柳州市某住宅小區風環境模擬分析

【摘 要】 介紹柳州市某小區的工程概況，采用計算流體動力學方法，對住宅小區內風環境進行了數值計算與分析。指出了小區內建筑分布與風場的關系，為柳州地區住宅小區建筑布局的規劃建設提供指導和優化途徑。

【關鍵詞】 柳州；住宅小區；風環境模擬；數值模擬；建筑分布

【Abstract】Introduction of a district in Liuzhou， the general situation of the project， using the method of computational fluid dynamics， air environment of residential district in the numerical calculation and analysis. Point out the area of a building distribution and wind field， for the Liuzhou area residential building layout planning and construction to provide means to guide and optimize.

【Key words】Liuzhou； residential district； wind environment simulation； numerical simulation； building distribution

1、概況

該小區位于柳州市位于柳州市城中區，由四棟高層住宅組成，其中1#樓建筑高度49.95m，2#～4#樓的建筑高度均為47.75m。

住宅小區風環境是城市區域微熱環境的重要組成部分，不僅具有一般城市風環境的復雜性，還有其自身的獨特性。城市住宅小區風環境狀況將直接影響居民的日常生活及居住建筑能耗，南方地區運用合理的風環境布局有利于室內的自然通風，還可以提高室內空氣品質。

2、模型的建立

2.1 氣候條件

柳州市地處桂中北部，屬中亞熱帶季風氣候，影響柳州市的大氣環流主要是季風環流，夏半年盛行偏南風，高溫、高濕、多雨，冬半年盛行偏北風，寒冷、干燥、少雨。夏長冬短、雨熱同季，光、溫、水氣候資源豐富，但地區差異較大，北部各縣具有較明顯的山地氣候特征。太陽輻射量年平均為95～110千卡/平方厘米，南部多于北部，一年中以7～8月最高，1～2月最低。日照時數平均1250～1570小時。氣溫自北向南漸增，年平均氣溫北部18.1～19.4℃，其余20.1～20.7℃，年際變化北部小于中、南部，最高年與最低年相差1.3～2.0℃。最冷月1月平均氣溫7.2～10.4℃，歷史上極端最低溫度為-2.5～-5.8℃，高寒山區可達-8℃以上。最熱月7月平均氣溫27.2～28.9℃，歷史上極端最高氣溫為38.6～39.5℃。年總積溫5700～6800℃，南北相差1100℃。年總降雨量1345～1940毫米，但地區分布和季節變化很大。雨季一般始于四月下旬，終于9月上旬初，這期間降水量占全年降水量的70%以上。雨量分布，北部多于南部，山區多于平原，融水縣貝江流域為柳州市的一個多雨中心，年降水量可達2000毫米以上。多年平均蒸發量1600～1700毫米，自南向北漸減，南部超過1700毫米，大于降水量，為半濕半干狀態，而北部的降水量多超過蒸發量，氣候濕潤。冬季為北北西風向（337.5°），參考高度處（h=10m）平均風速1.7m/s。夏季為正南風（90°），參考高度處（h=10m）平均風速2.1m/s。

2.2 模型圖

本報告采用CFD的方法對建筑周圍風環境狀況進行模擬評價，采用英國帝國理工大學開發的CFD軟件PHOENICS，它也是世界上第一套商業CFD軟件，其準確性獲得了不同領域的驗證。

將建筑模型導入CFD計算軟件PHOENICS進行三維流動數值模擬從而得到建筑周邊的流場和建筑表面的壓力分布，計算結果經網格無關性驗證。為了簡化建模，對模型做了適當的簡化，忽略了部分對風壓分布影響較小的部件。

3、數值計算與分析

3.1 模擬參數的設定

（二）室內條件設置

3.1.3 建模

采用CFD（Computational Fluid Dynamics 計算流體動力學）的方法對建筑的風環境狀況進行模擬評價。

依據設計院提供建筑平面圖，在AUOTOCAD模式下進行拉伸，形成三維模型實體，建筑平面尺寸及立面高度按照設計圖紙尺寸。

項目四棟樓中標準層均為一致，故室內只設計一套標準層進行模擬分析。

3.2 室外風環境的模擬分析

3.2.1 風速模擬

根據柳州地區氣候特點和項目所處位置，且根據《綠色建筑綠色建筑評價標準》相關條目內容，按季節風向進行風環境模擬，分兩種工況進行：

一、室外風環境模擬

4、結論

經以上分析，得到如下結論：

1、從圖2和圖3可清晰得到項目室外冬季及夏季主導風向的環境條件下，評價對象某住宅小區周圍的人行空間的1.5m行人高度風速均在5m/s以下。冬季風速放大系數均不大于2，風速較舒適，且不影響室外活動的舒適性及建筑通風。

2、從圖4和圖5可清晰得到項目室外冬季及夏季主導風向的環境條件下，評價對象某住宅小區周圍的人行空間的1.5m行人高度壓強差均在5Pa以下，較適宜室外活動。

3、從室內風速以及壓強圖中得到，在整個室內不會形成無風區或渦旋區，不會嚴重的阻礙空氣流動，影響室外散熱和污染物消散。

參考文獻

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