【正文】 首先對中華巴洛克建筑群布局。綜合考慮，風(fēng)環(huán)境較好的朝向為外部街道位于廣場東北，防風(fēng)性能較差的朝向為外部街道位于廣場東南。176。如圖中，氣流主要由與外部街道南勛街垂直的小路進(jìn)入廣場內(nèi)部，由于建筑的錯位圍合使廣場近似形成L型，廣場內(nèi)的下風(fēng)向較窄風(fēng)阻較大，因此氣流在進(jìn)入廣場后主要聚集在上風(fēng)向區(qū)域，使上風(fēng)向區(qū)域的風(fēng)速較大。綜合考慮，風(fēng)環(huán)境較好的朝向為廣場沿街一側(cè)位于東北，防風(fēng)性能較差的朝向為廣場沿街一側(cè)位于北和西北。旋轉(zhuǎn)模型進(jìn)行模擬后，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廣場的沿街一側(cè)位于廣場東南、西北和北側(cè)三種情況時，風(fēng)壓差會略高于5Pa。圍合沿街型全圍合式廣場建筑迎風(fēng)面與背風(fēng)面的風(fēng)壓差均不超過5Pa，由上風(fēng)向向下風(fēng)向遞減。因此，沿街型全圍合式廣場沿馬路一側(cè)邊界的入口和建筑間的小路為空氣流通的通道。綜合考慮，風(fēng)環(huán)境較好的朝向為無建筑圍合的一邊位于廣場東北，防風(fēng)性能較差的朝向為無建筑圍合的一邊位于廣場東。在模型旋轉(zhuǎn)模擬之后，封閉型半圍合式廣場的每一個朝向其風(fēng)壓差均超過5Pa。通過旋轉(zhuǎn)模擬后與開放型半圍合式廣場（開放型半圍合式廣場）的模擬結(jié)果對比，因此封閉型的空間特性降低風(fēng)速的效果更好。由于其空間特性，使得廣場內(nèi)空氣流速急劇下降。 綜合考慮，風(fēng)環(huán)境較好的朝向為無建筑圍合的一邊位于廣場東北，防風(fēng)性能較差的朝向為無建筑圍合的一邊位于廣場西北。旋轉(zhuǎn)模型并進(jìn)行七次模擬，得到的模擬結(jié)果經(jīng)過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和相關(guān)計算如表所示，可以看出，沒有建筑圍合的一邊位于廣場西北方向時，廣場周邊建筑降低廣場內(nèi)風(fēng)速的效果最好，朝向東、東北、北三個方向時風(fēng)壓最低，使圍合廣場的建筑能耗最低。開放型半圍合式廣場的開放性同時也使廣場周邊的建筑迎風(fēng)面與背風(fēng)面風(fēng)壓差低于5Pa。由于其空間的開放性，空氣可以由多個通道流入和流出。表313 中華巴洛克建筑群不沿街型全圍合式廣場現(xiàn)狀與旋轉(zhuǎn)后CFD模擬數(shù)據(jù)朝向（沿街一側(cè)方向）最大風(fēng)速(m/s)風(fēng)速放大系數(shù)風(fēng)壓差(Pa)WES%東南100東100東北99北100西北0100西100西南100南100經(jīng)統(tǒng)計。2）不沿街型如圖321所示為不沿街型全圍合式廣場現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖320 中華巴洛克建筑群沿街型全圍合式廣場現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表312。表311 中華巴洛克建筑群封閉型半圍合式廣場現(xiàn)狀與旋轉(zhuǎn)后CFD模擬數(shù)據(jù)朝向（沿街一側(cè)方向）最大風(fēng)速(m/s)風(fēng)速放大系數(shù)風(fēng)壓差(Pa)WES%西南97南96東南96東86東北99北98西北98西97經(jīng)統(tǒng)計。2）封閉型如圖319所示為封閉型半圍合廣場現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖318 中華巴洛克建筑群開放型半圍合式廣場現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表310所示。4）與其他院落和建筑組合的兩合院其風(fēng)環(huán)境受開敞方向變化的影響最小[4]。2）在各個院落形式中，風(fēng)環(huán)境最差的開敞和正門方向主要為正北方向。院落正門朝向東南和東北方向的方式四合院風(fēng)環(huán)境最好；院落正門朝向東北方向的雙進(jìn)深四合院風(fēng)環(huán)境最好；院落正門朝向正南方向的四合院套院風(fēng)環(huán)境最好[4]。四合院套院為四合院與其院內(nèi)兩合院的組合，形成外院和內(nèi)院，院落體量較大，外院與內(nèi)院在沿院落的前后街道均有院門。在中華巴洛克建筑群中，有大型的四合院，但以小型方式四合院居多，其沿街一側(cè)設(shè)有院落的正門，相反的一側(cè)設(shè)有后門通向其他院落，有些在另外兩側(cè)設(shè)有側(cè)門。方式三合院中，向西南方向開敞的風(fēng)環(huán)境最好；大進(jìn)深長方式三合院中，向正東和東南方向開敞的風(fēng)環(huán)境較好；小進(jìn)深長方式三合院中，向正南和正北方向開敞的風(fēng)環(huán)境較好[4]。大進(jìn)深長方式三合院體型狹長而小進(jìn)深長方式三合院通常體型較小，因此常與其他院落和建筑組合。經(jīng)過模擬，其向正東方向開敞院內(nèi)風(fēng)速最低，風(fēng)壓也低于限定值，因此防風(fēng)效果最好[4]。 中華巴洛克建筑群院落布局模式的風(fēng)環(huán)境分析（1）兩合院兩合院為L型院落，通常位于街角，常與其他院落和建筑組合。圖317中華巴洛克建筑群四合院套院現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表39所示。3）四合院套院如圖317所示為四合院套院現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖316中華巴洛克建筑群雙進(jìn)深四合院現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表38所示。2）雙進(jìn)深四合院如圖316所示為雙進(jìn)深四合院現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖315中華巴洛克建筑群方式四合院現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表37所示。（3）四合院1）方式四合院如圖315所示為方式四合院現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖314中華巴洛克建筑群小進(jìn)深長方式三合院現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表36所示。3）小進(jìn)深長方式三合院如圖314所示為小進(jìn)深長方式三合院現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖313中華巴洛克建筑群大進(jìn)深長方式三合院現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表35所示。2）大進(jìn)深長方式三合院如圖313所示為大進(jìn)深長方式三合院現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖312中華巴洛克建筑群方式三合院現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表34所示。（2）三合院1）方式三合院如圖312所示為方式三合院現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。圖311中華巴洛克建筑群兩合院現(xiàn)狀CFD模擬風(fēng)速與風(fēng)壓圖經(jīng)過模擬，統(tǒng)計和計算模擬結(jié)果中的數(shù)據(jù)得到如表33所示。 中華巴洛克建筑群院落布局模式的CFD模擬（1）兩合院如圖311所示為兩合院現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。 中華巴洛克建筑群院落布局模式的CFD模擬與分析模擬對象按照不同院落形式選擇建筑群中的具有代表性的兩合院、三合院和四合院。在風(fēng)壓差方面，在現(xiàn)狀方向旋轉(zhuǎn)315度后，風(fēng)壓差最小。經(jīng)過135度和315度旋轉(zhuǎn)之后，風(fēng)速都在2~；最低風(fēng)速出現(xiàn)在現(xiàn)狀方向旋轉(zhuǎn)45度和225度后。但是現(xiàn)狀方向下的街道空間風(fēng)環(huán)境相對于其它七個方向較差，不僅街道上的平均風(fēng)速達(dá)到4m/s，風(fēng)壓差也接近5Pa，且存在局部風(fēng)速與風(fēng)壓差過高，遠(yuǎn)超限定值。表32 中華巴洛克建筑群街道現(xiàn)狀與旋轉(zhuǎn)后CFD模擬數(shù)據(jù)與現(xiàn)狀方向旋轉(zhuǎn)角度平均風(fēng)速(m/s)風(fēng)速放大系數(shù)風(fēng)壓差(Pa)WES%01004510090100135100180 100225100270100315100經(jīng)統(tǒng)計。 中華巴洛克建筑群街道布局模式的CFD模擬如圖310所示為中華巴洛克建筑群街道現(xiàn)狀下CFD模擬后的風(fēng)速矢量云圖和風(fēng)壓矢量云圖。在對中華巴洛克建筑群的現(xiàn)狀街道空間進(jìn)行CFD模擬后，分別將模型再進(jìn)行七次順時針45176。圖39 哈爾濱市風(fēng)玫瑰圖 中華巴洛克建筑群街道布局模式的CFD模擬與分析模擬對象選擇建筑群中的主要街道南三道街。[34]。哈爾濱位于北方嚴(yán)寒地區(qū)，其風(fēng)玫瑰圖見圖39。根據(jù)總結(jié)前人的模擬研究的經(jīng)驗和習(xí)慣，計算域的X、Y和Z軸應(yīng)區(qū)建筑群的長、寬高的3倍，計算域的X軸和Y軸應(yīng)與風(fēng)速方向平行或垂直。最后將三維模型轉(zhuǎn)換為stl格式即可導(dǎo)入Phoenics進(jìn)行最后的模擬。將平面圖導(dǎo)入Sketchup中通過推拉等工具建立三維模型。幾何模型就是所模擬街區(qū)建筑群的三維模型。相比之下，標(biāo)準(zhǔn)kε模型計算成本低，在數(shù)值計算中波動小、精度高，在低速湍流數(shù)值模擬中應(yīng)用較為廣泛。常用的數(shù)學(xué)模型有標(biāo)準(zhǔn)kε模型和大渦模擬模型（LES）等。物理模型就是模擬選用的流體湍流模型。通過調(diào)研得到的資料和數(shù)據(jù)可以進(jìn)行模型的建立。資料查找就是通過書籍和網(wǎng)絡(luò)查找模型所在地的相關(guān)資料，如區(qū)位分析、規(guī)劃圖紙、街區(qū)規(guī)模、建筑形式等等。 中華巴洛克建筑群的模型建立模型的建立首先要進(jìn)行調(diào)研。圖38 全圍合式廣場 模型的建立與相關(guān)參數(shù)的設(shè)定在模擬之前首先要進(jìn)行模型的建立和模擬中相關(guān)參數(shù)的設(shè)定。沿街型廣場是廣場的一側(cè)沿街，沿街一側(cè)的由進(jìn)深較小的建筑物或構(gòu)筑物對廣場進(jìn)行圍合。圖37 半圍合式廣場全圍合式廣場為四面均以建筑為界的廣場，行人和風(fēng)則通過建筑間的狹窄通道進(jìn)入廣場。開放型為建筑在進(jìn)行圍合時并沒有完全相連，建筑間留有間距可以供行人和風(fēng)通過（如圖37）。半圍合式廣場即三面以建筑為界、一面以街道為界的廣場。而廣場則是以多棟建筑和街道進(jìn)行邊界圈定的，并不從屬于建筑。與我們?nèi)粘Ｋ姾统ＷR中的廣場不同，中華巴洛克建筑群的廣場空間較小，與院落空間不容易區(qū)分。四合院套院體量大，其兩面臨街，因此為了區(qū)分朝向，將無內(nèi)院的沿街一側(cè)的院門設(shè)為正門，其所在方位為四合院套院的朝向。四合院套院由大型四合院與院內(nèi)的兩棟建筑在四合院的一角圍合而成，從較大的四合院院落空間中隔離出較小的四合院，形成別具一格的空間。院落在大型四合院的基礎(chǔ)之上，在院落中間橫置一棟建筑將院落分成兩進(jìn)深的前院和后院，留有連通前后院的通道，并且前后院均設(shè)有通向街道的院門（如圖36）。為了方便院落朝向的區(qū)分，本文中以方式四合院沿街一側(cè)的院門為正門，正門所在的方向為院落的朝向。方式四合院有別于建筑的天井。圖36 四合院中華巴洛克建筑群中的四合院以小型的方式四合院居多。而中華巴洛克建筑群中的四合院沒有正房和倒座房的區(qū)別。四合院為建筑四面圍合而成的院落。由于建筑群內(nèi)小進(jìn)深長方式三合院的體量較小且開間較大，常常開間方向與建筑群內(nèi)部街道垂直，呈橫向布置，因此常與其他院落相結(jié)合，失去了三合院的空間特點。由于大進(jìn)深長方式三合院通暢與其南北側(cè)建筑緊鄰，進(jìn)深方向與方式三合院相同均為東西橫向，因此其院門同樣設(shè)置在正房一側(cè)。其功能是供游人由建筑群內(nèi)部接到進(jìn)入院落，而內(nèi)部街道為南北縱向，而方式三合院院落進(jìn)深則通常為東西橫向，因此院落通道通常設(shè)置在正房一側(cè)。圖35 三合院方式三合院為圍合院落的正房、廂房建筑長度（開間與進(jìn)深）相同或基本相同，從而使方式三合院的院落空間形成正方形或形狀接近正方形的矩形（如圖35）。三合院的正房與兩側(cè)的廂房共同環(huán)抱出院落空間。在中華巴洛克建筑群中，共有三處兩合院，均位于街角并與其他建筑和院落組合。中華巴洛克建筑群院落空間，根據(jù)院落的圍合程度主要分為三種形式，即兩合院、三合院、四合院。與中國古代傳統(tǒng)院落相比，中華巴洛克建筑院落具有獨特鮮明的歐式特色。兩條街道的兩側(cè)建筑主要為兩層。西側(cè)主要為大體量建筑，東側(cè)直至南四道街的區(qū)域均為小體量院落密集區(qū)。南頭道街全長330米，寬14米，是中華巴洛克建筑群中最寬的內(nèi)部街道。純化街全長約480米，寬10米，縱向穿過中華巴洛克街區(qū)最大的廣場。除南二道街可通行小汽車外均為步行街道。其中，外部街道為人車混行，其作用主要為劃定建筑群的區(qū)域而與建筑群內(nèi)部聯(lián)系并不密切，而內(nèi)部街道除南二道街可以通行小型機動車外其他街道均為步行街道，因此外部街道不予考慮，本文將研究的重點放在內(nèi)部縱向街道上。圖33 中華巴洛克建筑群建筑空間分類 中華巴洛克建筑群的街道空間布局與現(xiàn)狀中華巴洛克建筑群中的縱向交通以兩條外部街道即景陽街、南四道街和四條內(nèi)部縱向街道即純化街、南頭道街、南二道街、南三道街為主，院落空間、廣場空間相通為輔共同組織。為了對中華巴洛克建筑群的各種建筑布局進(jìn)行詳盡的模擬，將研究的對象空間分為三部分，分別為街道空間、院落空間和廣場空間，并從建筑群整體中抽取出各種空間的典型進(jìn)行模擬。兩條街道的兩側(cè)建筑主要為兩層。西側(cè)主要為大體量建筑，東側(cè)直至南四道街的區(qū)域均為小體量院落密集區(qū)。南頭道街全長330米，寬14米，是中華巴洛克建筑群中最寬的內(nèi)部街道。純化街全長約480米，寬10米，縱向穿過中華巴洛克街區(qū)最大的廣場。內(nèi)部縱向街道由西至東依次為純化街、南頭道街、南二道街和南三道街。圖32 修復(fù)后的中華巴洛克建筑群模型建筑群由四條內(nèi)部縱向街道即純化街、南頭道街、南二道街、南三道街四條步行街道和大小不一、形態(tài)各異的兩合院、三合院、四合院以及廣場緊密組合而成，院落空間、廣場空間相通。如圖32所示為修復(fù)后的中華巴洛克建筑群模型。原中華巴洛克建筑群經(jīng)歷了近一個世紀(jì)的風(fēng)雨，大部分墻體已經(jīng)出現(xiàn)了破損和局部坍塌。因此本文以位于哈爾濱道外區(qū)的中華巴洛克建筑群為研究的對象，進(jìn)行基于CFD模擬的寒地商業(yè)步行街區(qū)建筑布局與風(fēng)環(huán)境的研究。由于研究的主體是寒地商業(yè)步行街區(qū)，因此選擇的我國寒地城市中具有代表性的商業(yè)步行街區(qū)。在對冬季風(fēng)條件下街道、院落、廣場空間進(jìn)行風(fēng)環(huán)境模擬后還要在夏季風(fēng)條件下再次進(jìn)行模擬，從而得到相同建筑布局下不同季節(jié)的不同風(fēng)條件產(chǎn)生的防風(fēng)性能較差異，作為對寒地商業(yè)步行街區(qū)冬季風(fēng)環(huán)境和布局模式關(guān)系的參考，從而確定在何種建筑布局模式下，街道、院落或廣場空間既能夠創(chuàng)造合理的冬季風(fēng)環(huán)境又能保證夏季的良好通風(fēng)。街道空間由于其規(guī)模尺度較大，因此在計算風(fēng)速應(yīng)按照不同風(fēng)速對應(yīng)的區(qū)域面積取整條街道的風(fēng)速平均值，在計算風(fēng)壓時應(yīng)按照街道空間對沿街兩側(cè)建筑的風(fēng)壓差產(chǎn)生的影響考慮，因此取街道兩側(cè)建筑各占街道的長度計算風(fēng)壓差的平均值，從而計算出風(fēng)速和風(fēng)壓的得分并相加得到街道空間的總分；院落空間中，風(fēng)速按照各風(fēng)速對應(yīng)的區(qū)域取平均值計算，風(fēng)壓按照院落各邊建筑所占圍合建筑的總長度的比值取平均值進(jìn)行計算，形式復(fù)雜的院落則按照前