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高层建筑群单元对城市中心风环境耦合机理与优化设计

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:城市街区中,若干栋高层建筑及其裙房成两面或三面围合,其余相对开敞的空间布局模式,称为半围合的高层建筑群单元。在新街口中心区内的典型案例如汉中路的金轮新天地建筑群街坊、长江路的凯润金城南区建筑群街坊以及中山路的中信大厦建筑群街坊等。广场面向南侧的汉中路开敞,街坊东侧和北侧分别为城市支路管家桥和沈举人巷,街坊周边为新街口核心的商业商务高层建筑群。

高层建筑群单元对城市中心风环境耦合机理与优化设计

城市街区中,若干栋高层建筑及其裙房成两面或三面围合,其余相对开敞的空间布局模式,称为半围合的高层建筑群单元。在城市中高层建筑群往往围绕广场或绿地开敞空间形成半围合的布局形态,或者高层建筑群的裙房呈半围合的形态。在新街口中心区内的典型案例如汉中路的金轮新天地建筑群街坊、长江路的凯润金城南区建筑群街坊以及中山路的中信大厦建筑群街坊等。

——典型案例1:金轮新天地街坊

金轮新天地街坊位于新街口中心区核心的小四环地区的西侧,总用地面积约为2.54hm2,建筑密度约为38.2%,容积率为4.01,用地功能为商办混合用地以及广场用地,其中广场用地面积约为0.6hm2。街坊内建筑围绕南侧的华侨文化广场形成了半围合的布局形态,广场以东为国药大厦双塔型的商办综合体,塔楼分别为16层和18层,裙房为3层;广场以西为金轮新天地的高层商办综合体,板式高层主楼为28层,裙房为4层;广场以北为金轮新天地的多层辅楼,层数为8~9层。广场面向南侧的汉中路开敞,街坊东侧和北侧分别为城市支路管家桥和沈举人巷,街坊周边为新街口核心的商业商务高层建筑群。

夏季风环境:从金轮新天地街坊夏季行人高度处的风速云图和风速矢量图(表5-6)来看,在夏季主导风向的平均风速的模拟条件下,汉中路的街道走向与夏季主导风向基本接近垂直关系,街道空间内处于背风,但由于道路南侧街区内的高层和大体量建筑的角流区和狭管效应的影响,道路内形成了多股风速较大的气流。华侨文化广场面向汉中路开敞,气流进入广场内促使大部分空间风速均处于1.0~3.5m/s的舒适风速范围内,仅在靠近建筑的空间内形成了小范围的低速风场。街坊东侧的管家桥街巷基本被东侧金陵饭店的大体量裙房和高层建筑的背风涡流区覆盖,形成了较大范围的风影区,而街坊北侧的沈举人巷内则由多层辅楼两侧形成了部分气流的渗透,对背风空间内风环境有所改善,并未形成大范围的风影区。

冬季风环境:从金轮新天地街坊冬季行人高度处的风速云图和风速矢量图(表5-6)来看,在冬季主导风向的平均风速的模拟条件下,此时在广场的近地面空间内由汉中路及街坊北侧相邻建筑间的两个通道空间内形成了不同方向的来流,导致南侧广场内形成了大范围的风速减弱的背风涡流区,涡流区内风速处于1.0m/s以下或稍大于1.0m/s。而北侧广场区域内既有多个方向风速增大气流的叠加,又有多层辅楼的背风涡流区,气流流动较为复杂,易引起行人的不舒适。街坊沿汉中路的街道空间内由于周边存在多个高层建筑的角流区,形成了较高的风速水平,利于街道空间内空气污染物的扩散,而街坊东侧、西侧和北侧的大部分街道空间内也均有气流渗入,风速基本处于2.0m/s以内。

表5-6 金轮新天地街坊的夏季、冬季行人高度处风环境

*资料来源:作者自绘

总体来说,金轮新天地街坊夏季行人高度处的风环境较好,街区内作为主要活动区的广场空间沿城市主干道和夏季盛行风向开敞,有效地将气流引入到街区内,同时广场北侧尽端为多层建筑,利于气流的流通;其冬季的行人高度处风环境则相对良好,沿冬季盛行风向建筑形成了风屏障,广场空间内虽形成了大面积的背风涡流及多方向的气流流动,但风速基本处于可接受范围内。

——典型案例2:凯润金城(南区)街坊

凯润金城南区街坊位于德基广场的北侧,中山路和长江路交叉口的东北地块内,街坊总用地面积约为3.14hm2,建筑密度约为28.1%,容积率为4.14,用地功能为商办混合用地和居住用地。街坊内西侧和南侧以两栋27层的高层商务办公建筑及6层的商业裙房围合布局,东侧为两栋26层和25层的板式高层住宅,高层住宅以南为小区的绿化空间,街坊东侧和南侧较为开敞,形成了半围合的布局形态。街坊西临城市主干道中山路,南临城市次干道长江路,北侧和东侧则分别为城市支路韩家巷和廊后街。街坊西侧和南侧紧邻的街区为高层建筑街区,东侧和北侧紧邻的街区则主要以多层建筑为主。

夏季风环境:从凯润金城南区街坊夏季行人高度处的风速云图和风速矢量图(表5-7)来看,在夏季主导风向的平均风速的模拟条件下,中山路形成了顺风的通风廊道。街坊西侧的街道空间内大部分区域风速均保持了较高的水平,仅在中山路和长江路交叉口处由于不同方向的气流交汇形成了沿建筑的小范围的涡流区域。虽然街坊西侧和南侧的建筑形成了连续的围合,但靠近廊后街一侧留出的开口,为近地面的气流能够渗入到街区内部提供了通道,高层商务办公建筑与板式高层住宅沿夏季主导风向错落布局,使得风速增大的角流区覆盖了建筑的前后空间,促进了前后建筑间的空气流通,角流区最大风速不超过3.0m/s。街坊北侧的绿地开敞空间以及建筑间的大部分空间均能处于舒适的风速范围内。同时街坊内的气流受到西侧裙房的阻碍,在裙房东侧的空间内也形成了明显的风影区,而北侧的高层商务办公建筑也在韩家巷一侧的街道空间内形成了较大的背风涡流区域。(www.xing528.com)

表5-7 凯润金城(南区)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:从凯润金城南区街坊冬季行人高度处的风速云图和风速矢量图(表5-7)来看,在冬季主导风向的平均风速的模拟条件下,街坊迎风的东侧空间较为开敞,并且东侧相邻街区多为多层建筑对风的阻碍相对较小,街区内高层建筑的角流区以及沿西侧裙房下沉形成的回流覆盖了街区内大部分的空间,风速基本保持在1.0m/s以上,北侧高层商务办公建筑的角流区的风速最大值约为3.7m/s,风速比为2.4,南侧高层商务办公建筑的角流区的风速最大值约为4.3m/s,风速比为2.8,街区内风影区的覆盖面积则相对较小。同时西侧中山路走向与冬季主导风向接近垂直关系,街道内主要为涡旋气流和升降气流,街坊西侧的街道空间内被沿西侧高层建筑下沉形成的回流覆盖,风速基本保持在2.0m/s以上。

总体来说,凯润金城南区街坊夏季行人高度处的风环境较为一般,街坊沿夏季盛行风的南侧迎风面较为围合、东侧迎风面较为开敞,促使部分气流渗入到街区内部,但南侧围合的裙房对气流阻碍也形成了大面积的风影区;其冬季行人高度处的风环境则较差,街坊沿冬季盛行风的北侧和东侧迎风面均较为开敞,冬季防风性较差,致使街区内风速均较大,不利于冬季室外风环境的舒适性。

【结论8】在半围合的高层建筑群单元中,街区沿夏季盛行风向的迎风面建筑布局相对开敞,而沿冬季盛行风向的迎风面建筑布局相对围合,利于街区的夏季通风和冬季防风(图5-8);同时街区内高层建筑也应尽量沿夏季盛行风向错落布局,以利于高层建筑间的空气流动(图5-9),街区内夏季背风一侧的建筑也应适当留出通道空间,以形成风渗透改善背风街巷的风环境。

【结论9】街区内开敞的广场及绿地休憩空间应在夏季盛行风向的迎风位置布局,而要避免布局在冬季盛行风向的迎风位置,以保障休憩空间内的风舒适。

图5-8 金轮新天地街坊夏季、冬季风环境气流流动示意图

图5-9 凯润金城南区街坊夏季、冬季风环境气流流动示意图

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