城市设计下的通风效能研究

空气中污染物以及病菌 的浓度直接影响人的健康。 2002年的SARS、2019年的 新型冠状病毒以及近年来日 趋严峻的雾霾引发人们对城 市室外环境的关注。健康的 室外环境是保障居民健康生 活的基本前提，优良的空气 质量是组成室外健康环境的 必要因素，有效的通风部分 决定了空气质量的优劣。 本书主要研究城市规划 设计、城市风环境以及城市 空气质量之间的关联关系， 采用了实证研究与数值模拟 相结合的研究方法，首先借 助CFD（Computational Fluid Dynamics）进行数值 模拟，建立风环境与城市污 染物浓度之间的关系模型， 确定风速对污染物浓度稀释 的临界值域，基于此建立设 计要素系统与风环境的关联 关系，进而实现通过改变设 计要素改善城市空气质量的 目的；其次通过实地测量， 证明了城市微环境区域存在 风环境空间分布上的差异， 且风环境与污染物浓度之间 存在对应关系，即风速越大 污染物浓度越低，反之越高 。此外，本书系统性地研究 了城市设计要素系统对空气 质量的影响规律，并将其作 为优化城市室外公共空间空 气质量的健康设计导则。研 究成果一方面可为城市规划 管理部门提供城市室外空间 健康安全性设计的管控指南 ，另一方面也可作为健康城 市建设的参考资料。 本书可供城乡规划学、 环境科学等专业方向的研究 人员和高等院校师生参考。 书中提出的“基于健康环境” 的城市设计指引导则可为城 乡规划管理部门服务，作为 其提出管控策略的参考。

闫利，博士，西南科技大学城乡规划专业讲师，毕业于重庆大学城乡规划学专业。研究方向：城市设计、气候与城市规划、公共空间健康场所指引、城市通风廊道的评估与智能优化等。近年来，在国内外学术刊物上发表论文十余篇，参编“十四五”精品规划教材一部，获得软件著作权一项。

1 绪论 1.1 研究背景和意义 1.1.1 研究背景 1.1.2 研究意义 1.2 研究对象 1.2.1 研究对象的界定 1.2.2 研究术语 1.3 国内外研究进展 1.3.1 文献资料搜集统计 1.3.2 立足于气候维度的城市设计 1.3.3 城市气候要素之风环境要素与空气质量的关联性研究 1.3.4 空间设计与城市通风效果之间的关联性研究 1.3.5 研究总结以及对本研究的支撑 1.4 研究内容 1.4.1 整体框架与技术路线 1.4.2 具体研究内容 1.5 研究方法 2 城市通风设计原理 2.1 气候学相关理论 2.1.1 相关概念释义 2.1.2 大气中污染物搬运沉降原理 2.1.3 气象要素对空气质量的影响 2.2 模拟优化方法相关理论 2.2.1 计算流体力学的基本原理 2.2.2 CFD在建筑环境领域的应用 2.3 各学科理论支撑下的研究合理性 2.4 本章小结 3 城市风环境的数值模拟方法 3.1 城市环境中的空气流动控制方程 3.2 离散化方法 3.2.1 空间离散 3.2.2 时间积分 3.3 边界条件 3.3.1 物体表面边界条件 3.3.2 远场边界条件 3.4 湍流模拟 3.5 数值计算方法验证 3.5.1 单体建筑的风洞试验验证 3.5.2 建筑群的风洞试验验证 3.6 本章小结 4 风与污染物扩散效率对应关系研究——临界风速的确定 4.1 临界风速值的研究背景及逻辑框架 4.1.1 研究背景 4.1.2 逻辑框架 4.2 方法描述 4.2.1 计算方程 4.2.2 CFD计算设置 4.2.3 高度选取说明 4.2.4 具体方法实施 4.3 临界风速的界定