文献研读分享新加坡高密度城市环境中非

研究背景

众所周知，在热带和亚热带气候的夏季，风有助于人体的热舒适和节能。通过冷却城市表面和减少人为热量，可以有效缓解城市热岛效应。城市形态特征通常通过参数化方法进行研究，其中评估了改变相关设计指标对自然通风的影响。在建成区，建筑物和风道是影响环境气流的两个主要城市形态特征。在邻里尺度上，有效的建筑相关指数已被广泛测试和分类，而风道的各种影响仍然不确定，缺乏统一的定义。在本研究中，建筑相关指数是指描述建筑群几何特征的指数，主要包括建筑几何尺寸（即宽度、长度和高度）、建筑形状、建筑覆盖率（BCR）、正面面积密度（FAD）和不同的建筑高度（Hmax/Hmin）。相比之下，与通道相关的指数指的是描述通道几何特征和通道网络结构特征的指数。目前，几何尺寸及其纵横比被用来描述均匀的微风道。然而，它们不能有效地应用于更常见的非均匀情况，在这些情况下，风道具有不同的尺寸和方向。

主要内容

本研究的目的：旨在证明，与仅考虑建筑相关指标相比，考虑建筑相关指标和新提出的风道相关指标可以更有效地预测行人风速。

数据和方法

1、方法

本研究研究是通过CFD模拟进行的。通过在一般城市模型中采用参数化方法，获得了风路网络的各种形态特征对城市通风的影响。在引入计算设置之前，提出了描述微风网络和行人通风的形态特征的指数。

非均匀正交微风网络的参数化

与风道密度有关的指数

本文用密度指数来描述风道的总长度

式中，Li是线性风道段i的中心线长度；A为总场地面积；αi是角度(≤盛行风向和线性风道段i之间的90°。

2、与风道面积比率有关的指数

微风区面积比（BAR）被用来描述城市的渗透性，它是指风道覆盖的总地面面积与总场地面积的比率。

式中，Wi是沿线性breezeway段i的breezeway峡谷宽度。

风的评价指标和风道的分类

空间平均风速比由以下公式计算：

式中，Uoverall是距地面2m高度处整个室外区域（即微风道覆盖的城市区域）的空间平均风速；Uref是相同高度下的参考入口风速。

重要图表

图1单个建筑周围（AIJ案例a）和建筑群中非均匀风道网络内（AIJ案例D）的CFD模拟和风洞实验结果的比较。

图2评估高度以下的计算网格测量。

图4当θ=90°时，基线情况[U-SG-A]下细格栅和粗格栅相对于标准格栅的格栅敏感性分析结果。

图5各种道路和人行道的风道网络在2m高度处的VRW和风速比例分布结果。在新加坡，当空气温度分别为28、30和32°C时，建议风速为0.3、0.8和1.5m/s，以实现热舒适。

图62米高度处选定模型的CFD结果表明（a）风道密度的影响；（b）风向；（c）形态成分多样；（d）情节类型。

图72米高三种绘图类型的VRW结果。

图82米高三种绘图类型的VRW结果。

研究结果

1、当需要紧凑的地形时（即地块完全被街区占据），可以通过降低道路和人行道的密度，同时增加其宽度来改善行人通风。

2、在地块内引入开放空间有利于行人通风，前提是它们朝向盛行风向。

3、与道路和人行道网络相比，地块类型对行人通风的影响更大，因为它们具有更高的设计灵活性。

4、总的来说，除了与建筑相关的指数外，在预测行人风速时，应使用与风道相关的指数，因为其确定性更高。

5、当预测高密度城市环境（如CBD和紧凑型住宅区）中行人水平的风力时，微风相关指数是建筑相关指数的有效补充。

小编说

城市风道需要有效的布置，以利于自然气流和缓解城市热岛效应。本文以新加坡CBD为例，采用CFD模拟方法研究了城市环境中各种非均匀和正交的微风网络。

本期文案：徐思琦

本期编辑：叶思宇