風場模擬對高層建筑群環境評價的影響

李丹

(新疆生產建設兵團勘測規劃設計研究院新疆烏魯木齊 830002)

風場模擬對高層建筑群環境評價的影響

李丹

(新疆生產建設兵團勘測規劃設計研究院新疆烏魯木齊 830002)

高層建筑群對大氣運動有著明顯的阻礙作用，這樣一種阻礙作用一方面是通過引起局部地區風場變化表現出來的，另一方面則是通過風速與風壓在建筑物周邊形成的漩渦表現出來的，這樣一些變化都會在一定程度上影響到人們的正常活動。在本文當中采用計算機軟件對高層建筑群風場進行模擬，并結合實際情況來分析其對環境評價的影響。

風場模擬；高層建筑群；環境評價

1 風場模擬對高層建筑群環境評價的影響分析

隨著現代科學技術的不斷發展和進步以及城市人口的不斷增長，大量形狀各異的高層建筑群應運而生，這樣一些建筑物在建設完成以后會較大程度的影響到其周邊的風場環境，我們在對其進行分析時主要考慮實際的風力載荷。

經研究發現，風對于建筑物以及其周邊環境的影響主要通過以下幾個方面表現出來：一是在高層建筑群布局密集的位置上風場容易發生改變，在條件相同的情況下，建筑物周邊更加愛容易發生局部風速增大狀況。事實上，風力載荷是一種隨機性的載荷，在實際環境條件下容易受風向、風強以及時間等多方面因素的共同影響，在建筑物周邊局部負壓過大的時候，就可能導致建筑物整體被掀起或者是裝飾玻璃遭受嚴重破壞，建筑物的外輪廓一般都不會是流線型的，這就使得流場不可避免的會伴隨脫落和震蕩，對于高層建筑群而言就表現為居室內嚴重的噪聲污染，更加嚴重的時候甚至有可能導致建筑物自身的安全。

2 風場模擬在高層建筑群環境評價中的作用

城市當中的高大建筑容易形成不良的峽谷效應，從而帶來變幻莫測的峽谷風，而城市當中單一高層建筑的存在并不多見，更多的都是多棟高層建筑物所形成的建筑群。隨著現代計算機技術的不斷進步和發展，利用計算機技術來對高層建筑物周邊的風場環境進行模擬計算以及成為了一種非常科學和有效的手段，在這里我們主要是通過模擬實驗和數值模擬等多種不同的方法來對小區之內的風場變化及空氣流動狀況進行研究和預測。對于風場流體而言，其流動狀態的數值模擬實際上就是在計算機上離散求解空氣流動過程當中所遵循的流體力學方程組，得到所需要的結果之后再利用計算機圖形學技術將這樣一種計算結果準確而直觀的表示出來，這樣一種數值模擬技術就是我們所說的計算機流動力學。在本文當中，我們對風場模擬對高層建筑群環境評價的影響進行說明和分析時，主要利用的就是多功能CFD軟件來對高層建筑群進行風場數值模擬與分析，且在分析過程當中主要是將人的切身感受作為最重要的衡量標準。隨著現代計算機技術的不斷進步和發展，人們已經熟練而良好的將CFD技術應用到建筑環境的模擬研究工作當中去，也正是基于這樣一種良好的研究條件，才使得我們能夠對一些非常復雜的建筑群氣流流動狀態方便的進行模擬和仿真，為環境影響評價做出了非常大的貢獻。

3 高層風場對其周邊環境的影響分析

高層風場對其周邊環境的影響主要包括兩個具體的方面，一方面是對室外人員活動區域的影響，另一方面則是下洗、渦流等不良小氣候的影響。一般來說，地面以上1.75m高度左右的水平截面是人們常規活動所能感知到的范圍，也就是我們所說的“人區”，在該區域當中人們的活動頻繁，因此風速應當在5m/s以下，否則就會給人們的行動帶來較大的不便。從CFD流場模擬的結果上來看，上述風速要求一般都是能夠達到的，但是對于一些建筑拐角處則有可能出現風速的最大值，除此之外，在建筑群之間由于壁面的發射作用往往會使得其過道的中央風速形成疊加，通過渠道效應來達到風速的最大值。在計算機模擬當中所得到的模擬結果與風洞試驗基本一致，都表明風場模擬在高層建筑群的環境評價當中確實有著一定程度的影響作用。但是對于一些城市中心區的建設群而言，由于其建筑群的密度較大，因此其地面平均風速并沒有那么大，相應的風速也就沒有那么大。而渦流和下洗則都是不利于空氣當中污染物擴散的小氣候，在風場模擬計算房中，發現一些建筑群與其附屬的建筑之間空地處容易產生渦流現象，尺度和流速并不大，因此所形成的風環境影響并不大，通過立體化綠化設計或者是高大樹木的種植就能夠良好的處理之。

4 結語

通過上文當中的分析和說明就可以看到，高層建筑群在建設完成之后會較大程度的改變其周邊的風場環境，近地面風速的增大無疑會對人們的室外活動產生較大的影響，除此之外，高層建筑群的阻擋作用還會使得其附近產生下洗、渦流等不良的局部小氣候，不利于空氣當中污染物的及時擴散。正是因為這樣，在高層建筑的環境影響評價當中一定要切實加強對于風場的研究。

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