风环境的模拟与其在设计中的运用

介绍了研究城市风环境的几种常用的方法,通过风洞试验与计算机模拟手段可以预测建筑建成之后的风环境状况,借助先进的数值仿真技术,开展建筑风环境的研究与评估;通过这些方法可以得到较直观的模拟效果,为设计具有良好风环境品质的建筑提供科学的指导.研究风环境问题,将有助于提高城市建筑的规划和设计水平,改善人居环境,并有利于环境保护和节约能源,但是如何在实际复杂的环境中运用这些来营造风还需要有一个整体的把握.     

浅析风环境下沿海城市的建筑设计

随着沿海城市楼群的密集开发,人们更加关注健康居住环境,如何创造舒适的建筑风环境已成为建筑师所面临的问题。本文分析了建筑自然通风的重要性及避免城市建筑楼群中出现的再生风、二次风的必要性,并提出如何从建筑群总体布局及建筑物形式上优化,包括利用风洞模拟试验和计算机数值模拟方法协助设计室外风环境,有效合理利用自然风,并能同时达到节能效果。     

沿海城市住宅小区风环境研究

随着城市的飞速发展,住宅小区风环境问题日益突出。沿海地区受海陆风影响明显,全年风速一般较大,其住宅小区的风环境研究需特别考虑。本文通过IECM CFD10.0建立数值风洞,采用SSTK-ω湍流物理模型求解住宅小区内风速的方法来研究某沿海城市住宅小区的群体建筑风环境。研究表明,数值方法能准确模拟小区风流场,建筑布局和来流方向对小区风环境影响明显,可结合城市风玫瑰图合理规划建筑布局。采用数值方法,可以对己建小区提出措施改进不良风环境,还可以指导、优化未建小区的规划与设计,以营造健康舒适的居住区微气候环境。     

城市风环境研究的技术演进及其评价体系整合

随着城市化水平的提高以及城市空间密度不断加大,城市风环境问题成为了多学科研究关注的热点,风环境对景观环境设计、空气质量改善、开放空间热舒适度感知均具有重要的作用。从风环境研究的技术演进和其评价体系建构两个角度来分别对国内外城市风环境研究进行了梳理与总结,将其技术演进分为实地测量法研究、物理模拟法研究和计算机数值模拟法研究三个阶段进行详细分析,对现有的城市风环境评价体系特征进行了整合,相关技术方法能对城市规划起到积极的补充,具有明显的实践效果。     

建筑结构风荷载与风环境数值模拟仿真研究与工程应用

本文首先对建筑结构风工程数值模拟方法的特点做了简明介绍; 接着提炼了风工程数值模拟研究的几个基础问题包括湍流模型与数值参数影响、平衡边界层的数值模拟、复杂建筑结构的数值风洞建模等, 介绍了这方面的最新研究进展和成果; 然后, 结合建筑工程实践, 概述了风工程教值模拟方法在解决复杂建筑结构风荷栽与风环境等问题中研究和应用成果; 最后, 对风工程数值模拟研究做了展望。其中许多成果为作者在研究和实践中的提炼和总结。对从事建筑结构风工程数值模拟研究具有一定参考价值。     

面向城市风环境精细化模拟的地面粗糙度参数研究

城市风环境不仅与居民健康密切相关,还与建筑风荷载、区域建筑能耗以及城市热岛效应息息相关。室外风环境模拟中的地面粗糙度参数设置会直接影响到模拟结果的准确性。本文提出2种精细化城市地面粗糙度计算方法,并以上海市五角场中心区为例,开展区域粗糙度精确分布计算,结果显示了风环境数值模拟应当根据建筑所在场地选择精细化的粗糙度参数,并应与目标地区气象参数相结合进行考虑。本文的研究将为建筑师准确模拟室外风环境提供科学、合理的技术支撑。     

通过环境仿真模拟指导建筑设计——以2013年国际太阳能十项全能竞赛北京交通大学队“i-yard”为例

随着计算机技术的飞速发展,人们已经不仅局限于使用计算机来进行二维、三维的绘图工作,而是选用计算机数值模拟的方法,在方案设计阶段对建筑的风环境、光环境等进行仿真模拟,从而达到优化设计的目的。本文以北京交通大学参加2013年国际太阳能十项全能竞赛的作品"i-yard"为例,阐述方案设计阶段计算机数值模拟对建筑方案的优化与指导。     

通过环境仿真模拟指导建筑设计简

随着计算机技术的飞速发展,人们已经不仅局限于使用计算机来进行二维、三维的绘图工作,而是选用计算机数值模拟的方法,在方案设计阶段对建筑的风环境、光环境等进行仿真模拟,从而达到优化设计的目的。本文以北京交通大学参加2013年国际太阳能十项全能竞赛的作品＂i-yard＂为例,阐述方案设计阶段计算机数值模拟对建筑方案的优化与指导。     

基于风环境模拟的双鸭山已建住区绿化布局优化策略研究

为了改善住区生活品质及提高室外风环境舒适度,以行列式布局的住区为研究对象,采用实测与计算机数值模拟相结合的研究方法,利用ENVI-met三维微气候数值模拟软件搭建模拟平台,模拟分析住区现存风环境问题及产生的原因并提出优化策略,此外运用计算机数值模拟方法验证策略的合理性。最后归纳总结出通过调整绿化设计优化住区风环境的景观策略,以期为后续住区绿地规划设计及住区风环境研究提供思路。     

典型满族民居院落舒适风环境营造策略

满族民居是我国北方传统民居的重要组成部分,具有很强的地域代表性。满族民居的研究对于既有建筑的改造以及适应于北方气候的新建筑的设计都有着重要意义。该文根据我国东北地区的气候特点,建立典型满族民居的模型,通过计算机数值模拟的方法,模拟与分析了典型满族民居院落在冬夏两季的风环境。阐述了满族民居在不同风环境下体现的特性,总结出满族民居在适应北方风环境方面所具备的优点以及可以改进之处。从数值模拟的新角度对满族民居进行了研究,对今后的研究与设计都具有参考性意义。     

既有大跨度结构风荷载数值模拟研究与应用

随着城市发展进入存量建筑时代,如何准确分析既有大跨度结构的风荷载成为其整体安全评估的关键点.以深圳市民中心为例,利用ANSYS Fluent软件进行了多种工况下风荷载的数值模拟.基于数值模拟结果,研究了同条件下数值模拟和风洞试验结果的对比,周边建筑对数值模拟结果的影响,以及不同风向角下风荷载的分布规律.结果表明,CFD数值模拟方法合理,其相关参数满足后续仿真模拟的要求;周围建筑对风荷载有明显的影响,数值模拟时需要考虑;分布规律方面,建筑上表面主要受风吸作用,边缘区域风压系数普遍较大.本文结果验证了对既有大跨度结构风荷载进行数值模拟的有效价值和可靠前景.     

既有大跨度结构风荷载数值模拟研究与应用北大核心CSCD

随着城市发展进入存量建筑时代,如何准确分析既有大跨度结构的风荷载成为其整体安全评估的关键点.以深圳市民中心为例,利用ANSYS Fluent软件进行了多种工况下风荷载的数值模拟.基于数值模拟结果,研究了同条件下数值模拟和风洞试验结果的对比,周边建筑对数值模拟结果的影响,以及不同风向角下风荷载的分布规律.结果表明,CFD数值模拟方法合理,其相关参数满足后续仿真模拟的要求;周围建筑对风荷载有明显的影响,数值模拟时需要考虑;分布规律方面,建筑上表面主要受风吸作用,边缘区域风压系数普遍较大.本文结果验证了对既有大跨度结构风荷载进行数值模拟的有效价值和可靠前景.     

CFD模拟优化商业公建项目室外风环境

建筑室外风环境的影响因素比较复杂,主要取决于城市的气象,以及建筑所处的周边环境、建筑布局、建筑结构形式等。通过数值软件对某商业公建项目建筑室外风环境仿真模拟,对模拟结果分析并优化建筑景观布局,从而改善建筑室外风环境质量,对商业公建项目的室外风环境的设计具有指导作用。     

建筑物周围行人高度风环境的质量评估

采用计算机软件对某建筑物周围风环境进行数值模拟,根据已有的模拟数据对该建筑周围风环境用风速比和相对舒适度进行评估,得出预测结论,为进行建筑设计时如何考虑周围风环境提供了一定的理论依据。     

不同容积率的城市住区风环境模拟比较分析——以赣州市为例

快速的城市化,居民环境意识的提高,人们越来越关注影响自身生活质量的小区室外环境;而小区的室外风环境是小区环境的重要组成部分。从目前对住区风环境的研究成果和要素来看,更多的研究只单纯从风环境模拟技术的角度,又或是单一地从风环境影响要素进行研究,系统性不够。因此,探索不同布局形式下住宅小区容积率与其风环境的关系,是住区环境研究的重要方向。从实验成本、成果周期、表现方法、应用程度等方面综合考量,选用计算机数值模拟方法进行研究。依据前人的研究成果,将城市住宅小区分为4种典型的布局模式:错列式、行列式、围合式、点群式;通过实地调研收集众多赣州中心城区住宅小区的平面图、容积率、建筑密度、户型等基础资料后,综合考虑日照间距、防火间距和卫生距离等要求,结合各布局模式的空间特点,抽象归纳总结得到4种建筑高度下4种典型布局的16种接近极限的容积率住宅小区理想化空间布局模式,作为模拟研究的实验模型。依据赣州市区的气象数据,来设置模拟的具体环境参数,借助CFD数值模拟技术手段进行模拟研究;以小区人行高度处的风速、风速频率作为评价标准,得到各住宅小区的风环境数据;通过对模拟数据的统计和分析,总结得出容积率与小区室外风环境的定量和定性关系,发现小区的平均风速与建筑容积率、建筑密度存在抛物线性关系,小区的最大风速与建筑容积率、建筑密度存在线性正相关,小区最大风速都与建筑高度呈线性正相关;进而对不同容积率的城市住宅的风环境进行评价,得到一个不同布局形式下不同容积率的风环境评价表,供规划设计人员参考选用。在规划建设中给出住宅容积率和空间布局的具体策略及建议,以便在住宅小区设计的初级阶段,就做好小区方案的风环境评价分析,及时发现对风环境的不利因素,进而修改规划设计,以改善住宅小区的室外通风环境。     

国内外室外风环境数值模拟技术研究进展

20世纪80年代中期,随着计算机技术的快速发展,各种风环境模拟软件也逐渐出现,其中包括Ansys、Fluent、StarCD等,以CFD技术为代表的流体力学技术为风环境的研究形成了理论基础。经过这些年的发展逐渐成熟,现已有一些较为重要的成果。通过分析国内外室外风环境数值模拟技术研究进展情况,探讨风环境模拟在建筑中的现实意义。     

大型工业建筑群室外风环境优化设计探索与实践

工业建筑在其使用过程中会产生大量的余热和有害气体,良好的通风可以带走工业建筑室内外的污染物,对改善生产环境和城市微气候具有重要的作用;在设计阶段对工业建筑群的室外风环境进行优化,可以有效改善建成后的通风效果。在分解工业建筑风环境数值模拟步骤的基础上,借助数字技术建立了常用的计算模块,实现了数值模拟中重复步骤的自动运行,引入舒适风速区比率、静风比率等评价因子,构建了快速、准确、便于方案比选的数值模拟方法。最后以包装材料工厂为例,在设计阶段通过数值模拟对工厂室外的风环境进行分析,并针对精整车间各分区之间的距离进行了优化,在建成后对室外风环境进行了测试,室外风速基本满足工厂室外通风的要求。     

高层双子楼布局方式对建筑风环境的影响

建筑技术的提升使城市中高层双子楼极为常见,双子楼建筑的相互作用在建筑之间形成了独特的风环境。为了分析双子楼布局方式对建筑风环境的影响,探索双子楼设计的基本原则,文章选用数值模拟方法,研究不同风向角和错位距离条件下两栋平行建筑之间的风环境,采用放大因子、无量纲空气流量、冠层平均速度和界面交换速度等指标对其进行评价,得出不同风向角和错位距离下双子楼风环境各个评价指标的变化情况,并基于评价结果和城市季风特征,给出了高层双子楼的设计布局建议。     

建筑风工程研究与应用的新进展

近几年来,建筑风工程领域的研究取得了重大进展,成果不仅在我国许多标志性超高层建筑和大跨空间结构工程中得到应用,部分已经被吸纳到最新修订的建筑结构荷载规范中。在近地面风特性和基本风速方面,为反映大城市群的建设规模和建筑高度,C,D两类地貌的梯度高度将适当提高,在补充吸收最近大风气象资料的条件下,绘制了新的全国基本风压图;基于大量风洞试验研究,超高层建筑横风向风振、弯扭耦合风振分析及其等效风荷载的计算方法日臻完善和实用,大跨空间结构脉动风荷载非平稳和非高斯特性、等效静力风荷载确定方法的研究取得进展;以计算机数值模拟为主要手段的行人风环境、自然通风及舒适度相关的研究正在逐步展开,是今后风工程研究大有发展前景的方向。     

建筑风环境研究进展

本文的研究目的是对近些年来在建筑风环境领域的研究状况做相关的归纳总结。近些年来建筑风环境领域的研究主要集中在多层建筑抗风优化设计,建筑与风能一体化设计以及步行高度处风环境研究3个方面。主要采用CFD模拟技术进行研究,部分研究使用实测以及风洞试验的方法。近些年来的研究成果主要为多层建筑被动式抗风设计,高层建筑的风能发电以及高层建筑对于步行高度处风环境的影响以及相应的改善措施。研究的难点主要集中在基于风环境的建筑型体参数优化的研究,城市中近地面层风力发电以及步行高度处风环境评价3个方面的研究,未来相关的研究应该围绕此3个方面展开。