城市中心风环境与空间形态优化设计

1)基于CFD软件的风环境计算机数值模拟

利用计算机对建筑周边运动规律遵循动力学方程的风场进行数值求解，进而模拟出建筑周边真实风环境的过程称为计算机数值模拟，也就是通常所说的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)。目前，基于CFD技术原来开发的软件很多，主要有Flovent、scSTREAM、CFX、Phoenics、Star-CD等，CFD软件在建筑采暖及室内外通风、污染物扩散、空调工程、电子设备散热、城市规划等领域都得到了应用。利用CFD软件进行城市风环境的模拟，能够获得较为完全的信息，而且周期短，成本耗费较少，模拟结果直观便于分析，计算的结果可以用风速分布云图、等值线图、风速矢量图、风压图等多种方式显示，并能准确地读取模拟区域任意一点、任意高度的风速、风向数据。

本书采用的scSTREAM软件是基于结构化网格(直角或圆柱坐标)的通用热流体仿真软件，能够与规划常用的CAD软件进行对接，利用CAD进行3D建模，导出sat文件，即可导入scSTREAM软件，在软件中生成建筑模型；同时该软件提供了智能化的分析条件设定和简单易用的导向面板。scSTREAM针对不同类型的模拟，可以在初始面板中进行选择，并会有导向面板指导准确、快速地完成必须的模拟条件设置，诸如软件中对城市的竖向梯度风进行了计算公式的预设，能够更加准确地模拟真实的城市室外风环境；scSTREAM软件使用多重block网格划分，可以仅对一个具体的物体或区域划分比较细的网格，从而降低总的网格数量，减少计算时间和内存消耗，因此能够控制在软件和计算机可承载的网格数量和合理的计算时间内针对较大尺度的物理模型进行风环境模拟，对于建筑以及城市层面的物理环境模拟较为适用。

2)基于风速的风环境评价(www.xing528.com)

基于风速数值的城市风环境评价是最为常用的评价方法，如本书第2章“城市中心区风环境的评价策略”所述，基于风速数值评价方法对行人高度处风环境进行评价，并结合街区的平均风速、测点舒适风速比率、风速离散度、静风区面积比以及强风区面积比等进行城市空间风环境的综合评价。在实际的规划设计实践的风环境模拟中，利用特征风场静风区和强风区来进行风环境模拟是十分有效的方法，能够直接针对不舒适的风场进行相应的风环境优化。

3)基于太阳辐射和风速条件的综合评价

风舒适和热舒适是影响人在户外空间舒适度的重要两项因素，城市建筑空间内由于建筑阴影、太阳辐射和风环境状况的差异，会形成差异化的舒适感。简单来看，可以认为夏季较为舒适的条件是“有风—遮阳”状况，建筑阴影或树荫避免了太阳的直射，同时又有清风吹拂，综合提高了该户外空间的舒适度；而冬季较为舒适的条件则应为“无风—辐射”状况，避免了冬季寒风的直吹，同时又有阳光照射，提高了热舒适度。该方法可以作为城市空间初步设计中物理环境评价的简便方法。