一种城市街区风环境评估方法及系统与流程

1.本发明涉及城市规划技术领域，尤其涉及一种城市街区风环境评估方法及系统。


背景技术：

2.针对小尺度城市街区规划设计方案的风环境评估，国内外目前多采用计算流体力学数值模拟、风洞实验等技术手段对风速比、风速、温度等风环境相关指标进行估算，并以此评价城市街区的风环境。但是，风速比、风速、温度等均为效应指标，必须通过实地监测、风洞实验、cfd模拟或复杂的迭代运算才能得到，模拟及实验过程需投入大量的时间及人力成本，工作量巨大，导致城市街区风环境评估的运算效率较低。


技术实现要素：

3.本发明提供一种城市街区风环境评估方法及系统，能够简化风环境评估的计算过程，节省时间及人力成本，提高城市街区风环境评估的运算效率。
4.本发明实施例提供了一种城市街区风环境评估方法，包括：
5.获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；
6.计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；
7.根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；
8.根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；
9.根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。
10.作为上述方案的改进，所述气象观测数据包括每一月份的月平均气温、每一月份的月平均绝对湿度、每一风向的风向频率；
11.则，所述预设自然通风条件包括：
12.月平均气温大于预设温度阈值，且月平均绝对湿度大于预设湿度阈值；
13.风向频率大于预设频率阈值。
14.作为上述方案的改进，所述风速比计算方程，具体为：
[0015][0016]
其中，a1为预设常数项，a2为单位面积导风长度对应的第一相关系数，a3为入风口宽度与迎风面宽度的比值对应的第二相关系数，a4为单位面积上阻风面积对应的第三相关
系数，a5为开敞空间率对应的第四相关系数，a6为单位面积建筑数量对应的第五相关系数，r
hgi
为第i个目标风向的风速比，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，r
ri
为第i个目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，rk为所述目标区域的开敞空间率，rj为所述目标区域的单位面积建筑数量。
[0017]
作为上述方案的改进，所述根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分，具体为：
[0018]
根据以下公式对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分：
[0019][0020]
其中，r为风环境综合得分，pi为第i个所述目标风向在所述目标月份的出现频率，r
hgi
为第i个所述目标风向的风速比，n为所述目标月份中的目标风向的总数。
[0021]
作为上述方案的改进，所述目标区域的开敞空间率通过以下公式计算得到：
[0022][0023]
其中，rk为所述目标区域的开敞空间率，s为所述目标区域的最小凸边形面积，s
kc
为所述目标区域的最小凸边形内的开敞空间面积。
[0024]
作为上述方案的改进，所述目标区域的单位面积建筑数量通过以下公式计算得到：
[0025][0026]
其中，rj为所述目标区域的单位面积建筑数量，nj为所述目标区域的建筑数量，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0027]
作为上述方案的改进，每一所述目标风向对应的单位面积导风长度通过以下公式计算得到：
[0028][0029]
其中，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，lj为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面长度，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0030]
作为上述方案的改进，每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积通过以下公式计算得到：
[0031][0032]
其中，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，sj为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面面积，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0033]
作为上述方案的改进，所述根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果，包括：
[0034]
当所述风环境综合得分大于第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境优秀；
[0035]
当所述风环境综合得分大于第二预设数值，且小于或等于所述第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境良好；
[0036]
当所述风环境综合得分大于第三预设数值，且小于或等于所述第二预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境中等；
[0037]
当所述风环境综合得分大于第四预设数值，且小于或等于所述第三预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境较差；
[0038]
当所述风环境综合得分小于或等于所述第四预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境差；其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值，所述第二预设数值大于所述第三预设数值，所述第三预设数值大于所述第四预设数值。
[0039]
相应地，本发明另一实施例提供一种城市街区风环境评估系统，包括：
[0040]
风环境基底分析模块，用于获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；
[0041]
风环境影响指标计算模块，用于计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；
[0042]
风向风速比计算模块，用于根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；
[0043]
风环境综合评分模块，用于根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；
[0044]
风环境综合评估模块，用于根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。
[0045]
与现有技术相比，本发明实施例公开的城市街区风环境评估方法及系统，首先，获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。因此，只需要利用城市目标区域的规划设计方案中已有的指标参数，就能够计算相应的风环境影响指标，进而计算得到各目标风向的风速比，以对目标区域进行风环境评估，计算过程简单，且能够在一定程度上节省时间及人力成本，提高城市街区风环境评估的运算效率。
附图说明
[0046]
图1是本发明实施例提供的一种城市街区风环境评估方法的流程示意图。
[0047]
图2是本发明实施例提供的一种最小凸边形划定的示意图
[0048]
图3是本发明实施例提供的一种入风口宽度与迎风面宽度的比值计算示意图。
[0049]
图4是本发明实施例提供的一种建筑物风向角示意图。
[0050]
图5是本发明实施例提供的一种城市街区风环境评估系统的结构示意图。
具体实施方式
[0051]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0052]
参见图1，图1是本发明一实施例提供的一种城市街区风环境评估方法的流程示意图。
[0053]
本发明实施例提供的城市街区风环境评估方法，包括步骤：
[0054]
s11、获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；
[0055]
s12、计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；
[0056]
s13、根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；
[0057]
s14、根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；
[0058]
s15、根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。
[0059]
可选地，所述气象观测数据包括每一月份的月平均气温、每一月份的月平均绝对湿度、每一风向的风向频率；
[0060]
则，所述预设自然通风条件包括：
[0061]
月平均气温大于预设温度阈值，且月平均绝对湿度大于预设湿度阈值；
[0062]
风向频率大于预设频率阈值。
[0063]
具体地，所述气象观测数据为典型年逐时气象数据。
[0064]
可选地，所述预设温度阈值为26℃，所述预设湿度阈值为15g/m3，所述预设频率阈值为5％。
[0065]
示例性地，以所述预设温度阈值为26℃，所述预设湿度阈值为15g/m3，所述预设频率阈值为5％为例，在实际操作中，可根据规划设计方案中目标区域的典型年逐时气象数据，筛选月平均气温大于26℃且月平均绝对湿度大于15g/m3的月份作为目标月份，所述目标月份中风向频率大于5％的风向作为目标风向。
[0066]
需要说明，所述预设温度阈值、所述预设湿度阈值、所述预设频率阈值可根据实际情况进行调整，在此不对其具体数值进行限定。
[0067]
作为其中一个具体的实施例，所述风速比计算方程，具体为：
[0068][0069]
其中，a1为预设常数项，a2为单位面积导风长度对应的第一相关系数，a3为入风口宽度与迎风面宽度的比值对应的第二相关系数，a4为单位面积上阻风面积对应的第三相关系数，a5为开敞空间率对应的第四相关系数，a6为单位面积建筑数量对应的第五相关系数，r
hgi
为第i个目标风向的风速比，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，r
ri
为第i个目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，rk为所述目标区域的开敞空间率，rj为所述目标区域的单位面积建筑数量。
[0070]
需要说明的是，a6的取值为负数。
[0071]
可选地，a1＝0.117，a2＝9.763，a3＝0.556，a4＝0.013，a5＝0.26，a6＝-0.03。
[0072]
值得说明的是，所述风速比计算方程是基于实验模拟或者历史测算的风环境影响指标和对应的风速比进行线性回归分析构建的，是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程。a1、a2、a3、a4、a5、a6的具体取值可以根据实际的相关性分析进行调整。示例性地，构建270个城市街区模型，采用cfd和gis技术模拟城市街区地风环境，计算风环境影响指标和风速比。将最小凸边形内风速比作为因变量，风环境影响指标作为自变量，进行多元线性回归分析，得到风速比计算方程，即，当然，在实际操作中，所述风速比计算方程还可以是其他通过分析风环境影响指标中的多个指标与风速比之间的相关性，以对风速比进行预测的数学方程或模型。
[0073]
具体地，所述根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分，具体为：
[0074]
根据以下公式对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分：
[0075][0076]
其中，r为风环境综合得分，pi为第i个所述目标风向在所述目标月份的出现频率，r
hgi
为第i个所述目标风向的风速比，n为所述目标月份中的目标风向的总数。
[0077]
具体地，在计算风环境影响指标之前，所述方法还包括：对所述目标区域的最小凸边形进行划定。参见图2，具体地，连接所述目标区域内所有建筑的最外点，并将超过所述目标区域的规划边界的部分去除，得到所述目标区域的最小凸边形。需要说明的是，划定所述目标区域的最小凸边形的目的是为了避免相同的建筑布局，不同的评价范围造成风速比的差异。
[0078]
在一些优选的实施例中，所述目标区域的开敞空间率通过以下公式计算得到：
[0079][0080]
其中，rk为所述目标区域的开敞空间率，s为所述目标区域的最小凸边形面积，s
kc
为所述目标区域的最小凸边形内的开敞空间面积。
[0081]
可以理解地，风主要在城市街区的开敞空间内流动，因此，开敞空间的多少是评价城市街区风环境优劣的基础。一般而言，城市街区的开敞空间率越高，其风环境越好。开敞空间率等于最小凸边形内开敞空间面积占城市街区最小凸边形面积的比例。
[0082]
在一些优选的实施例中，所述目标区域的单位面积建筑数量通过以下公式计算得到：
[0083][0084]
其中，rj为所述目标区域的单位面积建筑数量，nj为所述目标区域的建筑数量，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0085]
值得说明的是，开敞空间越连续，则其空间也就越大，风环境状况也就越好。当开敞空间面积一定时，所述目标区域的单位面积上的建筑数量越多，则独立的开敞空间面积越小，开敞空间也就被建筑分割得越破碎，风在其中流动遇到的摩擦面也就越多，风速也会随之有较大程度地降低。反之，所述目标区域的单位面积上的建筑数量越少，则独立开敞空间面积也就越大，风在其中流动遇到的摩擦面少，风速得以保持。
[0086]
在一些优选的实施例中，每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值通过以下公式计算得到：
[0087][0088]
其中，r
ri
为第i个目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值，lr为第i个目标风向对应的入风口宽度，ly为第i个目标风向对应的迎风面宽度。
[0089]
可以理解地，入风口宽度与迎风面宽度的比值能够反映风吹入城市街区的能力。参见图3，迎风面宽度为最小凸边形垂直于风向的投影长度，入风口宽度为无遮挡面与最小凸边形的共边垂直于风向的投影长度。
[0090]
参见图4，风向角是风向与建筑外墙面法线的夹角，在实际过程中，如果风直吹建筑，则风向角为0
°
，风向角越接近45
°
，则风速越大。频谱分析表明，风向角越接近45
°
，建筑就能够更好地把风导入目标区域内的开敞空间。风向角超过45
°
时，由于受到激波的作用。迎风面反而不能把风充分地导入城市街区。需要说明的是，风向角之间的差值是线性变化的，但风速比的变化幅度却不是线性的，而是呈现类似抛物线的变化趋势。因此，可以认为风向角越接近45
°
，则该面的导风性能越好，风向角小于或大于45
°
，则该面导风性能下降。基于此，本发明设一个迎风面的导风长度等于该面风向角两倍的正弦值与该面长度的乘积，即ld＝lsin2α；其中，ld为迎风面的导风长度，l为迎风面的长度，α为风向角。
[0091]
在一些优选的实施例中，每一所述目标风向对应的单位面积导风长度通过以下公式计算得到：
[0092][0093]
其中，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，lj为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面长度，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目
标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0094]
可以理解地，单位面积导风长度越大，说明建筑布局的导风性能越好，则越能够把风导入城市街区内部。单位面积导风长度等于所述目标区域内所有迎风面的导风长度之和与最小凸边形面积的比值。
[0095]
在一些优选的实施例中，每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积通过以下公式计算得到：
[0096][0097]
其中，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，sj为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面面积，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0098]
需要说明的是，建筑物对风的阻挡程度主要取决于阻风面积的大小，阻风面积越大，建筑对风的阻挡作用就越强。建筑的阻风面积为建筑迎风面垂直于风向的投影面积，数值上等于迎风面面积乘以该迎风面风向角的余弦值。单位面积上阻风面积可用于评价建筑对风的阻挡程度，其值等于所述目标区域内所有建筑的迎风面垂直于风向的投影面积之和与最小凸边形面积的比值。
[0099]
值得说明的是，在本发明实施例中，计算风环境影响指标的参数可通过所述目标区域的规划设计方案获得，因此，只需要通过所述目标区域的规划设计方案中的既有指标参数，即可计算出风环境影响指标，进而通过风环境影响指标和预设的风速比计算方程计算得到每一所述目标风向的风速比，以基于所有目标风向的风速比得到风环境评估结果，无需像现有技术一样对目标区域的风环境进行实验、模拟或迭代运算，计算过程简单高效，易于操作，且风环境评估结果也相对稳定可靠。因此，本发明适用于城市街区规划设计方案的风环境评估，且易于在实践中推广。
[0100]
在一个可选的实施方式中，所述根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果，包括：
[0101]
当所述风环境综合得分大于第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境优秀；
[0102]
当所述风环境综合得分大于第二预设数值，且小于或等于所述第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境良好；
[0103]
当所述风环境综合得分大于第三预设数值，且小于或等于所述第二预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境中等；
[0104]
当所述风环境综合得分大于第四预设数值，且小于或等于所述第三预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境较差；
[0105]
当所述风环境综合得分小于或等于所述第四预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境差；其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值，所述第二预设数值大于所述第三预设数值，所述第三预设数值大于所述第四预设数值。
[0106]
优选的，所述第一预设数值为0.8，所述第二预设数值为0.6，所述第三预设数值为0.4，所述第四预设数值为0.2。
[0107]
可以理解地，在本实施方式中，是将风环境评估结果按照风环境的优劣程度依次
划分为优秀、良好、中等、较差、差五个等级；其中，风环境优秀优于风环境良好，风环境良好优于风环境中等，风环境中等优于风环境较差，风环境较差优于风环境差。当然，在实际操作中也可根据实际需要将风环境评估结果划分为第一等级、第二等级、第三等级、第四等级、第五等级，等级越高，风环境越好/越差。此外，还可以将风环境评估结果划分为四个等级或三个等级，在此不对风环境评估结果的判定和划分做具体的限定。
[0108]
参见图5，是本发明实施例提供的一种城市街区风环境评估系统的结构示意图。
[0109]
本发明实施例提供的城市街区风环境评估系统，包括：
[0110]
风环境基底分析模块21，用于获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；
[0111]
风环境影响指标计算模块22，用于计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；
[0112]
风向风速比计算模块23，用于根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；
[0113]
风环境综合评分模块24，用于根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；
[0114]
风环境综合评估模块25，用于根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。
[0115]
可选地，风环境基底分析模块21中所述气象观测数据包括每一月份的月平均气温、每一月份的月平均绝对湿度、每一风向的风向频率；
[0116]
则，所述预设自然通风条件包括：
[0117]
月平均气温大于预设温度阈值，且月平均绝对湿度大于预设湿度阈值；
[0118]
风向频率大于预设频率阈值。
[0119]
作为其中一个具体的实施例，风向风速比计算模块23中的所述风速比计算方程，具体为：
[0120][0121]
其中，a1为预设常数项，a2为单位面积导风长度对应的第一相关系数，a3为入风口宽度与迎风面宽度的比值对应的第二相关系数，a4为单位面积上阻风面积对应的第三相关系数，a5为开敞空间率对应的第四相关系数，a6为单位面积建筑数量对应的第五相关系数，r
hgi
为第i个目标风向的风速比，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，r
ri
为第i个目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，rk为所述目标区域的开敞空间率，rj为所述目标区域的单位面积建筑数量。
[0122]
具体地，风环境综合评分模块24，具体用于：
[0123]
根据以下公式对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分：
[0124]
[0125]
其中，r为风环境综合得分，pi为第i个所述目标风向在所述目标月份的出现频率，r
hgi
为第i个所述目标风向的风速比，n为所述目标月份中的目标风向的总数。
[0126]
在一些优选的实施例中，风环境影响指标计算模块22通过以下公式计算得到所述目标区域的开敞空间率：
[0127][0128]
其中，rk为所述目标区域的开敞空间率，s为所述目标区域的最小凸边形面积，s
kc
为所述目标区域的最小凸边形内的开敞空间面积。
[0129]
在一些优选的实施例中，风环境影响指标计算模块22通过以下公式计算得到所述目标区域的单位面积建筑数量：
[0130][0131]
其中，rj为所述目标区域的单位面积建筑数量，nj为所述目标区域的建筑数量，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0132]
在一些优选的实施例中，风环境影响指标计算模块22通过以下公式计算得到每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值：
[0133][0134]
其中，r
ri
为第i个目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值，lr为第i个目标风向对应的入风口宽度，ly为第i个目标风向对应的迎风面宽度。
[0135]
在一些优选的实施例中，风环境影响指标计算模块22通过以下公式计算得到每一所述目标风向对应的单位面积导风长度：
[0136][0137]
其中，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，lj为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面长度，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0138]
在一些优选的实施例中，风环境影响指标计算模块22通过以下公式计算得到每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积：
[0139][0140]
其中，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，sj为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面面积，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。
[0141]
在一个可选的实施方式中，风环境综合评估模块25，具体用于：
[0142]
当所述风环境综合得分大于第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境优秀；
[0143]
当所述风环境综合得分大于第二预设数值，且小于或等于所述第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境良好；
[0144]
当所述风环境综合得分大于第三预设数值，且小于或等于所述第二预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境中等；
[0145]
当所述风环境综合得分大于第四预设数值，且小于或等于所述第三预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境较差；
[0146]
当所述风环境综合得分小于或等于所述第四预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境差；其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值，所述第二预设数值大于所述第三预设数值，所述第三预设数值大于所述第四预设数值。
[0147]
需要说明的是，本实施例的城市街区风环境评估装置的各实施例的相关具体描述和有益效果可以参考上述的城市街区风环境评估方法的各实施例的相关具体描述和有益效果，在此不再赘述。
[0148]
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0149]
综上，本发明实施例所提供的一种城市街区风环境评估方法及系统，首先，获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。因此，只需要利用城市目标区域的规划设计方案中已有的指标参数，就能够计算相应的风环境影响指标，进而计算得到各目标风向的风速比，以对目标区域进行风环境评估，计算过程简单，且能够在一定程度上节省时间及人力成本，提高城市街区风环境评估的运算效率。
[0150]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种城市街区风环境评估方法，其特征在于，包括：获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。2.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，所述气象观测数据包括每一月份的月平均气温、每一月份的月平均绝对湿度、每一风向的风向频率；则，所述预设自然通风条件包括：月平均气温大于预设温度阈值，且月平均绝对湿度大于预设湿度阈值；风向频率大于预设频率阈值。3.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，所述风速比计算方程，具体为：其中，a1为预设常数项，a2为单位面积导风长度对应的第一相关系数，a3为入风口宽度与迎风面宽度的比值对应的第二相关系数，a4为单位面积上阻风面积对应的第三相关系数，a5为开敞空间率对应的第四相关系数，a6为单位面积建筑数量对应的第五相关系数，r
hgi
为第i个目标风向的风速比，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，r
ri
为第i个目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，r
k
为所述目标区域的开敞空间率，r
j
为所述目标区域的单位面积建筑数量。4.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，所述根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分，具体为：根据以下公式对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分：其中，r为风环境综合得分，p
i
为第i个所述目标风向在所述目标月份的出现频率，r
hgi
为第i个所述目标风向的风速比，n为所述目标月份中的目标风向的总数。5.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，所述目标区域的开敞空间率通过以下公式计算得到：
其中，r
k
为所述目标区域的开敞空间率，s为所述目标区域的最小凸边形面积，s
kc
为所述目标区域的最小凸边形内的开敞空间面积。6.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，所述目标区域的单位面积建筑数量通过以下公式计算得到：其中，r
j
为所述目标区域的单位面积建筑数量，n
j
为所述目标区域的建筑数量，s为所述目标区域的最小凸边形面积。7.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，每一所述目标风向对应的单位面积导风长度通过以下公式计算得到：其中，r
di
为第i个目标风向对应的单位面积导风长度，l
j
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面长度，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。8.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积通过以下公式计算得到：其中，r
zi
为第i个目标风向对应的单位面积上阻风面积，s
j
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑的迎风面面积，α
ji
为所述目标区域的最小凸边形内第j个建筑与第i个目标风向的风向角，s为所述目标区域的最小凸边形面积。9.如权利要求1所述的城市街区风环境评估方法，其特征在于，所述根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果，包括：当所述风环境综合得分大于第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境优秀；当所述风环境综合得分大于第二预设数值，且小于或等于所述第一预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境良好；当所述风环境综合得分大于第三预设数值，且小于或等于所述第二预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境中等；当所述风环境综合得分大于第四预设数值，且小于或等于所述第三预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境较差；当所述风环境综合得分小于或等于所述第四预设数值时，判定所述风环境评估结果为风环境差；其中，所述第一预设数值大于所述第二预设数值，所述第二预设数值大于所述第三预设数值，所述第三预设数值大于所述第四预设数值。10.一种城市街区风环境评估系统，其特征在于，包括：风环境基底分析模块，用于获取目标区域的气象观测数据，根据所述气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份，以及所述目标月份中的所有目标风向；
风环境影响指标计算模块，用于计算风环境影响指标；其中，所述风环境影响指标包括：所述目标区域的开敞空间率、所述目标区域的单位面积建筑数量、每一所述目标风向对应的入风口宽度与迎风面宽度的比值、每一所述目标风向对应的单位面积导风长度、每一所述目标风向对应的单位面积上阻风面积；风向风速比计算模块，用于根据所述风环境影响指标和预设的风速比计算方程，计算每一所述目标风向的风速比；其中，所述风速比计算方程是基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程；风环境综合评分模块，用于根据每一所述目标风向在所述目标月份的出现频率，对所有所述风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；风环境综合评估模块，用于根据所述风环境综合得分，对所述目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。

技术总结
本发明公开了一种城市街区风环境评估方法及系统，该方法包括：根据气象观测数据确定满足预设自然通风条件的目标月份以及所有目标风向；计算风环境影响指标；其中，风环境影响指标包括：开敞空间率、单位面积建筑数量、入风口宽度与迎风面宽度的比值、单位面积导风长度、单位面积上阻风面积；根据风环境影响指标和基于风环境影响指标与风速比的线性回归方程，计算每一目标风向的风速比；根据每一目标风向在目标月份的出现频率，对所有风速比进行加权求和，得到风环境综合得分；根据风环境综合得分对目标区域的风环境进行评估，得到风环境评估结果。本发明能够简化风环境评估的计算过程，节省时间及人力成本，提高城市街区风环境评估的运算效率。境评估的运算效率。境评估的运算效率。


技术研发人员：吴婕 聂危萧 李晓晖 殷哲 许云飞 雷狄 萧敬豪 王小兵 肖越 韩洁杰
受保护的技术使用者：广州市城市规划勘测设计研究院
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/13