风环境对沿海地区高层建筑设计的影响分析_开题报告

（一）选题背景和意义

1、选题背景

气候的差异性导致自然环境的多样性，自然环境的多样性产生人类文化及建筑形式的丰富性。建筑是对气候环境、地形、地貌条件的被动适应与主动创造的结合。可见，建筑的设计与建造除满足功能需求之外，还应适应气候的主观性创造。其中气候中的风就是影响建筑设计与建造的一个重大因素。风环境在日常生活中扮演着双重角色：一是正面角色，能创造舒适的室内外环境；二是反面角色，会带来不利的风害，例如台风、高楼风等。对于现代高层建筑及其群体而言，由于其外形、布局及周围环境等较为复杂，如果忽视建筑设计中的风环境问题，就很容易给周围环境带来不利影响，并影响建筑功能，甚至带来风害，不仅危害人们的身体健康，同时给社会财产也带来巨大的损失，所以高层建筑风环境的研究具有明显的现实意义，值得不断探讨。

2、选题意义

（1）社会的需要：随着社会的进步，科技的发展，可持续发展已成为当代社会发展的基本课题，保护环境、合理利用自然资源、削减能源耗费成为人们的关注热点，建筑的全寿命周期里，不断有能源消耗，特别是随着人口的聚集，沿海城市无限扩张与土地资源有限性之间的矛盾不断激化，解决矛盾的最有效办法是建筑向竖向发展。世界上建筑的高度在不断的突破，所以高层建筑成为主流建筑，随着其楼层的增加，其能源消耗也随之增加，对生态环境要求越来越高。而沿海地区风资源较丰富，而且风是一种自然、经济、实用的资源，用风来改善建筑的消耗，趋利避害，这将会节省很大一部分资源，所以在建筑的设计中应更多地考虑建筑设计与风环境的问题。

（2）人们生活质量的需要：人们生活质量包括其安全需要、健康需要以及舒适度。安全的室外环境是人们正常生活、室外活动的保证。在高楼林立的大都市中，人们漫步街头或高层建筑附近时，常会遇到奇怪的风，所以要对其不断探索室外风环境的运行规律及形成机制，对其加以控制改善，尽量避免风的危害；

（3）设计者的需要：对于设计者来说，风环境作为一种新的设计思路，在设计中可以关注风环境条件，了解设计地区中的风环境特点后，有针对性的进行建筑规划布局及建筑形体设计，使得设计的建筑更为符合时代背景、人们生活需要以及生态可持续发展要求。

（二）国内外研究现状

对风环境的研究，从我国古代的风水中“藏风得水”，可以看出前人在建筑设计中已经对风环境进行思考，充分考虑通风和防风问题；古罗马时期，维特鲁威在《建筑十书》中也提到风环境对建筑设计的影响以及改善措施，但过去只限于经验上的考虑，缺少定性定量的研究，所以存在很多不足之处，随着科学技术的发展，现今建筑风环境的研究通过科学的实验来分析研究，以求更准确的结果。目前研究手段有：

1、现场实地测量法：可以准确地收集建筑周围风环境的第一手资料，简单易行，但气候瞬息万变，不可控制，不利于在较大范围内观测且不宜长期观测。

2、风洞模拟实验法：在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。其理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。较之现场实地测量法，风洞模拟实验法测量容易并准确，并能比较准确地控制实验条件，但实验费高且周期较长。

3、数值模拟方法：随着计算机技术的不断发展，计算流体力学（CFD），即模拟现实中流动现象的一种分析方法，逐渐用于建筑规划和设计，而且该方法计算精度高，成本低，满足工程设计的精确要求。

（三）研究方法和内容

1、研究方法

（1）文献阅读：在定题之后，尽可能地查阅气候与建筑有关的中外文献资料，找出符合当前题目所需的相关研究内容，探索和学习更符合当前时代背景的基于风环境的高层建筑设计发展趋势。

（2）列举实例：通过查阅资料或实地勘察，观察相关高层建筑风环境所存在的问题及解决思路，从而作为理论研究的必要补充。

2、研究内容

（1）阐述风环境相关内容以及沿海地区的气候特点和风环境特点，研究其对沿海地区高层建筑的影响。

（2）对高层建筑的设计优化策略进行研究，主要从风环境与高层建筑的布局、形体、室内景观等入手研究，以求寻找适合沿海地区高层建筑设计策略，提高风环境质量。

二、^范文提纲

1风的概述

1.1 风的形成

1.2风速和风向

1.3沿海地区风环境特点

2高层建筑的概述

2.1定义

2.1.1最新定义

2.1.2中国定义

2.1.3国外定义

2.2简史

2.2.1古代高层建筑

2.2.2现代高层建筑

2.3沿海地区高层建筑的特点

3高层建筑和风环境

3.1 高层建筑周围风环境的形成机理

3.2高层建筑的风环境问题

3.2.1室外风环境问题

3.2.2室内风环境问题

4基于风环境的高层建筑的设计优化策略

4.1高层建筑对室外风环境的设计优化

4.1.1 建筑布局对室外风环境的优化

4.1.2 建筑形态对室外风环境的优化

4.2高层建筑对室内风环境的设计优化

4.2.1景观植物对室内风环境的设计优化

4.2.2开窗方式对室内风环境的设计优化

5结束语

5.1结论

5.2展望

三、参考文献

[1] 伍志强. 基于风环境影响的高层建筑设计方法研究[J].山西建筑,2009(10)

[2] 肖虹等. 浅谈高层建筑风环境研究进展[J]. 建设科技,2015(12)

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[5] 王辉. 基于风环境的深圳前海三四单元高层建筑形态控制研究[D]. 哈尔滨工业大学 2013

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[12] C.W. Tsang,K.C.S. Kwok,P.A. Hitchcock.  Wind tunnel study of pedestrian level wind environment around tall buildings: Effects of building dimensions, separation and podium[J]. Building and Environment . 2011