基于CFD技术的城市通风廊道规划方法研究

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近年来,随着我国城市化进程不断加快,城市人口以及高密度空间迅速增加,导致城市内部通风状况越来越差,直接影响了城市生态环境和居民的身心健康。一方面,城市的大规模开发建设和内部密集、高大的建筑物阻碍了气流通行,加剧了城市热岛效应;另一方面,由于工业生产和汽车行驶等排放出大量污染气体难以及时控制,导致城市内的空气污染问题愈发严重,尤其是近两年频频爆发的冬季雾霾已对居民的身体健康造成了严重威胁。同时,城市内部滞留的污染空气又进一步加速了流行性疾病在城市人群中大范围的传播。研究表明,通过合理地布局城市通风廊道促进城市内外空气良性循环,可有效改善城市的气候环境,是从城市规划的角度针对城市气候环境持续恶化问题提出的解决措施。目前,我国部分城市已开始关注风道建设并陆续开展相关专项规划。但是,由于我国对通风廊道的研究起步较晚,大多城市在总体规划阶段往往忽略了城市通风问题,其相关理论方法研究仍处在初级探索阶段。鉴于此,本文研究目的在于构建适用于我国城市发展和切实可行的通风廊道规划方法体系。本文主要借鉴了德国的城市通风系统理念,并利用CFD技术为技术支撑,根据老城区和新城区对城市通风的不同需求,以问题为导向,使其在有效改善老城区通风环境的同时,通过合理的管控与通风分析,确保新城区将来拥有良好的通风条件。本文通过对城区层面、分区层面和街区层面三个层面城市风环境进行模拟研究,从而识别与构建城市各级风道和通风口区域,并提出相应的管控要求。具体研究步骤:首先对我国城市气候环境问题日益严重的现状和学科大背景的趋势以及城市风环境研究的必要性进行分析,提出本文研究的意义;通过对国内外相关理论及案例进行系统分析、评价基础上,找出论文研究的切入点:城市风道的规划需要分析城市可利用风源,并把区域规划的大尺度与具体建筑设计的小尺度之间密切联系,以形成高效连续贯通的城市“呼吸”管道;接着对城市通风廊道既有规划方法进行研究分析,找出其自身特征与不足,提出基于CFD技术的通风口加四级风道的网络型风道体系构建与控制方法,丰富我国现有城市风道规划的方法体系。最后,再通过实际案例安庆市中心城区的通风廊道规划对提出的规划方法体系进行实证。
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