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舒适的人居环境是提高人们生活质量的前提,优良的室内外风环境已经成为城市居民对健康生活的基本要求。人们通过良好的建筑设计与各种设备仪器对室内风环境的控制已经达到较高的科学化水平,但对室外风环境的设计还相对落后。随着人们生活水平的提高,走到室外活动与感受大自然已经成为人类健康生活的基本要求。在呼和浩特市,随着城市的快速发展,高容积率的高层居住小区逐渐增多,高层建筑增加了小区内局部区域的风速,给居民的室外活动产生了影响,因此需要对呼和浩特市高层住宅小区的室外风环境的做优化研究。 本文的研究工作分两个部分进行。第一部分是准备阶段,主要是对分析工具、评价方法、气候资料的研究与整理,首先本人分析了国内外有关城市风环境及小区风环境的研究成果,提出了自己的研究目的和研究方法,在呼和浩特市气候条件下,针对常见高层住宅小区进行CFD风环境分析、评价、优化,在符合规范、标准的基础上以获得更舒适与健康的小区空间环境。之后,对流体力学软件 STAR-CCM+在风环境计算中的应用做了大量的学习,并详细分析了可用于小区风环境评价的各种方法,将其总结分类为小区定点评价方法与小区整体评价方法,权衡选择后拟定了本文对小区风环境评价所采用的控制指标。最后,对呼和浩特市城市住宅小区规划特点做了简要分析,并根据呼和浩特市气候特点,提出以修正冬季(11月至次年的3月)风向的风频、风速统计数据作为冬季小区风环境分析的依据。 第二部分是分析与总结阶段,主要是利用 STAR-CCM+软件对建筑单体与呼和浩特市常见的高层住宅小区建筑群体做了较详细的模拟分析与对比研究。在建筑单体风环境模拟分析阶段,本文对比分析了建筑高度、宽度、迎风角度、建筑形体等四个因素对建筑周边风环境的影响规律,并作了简要总结。在建筑群体风环境模拟分析阶段,本文以实例分析为基础,总结了行列式与围合式布局模式下的板式高层建筑群风环境设计的特点和方法,另外在高低混合式高层建筑群内,由于高层住宅区对低层住宅区风环境会产生一定的影响,本文经过模拟对比分析,提出了一些设计阶段改善的方法。对于高层住宅小区的风环境优化,除了通过小区建筑布局与建筑单体设计来改善小区内整体风环境外,还可以从小区绿化对风环境的改善与小区交通系统对风环境的适应等两个角度做不少的工作。最后,在以上工作的基础之上,特对呼和浩特市某高层小区的冬季风环境从模拟到评价再到优化的全过程做了详细案例分析。 基于CFD软件的帮助,在小区规划中加入风环境的分析,已经变得十分的简便,极大地改善了小区规划方法的科学性和生态性。本文的研究成果会对今后小区环境规划的工作起到指导和参考的作用。但是,由于城市风的复杂性及可变性,对小区风环境的模拟分析仍然存在较大的局限性,仍需要在大量实际工程实践中加以验证、修订和完善。