基于风环境优化的住区规划研究
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摘要：随着城市化进程的推进，城市规模数量的大幅度增加，出现了现代城市人口密集、交通拥挤、环境质量下降等城市问题。如何创造舒适的住区环境已成为规划师所面临的问题。通过分析住区通风的规律从而避免建筑群中出现再生风、二次风，提出如何在建筑形式、住区布局上有效利用自然风，同时达到舒适节能的效果。
关键词：室外风环境舒适性节能
引言
随着生活水平的提高，人们对居住环境品质及舒适度的要求也在提高。如何创造绿色的人居环境，使建筑与人、与自然环境融为一体，以尽可能少的能耗和运行费用来创造舒适的人居环境，同时又能达到节能减排的目的是我们研究的目的。
近年来，风环境与热环境、光环境一样，成为生态建筑环境的一个重要设计要素，特别是沿海城市，风环境资源比较丰富，如何用利避害，成为规划师需要解决的问题。住区风环境的优劣已逐步纳入住区规划是否合理的评价指标之中。
住区建设中的风环境问题
现就住区建设中有关室外风环境存在的一些问题，分析如下：
1、舒适性问题。
住宅的形式、朝向及摆布方式合理与否，直接关系到室外风环境的舒适性。主要表现在以下两个方面：
(1) 住宅楼群内通风不畅
气体之间存在压力差才能流动，但若建筑群布局不合理，造成无压力差或压力差很小，自然导致气体流动困难，产生气流涡旋区。气流在同一地方来回旋转，无法顺利流通，也就是所谓的通风不畅。通风不畅导致室内外空气无法交换，人体舒适度下降，甚至交叉污染。
(2)建筑再生风、二次风
住宅楼群中出现的瞬时强风，即所谓的建筑再生风、二次风。风穿行于高楼大厦群中，由于下冲、狭管流、角逐、穿堂风以及阻塞、尾流等效应，很容易在建筑群的某个部位产生建筑瞬间强风或旋风，特别是冬季寒风。这些瞬间风影响居民的出行，妨碍居民的室外活动，产生的强风有卷刮物体撞碎玻璃的危险，同时，也造成了建筑结构在风荷载取值上一定的误差。
2、住区的节能问题。
舒适的住区风环境不但能为人们提供舒适的环境，同时也能够减少建筑的能源消耗，合理的规划既能够有利于夏季风的导入，又能够阻挡冬季寒流的来袭，提高住区微气候环境温度，减少能耗。
解决问题的几点分析
住宅群体布局、住区功能布局以及住宅形式都直接影响风环境的舒适度和能耗。如何做到合理通风和防风，成为设计中应该注意的问题。
群体布局与室外风环境的关系
平面布局形式与室外风环境的关系
住宅由于功能限制，布局形式分为行列式、围合式、自由式。行列式采光条件好，一直以来是住区的典型模式。这种布局使住区中楼体主要形成行列式的排列。由于对气流没有太大的阻挡，因此能够比较好的将气流导入住宅组群内部，气流能够比较流畅的在组群中流动，促进夏季的自然通风。周边式布局方式，由于周边式部分房屋的前后都处在负压区，四周较封闭，因此通风不好，不适宜于夏季建筑的通风，但是对冬季防风有利。
自由式布局可以根据具体地形、地势，自由灵活的布置住宅楼体。这种布局方式对气流具有很好的引导方式，自然通风效果好，但对于冬季需要防风的住区，在寒冷的冬季，这种方式会让大量的冷风入侵，住区内冬季风速过大，且增加了围护结构的热损耗。因此这种布局方式比较适合在夏热冬暖地区。
空间布局形式与室外风环境的关系
高层建筑能够把上空的高速风引向地面，从而对地面的活动产生很大的影响。另外在建筑的两侧与顶部，因气流通道变窄而使气流速度增加，形成强风，就是常说的“楼房风害”。吹向高层建筑的风能大约在建筑迎风面高度的2/3处以下部分形成涡流区，对后面建筑的自然通风有很大的影响。因此对住宅群体的空间布局而言，住宅间的距离不宜太近，要调整好两栋建筑之间的相互位置避免楼房风害。在住宅群体的空间布置上应该采取“前低后高”和有规律的“高低错落”的布置方式，从而加强夏季的通风、和冬季的防风。
建筑朝向与室外风环境的关系
对于寒冷地区而言，建筑朝向至关重要，它既影响建筑的日照、采光，又影响通风节能等问题。
实际运用中，根据日照将住宅的基本朝向范围确定后，进一步核对季节主导风向时，会出现主导风向与日照朝向形成夹角的情况。从单幢住宅的通风条件来看，房屋与主导风向垂直效果最好。但从整个住宅群来看，这种情况并不完全有利，而是希望形成一个角度，以便各排房屋都能获得比较满意的通风条件。
住区功能布局与室外风环境的关系
住区按照功能区划分可大致分为居住区、公建区和休闲绿化区。就不同的地区而言，应将低矮的公建区以及休闲绿化区布置在夏季上风向，将多层以及高层布置在冬季上风向，这样不仅能够利于夏季的通风，同时还能够利用建筑高低的不同，将冬季寒冷气流挡在高层外侧，提高住区温度。
单体形式与室外风环境的关系
建筑的平面长宽比不同，建筑周围的风环境也各不相同。长宽比越小，风影区的面积和风速越小。对建筑平面形式进行适当的处理，也可以相应的减弱不利的风效应。如以圆角代替房角，可以降低建筑角落的强风；在建筑立面的中间部位挖空或者底层架空都可以减弱建筑周围的强风；高层建筑的塔式设计成逐级下降的形状，也可以减轻涡流对地面风速的影响[2]。
建筑的长度、深度、高度的比例不同，建筑背后的风影区和涡流范围也不同，建筑长度越长，深度越小，高度越高，建筑背后的风影区范围和涡流范围越大，风速值也越大。所以我们在平面选择上要尽量避免选取长、高、薄的建筑形式，在经济实用的基础上尽量选择可以减小风效应的建筑形式，据已有资料研究长方形平面建筑顺风布置产生的强风效果最小[3]。
结语
综上所述，我们在改善城市住区风环境中的任务是艰巨的，在住区规划设计过程中，应考虑季节的主导风向和气候特点，合理的设计建筑物形状、位置和间距、处理好绿化与建筑物间的关系；从而拥有良好的住区风环境。
参考文献:
[1]朱炳寅.建筑结构设计规范应用图解手册[M].北京:中国建筑工业出版社
[2]关滨蓉，马国馨.建筑设计和风环境.建筑学报.1995，11:44-48
[3]Editors，DonaldWatson.Time-saver standards for urban design.McGraw-Hill.2002:233
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