城市中心大体量高层建筑单元无围合设计-耦合机理与优化

无围合的独立大体量高层建筑单元的空间形态特征主要反映在两个方面：首先其是由大体量的裙房和高层建筑组合而成的独立的建筑综合体；其次是其外部空间是围绕建筑而形成的无围合的开敞空间，常常独立占据一个街区用地。在城市中心区内该类型的空间形态单元是十分常见的，大型的商业商务综合设施常常都采用此类的建筑组合与布局模式，典型的例子如南京新街口中心区内的紫峰大厦街坊、德基广场街坊以及金陵饭店街坊等。

——典型案例1：紫峰大厦街坊

紫峰大厦街坊位于新街口中心区北端的鼓楼商务办公核心区域内，处于鼓楼广场的西北侧。街坊总用地面积约为2.73 hm2，建筑密度约为34.0%，容积率为8.05，用地功能为商办混合用地。紫峰大厦为南京第一高楼，总高度约为450m，建筑屋顶高度约为389 m，主体高层建筑89层，附属高层建筑25层，大体量裙房层数为6层。街坊东侧为城市主干道中央路，西侧为城市主干道中山北路，北侧为城市支路车站东巷。街坊周边空间较为开敞，南侧为鼓楼广场、绿地广场以及鼓楼公园形成的连续的公共开敞空间。

夏季风环境：从紫峰大厦街坊夏季行人高度处的风速云图(表5-1)来看，在夏季主导风向的平均风速的模拟条件下，空气流动受到紫峰大厦的阻碍，在东西两侧的中央路和中山北路出现了两个风速增大的角流区，角流区内风速最大值约为3.0m/s，与相同高度初始风速的风速比(下同)约为2.1，但风速水平仍处于舒适范围内，未出现风速超越风舒适阈值5.0 m/s的情况。这主要是由于紫峰大厦主体的超高层建筑采用了类似于三角形的建筑形态，并且以锐角正对夏季主导风向，高层和裙房的两侧外立面方向基本与夏季主导风向一致，大大减小了对空气流动的阻碍，同时东西两侧空间较为开敞，也未产生狭管效应，因此其角流区风速仍能保持在舒适范围内，基本覆盖了东西两侧的人行街道和广场空间。紫峰大厦背风的空间内并没有出现大面积的静风区，从风速矢量图中可以看出，由于紫峰大厦整体后退道路红线的距离相比北侧建筑后退红线的距离较大，当角流区的气流遇到北侧突出的建筑时风向发生转向，气流被引导入车站东巷内，促进了背风大部分空间内的空气流动，减弱了建筑风影的影响。同时建筑迎风面的下沉气流与来流相遇形成了部分风速减弱区域，小范围区域风速低于1.0m/s。

表5-1　紫峰大厦街坊的夏季、冬季行人高度处风环境

*资料来源：作者自绘

冬季风环境：从紫峰大厦街坊冬季行人高度处的风速云图(表5-1)来看，在冬季主导风向的平均风速的模拟条件下，街坊内的风速变化较为剧烈，形成了三片风速急剧增大的区域。其中紫峰大厦南侧的角流区内风速最大值已经达到了6.7m/s，风速比为4.4，已经超过了风舒适的风速阈值，整个街坊东南角的广场空间内形成了较大范围的强风区，行人会感到很不舒适，并会影响正常活动，甚至产生危险。紫峰大厦北侧的角流区风速相对较小，最大值为4.7m/s，风速比为3.1；而西侧的风速增大区域则主要是两侧建筑的狭管效应所造成的，其风速最大值达到5.2m/s，风速比为3.4，在街坊西侧的开敞空间内也形成了一片强风区。街坊内风速急剧减弱的区域相对较少，仅在靠近建筑附近的小范围分布，建筑东侧背风面空间则形成了一个小范围的涡流区。从风速矢量图中可以看出，紫峰大厦的高层和裙房在冬季主导风向下的迎风面都十分大，因此大量气流被建筑阻挡，沿高层和裙房下行至地面再向周围扩散，进一步增强了角流区的风速；主体的超高层建筑靠近南侧，因此南侧的角流区风速较大，而北侧由于裙房的缓解作用，可以避免高层建筑的角流区对行人高度处的风环境产生较大影响，但裙房的角流区风速仍然很大，对于南京冬季的气候环境来说，仍然是不舒适的。

图5-3　紫峰大厦街坊夏季、冬季风环境气流流动示意图

*资料来源：作者自绘

总体来说，紫峰大厦街坊夏季行人高度处的风环境较好，高层建筑角流区内的风速均未超过风舒适的风速阈值，同时建筑背风空间内也未形成较大的静风区；但其冬季行人高度处的风环境较差，街坊东南角和西侧的空间内均形成了大面积的强风区，街区内整体风速均过大，恶化了冬季室外的寒冷感受，三处角流区内都应采取防风措施来降低近地面的风速。

——典型案例2：德基广场街坊

德基广场街坊位于新街口中心区小四环内的东北角地块内，用地面积约为3.81 hm2，建筑密度约为49.6%，容积率为7.12，用地功能为商办混合用地。德基广场由一期和二期两个建筑体块共同组成，一期为8层的商业建筑，二期为62层的高层主楼和7层的裙房，高层主楼的建筑高度约为337 m。街坊西侧为城市主干道中山路，北侧为城市次干道长江路，东侧为城市支路糖坊桥，周边基本为高密度高强度的城市街区。

夏季风环境：从德基广场街坊夏季行人高度处的风速云图(表5-2)来看，在夏季主导风向的平均风速的模拟条件下，建筑西侧的中山路由于与夏季主导风向较为接近，形成了良好的通风廊道，街道范围内风速基本保持在1.0m/s以上，最大风速不超过4.5m/s，均处于舒适范围内。建筑东侧的公共空间和两建筑之间的通道内风速相对较低，但大部分区域风速能保持在1.0 m/s以上或0.6m/s以上，基本能够满足夏季的热舒适需求。从风速矢量图可以看出，由于受街坊东侧的建筑群的影响，近地面的气流在未到达德基广场街坊时风速已经很微弱，建筑东侧的街道空间和两建筑间通道内的气流则主要是由上部气流遇到大体量裙房的阻碍沿建筑下行至地面而形成的回流。街坊东北角的街道空间内由于高层主楼的角流区而形成了风速增大的区域，最大风速约为3.9 m/s，风速比为2.7，仍处于风舒适范围内。建筑北侧背风的空间处于两条道路的交汇处，两个方向的气流削弱了背风风影的影响，仅在靠近建筑一侧形成了小范围的涡流区。(www.xing528.com)

冬季风环境：从德基广场街坊冬季行人高度处的风速云图和风速矢量图(表5-2)来看，在冬季主导风向的平均风速的模拟条件下，中山路和长江路基本都处于背风的状况，但由于该区域内高层建筑较为密集，两条道路上都出现了多个局部风速增大区域，建筑西侧的街道空间内风速基本保持在2.5 m/s以内。建筑北侧的角流区最大风速达到3.6m/s左右，风速比为2.5，而建筑东侧的角流区受到右侧高层建筑的角流区风速的二次叠加，风速最大值达到4.0 m/s左右，风速比为2.8，沿建筑东侧的街道空间和两建筑间通道内形成了覆盖范围较大的风速增大区域。

表5-2　德基广场街坊的夏季、冬季行人高度处风环境

续表5-2

*资料来源：作者自绘

总体来说，德基广场街坊夏季行人高度处的风环境基本良好，高层建筑的角流区并未形成过大的风速，同时街坊东侧的街道空间内风速虽不大，但基本能够满足人的舒适性需求；其冬季行人高度处风环境较为一般，虽未形成强风区，但街区内大部分空间的风速仍处于较高水平，对于南京冬季的气候条件来说是不舒适的。

综合两个典型案例的风环境分析，可以得出以下结论：

【结论2】在无围合的独立大体量高层建筑单元中，其高层建筑由于迎风面尺度较大，易在行人高度处形成风速急剧增大的角流区，在城市风力等级较强的情况下则易造成强风区，因此应通过控制高层建筑的尺度、平面形式、朝向来减小高层建筑的迎风面尺度(尤其是冬夏两季主导风向下的迎风面尺度)，以达到降低高层建筑对风环境的影响的目的；同时，超高层建筑布局应避免直接紧邻主要的外部行人活动空间，或可利用裙房建筑形成沿超高层建筑下沉气流的缓冲空间，可避免大量气流直接下行到地面形成风速集聚增大的角流区(图5-4)，起到有效的缓解作用。

图5-4　德基广场街坊夏季、冬季风环境气流流动示意图

*资料来源：作者自绘

【结论3】无围合的独立大体量高层建筑单元在城市中一般都紧邻城市的主次干道，同时高层建筑及大体量裙房能够形成大量的下沉气流，其近地面的气流资源相对来说较为丰富，通过裙房形态的合理设计、或使裙房与周边建筑形成错落布局，可将气流引导入背风的空间内(图5-3)，从而大大缩减建筑风影区的影响范围。