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高层建筑外部微环境研究 谢秉辰，李翠，周麒 同济大学机械与能源工程学院,上海 摘要: 舒适的人居环境是现代人们一直的追求，除了建筑内部环境，与人们联系密切的 建筑外环境舒适度也需要进一步提高。本文以某高校图书馆为例，测量了高层建筑周围不同 时刻温度、湿度、风速的数据，通过绘制等值线图像，直观地分析了室外微环境分布特征， 对高层建筑室外人居环境舒适度进行评价；用ArcGis 和sketchup 绘制了简单的建筑模型， 借助Ecotect 分析日影与温度的关系，使用PHOENICS 研究风速分布。通过计算机仿真模拟， 探究了建筑外部微环境的改善方法，得出了建筑形状、排布、朝向对外部微环境的影响。 关键词:建筑外环境；风速；温度；建筑外形；建筑朝向 0 引言 城市人口密度的提升对单位面积内的建筑体量提出了愈来愈高的要求，也使得构建高层 建筑成为适应人口增长和社会发展的有效手段。建筑外部是人活动的重要场所，不同于建筑 内部封闭或半封闭的空间，建筑外部与自然环境联系更加紧密，人工干预的手段在建筑外部 会受到诸多限制。而高层建筑的外部环境则更加复杂，其存在的问题也往往会造成更加严重 的影响，因此研究高层建筑的外部微环境成为人居环境领域的重要问题。 建筑外部环境当中的人居环境舒适度受到多种因素的综合影响，温度、湿度、风速、太 阳辐射等因素都要加以考虑。在研究高层建筑与外部环境关系时，通常会分析建筑日影的遮 挡作用、建筑外形、朝向、组合、排布对于风场的影响。 在对某项目的分析研究当中发现，该项目部分区域风速过大，环境舒适度存在一定问题。 本文以此项目为例，分析高层建筑外部人居环境舒适度的影响因素，研究高层建筑外部微环 境的改善方法。 1 高层建筑外部微环境测试及分析 某高校图书馆，处于整个校区的核心区域，高65.1 米，占地面积16590 平方米。图书 馆总建筑面积34620 平方米，地上建筑12 层，地下1 层，建筑总高度67.3 米[1]，有着很规 整的长方体造型。 从图1 可以看出，图书馆四个立面分别大致朝向东北、西北、东南、西南，与东西、南 北均成45 度角左右，造型与空间位置十分规整。图书馆南侧、西侧无建筑物进行遮挡，为 空旷绿地与河流，北侧与另外一栋建筑之间有一条西北-东南方向的道路，两栋建筑之间间 距较大。 实验于2017 年12 月17 日在图一区域测量了8 组温度、湿度、风速数据（如表1 所示）， 根据数据对建筑外部微环境进行了研究。表中，平均温度单位为℃，平均湿度单位为 %，平 均风速单位为m/s。 图2、图3、图4 分别为温度、湿度、风速的平均值等值线分布图，可以看出，图书馆 北部区域温度较低，东北侧尤甚；西南侧湿度较高；除东南侧以外，风速均较高，其中西侧 风速高于东侧。 表1 平均温度、湿度、风速数据 测点 平均温度 平均湿度 平均风速 1 5.4 35.6 1.62 2 4.6 35.8 2.46 3 4.4 35.3 2.66 4 5.3 35.0 1.55 5 4.8 35.5 2.62 6 5.2 35.1 1.90 7 5.5 35.4 1.60 8 4.7 37.2 2.32 9 4.0 36.3 3.66 10