不同建筑密度及容积率下架空层的设置对自然通风影响的量化分析

利用PHOENICS软件,以室外舒适风区比例、建筑组团中的平均风速、准静风区的平均风速及舒适风区的平均风速为指标,系统、定量地分析了不同建筑密度及容积率下建筑底层架空的设置对自然通风的影响。结果表明,建筑底层架空时,对建筑组团的风环境状况有较好的改善作用,其中对于改善高建筑密度、低容积率建筑组团的风环境状况更为有效。     

居住区建筑组团室外风环境数值模拟研究——以徐州市某居住区组团为例

室外风环境对居住建筑的影响是绿色住宅的一项重要指标。近年来诸多学者、教授对居住区室外风环境做了大量研究,但现阶段的研究多针对单一居住区,并没有将周边其他住区建筑组团考虑在内。文章通过对徐州市某居住区建筑组团及周边建筑进行室外风环境模拟,分析居住区组团的风速和风压分布情况,评价该组团室外风环境的质量,并提出了合理的建议。     

大型高层住宅小区室外风环境模拟分析

使用计算机模拟技术对大型住宅小区室外风环境的特点进行了模拟分析;着重对影响人居环境的住区室外风速分布以及建筑外立面的风压分布等特性进行了模拟计算;研究了此类建筑室外风环境优化设计的关键因素;研究结果表明,首层架空以及周围开敞式设计可以有效引导外部气流深入小区内部,从而改善小区的室外通风和热环境。     

某住宅室外风环境模拟研究

选择新疆石河子地区某拟建住宅组团,在规划设计阶段初步方案确定后,进行室外风环境模拟,判断是否达到绿色建筑对室外风环境舒适度指标要求。结果表明,冬季工况下,住区主要干道及活动区域风速、室外风压、全区域最大风压差等均满足要求。夏季工况下,在室外主要活动区域出现局部无风区及涡旋区,不满足要求。通过调改拟建方案中建筑朝向后,模拟结果满足要求,住区室外风速为0~7.44m/s,平均风速为3.23m/s,住区风速在平均风速以上的区域占40%,住区室外主要活动区域未出现无风区和涡旋区。     

住区规划布局对其通风环境及节能效果的影响研究——以桂林市居住小区为例

从住区布局形式、道路组织、建筑间距三者出发,借助ECOTECT模拟软件对住区的风速、风向、风压等进行分析,并结合实际能耗数据,对规划布局与风环境及住宅能耗的相关性进行研究。研究发现,住区风环境与住区能耗存在一定影响关系,通过风环境对住区微气候环境的改善,能对室内人居能耗行为产生积极影响。同时,采用南北行列式布局、合理利用道路及周边开敞空间对住区通风散热有利,而底层架空设置及高层建筑的狭管风效应会对建筑局部能耗产生不利影响。     

建筑物架空设计对室外风环境的影响研究

建筑形体设计对建筑室内外风环境有很重要影响,而架空设计是改善室外风环境的手段之一。将计算流体力学(CFD)模拟与建筑设计相结合,能够更好地为建筑设计提供依据,优化建筑设计方案。通过CFD模拟,探究西交利物浦大学中心楼在有无架空及不同架空高度对建筑周边人行高度风环境的影响。结果表明,建筑架空设计对建筑周边高度1.5 m处的风环境有良好的提升作用。对于案例和类似高度的建筑而言,架空高度在2.4～3.0 m时,架空设计能够提升建筑迎风区1.5 m人行高度的风速大小,当架空设计高度在3.0 m以上时,架空设计对建筑迎风区1.5 m高度处风速大小影响较小。     

环渤海典型围合式住宅组团风环境模拟及布局研究

选取环渤海城市1980年后的3个典型围合式住宅组团案例并分析其形态特征,对这3种原型设计9种比选模块,运用Airpak软件进行风环境模拟,以人行高度平均风速比为评价指标,研究12种模块的冬季防风及夏季通风性能,初步总结各形态要素与组团风环境的关联性,为将来适应环渤海寒冷地区风环境的围合式住区设计提供思路。     

某超高层建筑风洞测压试验

依据某超高层建筑,着重介绍了风洞试验的方法,描述了在考虑有、无环境建筑影响下,该高层建筑一些典型的表面风压特性以及一些测点风压随风向角的变化规律。结果表明:迎风面中上部风压系数较大,接近1.0;底部部分风压系数达到1.0;侧风面和背风面风压系数大多为负值,特别是靠近角落处由于涡旋脱落,其值可达到-2。环境建筑对该高层建筑表面风压的影响较大,特别在建筑中下部。为其进行结构设计提出一些参考。     

洞口设置对高层建筑静力风荷载的影响研究

本文对涉及两种开洞率、三种不同开洞位置和全封闭(无洞口)的八个高层建筑刚性模型的表面平均风压分布进行了风洞试验研究,并与计算流体动力学(CFD)大型商业软件Fluent6.0的计算结果进行了对比分析。结果表明,开洞建筑平均风压的减少主要是受荷面积减少引起的,但其减少的比率大于开洞率。此外,借助Fluent6.0对不同开洞率情况下的建筑模型进行了大量算例分析,得到了中部开洞建筑模型的平均风压系数相对值和基底弯矩系数相对值与开洞率之间的相关方程;探讨了底部开洞建筑模型洞内平均风速的增大效应与洞口大小、来流方向之间的关系。分析表明,在最不利来流风向角情况下,洞中最大平均风速可超过建筑模型顶部的远处来流风速,应引起建筑风环境设计者的关注。     

建筑高度对周围风场环境影响的数值模拟

建筑风环境作为建筑节能设计的一个重要方面,其对于区域气候与局部微气候的影响都不容忽视。本文应用基于RNG k-ε模型的CFD软件数值模拟研究不同的建筑高度差对建筑周围风场环境的影响,揭示有利于风流动的建筑因素,为进一步的住区建筑规划提供思路。模拟结果显示,在来流风速一定双体建筑高度差不同时,建筑间谷区风速与形成涡旋的中心位置和大小均不同。     

成都来福士广场风洞试验及风环境数值模拟研究

通过风洞试验和数值模拟,对成都来福士广场建筑群分别进行了表面风压测试试验及行人高度风环境的模拟研究。通过刚性模型测压试验得到了建筑群复杂外形的表面平均和极值风压分布,可用于主体结构设计和幕墙设计;通过对行人高度风环境的数值模拟研究得到了建筑群间不同区域的行人高度风速分布,并结合研究结果给出改善建议。     

雷暴冲击风作用下高层建筑风压幅值特性研究

采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风,对4个不同深宽比的高层建筑模型进行测压试验,分析了各模型8个不同径向位置处的风压幅值特性,并与大气边界层风作用下的建筑表面风压系数进行了对比。结果表明：雷暴冲击风作用下,建筑迎风面为正压,侧面和背风面均为负压;迎风面平均和脉动风压受模型深宽比影响较小,侧面和背风面受深宽比影响较大;随着径向距离的增加,迎风面平均风压系数逐渐减小,脉动风压系数先增大后减小,侧面平均风压系数绝对值以及脉动风压系数先增大后减小,背风面平均和脉动风压系数变化较为平缓;各模型迎风面风压系数沿高度呈“鼻子”状分布,最大风压出现在0.25H(H为模型高度);与大气边界层风作用下建筑表面风压幅值相比,雷暴冲击风作用下高层建筑模型的迎风面中下部区域以及侧面前缘部位风压系数较大,考虑雷暴冲击风作用的高层建筑设计时,应对这些区域的风荷载取值进行适当放大。     

平板型高层建筑风能集聚效应研究

为研究平板型高层建筑的风特性影响,本文采用CFD数值模拟方法,以表面风压、风速增大系数作为评价指标,选取风机安装高度、风向角等作为控制变量,通过建立多组工况研究建筑物周围风能集聚效应。结果表明:对于不同的开洞高度,通道内的风压是比较均匀的,随着开洞高度的增加,洞口表面风压会逐渐增大;而风场的风压系数随着建筑物的高度方向是比较均匀的,大约在建筑全高2/3处到达最大;随着风向角的增大,建筑背风面的驻涡会逐步往洞口通道侧移动,当风向角约为15°-30°和60°-75°时,建筑尾流区有"卡门涡街"现象发生。     

金茂大厦平均风压及风环境干扰数值风洞模拟

建立了金茂大厦三维数值模拟模型,模拟得到的大厦表面上有代表性点的平均风压系数与风洞试验结果[1]基本吻合。采用雷诺应力模型和SST物理模型,重点研究了周围两幢超高层建筑对金茂大厦静力风干扰的影响,包括底部总剪力、总弯矩(或扭矩)和有代表性点的平均风压系数,最后结合金茂大厦周围风流动的规律,分析了风环境对金茂大厦干扰影响的原因。     

典型住区形态下的风环境评估——以北京为例

随着城市化进程加快,许多城市环境质量堪忧,风环境的改善可有效地促进空气污染物的扩散降减和抑制城市热岛效应的形成。文章通过城市住区形态参数化研究和CFD模拟来研究风环境和街区形态的耦合关系。选取了北京市10种典型的住区进行城市形态参数化归纳,通过数值模拟,对各组模型在均一化来风初始条件下的不同高度平面的平均风速、湍流强度、2m高度低风速区占比等风环境参数进行了统计分析,发现了一些影响近地面(<20m)风环境的重要的城市形态参数。论文有助于揭示街区形态对城市风环境的影响规律,提出的基于风环境的住区形态规划设计建议,有利于选择合适的街区形态以促进近地面高度的空气污染物降减,为未来城市住区营造良好通风环境提供规划建议和参考。     

复杂树状结构CFD数值模拟研究

以珠海华发艺术馆为工程背景,通过在数值模拟平台上建立数值风洞模型,对工程中的复杂树状结构进行CFD数值模拟研究。数值模拟中基于RANS湍流模型,着重对各树状结构树冠部分的风压分布情况及艺术馆内行人高度处风环境情况进行研究,并将其中两个典型树状结构树冠部分的表面风压分布情况的模拟结果与风洞试验进行了对比,研究结果表明:数值模拟计算方法能够较为准确地预测复杂树状结构平均风压分布情况及艺术馆馆内的流场信息;各树树冠部分的风压分布情况受附近树状结构以及艺术馆的干扰较大,这点对树顶标高较大的树状结构体现得尤为明显;结合珠海市多年气象资料,艺术馆整体风环境情况较好,仅在部分区域由于狭管效应出现了风速比较大的情况。     

良态风作用下超高层建筑风压特性现场实测与风洞试验对比研究

在完成武汉国际证券大厦表面风压风洞试验的基础上,进行该超高层建筑在内陆良态风作用下表面风压与顶部风速的现场实测,对比分析两种方法所测得的平均风压系数、均方根风压系数、风压谱、相干函数的差异。结果表明:无量纲化实测风速谱和Karman风速谱比较一致;平均风压系数风洞试验结果和实测结果分布规律基本一致,尤其是迎风面平均风压系数风洞试验结果和实测结果吻合较好;而均方根风压系数实测结果比风洞试验结果明显偏大;风洞试验风速谱较实测风速谱的能量分布偏向于高频段,风洞试验风压谱较实测风压谱能量分布范围更宽、且高频段能量占优;风洞试验各测点相干性整体上大于相应实测测点的相干性,且在高频段差异更为明显。     

绿色校园的环境适应性研究

学校作为一个城市单元,校园的风环境和自然通风情况都会影响着师生的学习生活环境品质。运用计算流体力学对某中学建筑周围的风环境流场及建筑物表面的平均风压进行数值模拟,借助FLUENT软件计算分析,结合相应指标对校园建筑不同高度的自然通风情况、宜居性进行了评价,对我国的中学校园规划设计、建筑舒适性的改善及建筑节能有一定的指导意义。     

台风 “鲇鱼”作用下厦门沿海某超高层建筑的风场和风压特性实测研究

为研究我国沿海地区超高层建筑的风场和风压特性,在2010年台风“鲇鱼”登陆前后对厦门沿海某超高层建筑的风场和建筑表面风压进行了同步监测。通过对实测风场和风压数据的深入分析表明：沿海地区超高层建筑风场的湍流度随风速增大变化平稳,阵风因子随湍流度的增大而增大;实测脉动风速功率谱密度与von Karman谱吻合较好;建筑各面内测点之间的瞬时风压、平均风压、平均风压系数和极值风压系数具有较强的相关性;实测平均风压和平均风压系数在迎风面较大,在背风面非常小;当风从角部吹向建筑时,随着风向角的变化,两迎风面的平均风压系数随着平均风速的增大变化规律相反;两背风面的平均风压系数随着平均风速的增大逐渐减小;迎风面的极值风压系数随着风向角的变化正负波动较大,背风面的极值风压系数分布较为均匀;迎风面的脉动风压系数较大且变化较大,背风面的脉动风压系数非常小且变化平稳;建筑各面的极值风压系数和脉动风压系数的幅值随着风速的增大逐渐减小。     

基于CFD的底商住区室外风环境模拟分析

针对底商住区的室外风环境问题,以武汉某高层底商住宅小区为研究对象,利用BIM技术创建小区的几何模型,基于计算流体力学(CFD)数值模拟的方法,采用PHOENICS软件对小区夏、冬两季主导风条件的室外风环境进行模拟计算。对比分析小区有无底层商业建筑时,不同工况下室外人行高度处风速、气流分布、空气龄和风压的模拟实验结果,为高层底商住区的规划提供设计参考。通过模拟结果的对比分析得出:底商住区在不同工况下的室外风环境整体评价良好,底层商业建筑对小区室外风环境的影响范围有限,需注意其可能产生的负面影响。