CN108665187A - 基于海陆风资源的沿海城市建筑风环境设计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于海陆风资源的沿海城市建筑风环境设计，通过数据收集和现场测试，获取夏、冬两季的气候参数，通过大量数据分析近地层风环境状况，获取海陆风的三维特征以及时空分布情况，为地区建筑风环境分析建立数据平台；建立回归方程，获取海陆风对于不同类型建筑单体、不同类型的公共空间风环境的影响特征；针对所获取的建筑空间和城市公共空间风环境、热环境客观数据和主观热舒适情况以及提出的优化设计策略，通过CFD等的数值模拟技术，建立普遍模型，对设计策略的可操作性以及优化设计效果进行验证。本发明的有益效果是为创造适宜的建筑环境和城市环境，提供更为舒适的建筑空间，有效降低夏季空调能耗提供一种新的思路。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及基于海陆风资源的沿海城市建筑风环境设计。
背景技术
进入二十一世纪以来，现代技术的快速发展极大地推动了人类文明的进步，但与此同时，它也带来的同样尖锐的社会问题，包括环境污染、资源短缺、能源浪费、人口膨胀、气候变暖等问题，在全球范围内已经引起了广泛的关注，而随着全球环境意识的提高，“生态”、“绿色”、“可持续”等概念逐渐渗入到社会发展的方方面面。
建筑是是人类从事各种活动的主要场所，正如扬·盖尔在《交往与空间》(LifeBetween Buildings)(Gehl，1986)中所描述的，人类的生活都是在建筑里面展开的，建筑活动与人口增加、环境污染、资源匮乏以及生态破坏等环境问题紧密相关。从能源消耗的角度看，有数据表明，一个国家的建筑物在使用过程中所消耗的能量占能量消耗总量的比例很大，约为25％-40％，而且还在不断上升，如果从建筑全生命周期来看，则该比例会上升到50％左右，因此可以说，建筑活动是能源消耗和气候变暖的主要因素。
因此，面对全球范围的能源和环境问题，建筑行业有必要也有责任探求解决办法，而基于地方性气候特点的地域性建筑设计逐渐成为建筑行业实现可持续发展、缓解资源压力的重要手段，也逐渐成为当代建筑设计的主流目标。海陆风是近海地区由于海、陆加热快慢不均造成的风向昼夜变化显著的风,是沿海地区大气边界层中特有的一种局地中小尺度地形性环流，对于沿海城市的小气候有着非常显著的影响。无论是国内还是国外，对于建筑风环境设计都有较多的涉及，但当前的设计更多集中在研究城市布局、居民区布置等层面、单个建筑风环境研究等方面，结合地域性气候进行的风环境设计相对较少，尤其是对于沿海城市结合海陆风进行的建筑和城市风环境设计更是少之又少。
发明内容
本发明的目的在于提供基于海陆风资源的沿海城市建筑风环境设计，本发明的有益效果是运用综合性思考和多专业整合的方法，将地域自然气候要素和建筑设计系统加以整合分析研究，探讨将海陆风这一特殊地域气候资源引入到建筑风环境设计中的技术前景，构建一种基于沿海城市地方性气候特点的地域性建筑风环境设计策略和设计方法，为创造适宜的建筑环境和城市环境，提供更为舒适的建筑空间，有效降低夏季空调能耗提供一种新的思路。
本发明所采用的技术方案是：
1)通过数据收集和现场测试，获取夏、冬两季的气候参数，重点收集与风环境相关的参数，以及与人体热舒适相关的参数，通过大量数据分析近地层风环境状况，获取海陆风的三维特征以及时空分布情况，为地区建筑风环境分析建立数据平台；
2)通过对现有建筑和城市公共空间的现场测试以及问卷调查，结合海陆风日自动气象站的监测数据，建立回归方程，获取海陆风对于不同类型建筑单体、不同类型的公共空间风环境的影响特征；
3)针对步骤2)所获取的建筑空间和城市公共空间风环境、热环境客观数据和主观热舒适情况以及提出的优化设计策略，通过CFD等的数值模拟技术，建立普遍模型，对设计策略的可操作性以及优化设计效果进行验证。
进一步，步骤2)中，对于建筑单体，从建筑形态的三个方面：建筑形体、建筑界面、空间组织，进行系统的分析和归纳，探讨最有效响应海陆风的建筑风环境设计策略；对于公共空间，选取两种主要的公共空间形态：线状空间和点状空间，从城市通风廊道的角度进行探讨，获取海陆风对于沿海城市通风廊道的几种表达形式，以及城市风廊对于上述两种不同形态的公共空间风环境的影响，包括对使用者舒适性的影响，并在此基础上建立起风环境与户外公共空间质量的关系。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明技术实施例：
1)通过数据收集和现场测试，获取青岛地区夏、冬两季的气候参数，重点收集与风环境相关的参数，以及与人体热舒适相关的参数。通过大量数据分析青岛市近地层风环境状况，获取青岛市海陆风的三维特征以及时空分布情况，为青岛地区建筑风环境分析建立数据平台。
2)通过对现有建筑和城市公共空间的现场测试以及问卷调查，结合海陆风日自动气象站的监测数据，建立回归方程，获取海陆风对于不同类型建筑单体、不同类型的公共空间风环境的影响特征。
对于建筑单体，主要从建筑形态的三个方面：建筑形体、建筑界面、空间组织，进行系统的分析和归纳，探讨最有效响应海陆风的建筑风环境设计策略；
对于公共空间，主要选取两种主要的公共空间形态：线状空间和点状空间，从城市通风廊道的角度进行探讨，获取海陆风对于沿海城市通风廊道的几种表达形式，以及城市风廊对于上述两种不同形态的公共空间风环境的影响，包括对使用者舒适性的影响，并在此基础上建立起风环境与户外公共空间质量的关系。
3)针对内容2)所获取的建筑空间和城市公共空间风环境、热环境客观数据和主观热舒适情况以及提出的优化设计策略，通过CFD等的数值模拟技术，建立普遍模型，对设计策略的可操作性以及优化设计效果进行验证。
本实施例的优点在于：
1)建立青岛市近地层风环境模型和海陆风的三维空间分布模型；
2)构建一种基于沿海城市地方性气候特点的地域性建筑风环境设计策略，并提出设计方法；
3)建立沿海城市风环境对户外公共空间质量影响的线性回归方程，为滨海公共空间设计提供参考。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.基于海陆风资源的沿海城市建筑风环境设计，其特征在于：
1)通过数据收集和现场测试，获取夏、冬两季的气候参数，重点收集与风环境相关的参数，以及与人体热舒适相关的参数，通过大量数据分析近地层风环境状况，获取海陆风的三维特征以及时空分布情况，为地区建筑风环境分析建立数据平台；
2)通过对现有建筑和城市公共空间的现场测试以及问卷调查，结合海陆风日自动气象站的监测数据，建立回归方程，获取海陆风对于不同类型建筑单体、不同类型的公共空间风环境的影响特征；
3)针对步骤2)所获取的建筑空间和城市公共空间风环境、热环境客观数据和主观热舒适情况以及提出的优化设计策略，通过CFD等的数值模拟技术，建立普遍模型，对设计策略的可操作性以及优化设计效果进行验证。
2.按照权利要求1所述基于海陆风资源的沿海城市建筑风环境设计，其特征在于：所述步骤2)中，对于建筑单体，从建筑形态的三个方面：建筑形体、建筑界面、空间组织，进行系统的分析和归纳，探讨最有效响应海陆风的建筑风环境设计策略；对于公共空间，选取两种主要的公共空间形态：线状空间和点状空间，从城市通风廊道的角度进行探讨，获取海陆风对于沿海城市通风廊道的几种表达形式，以及城市风廊对于上述两种不同形态的公共空间风环境的影响，包括对使用者舒适性的影响，并在此基础上建立起风环境与户外公共空间质量的关系。
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