1.大连理工大学建筑与艺术学院 辽宁 大连 116024;2.大连理工大学 （通讯作者）
摘要：利用CDF（计算流体力学）技术对大连中心?裕景及周边地区的风环境模拟分析。CDF技术提供了简便、经济、直观的模拟分析结果。大连中心?裕景作为大连城市中心区的新秀地标，势必对周边既有建筑风环境产生影响。通过分析模拟结果分析风环境发生狭管风和风影区等在该区域的分布特征以及可能产生的影响。
关键词：大连中心?裕景；风环境分析；CDF；Ecotect
Abstract：Use CDF (Computational Fluid Dynamics) simulation of technology to analysis on wind environment of Dalian Center - Eton and the surrounding area. CDF provides a simple, economical and direct simulation analysis result. Dalian Center-Eton as new landmark, impact on the surrounding existing buildings on wind environment. Through the analysis of the simulation results, we can find narrow tube wind and shadow of wind in the distribution characteristics of the region.
Key Words：Dalian Center-Eton; Analysis of wind environment; CDF; Ecotect
风环境是建筑环境设计的一项重要内容，它对建筑的保温、通风因素有直接的影响：例如在夏季建筑前后风压差过小不利于建筑的自然通风，气流漩涡和死角区域的污浊空气也难以迅速排出；而在冬季，过大的风速会导致建筑围护结构的冷风渗透，并加剧采暖负荷。根据相关测试表明，随着风速的增强渗透风量成指数增加，对采暖负荷影响巨大[1]。由此可见，风环境分析在前期规划能够为环境设计提供预判，也能够为使用后评价提供依据。
1 风环境分析方法
实现区域风环境模拟有诸多方法，例如风洞模拟实验、水流模拟实验、计算机数值模拟等方法。其中数值模拟法在计算机技术迅速发展的时代有着很大的应用前景，具有周期短，成本低，结果形象直观等优势。流体流动的数值模拟即在计算机上离散求解空气流动遵循的流体动力学方程组，并将结果用计算机图形学技术形象直观地表示出来，这样的数值模拟技术就是所谓的计算流体动力学(CFD：Computational Fluid Dynamics技术）[2]。本文将利用Ecotect分析软件结合winair4插件进行大连中心?裕景及周边区域的风环境模拟分析。该方法的优势在于方便非流体力学专业人士进行操作，在精度要求不高的情况下实现高效的模拟，对可能出现的风环境情况进行初步预判。
2 分析对象介绍
本文选取大连市近年来新建超高层综合体大连中心?裕景及其南侧部分街区作为分析对象进行模拟，重点分析超高层综合体对周边既有建筑风环境的影响。
大连中心裕景地处城市中心。项目由五栋高层和部分商业裙楼构成。该项目原址为大连市动物园，周边建筑更替较少。从低矮建筑变化到超高层建筑，在风环境上必然会有较大影响。周边的建筑以多层住宅、高层写字楼、高层酒店公寓和学校组成，相对于新出现的超高层综合体都显得低矮舒展。（表1）
表1 年份对比及区域划分
功能分区及编号
表2 大连地区风频图
冬季模拟结果 夏季模拟结果
3 风环境数值模拟
大连地处辽东半岛南端,是中国北方年平均风速最大的地区之一。通过Weather Tool工具查询得到大连地区各季节的气象数据（表2）。本文采用6m/s的风速进行模拟，模型比例为1:1，模型边界为1000m*1000m*350m，对夏季南风、冬季北风两种常见风情况进行模拟。
首先使用对于现状建模，以用于后续运算。将建立的模型导入Ecotect。所选高度距离地面10m、20m、30m、40m、50m、75m、100m、150m、200m、250m、300m。由于周边建筑高度普遍在100m一下，因而底部取样高度分布较为密集（表3）。
4结果及分析
为了方便分析说明，将测试区域划分为A-E五个区域。表4显示为模拟冬季与夏季该地区风环境图谱。
4.1 冬季风环境模拟分析
（1）在10m以下的空间气流速度较小，邻近地面区域的气流速度最大不过1.5m/s。一方面这有利于屏蔽冬季的强风，但另一方面不利于汽车尾气、颗粒物等污浊气体的排出。
（2）气流在裕景东西两侧加强。东侧的气流绕过裕景裙房东侧遇到城市空地，因而可直接排走；但西侧的气流则没有排出的通道，且在裕景西侧加强，直接从D区住宅上空直接涌出。该处住宅多为上世纪预制板房，在保温防风方面薄弱。裕景在风环境上有可能加剧该处住宅的冷风渗透，造成热能损失。
（3）B区、E区建筑具有高密度、成簇抱团的特征。这些区域的内部风速很低：周围风速在2m/s的时候，被高层建筑围合的空间风速不及1m/s。从自然通风的角度看，该区域建筑两侧风压差较小，不利于气流穿越。不过对于冬季冷风渗透则有一定的抵御作用。
（4）A区三个板式高层形成较大风影区，覆盖了C区学校的上空以及B区的住宅上空，不利于空气流通。
（5）A区自身内部形成不利的风环境。北侧塔楼两侧以及缝隙均产生较大气流，南北压强差达到18Pa。偏东方向两个互为镜像关系的板式高层在空隙处产生较强气流波动。这些高层均为玻璃幕墙表皮，在抵御冷风带来的热量损失方面有薄弱之处。
4.2 夏季风环境模拟分析
（1）在近人高度（10m以下）风速较小。这与该区域密集的建筑分部有一定关系。
（2）同冬季类似，气流在裕景两侧加强，三个板式高层间的空隙也产生较强的气流加强。而它们带来的大面积风影区不利于南侧两栋超高层的空气流通。裕景的存在将该区域的气流进行了划拨，总体上使风环境趋于混乱。
（3）B区、E区内的高层建筑由于高密度、成簇抱团的特征造成内部风速很低的现象：周围风速基本达到3m/s的时候，被高层建筑围合的空间风速不及1m/s。这与冬季的情况相类似，如果冬季对于防风保温还有积极作用的画，夏季则出现十分不利的风环境：自然通风难以实现气体交换，热量难以排出；空调等机械通风产生的热量将更加加剧这种现象。
（4）B区的住宅处于B区内高密度高层建筑北侧，位于它们的风影区内，因而风环境较差。
5 结语
大连中心?裕景对于该区域风环境有较大的影响。它形成的狭管风和大面积的风影区产生了紊乱的风环境；早已存在的高密度建筑区，较少考虑风环境设计，往往呈现出不透风的情况。它带来的思考在于采取促进可持续城市通风能力的微观措施：例如对建筑形态做出调整达到建筑与建筑高低错落的效果[3]，而非按照地块开发划区形成簇的相似体量。
参考文献
[1] 钱峰，朱亮. 文远楼历史建筑保护及再利用[J]. 建筑学报，2008(3)：76-79.
[2] 韩松，郭斌. 建筑自然通风之温度效应[J]. 建筑节能，2008(9)：18-22.
[3] 郭飞 张鹤子 可持续城市总体通风规划策略[C]城市发展研究. 2014（第九届）城市发展与规划大会论文集—S11中国特色低碳生态城市的标准探讨与未来展望. 天津：城市发展研究，2014.
作者简介：
1.段梦莹（1990-），女，汉族，籍贯：山东德州，学历学位：硕士研究生，单位：大连理工大学，邮箱506392628@qq.com
2.高德宏（通讯作者），男，汉族，学历学位：博士研究生，职称：副教授，单位：大连理工大学，研究方向：建筑设计及其理论
论文作者:段梦莹, 高德宏
论文发表刊物:《防护工程》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/8
标签：环境论文; 建筑论文; 大连论文; 风速论文; 气流论文; 区域论文; 高层论文; 《防护工程》2017年第2期论文;