合肥市环城公园对旧城区风环境影响的研究分析

合肥环城公园对老城区风环境影响研究

合肥城市环城公园对老城区风环境影响研究

季凤泉* 魏远宁 吴凯丽

吉凤泉

安徽建筑大学建筑与规划学院教授，​​国家注册城乡规划师，安徽省园林学会副会长，硕士生导师，HARY韩逸研究院创始人。研究领域为区域景观与生态环境

魏元宁

安徽建筑大学建筑与规划学院硕士生，研究方向为区域景观与生态环境

吴开丽

我是中国科学技术大学研究生院科学岛分院的硕士生，研究方向是环境光学。

•全文发表于《花园》2023-08期P65-71。

•全文引用格式：季凤泉,魏元宁,吴开丽.合肥环城公园对老城区风环境影响研究[J].园林,2023,40(08):65-71.

• 摘要：由于老城区普遍存在绿地率低、建筑密度大等问题，对风环境的研究迫在眉睫。以合肥环城公园老城区为研究对象，选取逍遥津公园、包河公园、兴华公园及其周边环境为例，采用CFD技术对场地风环境进行模拟，探究影响合肥老城区风环境的各类空间组合因素。研究结果表明：（1）老城区平均风速为0.57m/s，明显低于合肥市平均风速；（2）兴华公园地块风环境最好，逍遥津地块建筑群体对风环境阻碍明显，包河公园地块静风区最大；（3）老城区风环境的主要影响因素有环城公园绿地与水体的空间组合、建筑群体、建筑与风向的夹角、单体建筑形态等。最后，综合研究城市公园绿地与建筑布局的环境效应，基于老城原有肌理，提出改善老城区风环境的建筑布局与绿地布局策略，为老城区风道规划与更新提供新思路。

• 关键词：环城公园；老城区；风环境；计算流体力学；优化策略

1 研究背景

总体来看，我国风环境研究对象多为传统住宅、校园等，缺乏对老旧城市居住区风环境的研究。随着未来街区格局的变化和更新，更加开放、多元化、多功能的城市街区将成为城市的主导，高密度、高人流量、高室外舒适度的多功能商业街区将成为研究重点[1]。风环境研究的技术手段日趋成熟，常见的有现场测量、风洞试验和数值模拟等[2]。

本文通过实测与CFD技术模拟风环境，从微观层面结合城市公园绿地环境效应、建筑空间布局，探究环形公园影响下不同空间要素对老城区风环境的影响，并对老城区建筑及绿地规划提出优化建议。

2 研究区概况

合肥市秋冬季主导风向为东北风，春夏季主导风向为东南风。研究对象位于老城区及周边逍遥津公园、包河公园、兴华公园，绿地类型和建筑布局具有一定典型性（图1、图2）。

图1（左）合肥环城公园老城区位置图

图2（右）建筑布局

3 研究方法与思路

3.1 数据采集

选取合肥市3、4月无特殊天气影响的白天时段作为样本，利用风速计现场采集环城公园外、环城公园内及老城区的风速。

3.2 研究思路

本文主要采用PHOENICS软件进行数值模拟[3](图3)。

图3 PHOENICS风环境模拟路线图

测量区域选取逍遥津公园、包河公园、兴华公园、公园绿地、老城区三个公园的相对中心为6个基本点，测量路径走向与老城区盛行风向一致（图4）。

图4 环城公园老城区特色点分布图

实验风速设定为2.4 m/s，风向重点分析夏季东南风对逍遥津公园和包河公园的影响、冬季西北风对兴华公园的影响，垂直梯度风变化规律可表示为指数函数，见公式（1）。

4 结果与分析

4.1 现状模拟结果

根据风环境实测结果及现状模拟，环城公园老城区平均风速约为0.57m/s，老城区具有风速分布不均匀、风场不均匀、局部区域存在大风区等特点（表1）。

表1 风速相对舒适度评价表

（1）兴华公园地块风环境最好，平均风速为1.68m/s（图5-a）。西北风从兴华公园经过街道后，在建筑空间的引导下转向西北偏西，A5风速明显小于A1。总体来看，风速较高的区域位于与风向平行的迎风区A3和围合空地A4，可达2.25m/s；风速较低的区域为建筑背风面，形成区域性静风区。（2）逍遥津公园地块平均风速为0.5m/s，与东南风向垂直布置的建筑群体对通风影响明显（图5-b）。与风向平行的建筑布置形成通风通廊，形成较好的局部环境效果，风速提升至0.75m/s。L型建筑形成较多的静风区。 （3）包河公园地块整体风速最小，风环境最差，平均风速为0.25m/s（图5-c）。风速最大的区域为建筑连接环城南路的南北向道路，迎风面为空旷空间，风速可达2.25m/s。包河公园地块受建筑布局影响较大，沿河建筑布局严重遮挡南风流入地块内部，迎风面面积较大，形成大面积静风。

图5 风速分布

4.2 影响风环境的空间组合因素分析

4.2.1 城市公园周边绿地及水体

实验表明，环城公园内的大面积绿地与水体能够使其内部形成良好的风环境，同时还能对局部区域起到通风作用（图6）。

图6 特征点风速变化图

4.2.2 建筑群空间组合

进一步分析风速分布云图的差异可知,封闭式建筑布局内部风速最小;矩阵式布局中风速与风向存在关系;点状建筑布局受风向影响最小。

4.2.3 建筑物与风向夹角

三种建筑布局方式中，当建筑与风向平行时，建筑的抗风能力最弱，通风性能最好；其次是当建筑与风向成一定角度时；当建筑与风向垂直时，建筑的静风面积较大。

4.2.4 建筑单元形式

当建筑平面为点型建筑时，建筑的风影面积最小，对风的阻碍最小。至于迎风面的形状，凹凸型建筑的自然通风性能要优于直型迎风面建筑。与凸型迎风面相比，凹型迎风面是更有利于自然通风的选择。

5 改善老城区风环境的建议

5.1 充分发挥公园、绿地、水体的环境效应

考虑在老城内沿淮河西路、市政府广场、徽州大道、鹭江道、金蒙路等路段建设带状公园、广场，将线状绿地串联起来形成“小绿环”，改善局部风环境。

在老城区建筑肌理破坏严重的区域，规划适量的水体和绿色植被，并与环形公园相连，形成较为完整的绿地系统网络。

5.2 适当增加开放空间

老城区临风区域应拆除一些基座面积较小的老旧建筑，建设公共绿地，以减少建筑的挡风作用。不同高度的乔灌木会形成不同的风场，建议采用高低错落、疏密有致的绿化布局，促进空气流通[4]。

5.3 改变通风管道入口的数量和形状

在建筑界面处增加开口，增加水平进风量，增加风速；靠近环城公园的建筑边界打洞，适当拆除通风管道内建筑，营造迎风向。

5.4 优化建筑布局

老城区通风廊道进风口处的建筑布置至关重要，街巷进风口应保持通透。建筑布置建议采用点式布置，减少对风的阻挡。也可采用混合布置，发挥不同布置方式的优势，远离迎风面采用围护、错层布置，中间采用排式布置，迎风面采用点式布置建筑。

参考

[1]吴俊宇,梁策.风景园林视角下我国微气候研究概况及进展[J].南方建筑,2019(06):116-123。

[2]朱林军.沈阳市滨江地块风环境优化研究[D].沈阳:沈阳建筑大学,2022.

[3] 姚政, 陈康民. 通用CFD软件综述[J]. 上海理工大学学报, 2002(02): 137-144.

[4]刘开曦,刘晖.基于风环境优化的西安城市开放空间设计策略研究[J].中国园林,2018,34(S1):50-52。

长按或扫描二维码即可下载阅读全文

编辑、校对：王丽娜

微信排版丨戴嘉敏

文章回顾丨钱修伟、戴嘉敏

先前的建议

园艺杂志

定位：景观设计领域优质学术期刊

定位：立足国内，面向世界

校准：服务学术学者并支持行业发展

投稿网址：

继续浏览有关 风环境计算流体力学优化策略旧城区 的文章