风环境在景观设计中的运用——以大连保利天禧I01地块为例

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2019年第34期   作者:王璇 李学剑
[导读] 摘要:风环境研究对于城市居住区设计和住宅建筑设计等具有重要意义,尤其是在现今住宅模式多样化,城市微环境作用明显,环境景观及生态城市建设如火如荼进行的情况下,对于城市风环境的研究更是至关重要。
        江苏高力地产集团有限公司  江苏南京  210000
        摘要:风环境研究对于城市居住区设计和住宅建筑设计等具有重要意义,尤其是在现今住宅模式多样化,城市微环境作用明显,环境景观及生态城市建设如火如荼进行的情况下,对于城市风环境的研究更是至关重要。大连的冬季、夏季平均风速排在全国所有城市的第一位,独特的气候条件成为大连市的一大特色,如何利用这一特色,趋利避害就成了设计中要重点考虑的问题之一。基于此,本文阐述了风环境研究的必要性,结合大连保利天禧I01地块,对风环境在景观设计中的运用现状及其优化策略进行了探讨分析。
        关键词:风环境;景观设计;大连
        美好的大连,美好的东港商务区却有着另一面。
        东港的风平均比大连市内高2米/每秒,按大连冬季平均风速为7米/每秒,按东港冬季平均风速为9米/每秒,恶劣天气有可能达到18米/每秒以上。当北风来了走在街上的我们对着微风笑。
        一、风环境研究的必要性
        一个设计完善的建筑规划设计应该能够充分利用自然通风,改善区域的微气候,周密的规划布局以及合理的建筑空间设计可以达到良好的风环境。而在实际运用中,更多是满足容积率的情况下,尽量强排,考虑美观效果,忽视了微气候对居民舒适度的影响。
        二、风环境在景观设计中的运用现状分析
        保利天禧I01地块是位于大连市中山区东港商务区的高端居住区,占地面积约55500平方米,277500平方米。
        地块西侧为高层住宅,东侧为超高层写字楼,其中北、东、南侧为配套商业步行街。地块北侧约80米即为大海,所以I01是标准的看海高层,带来的影响也是北风异常强烈。
        小区共有共计15栋楼,5栋小高层,8栋高层,2栋超高层。小区为南北朝向,南北两侧均无防风林等遮挡物,楼间距约15米-35米。大连地区要求登高场地全部为硬质覆盖,不能做绿化,并且外侧南、北、东侧都为商业街,所以全区绿化率很低,只有约30%,基本无防护措施,在缺少绿化的情况下易遭受大风的直接冲击。
       
        为使本文的研究具有普遍性,所选的保利天禧I01地块是大连住宅空间布局中常见的一种形式,且属于极易遭受大风冲击的典型小区。为了进行数值模拟时能得到更精准的结果,建模时基本参照建筑的实际尺寸。
        模拟区域计算模型三维实体图处风速分布图。
        测算后我们可以看到园区内多处存在大风隐患。
        从中可以看到,风向与小区走向夹角较小,基本呈锐角状态。最北侧11#和12#两栋建筑直接受来流强风的冲击,
        当风吹过建筑迎风面时建筑的两侧和顶部产生角隅效应,附近区域产生高速的气流形成强风,对人体的影响巨大。
        从建筑群内部风速分布来看,除前排两个建筑山墙之间在“狭管效应”作用下风速明显加强外,其余建筑山墙间的风速分布情况良好,可能是由于中间位置的建筑群之间通道在设计时进行了交错设计,因而气流能从左右错开的空隙中穿插流入建筑内部,避免形成了贯穿气流。右下角 7#和 10#两栋建筑由于绕流在建筑棱角处发生分离形成大风。居住区内行人高度处高风速区出现区域较大,主要是 1、2#与 3、4#建筑之间,实际中此位置并未布置有绿化广场及景观。低速风区多分布在建筑背风一侧,越往后面积较大,较低的风速可适当缓解小区内的大风情况。
        从风压模拟结果看,呈平行分布的 8 栋建筑山墙处风压均较大,尤其是 1#和2#两栋建筑;右下角 7#和 10#两栋建筑迎风面与转角处风压大;除 3#、4#及 6#。
       
        三、风环境在景观设计中运用的优化策略
        实际项目一般无法对小区进行大幅度的调整,结合大连保利天禧I01小区的建筑布局特点,周围基础设施的完善情况以及经济性等因素,针对本案例的防风需求,结合本章前面提出的各种风环境优化策略提供如下几点基本改进建议:
        1、小区北侧11#和12#两栋楼之间受峡谷效应影响,按大连冬季平均风速为5.5米/每秒,按东港冬季平均风速为7.5米/每秒,恶劣天气有可能达到15米/每秒以上,
        狭管效应也叫“峡谷效应”, 气流从空旷区域沿着由地势形成的峡谷流入时,由于空气无法大量聚集因此风会快速通过,导致风速增大,流出峡谷时风速又会降低。就像峡谷里的风总比平原风猛烈一样,城市高楼间的狭窄地带风力也特强,易造成灾害。
        所以在考虑设计方案时,首先与建筑协商,在不影响容积率的前提下,将10米的底商间距调整为21米,减弱“峡谷”的宽度,适当加大内外高差,使北侧挡墙阻挡部分北风侵袭;其次将对称式的入口改为非对称的层级花台入口,行人路线改为“之”字形,使曲折的绿化减慢风速;然后将小区的围墙改为实体围墙,大门也改为少量漏空的半实体铁艺门,这样就能有效的缓解北侧区域的飓风,使北入口区域达到一个怡人的微气候环境。最终得到了下面的北入口景观方案如图所示;
       
        2、在4#楼西南角处,主导风吹向建筑后,引起建筑周围风场的显著变化,由于建筑对风的阻挡作用,风到达建筑迎风面时沿立面下冲而形成下冲气流,在近地面附近来流风与回流风相遇形成低风区,并伴有涡流,在建筑的迎风面拐角处,由于来流风到达建筑迎风面时沿着建筑表面开始流动,绕建筑迎风面拐角与原有周围气流进行了汇合,形成风速加强区域。
        按大连冬季平均风速为6.9米/每秒,按东港冬季平均风速为8.9米/每秒,恶劣天气有可能达到18米/每秒以上。
        所以在考虑设计方案时,首先与建筑协调,取消回车场,改为消防环路,减少飓风区硬质铺装面积。其次利用景观多层次横向绿化来缓解飓风。原本这个区域是为数不多的成年人活动器械场地,所以活动场地就做成了很扁的东西向广场,南北两侧均有乔木遮挡,底层利用地形形成一个山坳形场地,缓解飓风。软硬质搭配形成多道防风墙。
        3、在13#楼西南角处,按大连冬季平均风速为7.4米/每秒,按东港冬季平均风速为9.4米/每秒,恶劣天气有可能达到19米/每秒以上。
        所以在考虑设计方案时,认定这个地方需要加一组大型构筑物来阻止飓风,恰好因为该项目有大面积的人防,建筑需要布置很多人防出入口,所以协商后该区域做了一个较大的人防出入口,景观设计打算利用这组人防出入口做一个大型景观展示雕塑。
        由于该项目景观主题就是璀璨的钻石,所以设计了一个钻石型人防出入口“雕塑”,来缓解转角风速。
        4、除了前面提到的三处以外,在其他楼的侧山墙之间,风速也较大,所以在考虑设计方案时,除车行消防通道必须为直线外,其他均采用折线小路,一方面控制道路宽度,满足基本人行需求即可,另一方面在每个折点加种大树,阻挡飓风。
        5、在整体布局时,主要活动场地应该避开飓风区,在飓风区以观赏性植被为主,在满足观赏的同时达到调节风环境的作用,这样在冬季天气较好的时候,活动场地也能形成怡人的微气候。
        6、在绿化设计时,行道树以樟树为主,樟树分枝点较低,能够约束季风的流通方向,从而使得小区内的各个角落都能够得到良好的通风。以乔木、灌木、地被、草本、水生这种复合的格局进行种植设计,各种植物因地制宜,在同一个植物群落中各得其所,不但能产生不同的季相色彩,还能够形成一个微型的生态系统,更好地利用其中的土壤、空气、水分等自然因子,起到净化空气、增加空气湿度、衰减噪声的作用,从而提高环境的整体质量。
        国内外对微气候已经有了初步的研究,并且在某些领域内加以运用,例如室内设计以及工艺产品生产空间环境的塑造都有一定程度的研究和应用。但是在景观设计领域的案例非常少见,所以,需要将微气候在景观设计中进行广泛的应用和实践。
        结束语
        总之,景观设计师的责任和目的就是寻找方法和手段应用园林设计中的造景手法去改善微气候,使环境舒适度和设计水平同时得到提高。至今,更多的国内外学者已经投入到微气候的研究当中,相信在不久之后,微气候将会成为景观设计中一种有效的设计手段去从功能上改善环境质量。
        参考文献
        [1]城市风道研究的现状评析及发展趋势[J]. 张沛,黄清明,田姗姗,薛立尧.城市发展研究. 2016(10).
        [2]哈尔滨旧城住区街道冬季热环境实测研究[J]. 金雨蒙,康健,金虹.  建筑科学. 2016(10).
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