经典建筑群布局与自然通风关系的探讨.docx
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经典建筑群布局与自然通风关系的探讨
建筑群布局与自然通风关系探讨
作者:
高云飞孟庆林赵立华金玲上传:
water来源:
网易行业-09-0700:
00
在气候炎热华南地区,自然通风在建筑中尤为重要。
与建筑自然通风效果关于因素有如下几种方面:
1.对于建筑自身而言,有建筑物高度、进深、长度和迎风方位;2.对于建筑群体而言,有建筑间距、排列组合方式和建筑群体迎风方位;3.对于住宅区规划而言,有住宅区合理选址以及住宅区道路、绿地、水面合理布局[1]。
1.影响建筑群布局因素与基本形式:
建筑楼群布局受到气候因素、地理因素,楼群自身建筑形式等因素影响,其中风向与朝向是影响建筑群布局重要因素。
国内南方地区,主导风向南与东南方向之间,老式建筑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,选取南偏西5º到南偏东10º是最佳朝向[2]。
建筑群布局方式在平面上普通有如下五种方式,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建筑群布置[2]
2.楼群基本布局方式通风模仿分析
2.1模仿阐明
在广州地区,建筑夏季对通风环境更加重要,因而,以夏季主导风向(东南)、参照速度(2.6ms-1)和最热月平均室外温度(28ºC)为模仿分析气候条件参数。
模仿分析中建筑物尺度为24m×8m×20m,朝向为正南向,楼东西间距12m,先后间距20m[3],分析楼群布置区域为100m×100m。
图2分析原则楼房平面图
其中,边界风速满足梯度风变化v/v0=(z/z0)α,其中,v0为原则高度处风速(本文取值为2.6ms-1),z0为原则高度(10m),α为地面粗糙限度(取值为0.333)[4]。
2.2基本布局方式模仿分析
楼群布局方式直接影响到室外活动区域舒服性,对单体通风状况也有重要影响。
本文将通过室外活动区域内风速分布状况,夏季典型日室外舒服指标WBGT和建筑单体先后压力差三方面来阐明楼群布局方式对建筑室外舒服度影响。
2.2.1活动区域内风速分布
当前,对于都市环境舒服风速和危险风速,
国内外建筑规范还没有统一原则。
国内外研究人员在大量现场测量、调查记录与风洞实验基本上,同步考虑平均风速与脉动风速综合伙用,提出表1中行人舒服感与风速之间关系。
表1风速与舒服性关系[5]
风速人感觉
υ<1.6m/s感觉不到风
υ<5m/s舒服
5m/s<υ<10m/s不舒服,行动受影响
10m/s<υ<15m/s很不舒服,行动受严重影响
15m/s<υ<20m/s不能忍受
υ>20m/s危险
普通以为,风速不不大于1m/s时,在夏季室外人们感觉是舒服,风速不不大于5m/s时,就会影响人们活动[4,6]。
因此,1m/s~5m/s之内风速,是比较抱负室外风速。
大概2m高度内空间是人们经常活动空间,因而,本文采用1.5m高处风速为进行分析。
图3并列式1.5m高度风速分布图 图4斜列式1.5m高度风速分布图
图5错列式1.5m高度风速分布图 图6周边式1.5m高度风速分布图
依照图3~图6所展示4种不通布局情
表2各种布局状况速度分布状况1
布局方式
v<1ms-1区域面积比率
速度最大值m/s
行列式
20%
3.28
斜列式
21%
6.04
错列式
14%
4.49
周边式
38%
2.98
况下建筑物周边风速分布状况,同步参照表2中数据,可以得出下面结论:
(1)在并列式、斜列式、错列式布局都可以得到速度适中并且比较均匀风场分布,具备较多风速舒服区域,周边式建筑布局则由于内部几乎成为一种封闭空间,处在更多建筑风影区内,而导致了周边式布局内部风环境恶化,有相称多区域处在弱风区中,使得整个环境风速也比较低。
(2)在各种布局中,建筑(群)与建筑(群)之间会产生狭管效应,使风速增大,除斜列式外,风速普通在5m/s如下,不会对人们活动导致影响。
在斜列式中有最大风速6.04m/s浮现,虽然在斜列式状况中不不大于5m/s状况只有一点,并且是阵风,应当不会导致大影响,但参照图4阐明在斜列式布局方式中,右上方(东北)建筑附近容易浮现比较高风速,如果本地风速很高,则对于局部布局应当考虑,增长先后左右间距等方式来舒缓风速变化。
(3)在大某些建筑物西北方向(背风面),产生了风速不大于1m/s弱风风影区,参照图5还阐明在第二栋建筑建在了第一栋建筑风影区内,则会使该栋建筑先后大某些户外区域都处在弱风区内,应当调节建筑先后或左右位置;
(4)在建筑物迎风面,由于受到建筑物阻挡,风速也会变弱,甚至形成一定区域凤影区。
(5)各种布局下风场分布共同之处是,在形成风通道区域内都可以获得良好风场,风受到建筑物遮挡后会在起背面形成较长风影区,风速大大减小。
由上面可以得到,要使建筑周边获得良好舒服风速环境,就要恰当增长建筑之间间距,同步要合理布置建筑物相对位置,引导风流动,避免使建筑布置在风影区内和防止在建筑周边形成过大速度风,进而创造良好室外风环境。
2.2.2参照WBGT指标分析楼群布局
湿黑球温度(Wet-Bulb-GlobeTemperature,简称WBGT)是自然湿球温度、黑球温度、空气干求温度函数,综合反映了普通环境参数,如太阳辐射、气流速度、气温、空气相对湿度和环境平均辐射温度等影响。
WBGT是一种安全性热应力指标,是保证人体在高热环境下不受到热损伤一种安全技术指引。
因而WBGT普遍被应用与室外热环境舒服性评价。
据ISO7243,WBGT定义为:
,WBGT=0.7tnwb+0.2tg+0.1ta(有直接日射)WBGT=0.7tnwb+0.3tg(无直接日射),其中ta空气干球温度,℃;tnwb自然湿球温度,℃;tg黑球温度,℃[7]。
表3ISO7243推荐WBGT阈值
新陈代
谢水平
新陈代谢率M
(W)
WBGT阈值(℃)
热适应好人
热适应差人
0
M<117
33
32
1
117 30 29 2 234 28 26 3 360 感觉不到空气流动 感觉到空 气流动 感觉不到 空气流动 感觉到空 气流动 25 26 22 23 4 M>468 23 25 18 20 依照广州记录气候资料来计算水泥地面,无遮阳状况与草坪地面、半遮阳地状况WBGT有: 图7水泥地面、无遮阳状况下WBGT 图8草坪地面、半遮阳状况下WBGT 图9不大于32小时数与风速关系(水泥地面、无遮阳) 图10不大于32小时数与风速关系(草坪地面、半遮阳) 由上面图表可以得到,在风速为0.5m/s与1m/s时,保证WBGT不大于32值是相似,因此,按照WBGT指标来讲,速度等于0.5m/s状况也是可以满足人们一定期间段内活动规定,参照表,可以看到并列式地楼群布局都可以得到比周边式更多地舒服活动区域。 表4各种布局状况速度分布状况2 布局方式 v<0.5ms-1区域 面积比率% 行列式 6.1% 斜列式 7.84% 错列式 4% 周边式 13.6% 2.2.3建筑单体迎风面与背风面压力差分析 建筑单体迎风面与背风面存在压力差是建筑单体获得良好通风重要因素之一,是运用风流动实现自然通风重要手段。 在夏季,为保证室内有效自然通风和避免局部浮现漩涡和死角,应当保证75%以上板式建筑先后保持1.5Pa压力差[6]。 图11并列式1.5m高度压力分布图 图12斜列式1.5m高度压力分布图 图13错列式1.5m高度压力分布图 图14围合式1.5m高度压力分布图 图11~14图所展示了4种布局状况下压力分布状况,处在前排建筑物具备很大迎风压力,后排建筑物大某些处在由于前面建筑遮挡而形成负压区内;处在负压区域内楼群间压力变化均匀,压力差突然变化区域比较少,但是在建筑转角和风通道处依然会有压力增长或减少,这样必然会引起楼群周边速度场变化。 表5各种布局状况压力分布状况 布局方式 △p<1.5Pa建筑立面面积与建筑总立面面积比率 行列式 0.33 斜列式 0.28 错列式 0.483 周边式 0.396 3.结语 建筑楼群布局方式是非常灵活多变,往往并不是如本文中描述布置形式,而是依照地形地貌、周边环境、建筑群自身构成形式与用途等等来进行布置,并且本文对中各种布置形式探讨只是对建筑布局与通风、环境舒服一种简朴摸索,任何一种布置方式,均有着诸各种不同布置形式,这些布置形式不同也必然会影响建筑群及周边风场分布,因此虽然是同种布置方式也会有不同种流场分布形式。 如下面各图所示,各个建筑摆放形式变化直接影响着建筑周边风场与压力场变化,因而在改进建筑群内及周边室外环境时,将不同高度,不同进深,不通形式建筑进行合理排列组合,也可以达到良好风环境。 参照文献: 1.周俭.都市住宅区规划原理.上海: 同济大学出版社,1999 2.华南理工大学.建筑物理.广州: 华南理工大学出版社,-6-13 3.中华人民共和国建设部.都市居住区规划设计规范.北京: 中华人民共和国建筑工业出版社,1993 4.张士翔.四川科学建筑研究.,26 (2): 10~13 5.唐毅,孟庆林.西安建筑科技大学学报.,33(4): 352-356. 6.绿色奥运建筑研究课题组.绿色奥运建筑评估体系.北京: 中华人民共和国建筑工业出版社, 7.董靓.街谷夏季热环境研究.重庆: 重庆建筑大学,1991
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- 经典 建筑群 布局 自然通风 关系 探讨