义乌高层住宅小区风环境的模拟研究

骆剑峰 王东风

(义乌市城市规划设计研究院有限公司，浙江 义乌 322000)

良好舒适的场地风、光、热物理环境，是居住小区品质的最大影响因素。规划建筑设计单位，应该依据地方气候特点，进行合理的布局，做到有利于冬季日照并避开冬季主导风向，夏季要利于自然通风。义乌地处北纬29°02′13″～29°33′40″，属于夏热冬冷地区。因此，较适宜的建筑朝向为南偏西15°～南偏东30°范围，本文主要选取此朝向范围的高层建筑小区，结合义乌夏、冬季节风向进行数值模拟分析，探讨建筑平面布局对建筑场地风环境影响。

1 义乌风环境气象数据、计算模型参数及模拟评价

义乌属亚热带季风气候区，属于夏热冬冷地区。四季分明，气候温和，雨量充沛，日照多，空气湿润，夏冬季长，春秋季短。全年气温7月最高，1月最低；全年雨量5月、6月最多，3月、4月次之，1月最少。全年有10个月(1月～6月和9月～12月)以偏北风居多，7月多西南风，8月多偏东风。主要计算用夏、冬季气象参数如图1，图2及表1所示。

表1 义乌市夏、冬季节主导风向、风速

本项目采用PHOENICS软件进行模拟计算，采用结构网格，并对目标建筑群进行了加密处理。场地高低变化较缓，因此在建模时对地形高程的变化进行了简化，按照同高程处理。建筑的风流动属于不可压缩、低速湍流，符合Boussinesq假设，因此选用k-ε双方程对问题进行模拟求解。由于地表摩擦的作用，接近地表的风速随着离地高度的减小而降低，只有离地300 m～500 m以上的地方，风速才不受地表的影响，可以在大气梯度的作用下自由流动，来流风速的变化规律可以表示为：

(1)

基于1980年Visser关于室外热舒适的研究结果，建筑物周围行人区1.5 m处风速v<5 m/s是不影响人们的正常室外活动的基本要求，因此取人行及活动区域的风速放大系数不应大于2；在建筑物周围行人区1.5 m高度的风速小于5 m/s；建筑物前后压差在冬季不大于5 Pa，作为风环境模拟结果的评判依据。

2 项目的介绍

本分析项目为义乌市有机更新某回迁房地块，共三个子地块，规划建设用地面积112 609.77 m2，总建筑面积为443 285.1 m2。其中地上建筑面积为285 192.82 m2，地下建筑面积158 092.28 m2。容积率为2.53，建筑密度为30.91%，绿地率为30.01%。共35栋高层，朝向为南偏东16°。模型如图3所示。

3 冬季模拟结果

从图4～图7可以看出，就建筑表面而言，1-9#，2-1#，2-4#，2-7#，2-10#，2-12#，3-7#，3-10#建筑前后压差约为10 Pa，大于5 Pa，对照导则要求不满足，其余均满足要求。注意门窗的气密性及抗风压等级要满足规范要求。距地面1.5 m处，区域风速最大为4.1 m/s，未超过5 m/s，加速比(当地风速/来流风速)最大为1.8，未超过2，因此不会出现导致行人行走困难的突发性高风速情况。从风速矢量图看建筑合围区域内局部风速较小且有漩涡存在，建议垃圾集中堆放区域地下室出气口等空气污染源避开此区域，以免不良气体不易扩散。

4 夏季模拟结果

从图8～图11可以看出，就建筑表面而言，1-9#，2-1#，2-4#，2-7#，2-10#，2-12#，3-7#，3-10#建筑前后压差约为10 Pa，大于5 Pa，对照导则要求不满足，其余均满足要求。注意门窗的气密性及抗风压等级要满足规范要求。距地面1.5 m处，区域风速最大为4.1 m/s，未超过5 m/s，加速比(当地风速/来流风速)最大为1.8，未超过2，因此不会出现导致行人行走困难的突发性高风速情况。从风速矢量图看建筑合围区域内局部风速较小且有漩涡存在，建议垃圾集中堆放区域地下室出气口等空气污染源避开此区域，以免不良气体不易扩散。

5 结语

本文采用义乌的气象条件，取南偏东16°朝向的高层住宅建筑群进行夏、冬季模拟分析，得出针对义乌范围内住宅小区的几点规划布局建议：

1)建筑群最北侧以冬季防风为主，建议采用北侧裙房进行挡风设计，防止小区在冬季人行空间风速过大。

2)高层住宅北侧为冬季迎风面，风压较大，应注意选择抗风压性能和气密性较好外门窗。

3)东侧和西侧裙房尽量设置敞开围墙。如必须规划布局为裙房，也因多结合消防通道、人行通道或小区主入口的开口，创造良好的夏季东西向通风环境。

4)垃圾集中堆放区域地下室出气口等空气污染源尽量避免设置在小区内部，特别是高层建筑南侧，以免局部风速较小且有漩涡存在，造成不良气体不易扩散。

5)建筑应多设计南北通透户型，除冬季外，应多开外门窗，利用建筑外表面南北自然气压差进行自然通风。