城市環境與城市生態

實驗報告

姓名：

學院：建筑學院

學號:

城市環境與城市生態實驗報告

——明遠教學樓區風實驗

摘要：風環境是指室外自然風在城市地形地貌或自然地形地貌影響下形成的受到影響之后的風場，包括城市的風向，風速以及影響城市風向風速的因素以及其對城市大氣環境的影響，是城市生態環境的一個重要組成部分。不同建筑形體及布局和不同下墊面對城市（區域）風熱環境有著重要的影響，建筑群和構筑物會顯著改變近地面風的流程，室外風環境對建筑防風和自然通風起著決定性作用。建筑規劃設計應該能夠充分利用自然通風，改善區域的微氣候，通過周密的規劃布局以及合理的建筑空間設計從而達到良好的風環境。

關鍵詞：學校環境

風環境

建筑布局

風速

溫濕度

一、實驗名稱：

不同建筑布局對城市風環境的影響

二、實驗目的：

建筑物周圍的近地風即建筑室外風環境對行人舒適性有著極大的影響，建筑室外風環境除與當地來流風相關外，還取決于建筑物外型、朝向、間距、建筑群布局及不同下墊面等因素。通過在長安大學渭水校區明遠教學樓區域周邊的測試實驗，掌握不同建筑布局形式對城市風環境的影響情況及其測量、評價方法，并對所處環境的風環境質量做出定性分析。

本次實驗通過測量明遠教學樓5個點位的風速及溫濕度來探究建筑物布局對周圍風環境的影響。

三、實驗儀器：

智能熱線式風速計

四、實驗條件：

1.風象：實驗當天西安的風向為西北風，微風。

2.地理位置：所實驗點具體位置如圖，即明遠一區南側底層架空處（1）、明遠三區中庭處（2）、明遠三區連廊處（3）、明遠e段三角平臺處（4）及明遠d段東側外廊處（5）。

3.人流：實驗時間避開上課人群，但11點05分后學生陸續出現。

五、實驗內容：

測量校區明遠教學樓區域內不同建筑布局對周邊微氣候環境的影響及對通風風道的影響，整理分析測量結果。

六、實驗方法與步驟：

測量選取明遠教學樓區域5個點（如上所述），按點1—5的順序依次進行實驗，分別從早上9：00-9：42，9：55-10：37，10：45-11：27，11：55-12：37，11：56-12：38，每隔3分鐘測得一組數據，每個點測得并記錄15組數據，并依次編號，其中包括瞬時風速、溫度和相對濕度。

七、實驗原始數據及數據分析總結：

八、風環境評價：

1.相關原理

①風吹過地面時，受到地面上各種粗糙元產生的摩擦阻力作用而使風的能量減少因而風速減小，減小的程度隨離地面的高度的增加而降低，形成上大下小的風速剖面，這一層受地球表面摩擦阻力影響的大氣層稱為大氣邊界層，建筑物均處于大氣邊界層中。而不同的地面條件產生的大氣邊界層具有不同的特征，大氣邊界特征主要包括平均風速剖面、湍流結構和溫度層結等方面內容。

②造成局地性風速差異的原因：A:當由于街道的走向、寬度、兩側建筑物的高度、形式和朝向不同時，各地所得的太陽輻射有差異。（局地熱力環流）B:盛行風吹過參差不齊的建筑物時，因阻礙效應產生的不同風向風速。

③紊流：空氣各質點不規則地運動，測定紊流的速度和壓力必須取一段時間間隔的數據進行平均，而對紊流各質點的瞬時速度很難準確測定。

④風場實例表明，對建筑物繞流特性影響最顯著的是近地面風，而近地面風是有著顯著的紊亂性和隨機性的。

2.實驗過程中出現風向改變的現象

分析認為是在明遠一區背風面形成了渦流區（如下圖），又由于建筑進深較小，開間較大，所以其后的渦流區很大。這和實驗過程中風向的改變相吻合，而實際情況中湖面上零散地飄落著一些垃圾也同樣證明了這一點。同樣，當風吹向參差不齊的建筑物時會產生不同的風向風速。

3.不同建筑布局對城市（區域）風環境影響的結論

⑴并列式、斜列式、錯列式的布局可以得到比較理想的風環境，而周邊式的建筑布局不利于自然通風。

(2)氣流吹向同一排建筑的迎風面,在穿過建筑之間通道時風速增大，有利于建筑群自然通風。氣流在前排建筑的角部發生繞流，風速較大。

(3)在大部分建筑物的背風面，產生了風速較小的區域，可以通過增加建筑前后間距、調整建筑左右位置、改變建筑朝向的方法來布置建筑,以改善建筑背風面風環境。

九、風環境設計策略初探

⑴建筑物內部的自然通風是由于建筑物的開口處存在著空氣壓力差而產生的空氣流動，室內外氣流交換造成空氣壓力差的原因有兩個，熱壓作用和風壓作用。熱壓取決于室內外的空氣溫差導致的空氣比重差和進出口的高度，風壓是由于風作用在建筑物上由于各部分的風壓不同而產生的壓力差。影響建筑物出入口風壓的因素有很多，如建筑物的體量、來流風速的大小以及與建筑物的夾角、周圍其他建筑物的影響等，因而規劃設計中應綜合考量上述建筑設計形式等方面的優化，從而最大限度的做到自然通風。

⑵城市熱環境的高溫化、干燥化和通風不良等城市氣候特征的形成，其癥結所在是城市中外部空間的不足，即無建筑物覆蓋的土地包括裸地、廣場、綠化地帶、森林地、草地即湖泊水面等的不足。因而在城市（區域）風環境設計應宏觀綜合考慮建筑物布局形式、不同建筑形體和不同下墊面對區域風環境的影響，合理預留城市風道，利用城市綠道、藍道等在通風導風同時利用水系及綠化的作用來改善城市大環境氣候。

(3)城市建筑在規劃上的不合理，如布局封閉、外部空間安排不當等都是造成城市通風不良的主要原因。在建筑物密集地區的室外換氣，多是風速較小、垂直方向的管狀氣流，很難有穿越建筑物的量大的、質好的氣流產生。所以必須充分考慮建筑物的形狀與布置，利用道路、河流水路把其外圍的外部空間與市區連結起來，起到猶如人體氣管的作用，避免因地形等條件所造成的空氣滯留或風速過大。