基于粗糙度理论的哈尔滨中心城区风环境研究

摘要

近年来，随着城市规模的不断扩张、建筑密度的逐渐增大，导致城市中心区的风环境变得日趋复杂，城郊的新鲜空气被建筑物、植被遮挡，难以进入到城市内部空间，从而引起城市热岛、空气污染等微气候问题。哈尔滨是严寒地区典型城市，冬季采暖期为6个月，植被的覆盖率低，空气质量较差不利于人们外出活动，因此对于哈尔滨中心城区风环境研究具有重要意义。
　　本文在粗糙度理论研究的背景下，借鉴了有关城市风环境的评价标准，采用迎风面密度作为哈尔滨中心城区风环境的评价因子，从而反映城市空间形态对风环境的影响，迎风面密度值越高表明建筑物对气流的阻碍作用越大。在研究的过程中利用GIS平台对研究区域进行三维城市建模，以计算裙房层的迎风面密度，从而判断中心城区人行高度处的通风效率了解通风现状，同时根据计算结果发现在哈尔滨中心城区建筑密度与裙房层迎风面密度之间存在线性的关系，可以通过建筑密度描述区域风环境。
　　经过对哈尔滨中心城区风环境的研究，基于 GIS平台利用最小成本路径LCP法以迎风面密度作为成本函数，寻找到3条城市主导风向上的潜在通风廊道；利用CFD数值模拟软件对建筑密度和迎风面朝向进行模拟分析，发现哈尔滨中心城区建筑密度控制在22.5%-30.6%之间，迎风面的风向角在30°-45°之间区域具有良好的风环境，有利于污染物的扩散。本文在中心城区通风廊道的建设、建筑密度的控制、迎风面朝向的选择3个方面提出城市风环境的优化策略，为将来城市风环境的规划提供一些可参考的依据。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题来源与研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 相关概念的界定与诠释

1.4 国内外相关研究概况

1.5 研究内容与方法

第2章 粗糙度理论与城市风环境

2.1 粗糙度的基本概念

2.2 哈尔滨中心区风环境特征

2.3 城市风环境评价方法

2.4 本章小结

第3章 城市空间形态对城市风环境的影响

3.1 研究区域概况

3.2 三维城市建模

3.3 迎风面密度计算结果与分析

3.4 建筑密度计算结果与分析

3.5 建筑密度与迎风面密度关联分析

3.6 本章小结

第4章 哈尔滨中心城区风环境优化策略

4.1 通风廊道的建设

4.2 建筑密度的控制

4.3 迎风面朝向的选择

4.4 本章小结

结论

展望与不足：

参考文献

附录 迎风面朝向模拟结果

攻读学位期间发表的学术论文及其它成果

声明

致谢