论文部分内容阅读
随着我国经济的发展,城镇化比例得到了快速的提高,随之而来的是城市空间朝着密集化方向得到了快速的发展。作为城市化进程中的重要组成部分,各种不同形态的高层建筑物也随之得到了广泛的发展。然而,高层建筑群的存会显著改变城市区域的空气流动,导致建筑群周边出现明显的高风速区域,进而影响到行人舒适度,更有甚者会危及行人安全,这一问题通常被称为行人风环境问题。本文主要针对城市区域高层建筑行人风环境开展研究。本文的主要研究内容如下:(1)采用5种不同的SRANS方法以及2种不同入口湍流生成方法的LES模拟开展了方形单体建筑周边风环境数值模拟方法验证。结果表明:RNG k-ε模型在SRANS模型中模拟精度最高,误差最小;DSRFG方法的入口湍流方法在所有计算模型中表现最好,且LES方法在低风速区域模拟明显优于SRANS方法,但其计算效率远低于SRANS方法;(2)基于风洞试验和CFD数值模拟方法研究了5种不同的建筑形状及布局对高层建筑群行人风环境的影响,相关结果表明,基于SRANS的CFD数值模拟方法可以在高风速区得到与试验较为一致的结果,但在低风速区误差较为明显;方形、H形及X形建筑群的最不利风向角均位于斜风向下,而十形及Y形则位于正风向;综合考虑建筑布局和形状的影响,风环境最优的是Y形错列式布局,风环境最差的是H形围合式布局;(3)利用北京和香港的风气候数据研究了实际风气候对建筑群的行人风环境影响,不同风气候下,最优建筑布局是错列式布局,北京风气候下,风环境最优的是Y字形错列式布局;但香港风气候下最优的是方形错列式布局;(4)四种不同的规范中,行人长时间坐立,最宽松(Melbourne标准)与最严格(Isyumov&Davenport准则)之间的差值达到了53.80%;短时间坐立下,最宽松(Melbourne标准)与最严格(Isyumov&Davenport)之间的差值达到了36.60%;行走下,最宽松(Melbourne标准)与最严格(NEN8100规范)之间的差值达到了19.73%;(5)基于荷兰规范NEN8100,采用四个不同参数对建筑群的行人风环境进行了优化研究,结果表明,将建筑群的最优风向角与Aθ1×Ump(风向频率及最大概率风速)的最大值所对应的气象风向角进行重合时,可以得到最优的行人风环境效应;(6)利用CFD数值模拟技术,采用荷兰规范NEN8100对某工程大楼周边街区的行人风环境进行了评估及优化,相关结果表明:该工程大楼所处城市区域最有利风向角为67.5°,最不利风向角为270°,行人长时间坐立下,优化前26.01%的评估区域满足舒适性要求,优化后,43.46%的评估区域满足舒适性要求;行人短时间坐立下的评估,优化前45.24%的评估区域满足舒适性要求,优化后63.00%的评估区域满足舒适性要求;而行人行走的风环境评估,优化前有90.22%的评估区域满足舒适性要求,优化后有95.36%的评估区域满足舒适性要求。