住宅小区设计风环境分析案例.docx

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住宅小区设计风环境分析案例

图1分析区域示意图

说明：

该小区为住宅小区，首层建设架空车库，其屋顶进行绿化并作为相对标高正负零层，是人行、活动的主要表高层，车行通道标高为-4米，车库屋顶人视线高度约1.5米。

另，一二期以中间的步行道（标高-4米）进行划分。

模拟基本工况及参数

本次风环境模拟主要是常态风环境模拟，同时兼顾偶遇大风天气模拟。

即以当地常见或偶遇风速为边界条件，模拟该地块内绝大部分时间的风场分布情况及风速大小，用以分析该地块内的风环境舒适性。

其中常态风速（即平均风速）由中国气象局提供的天津地区累年年风玫瑰图确定（图2），偶遇大风风速为1.5-2倍平均风速。

从图2的风玫瑰图可以看出天津的风气候具有以下特点：

1、主导风向：

天津地区的主导风向西南风、西北风，其中夏季多为西南风，冬季多为西北风；

2、平均风速：

天津地区平均风速大约在2m/s（夏季）—4m/s（冬季）；

根据上述天津地区气候条件，本次分析的风向选择为西南风、西北风两种冬夏季主要风向；风速选择为夏季：

1m/s（平均风速的50%），2m/s（平均风速），4m/s（平均风速的2倍）；冬季：

2m/s（平均风速的50%），4m/s（平均风速），6m/s（平均风速的2倍）6种风速共计6种工况进行分析。

图2天津地区风玫瑰图

各工况分析结果

本次分析重点对下列5个风通道及其周边进行分析，各个通道位置如下图绿色箭头所示：

图3该地块主要风通道示意图

4.1工况1:

夏季西南风，风速1m/s

图4-2.5米高风速及风场分布图（通道4—4行人高度）

图51.5米高风速及风场分布图（室外地面人活动高度）

图64.5米高风速及风场分布图

图79米高风速及风场分布图

图818米高风速及风场分布图

图936米高风速及风场分布图

图1072米高风速及风场分布图

工况1结论：

由上述风场分布云图可知：

1、当外部风荷载为1m/s时，该地块内部主要人行通道4—4和室外活动区域风速均低于5m/s，最大风速为1m/s（参见图4-5最大风速），满足室外活动的舒适性要求;

2、该风速下，地块内部的主要风通道风场流线比较明晰，通道1—1，2—2为夏季主要通风道，随着高度增加流线越加明晰；区域内没有产生明显的无风区和高速涡旋区，当外部风速较低的情况下，内部风通道依然能够保证有一定量的通风，这对夏季室外散热和污染物的消散较有利（参见图6-10）；

3、人行区界面以上各楼层风速逐渐加大，这有利于各楼层的建筑室内通风。

4、小区夏季风场速度由西南向东北方向逐渐衰减，西南区域风速较大，东北区域风速较小，部分区域出现微风区和微涡旋区，但不影响小区整体通风。

4.2工况2:

夏季西南风，风速2m/s

图11-2.5米高风速及风场分布图（人行道路高度）

图121.5米高（人活动区域）风速及风场分布图

图134.5米高风速及风场分布图

图149米高风速及风场分布图

图1518米高风速及风场分布图

图1636米风速及风场分布图

图1772米高风速及风场分布图

工况2结论：

由上述风场分布云图可知：

1、当外部风荷载为2m/s时，该地块内部的主要人行通道4—4和室外活动区域的风速均低于5m/s，最大风速为2m/s（参见图11-12最大风速），满足室外活动的舒适性要求;

2、该地块内部的通道1—1，2—2为夏季主要通风道，随着高度增加流线越加明晰，当外部风速较低的情况下，内部风通道依然能够保证有一定量的通风，这对夏季室外散热和污染物的消散较有利（参见图13-17）；

3、人行区界面以上各楼层风速逐渐加大，这有利于各楼层的建筑室内通风；

4、小区夏季风场速度由西南向东北方向逐渐衰减，西南区域风速较大，东北区域风速较小，部分区域出现微风区和微涡旋区，但不影响小区整体通风。

4.3工况3：

夏季西南风，风速4m/s

图18-2.5米高风速及风场分布图

图191.5米高（人活动区域）风速及风场分布图

图204.5米高风速及风场分布图

图219米高风速及风场分布图

图2218米高风速及风场分布图

图2336米高风速及风场分布图

图2472米高风速及风场分布图

工况3结论：

由上述风场分布云图可知：

1、当外部风荷载为4m/s时，该地块内部其它各个主要人行区风速均低于5m/s，最大风速约为3.5-4m/s（参见图18-19最大风速），这使该区域在夏季风速较大情况下也满足室外活动的舒适性要求;

2、该风速下，地块内部的主要风通道风场流线比较明晰，没有产生明显的无风区和高速涡旋区，楼间之间有微弱低速涡旋，但由于主要通风流线风速较大，所以夏季室外散热和污染物的能够较快消散。

（参见图20-24）；

3、人行区界面以上各楼层风速逐渐加大，这有利于各楼层的建筑室内通风。

4.4工况4：

冬季西北风，风速2m/s

图25-2.5米高风速及风场分布图（通道4—4处人高度）

图261.5米高（人活动区域）风速及风场分布图（室外活动区人高度）

图274.5米高风速及风场分布图

图289米高风速及风场分布图

图2918米高风速及风场分布图

图3036米高风速及风场分布图

图3172米高风速及风场分布图

工况4结论：

由上述风场分布云图可知：

1、当冬季外部风荷载为2m/s时，该地块内部主要人行通道和室外活动区域风速均低于5m/s，最大风速约为2m/s（参见图25-26最大风速），满足室外活动的舒适性要求；

2、该风速下，地块内部的主要风通道风场流线比较明晰，形成了4-5条通风通道，没有产生无风区和高速涡旋区，当外部风速较低时，内部风速依然能保持较好的通风量。

（参见图27-31）；

3、通道4—4在人行高度上风速较大，但该区域仅为通行道路，人不会长时间滞留，所以对室外活动舒适性不会产生严重影响。

4.5工况5：

冬季西北风，风速4m/s

图32-2.5米高风速及风场分布图

图331.5米高（人活动区域）风速及风场分布图（左侧红色箭头位于住区外）

图344.5米高风速及风场分布图

图359米高风速及风场分布图

图3618米高风速及风场分布图

图3736米高风速及风场分布图

图3872米高风速及风场分布图

工况5结论：

由上述风场分布云图可知：

1、当冬季外部风荷载为4m/s左右时，该地块内部各个主要人行区风速均低于5m/s（参见图32-33最大风速），能够满足冬季室外活动的舒适性要求；

2、该风速下，地块内部的主要风通道风场流线明晰，随着高度增加，风速也逐步提升，区域内无明显无风区和高速涡旋区，这对冬季室外空气循环较有利（参见图34-38）。

4.6工况6：

冬季西北风，风速6m/s

图39-2.5米高风速及风场分布图

图401.5米高（人活动区域）风速及风场分布图（风速超5米/秒的红色箭头部位为下沉通道上空，无人通行）

图414.5米高风速及风场分布图

图429米高风速及风场分布图

图4318米高风速及风场分布图

图4436米高风速及风场分布图

图4572米高风速及风场分布图

工况6结论：

由上述风场分布云图可知：

1、当冬季外部风荷载为6m/s时，该地块内部各个主要人行区距地面1.5米处风速均低于5m/s（参见图30-40最大风速），所以基本满足室外活动的舒适性要求；

2、该风速下，地块内部的主要风通道风场流线明晰，随着高度增加，风速也逐步提升，区域内无明显无风区和高速涡旋区。

5.总结

1、该区域在全年主导风向及常态风速下，人行区风速均小于5m/s，小区风速能够满足室外活动舒适性要求；

2、该区域在全年主导风向的大风条件下，人行高度范围内风速均小于5m/s，依然能够保证室外活动舒适性要求；

3、冬季风向下，建筑迎风面较少，这有利于冬季建筑保温。

注：

冬季通道4-4风速偏大，是冷风通道，建议在其端头和两侧种高大植被。

另外多个工况下均有涡旋区，但涡旋速度不是很大。

冬季有冷风通道的地方两侧建议加强绿化。