建筑布局对风环境的影响

李春修　韩力杰

[摘要]研究了行列式、周边式和自由式三种基本的建筑布局对风环境的影响，给出了方案设计中从风环境角度应该考虑的问题，即避免大面积涡流出现，避免建筑群中某个或某些建筑单体的能耗显著增加，避免建筑群中主要通道风力显著增大，以提高建筑群整体空间区域环境的舒适度。

[关键词]建筑布局；风环境；涡流

文章编号：2095-4085（2016）07-0054-02

建筑风环境是在建筑室内与室外的空气交换中所形成的局部的、有特点的气流组织，这样的环境既受到周围大气候的影响，同时也受到建筑整体布局的影响。反之，这样的环境也会对建筑本身产生影响。

建筑室内外通风由于受到建筑内部房间布局的约束，其整体的流速、方向都可以比较有效的把控，但是建筑室外通风，建筑与建筑或建筑群之间的通风由于受到风压、热压的共同作用，比较难以把控。另外，随着城市的发展，大规模的建筑群层出不穷，建筑布局对建筑风环境的影响愈发复杂。

1建筑风环境起因

建筑风环境是自然通风作用的结果，而自然通风是风压和热压作用的结果。风压的诱因是大气环流，风遇到建筑物会在建筑物的迎风面和背风面形成压力差，除了与风速有关以外，还与建筑形式、建筑与风的夹角以及周围建筑的布局等因素相关。热压的主要诱因是空气温度。在建筑室内通风中，由于人的因素，造成室内、室外的空气温度的不同，导致密度差，形成室内、外空气压力差。在室外，由于不同高度的空气温度不同，形成竖直方向的空气压力差。综合来看，建筑室外的风环境受到压差的影响，而且这些压差不是一个方向的。气流组织也较之建筑室内风环境更加复杂。

2建筑布局形式

建筑布局一般从二维和三维两方面进行考虑。二维一般是从平面布局进行考虑，三维一般是从空间布局进行考虑，受到地形、坡度的影响。其建筑布局有行列式、错列式、周边式、混合式、自由式等。行列式是指建筑物成排成行地布置，这种布局方式有利于通风，是我国城乡广泛采用的一种布局方式。错列式类似于行列式，其优势是可以避免空气动力阴。周边式是指建筑沿着街道周边布置，其布局方式虽然可以使街道内空间集中宽阔，但对自然通风不利。混合式属于行列式与部分周边式的组合形式，这种布局方式可以形成气候防护单元，同时又充分展现出行列式的通风优势。自由式更多的是结合了平面和空间布局形式。这种布局方式可以根据地形的复杂程度自由发挥，以充分利用地形特点。其布局形式不固定，多半采用多种平面形式和高低层以及长短不同的体形组合，以达到有利于自然通风的效果。也是最常见的一种建筑布局形式。

3风环境分析

对于不同地区，由于风向类型不同，建筑布局对风环境的影响也是不同的。这里只讨论季节变化型，这是我国大部分地区的风向特点。

3.1行列式布局

这一建筑布局形式多出现在民用住宅建筑中。其形式相对比较固定，变化主要集中在建筑走向上。对于我国绝大部分地区，建筑为南北向或接近于南北向。在这一基础上，建筑布局应该多考虑建筑单体外表面的能耗、主要通道的涡流区域大小。对于大部分北方地区还要考虑冬季积雪对建筑节能的影响、避免风力过大区域的出现。因此，应该根据该地区不同季节的主导风向、风力确定等具体采用并列式还是错列式。

3.2周边式布局

3.2.1北方地区

首先，我国在冬季最冷的1月主导风向多为西北季风，对于大部分北方地区建筑布局应该注意避开不利风向，所以选择封闭或半封闭周边式建筑布局比较合理，提高建筑的节能效果。其次，对于北方地区在春季多处于干燥气候，风沙较大，一些周边式建筑布局易造成建筑群空间区域内涡流严重，导致该空间区域空气质量恶化，即所谓的空气动力阴影区域。第三，大部分北方地区夏季受东南季风主导，充分利用这一季节的风向也有利于降低建筑空调能耗。因此，为了解决上述问题，对于大部分北方地区在建筑布局上可以考虑西北向封闭、东南向半封闭的周边式布局形式。

3.2.2南方地区

首先，我国南方地区冬季最冷月主导风向虽然也是西北风，但由于风力普遍不大，建筑布局可以不用刻意回避西北向。其次，该地区冬季的空气湿度很高，这是导致人体舒适度较低的主要原因。建筑布局上应多考虑加强通风，较低湿度。第三，南方地区春、夏季盛行东南风和西南风，高温少雨，湿度较大，体感温度很高，建筑布局上也应多加强自然通风。因此，综合考虑，对于我国大部分南方地区建筑布局，应多考虑西北向和东南向或西南向半封闭的周边式布局形式。

3.3自由式布局

自由式比较复杂，其形式不定，变化很大。在建筑布局上应遵循以下基本原则：（1）避免建筑群空间区域风力显著增大，即所谓的漏斗现象；（2）沿主导风向避免出现一栋建筑远高于其它建筑，或一栋建筑后面是一片面积较大的空地，从而导致迎风面受到显著的下冲气流冲击；下冲气流与水平方向的气流形成高速风或涡流；（3）建筑群避免出现在山脚下，特别是北向山脚下，冬季会形成大面积涡流，出现所谓的霜洞效应。

4结语

基于三种基础性建筑布局方式风环境进行分析，针对不同地区、不同主导风向的风环境特点的研究，建筑整体布局对风环境的影响要从方案设计方面更多体现避免大面积涡流出现，避免建筑群中某个或某些建筑单体的能耗显著增加，避免建筑群中主要通道风力显著增大，以提高建筑群整体空间区域环境的舒适度。

参考文献：

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