城市风环境与城市规划

城市风环境与城市规划2020/1/19城市物理环境2风向分布与规划设计缘起1941年，德国学者（Schmauss）：城市布局考虑将工业区布置在主导风向的下风向，居住区在上风向，减少烟尘危害适用于欧美：全年西风和西南风苏联：采用主导风向的原则我国：学习苏联，1970年代末开始形成适合我国特点的规划原则。2020/1/19城市物理环境3风向分布与规划设计城市规划分向类型基本概念风（速、向）玫瑰图：风向玫瑰图是根据某一地区气象台观测的风向资料，绘制出的图形，因图形似玫瑰花朵而得名。风向玫瑰图表示风向的频率。风向频率是在一定时间内各种风向出现的次数占所有观察次数的百分比。根据各个方向风出现的频率，以相应的比例长度按风向描在用8个或16个方位所表示的图上，然后将各相邻方向的端点用直线连接起来，绘成一个形成一个宛如玫瑰的闭合折线，就是风向玫瑰图。风向玫瑰图可直观地表示年、季、月等的风向，为城市规划、建筑设计和气候研究所常用。2020/1/19城市物理环境4风向分布与规划设计城市规划分向类型基本概念盛行风向：气象资料统计，某地一年中风向频率较大的风向。可能一个或两个主导风向：单一盛行风向，只有一个风向频率较大的风向风向频率：某地某个方向的风向频率是该方向一年有风次数与全年各方向次数的比率。最小风频风向：某地风向频率最小的风向。2020/1/19城市物理环境5风向分布与规划设计城市规划分向类型风向类型和分区季风区：风向稳定，夏偏南，冬偏北，冬夏风向频率为20~40%。我国大部分地区主导风向区：一年中基本上吹一个方向的风，频率在50%以上。新疆、内蒙、黑龙江西北——偏西风；广西、云南南部——西南风；青藏高原——夏季偏东，冬季偏西（大）无主导风向区：全年风向多变，均在10%以下。陕北、宁夏准静风区：风速小于1.5m/s的频率大于50%。四川盆地（静稳偏东风区）2020/1/19城市物理环境6风向分布与规划设计城市规划布局方法基本原则季节变化型：风向冬夏变化一般大于135°，小于180°，盛行风随季节变化而转变，风向稳定，现在进行城市规划的对策主要是避开冬、夏对吹风向。规划参照城市1、7月份的平均方向频率，把排放有害物的工业企业选择在最小风频的风向，并布置在居住区的上风方，以便尽可能减少居住区的污染。单盛行风向型：风向稳定，一年中基本上是吹一个方向的风，当前的城市规划主要考虑污染区在污染源的下风方向，且风频越高，其下风侧污染机会越多，因此，将排放有害物质的工业企业布设在主导风的下风侧。2020/1/19城市物理环境7风向分布与规划设计城市规划布局方法基本原则无主导风向型：由于全年没有一个主导风向，各风频相差不大。计算年平均合成风向风速，将工业区布置在年合成风向风速的下风侧，将居住区安置在上风侧。准静风型：全年风速很小，有害物很难稀释和扩散，对企业和居住建筑物的规划，首先计算污染物落点的安全边界，再优先考虑把居住区设置在卫生防护的安全边界之外。如污染物浓度极大值出现在距离烟囱高度10-20倍的地方，生活居住区安排在此界限外。2020/1/19城市物理环境8风向分布与规划设计城市规划布局方法布局图式参照季风区风向变化规律，结合风向旋转和最小风频来考虑，编制风向区划。城镇功能分区布局类型：图表2020/1/19城市物理环境9风向分布与规划设计城市规划布局方法局地环流与城市规划山谷风发生地：山谷与平原毗连或山谷地区特点：风向日变性白天：谷地吹向山坡——谷风，风速1.3~2.0m/s夜间：山坡吹向谷地——山风，风速0.3~1.0m/s对环境影响：循环往复，较大尺度山谷，加重污染。谷地工厂或生活排向大气的污染物，不易扩散。冷热空气循环产生倒灌式污染。2020/1/19城市物理环境10风向分布与规划设计城市规划布局方法局地环流与城市规划海陆风（水陆风）发生地：沿海地区特点：风向日变性白天：海洋吹向陆地——海风，风力5~6级，深入陆地20-40km，高度1000m夜间：陆地吹向海洋——陆风，风力不过3级，深入海洋8-10km，高度100~300m对环境影响：循环往复，夜间吹向海洋的污染物，白天重回陆地，造成局地污染加重。2020/1/19城市物理环境11风向分布与规划设计城市规划布局方法局地环流与城市规划海陆风（水陆风）海陆风转换期间，日出1~2小时后，暖陆风与冷海风相遇，形成逆温层——逆温顶盖，污染物难以扩散。2020/1/19城市物理环境12风向分布与规划设计城市规划布局方法局地环流与城市规划过山风和下坡风一般情况，山脉背风坡由于山体的屏障作用，风速较小但是在某些情况下，气流越过山后，在山的背风面一侧会出现局地较强的风，称下坡风。位置布局考虑特例：1974年4月29日，越过贺兰山群峰的下坡风瞬间风速达到40m/s，致使停在银川飞机场的飞机和部分地面设施遭到破坏。2020/1/19城市物理环境13风向分布与规划设计城市规划布局方法市区风环境整体而言：平均风速比同高度开阔郊区小，但市区内部风的局地性差异较大造成风速差异的原因：街道走向、宽度、两侧建筑物高度、型式、朝向差异城市建筑物对盛行风的阻障效应计算机模拟、风洞试验2020/1/19城市物理环境14风向分布与规划设计城市规划布局方法市区风环境特征：平均风速比同高度开阔郊区小，风向不规则下垫面的粗糙度街道走向微小环流——屋顶上空，街道环流2020/1/19城市物理环境15风向分布与规划设计城市规划布局方法市区风环境特征：狭管效应与风影区伯努利定律：平行流动的流体在运动过程中，能量守恒。如果使流体的出口面积小于进口面积，则出口的流动速度大于进口速度——狭管效应风场中由于遮挡作用形成的局部无风（或风速变小）区域2020/1/19城市物理环境16风向分布与规划设计城市规划布局方法市区风环境强风的危害和防止强风的危害防止措施：高大建筑小表面朝向主导风向建筑物的相互位置，间距不宜太窄设围墙挡风高层建筑下设裙房种植树木