基于“綠色校園”的大連大學室外風環境模擬分析和優化措施

李雪健 初 梅

(大連大學建筑工程學院，遼寧 大連 116622)

1 課題研究背景

1.1 綠色校園建設

綠色校園通常指在滿足校園的功能要求上，在保證環境的舒適度情況下，盡可能地節約資源和能源，環保安全，圍繞可持續發展以及綠色環境、綠色建筑來打造綠色校園人文環境。《綠色校園評價標準》是中國進行綠色校園評價工作的技術依據，比如，清華大學開啟了“綠色大學”的示范工程，數字化已成為當今世界主潮流，因此未來校園的生態改善有著重大研究意義與價值。

1.2 綠色校園風環境的重要性

建筑風環境是綠色校園評價中的一個重要組成部分。惡劣的建筑風環境會對路邊的行人、學生造成隱藏的憂患。建筑風環境不良產生的“建筑風閘效應”，在建筑物周圍形成漩渦和死角，空氣難以順暢流通，導致空氣污染物無法正常疏散，會影響到人的生命健康。此外，不良的室外風環境在夏天會導致室內外空氣交換困難，造成人們的舒適感缺失，散熱造價變高。在冬季可能會因為風滲透而提高采暖消耗。高校中有著巨大的人員流動，同學人來人往，風環境的影響尤為重要，不良的風環境對人體健康有著嚴重的危害，人流密集的高校環境更應該注重風環境的評估改善。

2 大連大學現有風環境分析

2.1 大連大學校園區域風氣候

大連是暖溫帶半濕潤的季風氣候兼有海洋性的氣候特點的城市，具有季風明顯、風力較大的特點。大連處于東亞季風范圍，夏季盛行偏南風，冬季盛行偏北風，年平均風速3～6m/s， 是我國東北地區風速較大的地區之一。大連大學位于大連市金州開發區學府大街，周圍環山環海，背靠大黑山，風氣候變化多端，冬季多大風，風氣候嚴酷。故選擇冬季風環境作為評估目標(見圖1)。

圖1 大連各地區風速頻率(圖源：中國氣象網)

大連大學內的建筑高低錯落，校內風環境復雜多變，經調查，北區宿舍、南區宿舍、文化廣場、文史樓、理工樓區為主要風區，故在這五處進行改善研究(見圖2)。

圖2 大連大學總圖(自繪)

2.2 校園風環境數字模擬

選取學校所在地金州開發區大數據作為模擬背景數據，選取近十年平均數值(數據源于大連氣象網站)代入phoenics數字軟件，得出大連大學風環境的模擬圖(見圖3～5)。

2.3 數字模擬結果分析評價

根據圖3～5綜合來看，最大風壓區域分布在外圍建筑的迎風面，外圍建筑對內圍建筑有很好的圍護保護作用。在宿舍區由于處于外圍，風速變化最為劇烈，外圍轉角處常有急風區，外圍建筑易形成拐角效應。文化廣場處形成風口，冬季不利于人員停留等候。道路引風效果明顯，人員在行走時容易受到風的影響波動。

圖3 大連大學冬季風速圖

圖4 大連大學冬季主導風向圖

圖5 大連大學冬季風壓圖

總結上述模擬以及分析結果可知：冬季，模擬觀測區域在風速、風壓、風力等方面基本可以滿足室外風環境的各項指標，可以基本保證師生室外活動的安全性，但舒適性有待提高。建筑與外部空氣接觸區域需要提高氣密性，需做好保暖防冷空氣滲透工作，校園整體風環境有待改善。

3 改善措施

3.1 增加校園綠植，景觀防風

增加廣場綠化，投入小型綠化帶，固風防沙。在學校主干道兩邊增加常綠闊葉柏樹，以及小型灌木叢。在學校建筑交匯開闊位置布置景觀綠植群，交匯圍環布置，有效阻止對流風的產生。此方法為普遍做法，可以降低部分極強風，景觀與防風兼做。

3.2 從建筑物入手，改善建筑內外風

建筑口與外部接觸位置往往有較強的對流風，在建筑物增加導流板，可對風的引向以及強度具有很好的牽引作用。在建筑表面進行防風構建安裝，冬季有效地吸收風減少風壓。

3.3 在校園中創建防風構筑物

經過計算機模擬計算和校園現場觀測結果，提出在風環境不利的校園文化廣場人為構建防風構筑物，并在設計中充分利用計算機模擬計算，用人為方式使自然環境更人性化，服務于師生，并無形中加強師生之間的溝通和交流，為其提供遮風蔽日，休息小愜，交流溝通，學習工作的新場所。

該構筑物為利用簡單網架與鋼結構創建(見圖6)，通過軟件模擬計算推出在校園文化廣場建成后可以明顯改善此區域的風壓(見圖7)，既可以防風又可以作為停駐休息交流的空間。這樣明顯提升了校園環境品質。

圖6 構筑物簡單模擬圖(圖片來源：張天雪、孫淼、閆智賢同學提供的相關資料)

圖7 以文化廣場為例增加構建物前后風壓對比圖(圖片來源：張天雪、孫淼、閆智賢同學提供的相關資料)

4 結 論

校園風環境會直接影響到學生的生活學習環境，良好的建筑風環境有助保證學生的身體健康，有助于創造出宜人的室外環境，有助于空氣質量的提升，有助于學生更好的學習、工作、生活。本次通過對大連大學校園風環境的數字模擬評價、分析、研究，提出了一些改善風環境的措施，為進一步改善校園風環境提供參考依據以及研究方向。