错落度对城市风环境的影响

错落度是指一定范围的地块内平均建筑高度与最高建筑高度的高度差(图4-12)。错落度反映的是地块内建筑空间在竖向上的差异程度，差异程度大，则空间层次较为丰富，差异程度小，则表明该地块建筑空间较为齐整。对于城市不同的功能空间，错落度通常都有差异。基于错落度的实验模型为：由于已经确定了建筑密度和平均高度与行人高度处风环境具有直接的关联性，因此该实验保持建筑密度为25%、平均高度为30 m不变，均质地选取其中4个建筑，依次拉升其建筑高度，同时相应降低其他建筑高度。保持平均高度不变，最高高度逐渐升高，使得错落度发生变化，依次为0 m、5m、10m、15m、20m、40m、60 m(图4-13)。其模拟所得的行人高度处及纵向的风速云图如图4-14所示。

图4-12　错落度示意图

图4-13　密度为25%、平均高度为30m不变，错落度依次增大的实验模型A

*资料来源：作者自绘

图4-14　“错落度”实验模型A行人高度处及纵向风速云图(边界条件为南风2m/s)

*资料来源：作者自绘

从行人高度处的风速云图中可以看出，随着错落度的增大，与来风方向平行的建筑间的通道空间内风速先出现了减小的现象，之后又出现了增大的现象；同时前1～2列的建筑背风空间内的风速随着错落度的增大也出现了较为明显的增大。从表4-5的统计结果可知，该实验模型中随着错落度的增大，地块内行人高度处的平均风速先快速减小，达到一定程度后又逐渐增大。

表4-5　“错落度”实验模型A的数据统计与分析

*资料来源：作者自绘

为了验证该结果，我们将整组模型的密度增大到49%，平均高度仍保持30m不变，采用同样的方法均质选取其中8个建筑依次拉升高度，错落度仍为0m、5m、10m、15m、20m、40m、60m，其实验模型及模拟结果分别如图4-15和图4-16所示。(www.xing528.com)

图4-15　密度为49%、平均高度为30m不变，错落度依次增大的实验模型B

*资料来源：作者自绘

从表4-6的统计结果来看，49%的密度条件下，错落度对地块内行人高度处的平均风速的影响与之前的实验呈现了相似的结果，即随着错落度的增大，行人高度处的平均风速先快速减小，达到一定程度后又逐渐增大。同时比较两组现有的实验数据可以发现，A组实验相对的风速比最小值出现在错落度为20m，B组实验相对的风速比最小值出现在15m，并且两组实验各自的15m、20 m的错落度下风速比差异很小，因此可以粗略估计城市地块内错落度对其行人高度处的平均风速的影响的拐点在15～20m之间。

图4-16　“错落度”实验模型B行人高度处的风速云图(边界条件为南风2m/s)

*资料来源：作者自绘

表4-6　“错落度”实验模型B的数据统计与分析

*资料来源：作者自绘

城市尤其是城市中心区的建筑高低起伏形成的天际线代表着一个城市的形象和标志，具有重要的美学意义，同时有层次的建筑高度的错落变化对城市行人高度处的风环境也存在影响。从实验模型的模拟结果来看，这种影响反映在以下几个方面：首先，部分高度升高的建筑将会随着建筑高度的增加形成更为强烈的角流区，而这些角流区会妨碍升高建筑两侧的顺风道内原有的气流流动，当错落度较小时影响较小，部分原有气流仍能按照顺风道流动但有所减小。而错落度较大时影响也较大，原有气流多从两侧流走，经角流区形成的风速增大的气流经过多次叠加反而在顺风道内形成了范围更广的相对风速较大的区域；其次，建筑的错落有益于上部气流向近地面区域的流动，避免形成连续的飞掠气流，从图4-14纵向风速云图可以看出，迎风前方的建筑低矮，后方建筑高起，此时这种错落将建筑顶部之上的气流引导到下方，促进了背风面的空气流通。由于错落度反映的空间形态的可能性较为多样，本节的实验模型也仅能反映其一部分特征，其与行人高度处风环境的关系仍需进一步研究，但依照目前的研究内容来看二者之间并不是一个简单的线性关系。

——初步结论：城市街区内，行人高度处总体风速水平与错落度存在联系，但不是简单的线性关系。