严寒地区高层居住建筑室外风环境的CFD模拟研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmmzoo
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随着我国城市化进程的加剧,建设用地的愈发紧张,使得人们进一步关注于垂直空间的拓展,高层以及超高层建筑不断涌现。与此同时,城市居民对健康舒适人居环境提出了更高的要求,住区室外风环境逐渐受到了人们的重视,故探究居住区的风环境特征及建筑周边空气流动规律非常有意义。严寒地区冬季和夏季对住区内部风环境的要求不同,因此以严寒地区的典型城市——哈尔滨为例,研究冬夏两季不同建筑布局形式对周边风环境的影响。本文结合典型风洞试验结果进行CFD数值模拟的可行性验证,并从风速、风速比、风压差以及风寒温度四方面进行建筑室外风环境评价。模拟单体建筑分别在截面形状、高度、风向角等不同时建筑周边的风环境,结果显示:算例工况下来流方向对建筑周围风环境的影响要大于截面形状和建筑高度的影响。通过Google Earth调研哈尔滨地区典型的高层住宅小区布局现状,统计分析得到行列式、围合式、混合式为最常见的布局形式,其中行列式可细分为平行式、错列式、斜列式,围合式可细分为全围合式和半围合式。围绕不同的形式并结合实际住区布局,基于六种布局进行工况设计,开展冬季和夏季各自主导风向下高层住区周边风环境模拟。通过对1.5 m高人行平面风环境模拟结果分析可知,高层住宅小区采用错列式和半围合式布局时,能够营造良好的住区风环境,有利于冬季防风;而建筑群在平行式布局下,冬季的内部风环境较差。采用平行式、错列式和斜列式布局,能够较好的实现夏季通风;但在围合式和混合式布局下,建筑群内局部空气流通不畅。综合分析冬夏季工况的模拟结果,严寒地区高层住宅小区布局推荐采用错列式布局。选取哈尔滨市万达文化旅游城项目进行高层住区实例模拟,对其周边风环境进行分析及优化。原始布局方案模拟结果显示夏季建筑群尾流区通风不畅,调整建筑布局后,流场中的风速分布不均匀程度得到明显改善。由于高层住区周边既有建筑对风环境的影响较大,应充分考虑周边建筑对风场的阻挡和导引效应,以营造待建高层住区的良好风环境。
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