Research on the coupling relationship between outdoor wind environment and spatial morphology in urban high-rise residential blocks in cold regions. Taking Xi'an as an example

High-rise residential blocks are not only the fastest-growing projects in the process of urbanization, but also the areas where urban residents stay the longest and have the most frequent activities. However, due to the lack of scientific guidance on wind environment planning for high-rise residential areas in the past, the quality of wind environment has become increasingly serious. Therefore, it is necessary to study the relationship between wind environment and spatial form in high-rise residential blocks, and to provide guidance for the planning of urban high-rise residential blocks with good microclimate. First of all, this research investigates and summarizes the spatial morphological characteristics and outdoor wind environment characteristics of high-rise residential blocks in Xi'an. Secondly, using PHOENICS simulation software for quantitative analysis, the coupling relationship between the spatial morphology of high-rise residential blocks and the block wind environment is discussed from two aspects: the internal wind environment of residential blocks and the influence of blocks on the wind speed of downwind blocks. Finally, based on the outdoor wind environment, the optimization strategy of the spatial form of the high-rise residential block is summarized from different levels. Research shows that the lower the building density of high-rise residential blocks, the better the internal wind environment and the smaller the impact on the wind speed of the downwind block. The lower the average height of the building, the better it is to improve the ventilation environment. Increasing the height diversity degree of the block can improve the comfort of the wind environment. Increasing the aerial ratio of the building floor will reduce the quiet area under the wind direction of the block, but at the same time, it will also reduce the area ratio of the comfortable area within the block. For the plane layout, using the determinant layout is better than the dot & determinant layout. Among them, the parallel determinant can make the internal wind environment of the block the best, while the staggered layout can make the impact on the wind speed of the downwind block smallest. Adopting the layout of north-south high and middle-lower can optimize the internal wind environment, while adopting the layout of south-low-north-high can minimize the area of low wind speed area affected by the block in the downwind block. The angle between the building and the dominant wind should be appropriately reduced. It is recommended that the building adopt the 26° east-south orientation. Arranging the commercial podium on the east or south side of the block is conducive to the wind environment. In addition, it can be used to buffer the sinking airflow of high-rise buildings to reduce the wind speed in the angular flow area.

I grattacieli residenziali non sono solo i progetti in più rapida crescita nel processo di urbanizzazione, ma anche le aree in cui i residenti urbani soggiornano più a lungo e svolgono le attività più frequenti. Tuttavia, a causa della mancanza di una guida scientifica sulla pianificazione dell'ambiente eolico per le aree residenziali a molti piani in passato, la qualità dell'ambiente eolico è diventata sempre più grave. Pertanto, è necessario studiare la relazione tra l'ambiente eolico e la forma spaziale nei blocchi residenziali a più piani e fornire indicazioni per la pianificazione di blocchi residenziali urbani a più piani con un buon microclima. Innanzitutto, questa ricerca indaga e riassume le caratteristiche morfologiche spaziali e le caratteristiche dell'ambiente eolico esterno dei grattacieli residenziali a Xi'an. In secondo luogo, utilizzando il software di simulazione PHOENICS per l'analisi quantitativa, la relazione di accoppiamento tra la morfologia spaziale dei grattacieli residenziali e l'ambiente del vento del blocco viene discussa da due aspetti: l'ambiente eolico interno dei blocchi residenziali e l'influenza dei blocchi sulla velocità del vento di blocchi sottovento. Infine, sulla base dell'ambiente eolico esterno, la strategia di ottimizzazione della forma spaziale del grattacielo residenziale è riassunta da diversi livelli. La ricerca mostra che minore è la densità edilizia dei grattacieli residenziali, migliore è l'ambiente del vento interno e minore è l'impatto sulla velocità del vento del blocco sottovento. Più bassa è l'altezza media dell'edificio, meglio è per migliorare l'ambiente di ventilazione. L'aumento del grado di diversità di altezza del blocco può migliorare il comfort dell'ambiente eolico. L'aumento del rapporto aereo del piano dell'edificio ridurrà l'area tranquilla sotto la direzione del vento del blocco, ma allo stesso tempo ridurrà anche il rapporto dell'area dell'area confortevole all'interno del blocco. Per il layout piano, l'utilizzo del layout determinante è migliore rispetto al layout punto e determinante. Tra questi, il determinante parallelo può rendere l'ambiente del vento interno del blocco il migliore, mentre il layout sfalsato può ridurre al minimo l'impatto sulla velocità del vento del blocco sottovento. L'adozione del layout di nord-sud alto e medio-basso può ottimizzare l'ambiente del vento interno, mentre l'adozione del layout di sud-basso-nord-alto può ridurre al minimo l'area di bassa velocità del vento interessata dal blocco nel blocco sottovento. L'angolo tra l'edificio e il vento dominante dovrebbe essere opportunamente ridotto. Si raccomanda che l'edificio adotti l'orientamento est-sud di 26°. La disposizione del podio commerciale sul lato est o sud dell'isolato favorisce l'ambiente eolico. Inoltre, può essere utilizzato per tamponare il flusso d'aria che affonda di grattacieli per ridurre la velocità del vento nell'area del flusso angolare.