风环境与建筑空间造型与使用功能的相互影响2.docx
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风环境与建筑空间造型与使用功能的相互影响2
风环境与建筑空间造型与使用功能的相互影响
——以长安大学渭水校区图书馆为例
建筑的风环境和再生风环境问题，是规划、设计工作中需要注意却又往往被忽视的一个内容，本文以长安大学渭水校区图书馆为例，提出了有关风环境的一些基本情况及分析，希望引起有关方面的重视。
长安大学渭水校区位于西安北部，常年主导风向为东北风，由于地处郊区，周围较为空旷，受到其它建筑再生风环境影响较小，较有典型性。
渭水校区图书馆位于学校接近于正南正北的轴线上，南面为较大规模广场，北面为道路、绿化。
东西两侧各有一栋附属建筑，西侧为办公建筑，东侧为过街楼，用作多媒体教室。
研究范围内无高大建筑。
小组通过300份问卷调查（抽样率约为5%）发现：
为了说明图书馆的相关风环境情况，项目小组对图书馆的主要适用人群进行了相关调查。
通过300份问卷调查（抽样率约为5%）发现：
在秋冬季节，在普通环境下风速只有2~3级时，超过50%的被调查者在经过图书馆时，感受风的效应明显放大，舒适感明显下降。
在图书馆前停放自行车处对停车者做的进一步调查说明，这一感受并非主观造成：
11.9%的受访者表示自己的自行车被风吹倒过，明显高于正常概率。
初步推测造成这一现象的原因主要是图书馆的弧形外墙放大了风的作用。
为证明这一推测，小组对图书馆进行了实地风速测量：
选定三条测线，图书馆主轴线，过街楼灰空间所在半径和预期对称位置所在半径，三条线相隔弦的距离均为35.8m，每隔4米取一测点，保证点在同一时间测风速30秒，每隔5秒读一个数值，取30秒内平均数。
（测量结果见附录）
图书馆位于主轴线（如下图），是长安大学渭水校区的标志性建筑，造型美观，外部环境较为空旷，从使用范围来说，图书馆是面向全校同学的，大多数学院举办一些活动的开幕式通常也在图书馆前面进行，但是由于其自身的形态，在建筑周围形成了与其他建筑或建筑群周围不同的风环境，此时主要影响学生自行车的摆放以及在图书馆前面短暂的停留和活动，秋冬季节举办活动时学生站不住脚，彩带喷射不到正中央的情况也时有发生，所以图书馆前面的广场被当成了观赏空间和交通空间。
在建筑群中，由于建筑物对风流动的阻碍作用，风的流向发生急剧的变化，使局部产生较高的风速或涡流。
局部较高的风速显然影响了室外环境的舒适性。
图书馆及其附属建筑平面上为圆环的一部分，因此平面上风场有一个聚焦点，也即此圆环的圆心，距图书馆中央约为60米，这个点以内的地方，因受图书馆建筑形态的影响，风速会增大，秋冬季节对人们活动的影响较大。
就图书馆下方而言，过街楼的风速又明显大于主楼和附属建筑，西北地区夏季炎热干燥，在夏季，过街楼还是有利于人们活动的，所以，炎热的夏季，人们还是愿意在过街楼处作为短暂的停留。
因此，在设计当中，对于我国西南部地区，由于夏季炎热而且潮湿，在高层和附属建筑的联系上，应当使用过街楼来营造舒适的环境。
当风垂直吹向单栋建筑时，气流受到建筑物的阻碍作用，其流向向上下左右个方向偏转，结果是气流到达迎风面边沿时，速度变大，呈射流状绕过建筑的顶面和两侧面，并诱导背风面的气流形成两个对称的旋转方向相反的大漩涡。
在迎风面，由于气流的转向，在靠近地面处也形成一个小漩涡。
气流绕过建筑物后，尾流的范围不断加大，最终趋于正常。
对于弧形外观的建筑，各部分更容易遇到垂直吹向建筑的风，我校图书馆前面约24米的范围内，为最大涡流的范围，不适于人们活动，因此，作为种植实现外部环境的美观，并且起到减弱风速的作用，并且在入口处做了大台阶，约为一个公建的层高，以此来避免最大涡流对人们行为活动的影响。
24米以外是与建筑相平行的一条主干道，此处虽有涡流的影响，但秋冬季节，大多数人的感受为脚步偶有不规则，但大多数行动不受影响。
由于使用上的方便，学生去图书馆学习习惯在干道南侧停放自行车，于是，处于涡流区的自行车就经常被风吹到。
图书馆正对校门，也是学校的标志性建筑，在图书馆前面增设车棚既会影响美观也会使其建筑的开放性减弱。
再设计此类建筑时，可以适当的增加一些小品，不减弱其通透性，但起到一定改变风向的效果，或者在完工时增加一些可以固定车轮的钢圈，将此类措施推广到大型公建当中，由于交通工具有了很好的保障，可以鼓励人们多骑自行车出行，使城市更加低碳化。
在城市人口密度大，建筑容积率高的时候，建筑的绿化及水体也可以由水平转到垂直上来，利用绿色植物防风固沙的作用，减少涡流的不利影响。
根据建筑的造型以及使用功能，可以结合绿化，水幕做出即合理又美观的立面效果。
同时，还可以增大建筑前面的活动场地。
若此造型的建筑在西北地区不用做标志性建筑，也可以在其周围布置垂直分布丰富的绿化和人工湖等大型水体，在其周围起到微环境的作用，以此减少涡流的不利影响。
由于地表的摩擦作用，接近地表的风速随着离地高度的减小而降低，而微环境中，各覆盖物的摩擦系数不同，故使用者在此环境中，活动不会受到明显的影响。
避免涡流的影响，可以更好地利用地形条件，设计者可以在不规则用地情况下，发挥创造思想，造型独特，功能合理，空间变化多样，经济美观，逐渐向着“以人为本”的方向发展。
建筑的设计趋于人性化，有助于降低“城市综合症”的数量，在高楼林立的“钢铁城市”，市民的生活节奏加快，城市街巷只是一个交通工具，建筑造型美观的初衷逐渐被淡化，形色匆忙的人群中，车水马龙的都市环境下，只有等候公交车，或者等待红绿灯时，人们会有短暂的停留，不完全统计表明，等车人群中有18.8％的人会选择看杂志或书刊，69.2％的人会选择听MP3或者用MP4看电影，由此看来，人与周围环境的交流逐渐减少，人与自然的距离也越来越远。
美观的建筑外形就是美丽的人工风景，看风景可以陶冶人的情操，净化人的心灵，相反，造型单一，枯燥的人工风景反而使人们更加压抑，古人寄情山水，所以园林建筑得以盛行。
就古代园林中的“亭”，它是通透的，人在其间活动时，可以避免阳光的直射，也可以保证空气的流通，也可以增加人与大自然的交流，同时，其外观也有可欣赏性。
在解决施工技术的问题和保证通风率的前提下，建筑师可以考虑多设计一些造型灵活的建筑，以此作为人工风景给城市人民减少心理压力，增添一点城市的活力。
随着“城市让生活更美好”等提出，街巷的美观性和舒适性越来越被重视，风环境涉及着行人行走的舒适性，小区气候和居民健康，绿色建筑与节能，污染物的扩散与空气自净等问题，新建筑的设计应该更加本着建筑与环境相互影响相互结合的思想，创造更加美好的生活环境。
作者简介：
郭宏宇：
女，22岁，长安大学在校本科生
杨玉锦：
男，21岁，长安大学在校本科生
李显龙：
男，21岁，长安大学在校本科生
穆萌：
女，22岁，长安大学在校本科生
参考文献：
1.陈飞《建筑风环境夏热冬冷气候区风环境研究与建筑节能设计》ISBN9787112103522
2.浙江大学学报（工学版）第41卷第9期2007年9月《平面布局对高层建筑群风环境影响的数值研究》中图分类号：
TU312.1；V211.3文献标识码：
A文章编号：
1008937-X（2007）09-1477-05
3.《建筑学结构报》2010年S2期《低矮异型建筑风环境的数值模拟》分类号TU312.1
4.《郑州大学学报（自然科学版）》2001年01期《建筑风环境模拟及其舒适性判断》分类号：
TU927；TU119
5.《暨南大学》2007年《建筑物表面风压及风环境的数值模拟研究》分类号：
TU312.7
附录Ⅰ风速测量实验报告
实验目的：
比较过街楼与主建筑时间风速的差别
实验对象：
渭水校区图书馆
实验内容：
选定三条测线，图书馆主轴线，过街楼灰空间所在半径和预期对称位置所在半径，三条线相隔弦的距离均为35.8m，每隔4米取一测点，保证点在同一时间测风速30秒，每隔5秒读一个数值，取30秒内平均数。
预期效果：
过街楼风速明显比中间及对称位置处没有过街楼的风速偏大，越往圆心处走风速差别越小。
试验时间：
2010年11月6日星期六
天气状况：
阴天
估测风向：
西北风
A表
仪器编号：
29探头编号：
844单位：
m/s读数人：
杨玉锦记录：
穆萌
测点编号
读数1
读数2
读数3
读数4
读数5
读数6
平均
A1
0.59
0.70
0.65
0.68
0.72
0.65
0.665
A2
0.15
0.12
0.42
0.23
0.69
0.48
0.348333
A3
0.83
0.90
0.53
0.26
0.14
0.19
0.475
A4
0.75
0.20
0.15
0.22
0.18
0.25
0.291667
A5
1.90
2.61
1.96
1.62
1.92
1.87
1.98
A6
0.69
0.74
0.48
0.32
0.65
0.98
0.643333
A7
0.38
0.19
0.16
0.27
0.34
0.19
0.255
A8
0.48
0.25
0.19
0.20
0.19
0.27
0.263333
A9
0.47
0.57
0.89
0.30
0.27
0.15
0.441667
A10
0.34
0.25
0.29
0.43
0.29
0.37
0.328333
A11
1.04
1.02
0.76
1.35
1.44
1.29
1.15
A12
0.31
1.22
1.07
1.03
1.04
1.06
0.955
A13
1.32
1.35
1.65
1.67
0.69
1.46
1.356667
A14
1.33
1.32
1.48
1.36
1.22
0.26
1.161667
A15
1.22
0.97
0.85
0.40
0.78
1.32
0.923333
B表
仪器编号：
19探头编号：
770单位：
m/s读数人：
范夏阳记录：
康默农
测点编号
读数1
读数2
读数3
读数4
读数5
读数6
平均
B1
0.69
0.65
0.54
0.49
0.48
0.44
0.548333333
B2
0.70
0.77
0.78
0.89
0.83
0.76
0.788333333
B3
0.36
0.65
0.38
0.32
0.76
0.68
0.525
B4
0.70
0.63
0.64
0.89
0.75
0.85
0.743333333
B5
0.89
0.75
0.91
0.95
0.79
0.82
0.851666667
B6
0.73
0.84
0.90
0.93
0.89
0.90
0.865
B7
0.48
0.39
0.32
0.60
0.54
0.69
0.503333333
B8
1.09
1.26
1.29
0.25
0.73
1.04
0.943333333
B9
0.35
0.28
0.36
0.39
0.68
0.69
0.458333333
B10
0.35
0.32
0.30
0.29
0.46
0.56
0.38
B11
0.44
0.63
0.42
0.50
0.63
0.30
0.486666667
B12
0.37
0.32
0.40
0.59
0.36
0.29
0.388333333
B13
0.36
0.30
0.29
0.21
0.20
0.23
0.265
B14
0.47
0.79
0.32
0.75
0.90
0.44
0.611666667
B15
1.07
0.65
0.29
0.23
0.19
0.22
0.441666667
C表
仪器编号：
24探头编号：
767单位：
m/s读数人：
郭宏宇记录：
李显龙
测点编号
读数1
读数2
读数3
读数4
读数5
读数6
平均
C1
0.58
0.39
0.34
0.71
0.66
0.70
0.563333333
C2
0.50
0.39
0.37
0.29
0.22
0.37
0.356666667
C3
0.39
0.29
0.34
0.23
0.39
0.20
0.306666667
C4
0.28
0.32
0.29
0.17
0.26
0.17
0.248333333
C5
0.17
0.08
0.06
0.05
0.07
0.18
0.101666667
C6
0.16
0.19
0.12
0.30
0.27
0.36
0.233333333
C7
0.33
0.25
0.31
0.13
0.09
0.07
0.196666667
C8
0.35
0.29
0.14
0.18
0.11
0.10
0.195
C9
0.45
0.36
0.09
0.10
0.13
0.14
0.211666667
C10
0.25
0.33
0.21
0.20
0.21
0.15
0.225
C11
0.37
0.36
0.29
0.31
0.25
0.23
0.301666667
C12
0.64
0.45
0.19
0.27
0.30
0.24
0.348333333
C13
0.52
0.45
0.32
0.33
0.39
0.19
0.366666667
C14
0.55
0.49
0.48
0.67
0.26
0.15
0.433333333
C15
0.16
0.20
0.30
0.35
0.24
0.18
0.238333333
附图：
测量线路及其与图书馆的关系
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