城市综合体内风环境及污染物扩散的模拟研究

随着城市建设的发展与商业的繁荣,越来越多的城市综合体在全国各地建设起来。针对这种新的群体建筑形式,对其室外空气环境的研究具有重要的意义。而建筑风环境与室外污染物作为室外物理环境的一部分,与人们的生活息息相关,并且对城市综合体的室外环境舒适度、人们的健康和安全等方面都有着重要的影响。因此对城市综合体室外风环境以及污染物扩散研究具有理论意义与实践价值。分析了城市综合体室外环境气流和空气品质受诸多因素的影响,如设计因素和自然因素。设计因素主要包括了裙楼、塔楼高度的影响。对于自然因素,考察了风向、室外壁温与空气之间的温度差以及温度梯度。以CFD-FLUENT模拟软件为基础,在不同因素下对综合体室外风环境及污染物扩散进行模拟分析,探寻出综合体建筑周围室外风场和污染物扩散分布的一般规律。本文主要研究了建筑高度因素、风向因素、室外壁温与空气之间的温度差以及温度梯度因素四种不同条件下典型城市综合体的室外风环境和污染物扩散情况。通过分析综合体室外风环境各关键截面处的风场图和污染物浓度分布图,总结出典型综合体建筑在裙楼高度以及塔楼高度改变下以及不同温度梯度下涡流分布以及污染物浓度分布特点。结果表明裙楼和塔楼的高度变化均会对综合体建筑群的风场产生影响从而造成污染物扩散规律不同。当塔楼高度不变,裙楼高度逐渐增加时,建筑群内风环境也会产生变化,各截面处涡流范围会扩大,步行街及其上方处污染物聚集浓度会增高。当裙楼高度不变,塔楼前高后低的布局比前低后高布局会产生更范围大,数量多的涡流,因此更容易使污染物聚集。自然因素中,风向的改变会对污染物扩散产生明显影响,壁温与空气之间的温度差也会对污染物扩散产生影响,而室外温度梯度在本文设定的条件中对涡流产生及污染物的扩散无明显影响。模拟结果对于综合体建筑高度设计,综合体整体布局以及下垫面、壁面材料的选取以及如何对综合体室外空气品质的改良具有一定的参考价值。