树木对建筑小区风环境影响的模拟研究

李兰萍(兰州交通大学铁道技术学院,甘肃 兰州 730070)

树木对建筑小区风环境影响的模拟研究

李兰萍(兰州交通大学铁道技术学院,甘肃 兰州 730070)

近年来，随着我国经济的持续稳定发展以及城市化进程的不断推进，我国的建筑行业获得了长足的发展，居民加强了对于居住环境的重视程度。现阶段，随着城市建设项目的不断开展，小区建筑室外风环境日益恶化。面对这样的恶劣环境，社会各界加强了对于人居环境的改善，并以此为基础，创建绿色家园。本文基于此，分析探讨树木对建筑小区风环境影响的模拟研究。

树木；建筑小区；风环境影响；模拟研究

近年来，我国的城市建设获得了长足的发展，在这样的背景下，为了进一步促进提升我国居民的居住环境，相关部门以及人员加强了对于小区风环境的改善。本文以GB/T50378一2006《绿色建筑评价标准》中的相关规定“建筑物周围人行区风速低于5m/s，不影响室外活动的舒适性和建筑通风”为基础，分析树木对建筑小区风环境影响。

1 研究对象

在分析树木对建筑小区风环境影响的模拟的过程中，笔者以北京市四环内某小区作为研究对象。据悉，该小区呈正南正北方形布置，东西长665m，南北宽465m，最高楼高56m，西北地块为商业楼，最高楼高82m。小区整体地势平缓，相对高程差小于1m，因此在后续的模拟分析的过程中，依照高程处理，继而优化模型。

据悉，该小区所处区域的夏季主导风向为西南风，平均风速为3.0m/s。而冬季主导风向为北风，平均风速则有4.7m/s。基于此，在实际的建模分析作业过程中，笔者以冬季风进行相关的分析。

2 风环境分析

2.1 几何模型

在构建该小区的风环境几何模型的过程中，为了促进相关分析继而研究，相关人员将该区分为七个区域。通过相关的分析可以得知：1～3区的北部以高层住宅区为主，从而游戏有效降低了主路噪音的影响，而1、2区的建筑群形成一个围和布局，构成自己的微环境。

2.2 模拟结果分析

通过构建相关的模型，通过仿真实验可以得知：当冬季到来，该区域的北风风速高达4.7m/s的条件下，该小区出现了三个高风速带，其中风速最大的区域位于1、2区域，该区域的最大风速达高达7.2m/s。不仅如此，该小区在冬季约有一半的区域风速超过5m/s。

之所以出现上述的状况，主要是因为该小区建设区域存在的建筑布局不合理的状况，导致气流流通不畅，气流流经地块内部困难，造成拥挤导致主干道风速过大。

3 树木对建筑小区风环境影响

为了确保该小区的风环境符合GB2006《绿色建筑计价标准》等相关文件的要求，技术研究人员借助了种植绿色树木的方法来改善建筑周围风环境。基于该小区的实际状况，设计研究人员采用两种方案：一是将树木种植在风速较大的楼宇之间，继而以此为基础降低风速；二是将树木种植在风速较大的迎风面。为了分析上述种植方案的效果，研究人员进行了模拟研究。

由于树木的存在，使得小区内部的空气流场有一定的影响。在相关研究以及分析的过程中，需要对树木对周围流场的影响F1进行分析研究，关于树木对周围流场的影响方程式，笔者进行了相关总结，具体如下：

其中，Cd指的是树木的拽力系数；η则是指代树木的覆盖率；a代表叶面的密度；S则是区域内的平均风速；ui则是速度的矢量。

在相关的分析过程中，为了方便研究，将树木的种植区域定义为长方体，而该区域的尺寸则是：高6m，长2m，宽2m。此外，树木树冠、树干的多空率分别是0.6、0.98。基于树木存在一定的多孔内勃性，在分析的过程中将树干、树冠的勃性系数分别设定为1.02、1.67，而树冠、树干的阻力系数则分别是0.2、1。

此外，树木的种植会对空气的流动产生不同程度的影响，为此需要对控制方程添加额外的附加项，并借助解释式UDF （Interpreted UDF）将额外附加项添加到FLUENT求解器中，并以此为基础，计算出方案一、方案二的空气速度模拟云图。

通过对FLUENT输出的数据结果进行分析可以得知：在方案一中，该小区1.5m处的最大风速为4.0236497m/s；但是在第二种方案中，该小区在1.5m处的最大风速则是3.8492219m/s。基于此。可以得知：随着树木的种植，小区内部的建筑风环境能够得到显著的改善，不仅如此，其还进一步满足了GB 2006《绿色建筑评价标准》等相关文件中对建筑室外风环境的要求。此外，将树木种植在风速较大的迎风面能够有效的规避小区风环境恶劣的状况，促进小区居民生活水平的提升。

4 结 语

为了进一步促进我国社会居民生活质量以及居住环境的提升，顺应时代发展的需要，我国的相关部门以及人员加强了树木对建筑小区风环境影响的模拟研究。本文基于此，主要分析了实验小区的实际状况，并对风环境进行了分析，构建了相关的几何模型，并对小区的风环境进行了阐释。最后就树木对建筑小区风环境影响展开了具体的叙述。通过前文的具体叙述以及研究可以得知：绿色树木种植对于小区的风环境产生了一定的影响，而将树木种植在风速较大的迎风面能够有效的规避小区风环境恶劣的状况，促进小区居民生活水平的提升。笔者认为，随着相关研究的不断深入，以及相关措施的采取，我国的居民生活环境必将得到显著的改善，并以此为基础实现了相关的社会效益的取得，促进了我国宜居性能的提升。

[1]李晗,吴家正,赵云峰,黄锦,李铮伟,阮应君.建筑布局对住宅住区室外微环境的影响研究[J].建筑节能,2016,（3）:57-63.

[2]王宏伟,陈巧玲,赵思聪.沈阳某小区室外气流场模拟及室内环境相关性研究[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版 ),2016,（5）:953-960.

[3]王汉青,肖凌云,王沨枫,夏雄博,黎敏,张璨.大型复杂山地住宅小区风环境数值模拟[J].建筑热能通风空调 ,2015,（2）:42-45+58.

[4]吕祥翠,高文文,张伟.树木对生态建筑风环境影响的数值研究[J].制冷与空调(四川),2016,（4）:256-261.

[5]陈玖玖,赵彬,李先庭,李莹. 建筑布局对小区热环境影响的数值分析[J].暖通空调,2014,（8）:13-16.

Simulation of the influence of trees on the wind environment of building community

In recent years,with the steady development of our country economy and city development,China’s construction industry has achieved great development,and strengthen the degree of attention for residents living environment.At this stage,with the continuous development of urban construction projects,residential building outdoor wind environment is deteriorating.In the face of such harsh environment,the community has strengthened the improvement of the living environment,and based on this,to create a green home. Based on this,this paper analyzes and discusses the influence of trees on the wind environment in the construction area.

tree；construction area；wind environment influence；simulation research

TU 119文献识别码：B

：1003-8965（2017）02-0093-01