈阳建筑大学建筑与规划学院辽宁沈阳110168 黑龙江科技大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150027 沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168

目的研究居住区规划中风环境对人体舒适度和绿地释氧的影响,并以此优化园区空间布局.方法将风环境模拟技术引入滨海居住区的规划设计中,基于CFD(计算流体力学)模型,应用AIRPARK软件对居住区的风环境进行模拟与分析,并模拟了与建筑物呈... 详细信息

目的研究居住区规划中风环境对人体舒适度和绿地释氧的影响,并以此优化园区空间布局.方法将风环境模拟技术引入滨海居住区的规划设计中,基于CFD(计算流体力学)模型,应用AIRPARK软件对居住区的风环境进行模拟与分析,并模拟了与建筑物呈不同夹角风向下的绿地释放氧气的扩散范围.结果夏季,能够充分利用风压差,排除整体余热,实现自然通风的冷却效应;冬季,高层建筑有效地阻挡了东北方向冷风侵入,降低通过风的强度与速度,使居住区内的风环境达到相对舒适状态.在局部风场的影响下,居住区实际的绿地位置与其释放氧气的扩散范围存在空间差异性.结论风环境预测提高了城市空间规划布局的科学性,对降低可吸入颗粒物扩散、缓解城市热岛效应、提升城市空间环境质量具有重要意义.

关键词：风环境模拟 CFD 滨海居住区空间规划

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绿色建筑风环境模拟用主导风参数确定

建筑科学 2019年第2期35卷 129-134页

作者：庄智车学娅王颖王君若冯君徐卫忠同济大学上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092 上海市建筑建材业市场管理总站上海200032 上海市气候中心上海200030

风环境模拟已成为绿色建筑室外风场设计优化的重要手段。然而典型季节主导风参数缺乏规范统一的确定方法,导致模拟边界条件设定不同,使得计算结果具有很大的不确定性,进而影响方案设计。为此,本文以上海地区11个气象站点近10年气象数据... 详细信息

风环境模拟已成为绿色建筑室外风场设计优化的重要手段。然而典型季节主导风参数缺乏规范统一的确定方法,导致模拟边界条件设定不同,使得计算结果具有很大的不确定性,进而影响方案设计。为此,本文以上海地区11个气象站点近10年气象数据为例,通过调研与对比分析气象数据统计方法、季节划分方法及主导风参数确定方法,得到风气象参数确定的推荐方法,并编制出各个气象站的典型季节主导风参数,为绿色建筑风环境模拟的标准化分析工作提供参考。

关键词：绿色建筑风环境模拟风气象参数标准化

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基于CFD的赣南住宅风环境模拟系统设计

现代电子技术 2020年第18期43卷 121-124页

作者：蔡丽蓉张红婴江西理工大学江西赣州341000

风环境的情况关系到居住体验,所以设计基于CFD的赣南住宅风环境模拟系统,提高居民居住质量。考虑到受热压和风压影响的自然通风原理,在风环境模拟系统中利用CFD数值模拟分析赣州于都县恒大御景小区风环境的流场湍流特性,将该特性和住宅... 详细信息

风环境的情况关系到居住体验,所以设计基于CFD的赣南住宅风环境模拟系统,提高居民居住质量。考虑到受热压和风压影响的自然通风原理,在风环境模拟系统中利用CFD数值模拟分析赣州于都县恒大御景小区风环境的流场湍流特性,将该特性和住宅建筑风流场模型导入建筑通风斯维尔Vent 2018软件后,展开住宅风环境的三维流动数值模拟,确立住宅风环境的来流面边界条件以及出流面边界条件,确保住宅风环境模拟更加真实。同时,从建筑平面布局、建筑通风窗设计以及热压通风三方面研究恒大御景小区自然通风设计策略。通过模拟实验得出该小区夏季住宅外风速小于等于4.9 m/s,风速最大值为4.621 m/s,冬季迎风面与背风面的风压分别为4.903 Pa和-3.749 Pa,并且有效模拟该小区风速同人体舒适度关系,分析小区各季节的风环境舒适度。

关键词：风环境模拟系统设计 CFD 数值模拟自然通风设计模拟实验

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基于风环境模拟的济南近山街区形态导控研究——以汉峪金谷街区为例

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基于风环境模拟的济南近山街区形态导控研究——以汉峪金谷街区为...

作者：宋静怡山东建筑大学

学位级别：硕士

全球环境的变化,城市快速的发展,带来了人地空间和人本形态的再次思考,新冠疫情带来的公共安全问题使城市规划工作者面对更多新挑战。济南高密度街区的建设带来城市化发展进程中的诸多环境问题,高密度的街区界面减少了空气流通的空间。... 详细信息

全球环境的变化,城市快速的发展,带来了人地空间和人本形态的再次思考,新冠疫情带来的公共安全问题使城市规划工作者面对更多新挑战。济南高密度街区的建设带来城市化发展进程中的诸多环境问题,高密度的街区界面减少了空气流通的空间。同时济南的多山环境赋予了近山地区独特的微气候环境特征,夏季高温、冬季雾霾的气候特征直接影响人们日常的生活品质。风环境作为城市微气候的重要研究内容,对济南高强度开发近山街区的雾霾扩散、热岛效应的消解、室外热舒适度的提升等方面具有重要作用,物理环境模拟及对设计原理的量化响应是后续近山街区空间形态导控的重要内容。本文以济南汉峪金谷街区为研究对象,以风速数据实测和风环境模拟平台搭建方法、风环境与街区形态指标耦合分析、街区形态的量化导控三部分为主体研究内容,以建构济南典型中尺度、高密度近山街区形态的控规导控法则为研究目的展开深入研究。具体内容如下:第一,确立了风速数据的实测和风环境模拟平台搭建方法:通过水经微图软件获取街区的山体高程、建筑高度等数据,总结出汉峪金谷街区呈现出中尺度、高密度的街区空间形态特征。通过热敏式AR866希玛风速仪实测了汉峪金谷街区的行人高度处的风速数据,基于风速实测和相关气象标准获取风环境数据,并运用CFD模拟技术方法,以Autodesk CFD软件为研究平台,总结归纳了模拟模型的构建、曲面包裹、模拟参数的设定和网格生成等适用于中尺度街区风环境模拟的平台搭建方法,求解街区近地面的风环境计算结果。第二,分析了汉峪金谷街区形态指标与风环境的耦合关系:在风环境模拟和实测的基础上,分析实测数据的特征,对比分析了模拟数据和实测数据,修正分析模拟数据的科学性和与实测数据的差异性,运用城市规划的思维和定量分析的方法,研究风环境关联的街区形态指标与绝对风速的耦合关系,提出气流渗透率和界面阻流率两个与风环境密切关联的街区形态指标,通过这两个街区形态指标分别研究形态指标与风环境指标的耦合关系公式,为街区形态的量化导控提供基础。第三,初步构建了汉峪金谷街区形态的控规导控法则:分别从街区、街坊、街筑三个尺度进行形态导控,形成基于控制性详细规划附加图则的复合形态导控,建构风廊、风谷、风洞的导控法则。重点研究街区新建情况下的导控模式,控制自西南向东北方向的斜向风廊空间,并由量化的风廊模块空间组成。街区尺度的空间体系形态导控包括风廊空间、开放空间、街区高度的控制;街坊尺度的空间界面形态导控包括典型风廊模块空间中的建筑高度和建设范围的控制;街筑尺度的空间布局形态导控包括典型风廊模块空间中的建筑总平面设计、建筑群体组合、建筑体量体形等控制要素。

关键词：风环境模拟近山街区街区形态量化导控济南汉峪金谷

严寒地区乡村院落风环境模拟与空间优化研究——以肇源县永胜村为例

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严寒地区乡村院落风环境模拟与空间优化研究——以肇源县永胜村为...

作者：董惟澈大连理工大学

学位级别：硕士

我国幅员辽阔,南北方气候差异显著。东北地区大部分位于气候区划中的严寒气候区,冬季寒冷漫长,寒风侵袭严重,随着人们对于生活品质和物质需求的不断增高,提升东北严寒地区冬季住居舒适度成为重要课题。随着近几年国家对农村居住环境的... 详细信息

我国幅员辽阔,南北方气候差异显著。东北地区大部分位于气候区划中的严寒气候区,冬季寒冷漫长,寒风侵袭严重,随着人们对于生活品质和物质需求的不断增高,提升东北严寒地区冬季住居舒适度成为重要课题。随着近几年国家对农村居住环境的不断重视,提高东北严寒地区乡村的生活质量和舒适度成为迫切性问题。风环境作为影响人居环境舒适度最直接和显著的因素,其作用机制值得研究。寒风侵袭尤其是冬季寒风对于东北严寒地区乡村有着较大影响。相比于城市,乡村地区对于严寒环境的抵御措施不足。乡村住居环境缺少城市高耸建筑的遮挡,同时其体量与尺度和城市住区有着显著的区别,因此城市风环境研究无法直接套用到乡村。本文将东北严寒地区院落空间风环境作为研究重点,通过模拟分析和空间试验探讨优化策略,指导乡村院落空间营建,以提高严寒地区乡村住居冬季抵御寒风的能力。论文选题源于十三五国家重点研发计划课题“绿色宜居村镇技术创新”子课题“村镇社区空间优化与布局研究”(2019YFD1100801),和国家自然科学基金项目支撑项目(52078094),主要针对东北严寒地区乡村院落空间冬季风环境问题展开研究。基于我国东北严寒地区冬季风环境特性,选取气候区划内古龙镇永胜村为例,以常见的东北乡村围合式院落作为研究对象展开。首先是院落类型与空间特征研究,通过调研走访和图解分析,归纳并提取当地典型合院类型,根据“围合”关系组织要素将院落类型分为南北向一合院式、东西向一合院式、西厢房二合院式、东厢房二合院式、双厢房式三合院和前后院式院落。随后进行院落空间风环境实测与分析,通过实地测量,获取当地典型院落风环境实时数据,并将风环境数据代入软件进行风环境模拟,验证风环境软件模拟分析的准确性和可靠性,分析不同类型院落风环境的基本情况,和当地建筑及院落对于院内风环境可能起到影响的建构元素。之后基于控制变量法和风环境模拟软件模拟不同建构元素和位置元素的变化对于院落内风环境的影响,根据所得到的风速云图和风速矢量图,分析趋势和规律。根据模拟结果,提出不同类型院落的风环境模拟方法和优化策略,结合永胜村当地发展目标及居民使用需求,以风环境综合水平较好的三合院类型为样本,进行设计探索,最终提出东北严寒地区乡村院落空间优化策略与设计方法。本文尝试以“模拟—研究—优化”联动的手法,聚焦严寒地区乡村院落空间,对不同类型院落进行风环境模拟,提出差异化的优化策略,并将其作为指导设计的辅助手段,以期为东北严寒地区乡村建设提供新的路径,为国家乡村振兴与发展做出贡献。

关键词：东北严寒地区乡村院落空间风环境模拟优化设计

基于观众区风环境模拟的体育场界面形态设计研究

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基于观众区风环境模拟的体育场界面形态设计研究

作者：孙杰红哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近几十年来,我国体育产业发展迅猛。在这样的背景下,观众作为体育消费的主体,其使用体验越来越成为体育场馆设计中重要的考虑因素之一。特别是体育场建筑,开敞的建筑形式使观众区直接暴露于室外,受环境影响很大,尤其是在赛事集中的夏季... 详细信息

近几十年来,我国体育产业发展迅猛。在这样的背景下,观众作为体育消费的主体,其使用体验越来越成为体育场馆设计中重要的考虑因素之一。特别是体育场建筑,开敞的建筑形式使观众区直接暴露于室外,受环境影响很大,尤其是在赛事集中的夏季,高温闷热的天气使得人体热量难以散发。大量研究表明,适量的通风能够通过蒸发来帮助人体散热,但过量的风又会给人带来不利影响,因此需要对观众区风环境进行深入的研究。本文将体育场观众区风环境作为研究对象,运用数值模拟方法,力求得出对体育场观众区风环境产生影响的主要因素并给出优化设计建议。确定研究对象为体育场观众区风环境,对体育场风环境相关理论进行分析,得到体育场观众区的舒适风速值范围;从我国大风地区和城市体育活力分布两个方面综合考虑得出研究对象分布的地点;预测可能对观众区风环境产生影响的主要因素。选择模拟平台,选取哈尔滨国际会展体育中心体育场作为验证实验实例,建立物理模型,进行模拟平台的验证实验,将实验结果与实测数据进行对比分析,确定模拟平台的可靠性,保证后续模拟实验的准确性;根据后续实验需要,建立三维物理模型,设计实验探究外部环境风对观众区的影响,选择后续模拟实验初始风速和风向。针对体育场自身界面形态因素,运用控制变量法设计多组对照模拟实验,得到不同界面形态下体育场的风速云图,进行观众区截面处理及有效数据采集后,对各组的最终结果进行横向对比及分析,得到每组界面形态变化下的最优解并给出优化设计建议。本文基于大量的数值模拟实验,结合比较、分析、总结等研究方法,得出对体育场观众区风环境产生影响的主要因素,根据模拟实验结果对体育场的界面形态提出了优化设计建议,可以作为日后大风地区体育场建设或改造时的设计依据。

关键词：体育场观众区风环境模拟设计应用

基于全风向风环境模拟的住区规划布局研究 ——以西安地区为例

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基于全风向风环境模拟的住区规划布局研究 ...

作者：郭雷西安建筑科技大学

学位级别：硕士

建筑室外风环境对室外的微气候、自然通风、污染物扩散等方面存在非常大的影响。随着城市进程的不断发展,城市中土地资源稀缺,人口密度增加,建筑密度过大与营造良好的自然风环境间产生了相当大的矛盾,尤其是在城市中最普遍的高层住宅建... 详细信息

建筑室外风环境对室外的微气候、自然通风、污染物扩散等方面存在非常大的影响。随着城市进程的不断发展,城市中土地资源稀缺,人口密度增加,建筑密度过大与营造良好的自然风环境间产生了相当大的矛盾,尤其是在城市中最普遍的高层住宅建筑中尤为显著。计算流体力学CFD技术的发展对建筑室外风环境模拟提供技术支持,并且在实际工程中得到了广泛应用,但CFD技术较为复杂,涉及参数多样,且我国幅员辽阔,各个城市地区气候不同,季节风环境参数多样。在现有CFD模拟分析方法中,模拟分析标准不一,不同地区缺少因地制宜分析方法及评价标准,从而不能很好的指导规划设计。目前行业内较常用的风环境模拟方法为盛行风模拟分析方法,以主导风向模拟结果代表整体风环境状况。然而我国地域辽阔,不同地区不同季节风环境差异较大。本文对现有研究中建筑室外风环境模拟分析方法进行归纳总结,对气象数据及气候划分方法进行对比分析。借鉴我国香港地区空气流通评估方法中采用的全风向风环境模拟分析方法与盛行风向模拟分析方法进行对比分析。选用错列式、行列式、围合式三种典型高层住区布局形式作为分析模型进行全风向风环境模拟,并选取平均风速、风压、风速比和风速不均系数四个评价指标对比两种不同方法间结果的差异性。经过对比分析,盛行风向法与全风向模拟分析方法四种不同评价指标结果间存在一定的差异,不同评价指标间差异不一。并发现错列式、行列式、围合式三种典型住区布局形式间存在的通风规律。最后以西安某高层住区为例,对该项目采用全风向风环境模拟分析方法,并结合平均风速、风压、风速比和风速不均匀系数四个评价指标对该住区风环境进行了示例分析,为住区规划布局提供建议。

关键词：自然通风 CFD 住区规划住宅建筑风环境模拟