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      琴江水師旗營的街巷風(fēng)環(huán)境模擬研究

      2015-12-11 09:19:14金偉石峰
      福建建筑 2015年11期
      關(guān)鍵詞:江村街巷風(fēng)向

      金偉 石峰

      (廈門大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 福建廈門 361005)

      傳統(tǒng)民居是我國建筑體系中的一個(gè)重要組成部分,其蘊(yùn)含的傳統(tǒng)哲學(xué)、美學(xué)與自然科學(xué)思想仍然值得當(dāng)代人去學(xué)習(xí)和研究。人們對建筑環(huán)境品質(zhì)要求的不斷提高推動(dòng)了建筑科學(xué)的發(fā)展,但過于依賴機(jī)械設(shè)備來控制建筑環(huán)境也導(dǎo)致了過度的能源消耗,因此建筑師們逐漸開始從傳統(tǒng)建筑中提取生態(tài)氣候設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),并將其運(yùn)用于現(xiàn)代綠色建筑的設(shè)計(jì)中[1-2]。

      近年來,傳統(tǒng)聚落的氣候適應(yīng)性研究逐漸增多,如張乾研究了鄂東南地區(qū)的聚落空間特征與氣候適應(yīng)性的關(guān)聯(lián)[3];梁建、翟靜、張博和曹萌萌分別對坡地型、溝谷型、平地型和靠山型四種不同地形條件下的傳統(tǒng)聚落環(huán)境空間形態(tài)的氣候適應(yīng)性特點(diǎn)做了研究[4][5][6][7];童志勇等人對云南邊地聚落生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行了研究[8]。同時(shí),運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬的方法進(jìn)行的研究有:林波榮等人運(yùn)用 CFD方法對傳統(tǒng)四合院民居風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究了不同合院形式的中國傳統(tǒng)四合院民居在建筑設(shè)計(jì)上適宜冬季風(fēng)環(huán)境的策略[9];趙彬等人運(yùn)用 CFD方法對建筑群風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)[10];林晨運(yùn)用 CFD方法對自然通風(fēng)條件下傳統(tǒng)民居室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了研究[11]。

      福州市琴江村是由滿族軍營發(fā)展而成的聚落,在類型上與上述研究對象有著明顯的差異,在聚落選址、街巷空間、建筑布局等方面都有著鮮明的特征,形成了其獨(dú)特的微氣候環(huán)境,有必要對其氣候適應(yīng)性方面的特點(diǎn)進(jìn)行深入研究。

      1 研究對象

      本研究以清代琴江水師旗營的街巷格局為研究對象,分析其街巷空間形態(tài)對聚落風(fēng)環(huán)境的影響。琴江水師旗營地處長樂市西北部洋嶼半島,閩江南岸,始建于清代。雍正六年,福州駐防軍副都統(tǒng)阿爾賽上書請求雍正皇帝:“以洋嶼去海不遠(yuǎn),密邇省城,既可扼守三江,又可與閩安成犄角之勢”[12],選定洋嶼為福州駐防三江口水師旗營營盤。雍正七年(1729年),朝廷先從駐福州的老四旗抽調(diào)512名行營旗兵,后又從駐扎于閩安漢軍綠營抽調(diào)100名水手做教習(xí),三江口水師旗營正式成立。至辛亥革命后,水師旗營逐漸成為一個(gè)居民村落,發(fā)展為現(xiàn)狀的琴江村,保存有一部分的歷史建筑和街巷格局(圖1)。

      琴江村所處地區(qū)屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,全年溫濕多雨,四季溫和,夏長無酷暑,冬短少霜雪。多年平均氣溫為19.3℃,極端最高氣溫37.8℃(出現(xiàn)于1995年9月8日),極端最低氣溫為-1.3℃(出現(xiàn)于1963年1月27),全年無霜期高達(dá)332天,實(shí)際有霜日數(shù)累計(jì)平均26天,年日照時(shí)數(shù)累計(jì)平均達(dá)1837小時(shí),全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng),夏季多偏南風(fēng),冬季多偏北風(fēng),全年平均風(fēng)速為2.7m/s。琴江村常年受風(fēng)害影響,主要由臺(tái)風(fēng)引起,多出現(xiàn)在夏秋兩季,平均每年5次,多數(shù)出現(xiàn)在7月中旬至9月下旬。

      圖1 清代琴江水師旗營格局

      2 琴江水師旗營的街巷特征

      琴江水師旗營(以下簡稱“旗營”)地勢東高西低,有東西兩座小山,旗營西側(cè)為“鯉魚山”,旗營內(nèi)有“炮山”。旗營內(nèi)的基本高程為3m左右,周邊田地的高程為2.5m左右。據(jù)《福州駐防志》記載,旗營的圍墻共有“二里零三分”(約合 1200m),城周長約1000m,高3m,寬1m,有東、西、南、北4個(gè)城門。旗營內(nèi)有首里街、真武街、承惠街、玄壇廟巷、淳樸巷、大街、泗洲街、高坎街、陽春街、帥正街、協(xié)府口、太平里等12條街巷(圖2~4)。大街是旗營的主干道,街寬5m,連通北門與將軍衙門,兩邊基本上都是兵房,以大街為中軸線呈基本對稱的形態(tài)。旗營內(nèi)南北走向與東西走向的街巷相互穿插,街巷建筑整齊劃一,布局巧妙,外人進(jìn)入街巷內(nèi)宛如置身八卦陣中,故又稱“旗人八卦城”。旗營中保存較完整的街巷現(xiàn)只剩首里街半條,又稱“旗人街”,寬3.2m,東西走向,為石板鋪砌。旗營東西兩側(cè)建筑物布局差異較大,西側(cè)建筑物布局規(guī)則,街道中存在明顯的主次等級(jí)關(guān)系;東側(cè)不存在明顯的中心建筑和中軸街道,在地形上受到炮山限制,建筑物與街道布局較為自由靈活。

      圖2 琴江村大街現(xiàn)狀

      圖3 琴江村首里街現(xiàn)狀

      圖4 琴江村淳樸巷現(xiàn)狀

      3 CFD模擬

      計(jì)算機(jī)流體力學(xué)數(shù)值模擬(CFD)是研究建筑風(fēng)環(huán)境的重要方法,它是在計(jì)算機(jī)上以流體力學(xué)方程為基礎(chǔ),對建筑內(nèi)部以及周圍的風(fēng)場和熱環(huán)境進(jìn)行離散求解,能夠建立復(fù)雜的建筑模型,對眾多的影響因子進(jìn)行對比分析,有效降低實(shí)驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)與時(shí)間成本[13]。本研究所采用的CFD模擬軟件為Phoenics,該軟件能夠準(zhǔn)確模擬環(huán)境中的壓力場,溫度場以及風(fēng)場。

      本研究的以清代旗營格局為模擬對象,其街巷格局與現(xiàn)狀的琴江村有一定差別,對旗營和周邊的小山等重要地形特征進(jìn)行建模(圖5)。根據(jù)日本建筑協(xié)會(huì)AIJ所推薦的計(jì)算區(qū)域范圍,模擬水平邊界要大于以目標(biāo)建筑為中心,半徑大于5H的水平范圍,上方計(jì)算區(qū)域要大于3H(圖5)。依據(jù)實(shí)際情況,村落北面為閩江的開闊水面,在日本建筑協(xié)會(huì)AIJ建議的5種不同的地況分類中,本研究所采用的地面粗糙指數(shù)a設(shè)定為0.1[14]。模擬中的湍流模型采用雷諾平均納維—斯托克斯方程及k-ε閉合模式(RANS equations with k-ε turbulence closure)。由于網(wǎng)格生成質(zhì)量對計(jì)算精度與穩(wěn)定性影響很大[15],在模型中由于城墻的厚度過小,網(wǎng)格難以捕捉,因此在網(wǎng)格設(shè)置時(shí)適當(dāng)縮小外部模擬范圍,提高城墻及旗營內(nèi)部區(qū)域的網(wǎng)格數(shù)量。模擬時(shí)所用網(wǎng)格數(shù)為392×355×12,在模型區(qū)域網(wǎng)格密度被控制在約每立方米一個(gè)網(wǎng)格。

      圖5 風(fēng)環(huán)境模擬模型

      研究中共設(shè)置了三種不同的風(fēng)向來模擬旗營的風(fēng)環(huán)境,包括:偏北風(fēng)(冬季主導(dǎo)風(fēng)向),偏南風(fēng)(夏季主導(dǎo)風(fēng)向),東北風(fēng)(全年主導(dǎo)風(fēng)向)。為了利于對比,三種情況下的初始風(fēng)速均設(shè)置為常年最大風(fēng)速5.5m/s,同時(shí)也作為外部水平邊界的設(shè)置參數(shù)。通過軟件的后運(yùn)算處理功能可查得模擬計(jì)算流量分別為4.781×107m3、4.780×107m3,4.517×107m3 和4.516×107m3計(jì)算流量的誤差率均為0.2%,模擬結(jié)果能夠滿足本次測試的誤差要求,可見本次模擬中的網(wǎng)格設(shè)置是可行的。

      4 結(jié)果與分析

      表一所示為模擬所得旗營內(nèi)12條主要街道在三種不同風(fēng)向下的街道中心風(fēng)速,(圖6)所示為所選風(fēng)速測點(diǎn)。(圖7)所示為三種不同風(fēng)向下旗營1.5m高度處的風(fēng)速分布圖。

      表1 第三組模型的風(fēng)速特征值

      圖6 風(fēng)速測點(diǎn)位置

      4.1 街巷布局對風(fēng)環(huán)境的影響

      三種風(fēng)向下旗營內(nèi)的平均風(fēng)速分別為:偏北風(fēng)時(shí)1.89m/s,偏南風(fēng)時(shí) 1.85m/s,東風(fēng)時(shí) 1.72m/s。三種情況下旗營東側(cè)街道內(nèi)的風(fēng)速均小于旗營西側(cè)街道內(nèi)的風(fēng)速??梢娖鞝I東側(cè)的通風(fēng)效果要弱于西側(cè)的通風(fēng)效果,而且對來自東面海洋方向的風(fēng)有明顯的削弱作用。造成這種現(xiàn)象的原因在于旗營東側(cè)的建筑和街巷分布較西側(cè)而言更加散亂,這會(huì)形成散亂的氣流,氣流在未經(jīng)組織的情況下相互干擾,影響整個(gè)旗營的通風(fēng)效果。炮山的存在也是影響東側(cè)街巷通風(fēng)效果的原因之一,氣流經(jīng)過炮山形成的渦流對旗營東側(cè)的風(fēng)場造成不利的影響。旗營選擇這種街巷布局形式主要是出于對夏季防風(fēng)的考慮:琴江村在夏季受臺(tái)風(fēng)影響嚴(yán)重,減少臺(tái)風(fēng)的影響是旗營街巷布局時(shí)主要考慮的因素之一。

      圖7 風(fēng)速分布圖

      旗營西側(cè)街巷的通風(fēng)效果優(yōu)于旗營東側(cè),泗洲街、大街、淳樸巷和太平里四條街巷的通風(fēng)效果在所有街巷中最好。在街巷組織上泗洲街、大街、淳樸巷處于南北大門的連接線上,且三條街在東西方向上開口少,形成了三條南北向的通風(fēng)道,能夠適應(yīng)夏季主導(dǎo)風(fēng)向偏南風(fēng),提高旗營在夏季高溫時(shí)的通風(fēng)散熱效果。

      可見,旗營街巷的街巷布局既考慮到了極端情況下的防風(fēng)措施,又結(jié)合了夏季盛行風(fēng)風(fēng)向,保證了旗營的通風(fēng)效率。

      4.2 街巷走向?qū)︼L(fēng)環(huán)境的影響

      在旗營內(nèi)除三條主要街巷為南北走向外,其余均為東西走向,這主要是由于考慮到日照的因素,這種街巷走向可以使大部分建筑物呈現(xiàn)南北朝向的格局。在夏季主導(dǎo)風(fēng)向下,旗營中心的3條南北向街道的風(fēng)速分別為1.11m/s,4.12m/s和2.40m/s,相同狀態(tài)下東西向的承惠街、太平里和協(xié)府口的風(fēng)速分別為0.9m/s、1.71m/s和1.79m/s。南北向街道由于面朝夏季主導(dǎo)風(fēng)向,因而風(fēng)速較大,而主要的東西向街道由于面朝城門與村外連通,也能獲得較好的通風(fēng)效果。旗營內(nèi)的街道組織方式避免了中心區(qū)位置過深造成的風(fēng)影現(xiàn)象,保證了旗營在夏季主導(dǎo)風(fēng)向上的通風(fēng)效果,并且平衡了建筑物在通風(fēng)與日照之間的矛盾。

      在冬季,由于琴江村地處夏熱冬暖地區(qū),保溫要求相對較低,且可以通過關(guān)閉北向城門的方式阻擋北向寒風(fēng)。在臺(tái)風(fēng)天較為常見的東風(fēng)情況下,旗營東側(cè)的街巷內(nèi)風(fēng)速較大,但由于城墻和炮山的遮擋,旗營西側(cè)南北向主街道風(fēng)速較小,有利于保護(hù)旗營內(nèi)的將軍衙門等主要建筑及街道。

      5 結(jié)論

      本研究通過對古琴江水師旗營在各季節(jié)主導(dǎo)風(fēng)向下的風(fēng)環(huán)境模擬和分析得出以下結(jié)論:

      (1)旗營整體的通風(fēng)效果良好,風(fēng)環(huán)境較為均勻,并未在局部出現(xiàn)過大的風(fēng)速。

      (2)旗營內(nèi)西側(cè)的炮山和城墻等對東側(cè)建筑形成遮擋,有利于保護(hù)內(nèi)部的主要街道和重要建筑。

      (3)旗營內(nèi)以南北向街道為主街道,東西向街道與之穿插交錯(cuò)的街巷空間形態(tài),能夠保證旗營內(nèi)的中心區(qū)域具有良好的通風(fēng)效果。

      琴江村清代水師旗營的街巷空間通過合理的布局,在風(fēng)環(huán)境方面很好的適應(yīng)了當(dāng)?shù)氐牡乩須夂颦h(huán)境,本研究通過對琴江村清代水師旗營街巷形態(tài)與建筑風(fēng)環(huán)境的關(guān)系進(jìn)行研究,得出的結(jié)論可供建筑和規(guī)劃設(shè)計(jì)人員作為參考。

      [1]V Olgyay,A Olayay.Design with climate:bioclimatic approach to architectural regionalism[M].Princeton,NJ,USA:Princeton University Press,1963.

      [2]Givoni B.Climate considerations in building and urban design[M].New York,USA:John Wiley & Sons,1998.

      [3]張乾.聚落空間特征與氣候適應(yīng)性的關(guān)聯(lián)研究_以鄂東南地區(qū)為例[D].華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文,2012.

      [4]梁健,坡地型傳統(tǒng)聚落環(huán)境空間形態(tài)的氣候適應(yīng)性特點(diǎn)初探[D].西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

      [5]翟靜,溝谷型傳統(tǒng)聚落環(huán)境空間形態(tài)的氣候適應(yīng)性特點(diǎn)初探[D].西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

      [6]張博,平地型傳統(tǒng)聚落環(huán)境空間形態(tài)的氣候適應(yīng)性特點(diǎn)初探[D].西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

      [7]曹萌萌,靠山型傳統(tǒng)聚落環(huán)境空間形態(tài)的氣候適應(yīng)性特點(diǎn)初探[D].西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2014.

      [8]童志勇,李曉丹.傳統(tǒng)邊地聚落生態(tài)適應(yīng)性研究及啟示解讀云南和順鄉(xiāng)[J].新建筑,2005,04.

      [9]林波榮,王鵬,趙彬,等.傳統(tǒng)四合院民居風(fēng)環(huán)境的數(shù)值研究模擬[J].建筑學(xué)報(bào),2002,05:47-48.

      [10]趙彬,李先庭,林波榮等.建筑群風(fēng)環(huán)境的數(shù)值模擬仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].城市規(guī)劃匯刊,2002,02.

      [11]林晨.自然通風(fēng)條件下傳統(tǒng)民居室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境研究[D].西安建筑科技大學(xué)博士學(xué)位論文,2006.

      [12]徐景熹,魯曾煜,施廷樞.乾隆福州府志[M]//世紀(jì)出版集團(tuán):上海書店出版社,2000.

      [13]村上周三.CFD與建筑環(huán)境設(shè)計(jì)[M].朱清宇,譯,北京:建筑工業(yè)出版社,2007.

      [14]Boulard T,Haxaire R,Lamrani M A,et al.Characterization and modeling of the fluxes induced by natural ventilation in a greenhouse[J].Journal of Agricultural Engineering Research,1999,74:135-144.

      [15]王衛(wèi)國,徐敏,蔣維媚.建筑物附近氣流特征及湍流擴(kuò)散的模擬實(shí)驗(yàn)[J].空氣動(dòng)力學(xué)報(bào),1999.

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