风环境设计方法在陕南山区小城镇的规划应用

【摘　要】文章结合相关学科已有研究成果，选取陕南山区的龙驹寨镇为研究对象，借鉴气候设计方法，将风环境分析模块、风环境策略模块和风环境反馈模块分别引入城镇空间布局规划的前期分析、方案设计及方案反馈过程中，即通过建立城镇风环境预期标准，划定风环境的“作用空间”和“补偿空间”，疏通“空气引导通道”，最后运用CFD技术对城镇风环境效果进行模拟反馈，以期通过规划使城镇空间布局更为合理。
[关键词]小城镇；风环境；设计方法；规划应用；陕南山区
[文章编号]1006-0022(2018)03-0072-07　[中图分类号]TU984.199　[文献标识码]B
[引文格式] 王瑾，段德罡，姚博．风环境设计方法在陕南山区小城镇的规划应用[J]．规划师，2018(3)：72-78．

Planning Application Of Wind Environment Design In Mountain Town Of Southern Shaanxi/Wang Jin, Duan Degang, Yao Bo
[Abstract] With Longjuzhai case and the existing research result, the paper introduces analysis, strategy, feedback modules of wind environment design in town planning. It sets up standard, designates working and compensation spaces, clears ventilation chanel, and offers feedback with CFD technique. It provides a method for rational town space planning.
[Key words]  Small town, Wind environment, Design method, Planning application, Mountain area of southern Shaanxi

0引言

对风环境的监测与利用日益成为现代城市空间布局规划的主要工作内容。早在20世纪70年代末期，德国鲁尔工业区内的主要城市便利用“城市环境气候图”开展气候空间规划应用研究；日本政府在2000年开始研究城市风环境，之后通过长期监测数据与电脑模拟进行信息汇总，评估出在城市规划与实施时的不同层面和尺度的五级风道系统，并提出了滨海地区规划设计的三种风道形式①。早些年，在我国的城市规划设计中，有涉及到“通风走廊”“绿色通廊”等概念，这些都是对风环境的初步研究及应用。然而，以德国和日本营建适宜的城镇风环境的经验看，城市规划研究与编制需借助气候学的相关信息和知识，并需要长期的气候监测、评估与模拟，通过建立跨学科的信息交流与协作平台，将气候学的研究成果及数据转译成城市规划可用的设计语言。
近些年，随着计算机模拟技术的普及应用，我国城市规划设计对于风环境的利用有了突破性发展，在住区层面展开了风环境模拟分析，并形成了相应的空间布局措施；在街区层面对风环境影响下的不同层级的城市公共空间设计策略进行了阐述；在城镇层面展开了对城市通风廊道的研究，将城市通风廊道的概念变得广义化，即结合城市生态规划、用地功能组织和开发强度分区，建立由城市开敞空间、生态绿地、水系及城市低密度开发带构成的具有通风、排热等复合功能的大尺度风道；提出了城市通风廊道的基本理念是利用城市风压差及城市热压差合理组织城市空间，使其能在密闭空间(“作用空间”)周边留出适当的空隙，形成大气流通的通道(“空气引导通道”)至建成区外围地带(“补偿空间”)，即“源—汇系统”②，并初步提出了城镇风环境规划的基础性方法。然而，目前从城镇整体层面系统性地展开风环境影响的规划设计应用仍未有显著成果，本文将基于已有理论，借助CFD技术，对适应西北地区小城镇风环境特征的规划设计展开研究。

1城镇风环境的相关概念

1.1城镇风环境的影响因素
风是由气压差和温差引起的空气流动，是城镇气候环境中的重要组成部分，与城镇风环境有关的主要参数有风向、风速和风的温度属性。城镇中影响风环境的主要因素有大气环流、地方风和城镇下垫面变化等。城镇固有的地理位置决定了该地区大气环流的基本特征，而其所处的地形地貌将对大气环流产生较大影响，进而形成地方风，影响该地区的温度、湿度和日照等气候条件；然而，相比地方风，因城镇下垫面变化而形成的风环境具有更加复杂的特点，会从很大程度上影响城镇风向与风速频率。城镇下垫面影响风环境变化主要体现在城镇内部道路网、开敞空间及建筑物的布置上，尤其当风流经狭窄的街道内部和高大的建筑群体时，风向可以发生大角度偏转，而风速可达到来流平均风速的2～3倍。因此，可以通过调整城镇的空间结构、道路系统、用地布局及空间形态来创造舒适的城镇风环境。

1.2城镇风环境设计的内涵
城镇风环境设计是城镇气候设计的一部分。与传统的城镇空间布局相比，风环境设计更侧重于从人的感受出发，展开物质空间形态的优化设计(表1)，核心工作是将城镇风环境通过数值模拟技术实现可视化，进而参照人的风环境舒适度评价标准对物质空间加以调整，使其达到宜人的效果。