随着我国改革开放的全面深化和城市化进程的不断加快,城市的住房压力越来越大,住宅小区特别是高层住宅小区的建设便顺应着形势快速发展起来。但是在城市住宅小区的建设和使用过程中,往往会由于住宅小区的建筑布局不合理、建筑物密度大、下垫面性质改变等原因引起住区风热环境的恶化。而住区风热环境差不仅会影响人们活动空间的舒适性,还会导致建筑能耗的增加,污染物的集聚等一系列问题。面对这些问题,如何营造具有良好生活环境的住宅小区,就成为了小区设计者、建设者和使用者共同关心的话题。近年来,有越来越多的学者认为通过提高规划设计的科学性和合理性,是从根本上改善住区生活环境质量的有效方法。这就要求我们在小区的规划设计阶段就开始关注小区的风热环境,通过模拟、实验等方式对小区的风热环境进行预测和评价,找到可能存在的问题并对其进行改善。此外由于小区下垫面本身和气象环境的复杂性,软件模拟的方法是在规划设计阶段判断风热环境优劣最有效和最简单的方法。本文选取了合肥市一个典型的住宅小区作为研究对象,通过软件数值模拟的方法,从三维空间尺度对其风热环境分布进行了研究,全面了解了原规划设计方案下整个小区的气流形式和温度分布特征,并对存在的问题提出了改进措施。旨在为完善小区的规划设计方案、提高住区室外环境舒适性和避免室外污染物的聚集提供参考。重点研究内容如下:首先,在整理了城市和局部空间风热环境的研究和应用现状后,分析了在规划设计阶段对小区风热环境进行优化的重要性,并在比较了各种研究方法的优缺点之后,提出采用CFD的方法对小区的风热环境进行模拟分析。其次,详细阐述了CFD的技术原理、模型理论和用于风热环境计算的主要环节。在此基础上,分别选择了适合城市住区风环境和热环境计算的数学模型控制方程、离散化方法和计算法则。奠定了采用CFD技术进行城市住区风热环境研究的理论基础,并为研究的顺利进行提供了理论支持和技术保障。第三,选定合肥市某一住宅小区为研究对象,介绍了该小区设计的基本情况和所在地区的气象条件。选定PHOENICS软件作为模拟研究的工具,详述了该软件的典型特点和用于风热环境计算的优势和求解方法。第四,根据本文的研究内容做了针对性的问卷调查。并在详细介绍了问卷调查的设计方案和数据处理方法之后,对调查的结果进行了整理、统计和分析,得出了人们对环境舒适性的选择倾向性,为下文提出住区风热环境的改善方案打下了基础。第五,采用Sketch UP软件将小区的规划设计方案形象化,导入PHOENICS软件后设置合理的边界条件,分别对小区冬季、夏季和过渡季的风环境以及夏季典型日8点到18点的热环境进行模拟、预测。通过分析小区内风速、风速放大系数、气流组织、风压和温度等参数的三维分布情况,总结了该小区室外风热环境的分布规律,并指出了该小区内风热环境恶劣的区域。在此计算结果的基础上,结合问卷调查的结果,提出具有针对性的改进方案,并对改进后的方案进行模拟计算。最后,提出改善城市住区风热环境的建议,实现理论与实践的结合。本文是应用基础理论研究,其原理是科学的,思路是完整的,手段是可靠的,研究的成果可以为城市住区室外风热环境的预测和评价奠定理论基础,为城市住区的规划设计提供科学指导,为城市住区室外风热环境的改善提供参考,从而让城市的设计规划者们从根本上解决城市化带来的生活环境恶化问题。