风场模拟对高层建筑群环境评价的影响

李丹

(新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院新疆乌鲁木齐 830002)

风场模拟对高层建筑群环境评价的影响

李丹

(新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院新疆乌鲁木齐 830002)

高层建筑群对大气运动有着明显的阻碍作用，这样一种阻碍作用一方面是通过引起局部地区风场变化表现出来的，另一方面则是通过风速与风压在建筑物周边形成的漩涡表现出来的，这样一些变化都会在一定程度上影响到人们的正常活动。在本文当中采用计算机软件对高层建筑群风场进行模拟，并结合实际情况来分析其对环境评价的影响。

风场模拟；高层建筑群；环境评价

1 风场模拟对高层建筑群环境评价的影响分析

随着现代科学技术的不断发展和进步以及城市人口的不断增长，大量形状各异的高层建筑群应运而生，这样一些建筑物在建设完成以后会较大程度的影响到其周边的风场环境，我们在对其进行分析时主要考虑实际的风力载荷。

经研究发现，风对于建筑物以及其周边环境的影响主要通过以下几个方面表现出来：一是在高层建筑群布局密集的位置上风场容易发生改变，在条件相同的情况下，建筑物周边更加爱容易发生局部风速增大状况。事实上，风力载荷是一种随机性的载荷，在实际环境条件下容易受风向、风强以及时间等多方面因素的共同影响，在建筑物周边局部负压过大的时候，就可能导致建筑物整体被掀起或者是装饰玻璃遭受严重破坏，建筑物的外轮廓一般都不会是流线型的，这就使得流场不可避免的会伴随脱落和震荡，对于高层建筑群而言就表现为居室内严重的噪声污染，更加严重的时候甚至有可能导致建筑物自身的安全。

2 风场模拟在高层建筑群环境评价中的作用

城市当中的高大建筑容易形成不良的峡谷效应，从而带来变幻莫测的峡谷风，而城市当中单一高层建筑的存在并不多见，更多的都是多栋高层建筑物所形成的建筑群。随着现代计算机技术的不断进步和发展，利用计算机技术来对高层建筑物周边的风场环境进行模拟计算以及成为了一种非常科学和有效的手段，在这里我们主要是通过模拟实验和数值模拟等多种不同的方法来对小区之内的风场变化及空气流动状况进行研究和预测。对于风场流体而言，其流动状态的数值模拟实际上就是在计算机上离散求解空气流动过程当中所遵循的流体力学方程组，得到所需要的结果之后再利用计算机图形学技术将这样一种计算结果准确而直观的表示出来，这样一种数值模拟技术就是我们所说的计算机流动力学。在本文当中，我们对风场模拟对高层建筑群环境评价的影响进行说明和分析时，主要利用的就是多功能CFD软件来对高层建筑群进行风场数值模拟与分析，且在分析过程当中主要是将人的切身感受作为最重要的衡量标准。随着现代计算机技术的不断进步和发展，人们已经熟练而良好的将CFD技术应用到建筑环境的模拟研究工作当中去，也正是基于这样一种良好的研究条件，才使得我们能够对一些非常复杂的建筑群气流流动状态方便的进行模拟和仿真，为环境影响评价做出了非常大的贡献。

3 高层风场对其周边环境的影响分析

高层风场对其周边环境的影响主要包括两个具体的方面，一方面是对室外人员活动区域的影响，另一方面则是下洗、涡流等不良小气候的影响。一般来说，地面以上1.75m高度左右的水平截面是人们常规活动所能感知到的范围，也就是我们所说的“人区”，在该区域当中人们的活动频繁，因此风速应当在5m/s以下，否则就会给人们的行动带来较大的不便。从CFD流场模拟的结果上来看，上述风速要求一般都是能够达到的，但是对于一些建筑拐角处则有可能出现风速的最大值，除此之外，在建筑群之间由于壁面的发射作用往往会使得其过道的中央风速形成叠加，通过渠道效应来达到风速的最大值。在计算机模拟当中所得到的模拟结果与风洞试验基本一致，都表明风场模拟在高层建筑群的环境评价当中确实有着一定程度的影响作用。但是对于一些城市中心区的建设群而言，由于其建筑群的密度较大，因此其地面平均风速并没有那么大，相应的风速也就没有那么大。而涡流和下洗则都是不利于空气当中污染物扩散的小气候，在风场模拟计算房中，发现一些建筑群与其附属的建筑之间空地处容易产生涡流现象，尺度和流速并不大，因此所形成的风环境影响并不大，通过立体化绿化设计或者是高大树木的种植就能够良好的处理之。

4 结语

通过上文当中的分析和说明就可以看到，高层建筑群在建设完成之后会较大程度的改变其周边的风场环境，近地面风速的增大无疑会对人们的室外活动产生较大的影响，除此之外，高层建筑群的阻挡作用还会使得其附近产生下洗、涡流等不良的局部小气候，不利于空气当中污染物的及时扩散。正是因为这样，在高层建筑的环境影响评价当中一定要切实加强对于风场的研究。

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