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夏季城市中心主要街道行人高度处风速分布特征

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:针对新街口中心区内南北向和东西向的主要道路,对其道路中心线的行人高度处的风速进行统计,以探讨夏季主要街道行人高度处的风速分布特征。总体来看,两条街道道路中心线的行人高度处的总体风速水平均较高,尤其是中山路沿线仅有两个测点风速低于1.0m/s,两条街道空间形成了夏季良好的通风廊道。

夏季城市中心主要街道行人高度处风速分布特征

街道系统是高层高密度中心区空间内重要的通风网络,从前文新街口中心区行人高度处风速的空间分布可以看出,尤其是主次干道的街道空间内较大风速的覆盖面积要明显高于其他区域,形成了中心区内风流通的重要路径,并对两侧街区内的风环境也产生了很大影响。街道的走向以及两侧建筑高度H与街道宽度W的比值都会对街道空间的通风产生很大影响。

当盛行风向与街道走向垂直的情况下,街道空间内会出现涡旋和升降气流,街道上的风速受建筑物的阻碍会减小,产生风影区;但当盛行风向与街道走向一致,则因狭管效应,街道空间内风速会进一步增大;如果盛行风向与街道两旁建筑物成一定交角,则街道空间内气流呈螺旋型涡动,有一定水平分量沿街道运行[2]。现有研究一般认为,街道走向与盛行风向的夹角在30°以内时,其街道内风环境要优于与盛行风向垂直的情况。当街道走向与来流平行时,街道空间将形成利于风流通的“通道”,若将街道走向与盛行风向的夹角控制在30°以内,风速沿街道会有所减弱,但风“通道”的作用仍然是有效的;而当街道走向与来流垂直或夹角大于30°时,街道空间将形成“峡谷”空间,其内部风的流动模式受街道高宽比(H/W)的影响较大,当连续的街道界面的高宽比过大时,就会形成“飞掠气流”[3],通过街道两侧建筑顶部的气流难以下沉到街道的近地面层,致使街道空间内空气流动较弱。

针对新街口中心区内南北向和东西向的主要道路,对其道路中心线的行人高度处的风速进行统计,以探讨夏季主要街道行人高度处的风速分布特征。南北向的主要道路包含中山路-中山南路、洪武北路-洪武路,东西向的主要道路包含汉中路-中山东路、华侨路-长江路以及珠江路。沿各街道的道路中心线每隔30~50m的间距设置1个风速测点,两条道路中心线的交汇点则必须设置风速测点,对沿线各测点风速进行统计,即得到了以下各街道道路中心线行人高度处的风速变化图。

1)南北向主要道路

中山路—中山南路(与夏季主导风向夹角为23°):

图3-6 夏季中山路-中山南路道路中心线行人高度处的风速变化图

资料来源:作者自绘

洪武北路—洪武路(与夏季主导风向夹角为30°):

图3-7 夏季洪武北路-洪武路道路中心线行人高度处的风速变化图

资料来源:作者自绘

新街口中心区内,南北向的主要道路中山路、洪武路与夏季主导风向的夹角分别为23°和30°,街道走向较为顺应夏季主导风向。总体来看,两条街道道路中心线的行人高度处的总体风速水平均较高,尤其是中山路沿线仅有两个测点风速低于1.0m/s,两条街道空间形成了夏季良好的通风廊道。

中山路沿线,从北侧的大石桥街至南侧的羊皮巷的街道两侧高层建筑林立,形成了较为连续的高层建筑界面,因狭管效应,该段风速大多都处于2.0 m/s以上,尤其是长江路至淮海路的新街口小四环地区,该段街道宽度W基本处于50~60m之间,局部可达到85m左右,两侧建筑高度H最高则达到300m,局部的街道高宽比H/W接近6∶1。当夏季盛行风向气流沿街道由南至北运动至新街口小四环地区时,街道内风速呈现出明显的急剧增大趋势,形成了显著的狭管效应,促使该段大部分的测点风速都处于3.0m/s以上。

洪武路沿线两侧的高层建筑分布则相对分散,白下路北侧街区沿线、新街口小四环地区沿线以及珠江路南侧街区沿线都零星分布有部分高层建筑,形成了多个局部的高层建筑界面,因狭管效应,洪武路沿线风速呈“波浪形”高低变化,形成了多处不连续的风速增大区域,街道沿线风速的增强和减弱都十分明显。

2)东西向主要道路

汉中路—中山东路(与夏季主导风向夹角为63°):(www.xing528.com)

图3-8 夏季汉中路-中山东路道路中心线行人高度处的风速变化图

资料来源:作者自绘

华侨路—长江路(与夏季主导风向夹角为51°~60°):

图3-9 夏季华侨路-长江路道路中心线行人高度处的风速变化图

资料来源:作者自绘

珠江路(与夏季主导风向夹角为54°~61°):

图3-10 夏季珠江路道路中心线行人高度处的风速变化图

资料来源:作者自绘

新街口中心区内,东西向的主要道路汉中路—中山东路、华侨路—长江路以及珠江路与夏季主导风向的夹角分别为63°、51°~60°、54°~61°,此时街道空间处于背风,街道空间内气流运动受两侧建筑以及交叉街道内气流的影响变得更为复杂,街道南侧建筑的背风涡流、高层建筑两侧的角流,沿两侧建筑的升降气流,以及沿街道的螺旋形涡流,致使街道空间内风速和风向的变化都较为频繁。

汉中路—中山东路串联了新街口小四环地区以及大行宫地区,沿线高层建筑林立,街道南侧建筑在街道空间内形成了明显的角流区和风影区,从上海路至洪武路,以及从延龄巷至龙蟠中路的街道两侧形成了较为连续的高层建筑界面,这两段街道空间内的风速呈显著的“锯齿形”变化,连续两个测点的风速也会存在很大差异。同时汉中路—中山东路与中心区内南北向的主次干道均有交汇,并且这些交汇口大部分也是高层建筑集聚的区域,与上海路、管家桥、中山路、洪武路、太平南路、长白街以及龙蟠中路等街道的交汇处风速均保持了较高的水平,从这些交叉街道流入的气流能够促进背风街道空间的空气流通,利于风环境的改善。

华侨路—长江路沿线,风速较大的区域主要位于管家桥至洪武北路的街道空间内,从南北向的交汇街道管家桥、中山路、长江路的来流以及街道南侧新街口小四环地区高层建筑的局部角流,促使该段街道空间以及向东西两侧延伸的部分街道空间内均保持了2.0 m/s以上较高的风速水平。由于上海路至管家桥,以及洪武北路至太平北路的街区均较长,从两侧交汇街道渗入的气流沿街道风速逐渐减小,难以覆盖整段街道空间,都形成了部分的风影区。而沿南京总统府地区的街道两侧均较为开敞,对街道空间内的气流流动影响较小,该段风速也相对较为平稳。

珠江路沿线,从中山路至丹凤街的高层建筑主要集中在街道北侧,促使夏季来流沿建筑下行至地面,在街道空间内又因狭管效应形成了局部风速增大的区域,对街道空间内空气流通起到了很大的改善作用;从丹凤街路至洪武北路的高层建筑则主要集中在街道南侧,高层建筑两侧形成的角流区促使街道空间内形成了局部的风速增大,但同时也形成了部分的风影区。洪武北路至太平北路段局部的高层建筑促使街道内风速有所增大,该段街道宽度W约为30~40m,两侧大部分建筑高度H不超过50 m,街道高宽比大部分均小于2∶1,街道南侧屋顶的气流仍能下沉到地面,因此该段大部分测点的风速均较为平稳,保持了较好的风速水平。

综合来看,城市中心区内依托于主次干道的街道空间往往是风流通的重要路径,应尽量使主要街道与夏季盛行风向平行或最多呈30°角,形成区域良好的通风廊道,以利于夏季盛行风渗透入全区;与夏季盛行风成直角或接近直角的街道,应尽可能缩短,减少背风街道的空气滞留区域,开辟更多的通风路径,同时合理地控制街道的高宽比以及利用高层建筑的角流和下沉气流来改善背风街道内的风环境也是行之有效的措施。

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