基于传统商业街尺度变化的物理环境研究的论文.doc

基于传统商业街尺度变化的物理环境研究的论文 摘要：传统商业街作为城市经济发展的有效组成部分其物理环境的研究与改善对于提高商业街区内部使用舒适度以及建筑能耗有著重要影响本文从传统商业特征所形成的街谷宽高比例入手通过调研、分析以及能耗模拟研究街谷中街道宽度与建筑高度建筑自身体型变化对综合能耗的影响以及不同朝向商业街的微气候特征对于提升空气质量的增加舒适度的影响 关键词：传统商业街街谷；宽高比；非对称街谷 Basedonthetraditionalmercialstreetscalechangesinthephysicalenvironmentresearch WuXiaodong （XianAcademyofFineArtsXian710065） Abstract：traditionalmercialstreetascityeconomicdevelopmenteffectiveponentitsphysicalenvironmentresearchandimprovementtoimprovethemercialblockinternalfortandhasanimportanteffectonbuildingenergyconsumption.ThisarticlefromthetraditionalmercialfeatureformedbythestreetcanyonwidthheightratioofthroughinvestigationanalysisandSimulationofenergyconsumptiononthestreetValleyStreetwidthandheightofbuildingbuildingtheirownbodysizevariationofprehensiveenergyconsumptionaswellasthedifferentmercialstreetmicroclimatecharacteristicstoimproveairqualityincreasethefortlevelofinfluence. Keywords：traditionalmercialstreetValleyaspectratioasymmetricStreetCanyon 1.引言 随着文化产业的复兴与发展国内较多文化资源丰富的城市开始进行城市的历史文化挖掘与更新商业街道是城市最有活力的空间形式和经济载体因此饱含文化与商业气息的传统商业街区的改造及复建成为此类工作的重要部分在设计与建造的过程中其内部自身空间形态和布局将会与建筑能耗发生耦合关系并相互作用通过微气候的营造以及能耗的合理规避以实现节能和低碳的目标并提高人群在商业街内部的舒适度的同时通过风场的疏导以降低该区域的污染程度 2.传统商业空间形态特征 传统商业街区作为传统文化的重要组成部分空间形态特征除了满足当地特有的自然环境要求外还受到当地的社会人文风俗习惯等因素的影响因此具有较为鲜明的地域建筑风格及特征在传统商业街区的特有的物理环境研究中本文简化建筑元素的复杂性构建沿街建筑物高度H以及街道宽度D的比例为特征模型来进行量化参照研究 2.1商业宽高比例特征 芦原义信在外部空间设计一文中定义了构成街道空间的街道底界面的宽度与沿街侧界面建筑的高度的比值（D/H）其比值是保证街道空间尺度均衡是体现街道中的人的开放感和围合感的重要指标当街道空间D/H小于l时围合感越强D/H值越大于1时街道的开放感越强D/H=l.22时产生舒适的围合感；D/H大于2时产生开阔感；D/H3时产生空旷感本文通过调研古城西安、成都、南京、苏州等地的传统商业街区的宽高比例（表1）发现传统商业街区研究数值集中于0.51.5范围内得出商业街内聚性较好空间尺度适宜 3.传统街区不同形式建筑的能耗分析 本文通过对于构成街区形态框架的单体建筑进行研究评价在街区修复或重建时选择能耗较低的建筑体型为目标以古城西安为研究地西安位于寒冷地区冬季以保温为主主要为采暖能耗建筑外部热源的太阳辐射获得量主要与建筑布局形态周围环境长波辐射等相关建筑物内部存在着建筑照明、人体设备等室内热源与住宅建筑室内空气发生对流与辐射的热传递过程建筑内扰在热传递过程中总是要传递到围护结构的内表面而室外气象条件总是首先作用于建筑外围护结构的外表面建筑内扰与建筑外扰两种作用形式是同时存在独立传递而又相互迭加相互影响不同的建筑外表面从抵御内外温度振幅以及内外界面尺寸方面就会对建筑的全年能耗产生一定影响本文假定待研究的传统商业街D/H=1.2并以此作为研究传统商业街的空间物理特征的基本研究模型设定商业街东西向商业建筑为南北向假设南侧建筑为条式建筑北侧建筑的体形轮廓进行相应变化由此建立Dest模型建立如图（图1）计算能耗特征的 拟定（n1）、（n2）、（n3）三种不同外部形态的建筑作为研究对象通过从图形变化中可以看出建筑物耗冷量指标随着建筑物出风口方向的改变发生较规律的下降趋势变化在建筑物耗冷量指标中当进风口由东边逐渐过渡到西边能耗降低并且建筑物的进风口开口比例越大建筑物耗冷量指标越大两者呈正相关变化在数据比对中当建筑物的A：Lmid：B相对比例使建筑物呈三面围合式布置时由于伸出段对于太阳辐射的相对遮挡建筑物的北向受热面积最小且建筑物的迎风面面积最小在建筑物的东西向建筑中向内的面有永久阴影面的存在减少了建筑物的太阳辐射温升现象同时在三面围合区内有温度较低区域的产生从而促进热压风场形成的可能当建筑物相对比例为Z：1：0.5时（z为0长度）建筑的能耗在耗冷量和耗热量指标变化趋势上最稳定并可以作为同比情况下最优推荐图示n2情况 4.传统街区街谷内微气候特征 传统商业街区的构成通常存在若干条路网交织的情况街谷微气候的形成与太阳辐射强度所造成的空气温度的时间演变和空间分布、以及街谷内部的气流状况与街区的建筑密度、建筑排列方式有关并且与街谷的几何特征、走向界面朝向、街区下垫面以及来风方向都有较大的关联本文通过对西安市回民街（南北走向、对称街谷）、书院门（东西走向、非对称街谷）两条传统商业街的物理环境分析重点研究以下两方面内容 4.1非对称街谷的物理环境特征 当选择建筑物相对比例为Z：1：0.5商业街外部空间几何结构则为非对称形式此时街谷外部大气平流进入街谷内部时接近放大的非对称区域时峡管状态突变会在街谷放大区域产生一个强湍流三维方向的湍流漩涡将沿着墙面向上部迁移湍流的输运作用使得街道峡谷内空气与外界空气进行交换提高污染物的扩散速度改善峡谷内的空气质量因此沿街建筑在局部地区放大对于提高污染散发速度有利 4.2不同朝向街谷的物理环境特征 西安地区城市的传统街区较多以格網形式存在会呈现出不同朝向的街谷的工况在太阳辐射下处于太阳直射辐射区域的空气温度会随着建筑的高度产生较大分层差异而在建筑遮挡区域的街谷部分因为空气温度增温热源为接太阳散射辐射并且随着建筑密集程度增多的太阳辐射反射次数的变化其空气温度随高度分层现象并不明显在东西走向的街区因为在夏季和冬季由于太阳高度角的不同街道南侧建筑对于街谷的遮挡效应造成街谷中所获得的太阳辐射在不同时间段存在较大的差异相应得知遮蔽效应对于南北走向的街道太阳辐射影响不大 5.结论 传统商业街作为城市经济发展的有效组成部分其物理环境的研究与改善对于提高商业街区内部使用舒适度以及建筑能耗有着重要影响本文从街谷宽高比例着手通过分析调研研究在一定宽高比例下建筑体型变化对能耗的影响以及不同朝向商业街的风环境对于污染物的影响主要结论如下： 5.1传统商业街区道路宽度D/建筑高度H接近1.2时对空间舒适度以及减少建筑能耗有利 5.2街道两侧建筑布局采用非对称形式的几何结构街谷内污染物浓度由于湍流作用而大大降低空气质量得到较大改善 5.3南北走向相对于东西走向的街谷所吸收