建筑群布局与自然通风关系的

建筑群布局与自然通风关系的探讨摘要：自然通风是建筑实现节能、健康、生态等目标的重要手段。建筑楼群的布局方式既关系到建筑室外人员活动区域的舒适性，也影响着建筑单体前后的压力分布。本文以广州地区的自然气候条件为基础，对常见的楼群布局方式的总体通风情况进行了计算机模拟与分析，结合风速、压力差和WBGT等指标，在满足以上3种要求的情况下，对不同楼群布局方式的优劣进行了比较分析。建筑外环境室外舒适度和建筑单体压力分布的影响。关键字：风环境建筑群布局WBGT在气候炎热的华南地区，自然通风在建筑中尤为重要。与建筑自然通风效果有关的因素有以下几个方面：1.对于建筑本身而言，有建筑物的高度、进深、长度和迎风方位；2.对于建筑群体而言，有建筑的间距、排列组合方式和建筑群体的迎风方位；3.对于住宅区规划而言，有住宅区的合理选址以及住宅区道路、绿地、水面的合理布局[1]。1.影响建筑群布局的因素与基本形式：建筑楼群的布局受到气候因素、地理因素,楼群自身建筑的形式等因素的影响，其中风向与朝向是影响建筑群布局的重要因素。我国南方地区，主导风向南与东南方向之间，传统建筑的朝向是南或偏南方向。广州地区，综合考虑防止太阳辐射及防止暴雨吹袭，选择南偏西5º到南偏东10º是最佳的朝向[2]。建筑群的布局方式在平面上一般有以下五种方式，即并列式、错列式、斜列式（统称为行列式）、周边式和自由式。如图1。图1建筑群的布置[2]2.楼群基本布局方式的通风模拟分析2.1模拟说明在广州地区，建筑的夏季对通风环境更加重要，因而，以夏季主导风向（东南）、参考速度（2.6ms-1）和最热月平均室外温度（28ºC）为模拟分析的气候条件参数。模拟分析中建筑物尺度为24m×8m×20m,朝向为正南向，楼东西间距12m，前后间距20m[3]，分析楼群布置区域为100m×100m。图2分析标准楼房平面图其中，边界风速满足梯度风变化v/v0＝（z/z0）α，其中，v0为标准高度处的风速（本文取值为2.6ms-1），z0为标准高度（10m），α为地面粗糙程度（取值为0.333）[4]。2.2基本布局方式的模拟分析楼群的布局方式直接影响到室外活动区域的舒适性，对单体的通风情况也有重要影响。本文将通过室外活动区域内的风速分布情况，夏季典型日的室外舒适指标WBGT和建筑单体前后的压力差三方面来说明楼群布局方式对建筑室外舒适度的影响。2.2.1活动区域内的风速分布目前，对于城市环境的舒适风速和危险风速，国内外的建筑规范还没有统一的标准。国内外研究人员在大量的现场测量、调查统计与风洞实验的基础上，同时考虑平均风速与脉动风速的综合作用，提出表1中行人舒适感与风速之间的关系。表1风速与舒适性关系[5]喊风疮速示急人的感觉呆υ雁<1.6捷m/s揭互感觉不到削风序υ功<5m/祝s麻宾舒适针5m/s薄<轿υ劈<10m摆/s塘留不舒适，环行动受影帝响仰10m/研s<迁υ氏<15m唐/s邀呀很不舒适厦，行动受壳严重影响水15m/哲s<剧υ泥<20m滥/s芦昼不能忍受的υ乖>20m裹/s描蓝危险一般认为，风速大于1m/s时，在夏季室外人们感觉是舒适的，风速大于5m/s时，就会影响人们的活动[4，6]。所以，1m/s～5m/s之内的风速，是比较理想的室外风速。大约2m高度内的空间是人们经常活动的空间，因此，本文采用1.5m高处的风速为进行分析。批图请3干并列盖式蓄1.5追m亲高度风速榆分布图状露禽图叙4看斜列丹式程1.5盼m沈高度风速星分布图返图类5浙眠错列维式仍1.5炒m仇高度风速倘分布伤图谷币呜图妥6芝周边尸式啄1.5失m早高度风速颗分布燥图旋钥根据纠图底3吸～包图猴6雀所展示彩的知4挂种不通布颜局疼情贸坊表蜡2喇款各种布局她情况的速茂度分布情假况盖1磁布局方式巴v<1m叙s-默1少区域面积往比率曲速度最大粗值投m/s昂行列式近2白0酷％哲3.28堆斜列式仆2辉1惑％粘6.04丘错列式壤1起4如％惰4.49所周边式引3竞8出％惩2.98么况下的建券筑物周围篮风速分布集情况，同务时参考思表呆2对中的数据凑，可以得辜出下面的我结论：佣(1子)线在并列式贪、斜列式淡、错列式执的布局都千可以得到哨速度适中足而且比较执均匀的风拆场分布，更具有较多鹊的风速舒兵适区域，反周边式的恩建筑布局摆则由于内温部几乎成络为一个封圈闭空间，域处于更多忌建筑的风协影区内，爪而导龄致痰岂了周边式挺布局内部孟风环境恶沈化，有相画当多的区烛域处于弱庄风区中，忘使得整个虹环境的风尝速也比较控低。粘(2东)矿在各种布娘局中，建残筑（群）麦与建筑（扭群）之间技会产生狭之管效应，化使风速增翅大，除斜妻列式外，花风速一般交在啄5m/滨s并以下，不本会对人们个的活动造吩成影响。侦在斜列式薯中有最大先风役速穴6.04轰m/注s凡出现，虽柔然在斜列呈式的情况片中大边于秧5m/骨s同的情况只区有奏一点，而释且是阵风化，应该不抓会造成大坡的影响，谱但参考弦图投4限说明在斜只列式的布乓局方式中盏，右上方宝（东北）穴的建筑附视近容易出冲现比较高召的风速，左如果当地蒙风速很高舅，则对于汇局部的布葡局应该考修虑，增加胆前后左右承的间距等陡方式来舒先缓风速的持变化。蜻(3线)错在大部分戏建筑物的逼西北方向妻（背风面芹），产生霸了风速小养于余1m/伸s糊的弱风的拖风影区，测参考疼图燕5进还说明在业第二栋建捞筑建在了荡第一栋建正筑的风影任区内，则膨会使该栋剩建筑的前伍后大部分沫户外区域诱都处于弱冰风区内，夸应该调整蠢建筑前后柳或左右的侧位置；物(4定)王在建筑物忌的迎风面果，由于受口到建筑物竭的阻挡，久风速也会辈变弱，甚露至形成一杆定区域的旧凤影区。踏(5倚)好各种布局蕉下风场分灰布共同之冒处是，在许形成风通边道的区域裁内都可以祸获得良好鹅的风场，内风受到建复筑物的遮霸挡后会在团起后面形部成较长的给风影区，赠风速大大始减小。筹由上面可柳以得到，拥要使建筑奴周围获得京良好舒适肤的风速环羽境，就要唐适当的增晨加建筑之袖间的间距云，同时要印合理的布煌置建筑物裙的相对位撑置，引导刃风的流动刘，避免使狼建筑布置水在风影区收内和防止汪在建筑周栽围形成过抖大速度的繁风，进而励创造良好诱的室外风膀环境。循2.2.骨2示授参丢考心WBG践T济指标分析晓楼群布局建湿黑球温须度垃（踢Wet-脉Bulb暂-Glo牌beT造empe掉ratu仙r袭e黄，简闯称暖WBG份T悬）是自然佣湿球温度罢、黑球温否度、空气惊干求温度笛的函数，割综合反映泻了普通的怜环境参数捆，如太阳拿辐射、气钓流速度、喂气温、空孩气的相对须湿度和环爬境的平均世辐射温度再等的影响旦。畜WBG华T值是一个安尚全性的热收应力指碰标踏,灭是确保人哑体在高热贡环境下不蔽受到热损翠伤的一种炒安全技术钳指导。因阔而抗WBG邪T多普遍被应狐用与室外捡热环境的拍舒适性评击价。据Ｉ课Ｓ嫩Ｏ纲7243啄,涌ＷＢＧＴ搂定义培为传:努，称WBG留T核＝骂0.7臂tnwb箩+0.2闹tg葱+0.1脂ta招午（有直接谨日射业）昌WBG键T茎＝云0.7逝tnwb励+0.3窄t培g堆（无直接绸日射），袜其扬中年ta冠谋空气干球邀温度俩，闷℃奶；往tnw良b龟自然湿球猴温度竟，狸℃炕；柱tg喂蒙黑球温度平，枕℃瞧[7]讲。俗表和3IS联O724旱3不推冤荐恋WBG量T顶阈指值盯爆新陈代怀谢水平坏新陈代谢泡率陆M路（唤W案）子WBG偏T端阈值燥（页℃亏）纵热适应好论的人吓热适应差短的人册0听M<11腾7正33疲32许1轮117<庄M<23应4爸30异29顿2华234<宗M<36京0需28岁26甘3肥360<钥M<46我8岛感觉不到免空气流动都感觉到空辈气流动障感觉不到惭空气流动先感觉到空虹气流动姥25黑26前22捏23摩4行M>46袄8赶23膊25烟18是20刮根据广州挎的统计气煎候资料来插计算水泥于地面，无摧遮阳情况仔与草坪地套面、半遮脆阳地情况纪的固WBG桨T锁有：逢图页7见爱水泥地面毯、无遮阳模情况下妨的冒WBGT衫塞付图借8纠捡草坪地面擦、半遮阳赛情况下释的沉WBGT贡图滚9泥宿小悔于扇3币2象的小时数稀与风速关逃系（水泥醋地面、无丈遮阳奋）递很图怖10楼榴小价于乘3别2月的小时数判与风速关如系（草坪抽地面、半沾遮阳）牛由上面图泉表可以得椅到，在风愁速摇为贸0.5m疲/津s刻与百1m/甚s崇时，保垂证港WBG斧T殖小顽于梁3颜2他的值是相驱同的，所傲以，按陆照躺WBG局T机的指标来趋讲，速度放等难于寄0.5m好/怕s侄的情况也职是可以满搅足人们一丈定时间段众内的活动扛要求的，缸参考表，成可以看到感并列式地暗楼群布局面都可以得椅到比周边铜式更多地源舒适活动稠区域。挥表追4廊三各种布局柏情况的速吧度分布情冤况仁2拘布局方式泄v<0.已5ms-厅1瞒区域面积袭比率％粗行列式蜓6.搁1都％碍斜列式拐7.8订4巩％屠错列式借4然％通周边式赴13.毫6饭％创2.2.搂3顽烦建筑单体虽迎风面与惜背风面的紧压力差分谜析刺建筑单体感迎风面与燕背风面存惕在压力差浩是建筑单袭体获得良召好通风的秤重要因素念之一，是置利用风的斗流动实现蚕自然通风忧的重要手笼段。在夏届季，为保妥证室内有董效的自然喂通风和避衣免局部出宜现漩涡和删死角，应乱该保颈证夹7贤5扒％以上的艘板式建筑宾前后保拍持察1.5P射a径的压力差院[6]断。非图灵1输1验并列栽式妄1.5咱m讽高度压力清分布图致益狐图汽12巾悠斜列乐式蜂1.5炒m苗高度压力边分布图既图捷13蜡葬错列兄式优1.5聚m新高度压力会分布图哨怕近图说14蛇盈围合淋式拦1.5霞m茧高度压力药分布图持图百1笋1恭～贩1贿4碎图所展示正了险4支种布局情瘦况下的压惜力分布情忙况，处于谜前排的建辈筑物具有匆很大的迎抵风压力，床后排建筑嫂物大部分姓处于由于反前面建筑篮遮挡而形井成的负压柿区内；处勺于负压区恰域内的楼夸群间压力业变化均匀奋，压力差容突然变化简的区域比弯较少，但屑是在建筑错的转角和器风通道处西仍然会有敲压力的增过加或降低许，这样必达然会引起柳楼群周围磁速度场的满变化驾。定盛表盖5便犬各种布局往情况的压竿力分布情假况耳布局方式壤△督p<1.姐5P专a调建筑立面挨面积与建暑筑总立面爽面积比率非行列式抗0.33视斜列式椅0.28血错列式抹0.48职3困周边式贫0.39垒6恨3.尖厨结语盯建筑楼群唉的布局方甜式是非常兼灵活多变吼的，往往串并不是如虹本文中描辨述的布置窄形式，而街是根据地匆形地貌、除周边环境受、建筑群疫自身的构皮成形式与讯用途等等潮来进行布估置的，并拜且本文对咸中各种布肿置形式的会探讨只是喊对建筑布埋局与通风友、环境舒均适的一种掌简单探索辜，任何一援种布置方茶式，都有拢着很多种溉不同的布许置形式，狸这些布置倒形式的不篮同也必定违会影响建介筑群及周遵围的风场仪分布，所畅以即使是装同种布置呜方式也会点有不同种遮流场分布拥形式。如恒下面各图傻所示，各裤个建筑的线摆放形式各的改变直炼接影响着扶建筑周边床风场与压记力场的变蓬化，因而恶在改善建蜡筑群内及菊周边室外抛环境时，或将不同高湾度，不同锄进深，不摘通形式的沈建筑进行匹合理的排暗列组合，裳也可以达油到良好的踏风环境。四参考文献虹：卡1.唱晌周数俭挎.由剧城市住宅鸣区规划原良理坦.令双上海：同悟济大学出假版社技，版1999侄2.缝算华南理工讽大蓝学命.糊语建筑物际理辉.雄修广州：华粘南理工大疼学出版社困，冬2002槐-6-1包3断3.秧捎中华人民宫共和国建烤设真部恨.耽城市居住吃区规划设盗计规