论风环境对建筑设计的重要性以及风环境模拟的方法
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建筑知识:建筑中风力贡献及其对建筑的影响随着社会的发展,建筑也在不断地进步和更新,为人们的生活环境提供了各种便利和保障。
在建筑中,风力作为一种重要的自然力量,对于保证建筑的舒适性和安全性很有作用。
本文将介绍风力在建筑中的贡献以及对建筑的影响。
一、风力在建筑中的贡献1.自然通风和降温风能促进建筑物的通风和降温,有效地实现了室内空气质量的提升和温度的调节。
尤其在夏季高温季节,风能对于降低室内温度和提高人们舒适度起到了重要作用。
因此,在建筑物的设计过程中,需要考虑风的方向和速度等因素,以便最大程度地利用风力、促进自然通风和降温。
2.节能环保风能可以在很大程度上减少建筑的能耗,实现节能环保。
根据实际情况,风力可以让建筑物的室内空气保持新鲜,减少人们对空调的依赖度。
这可以降低能耗,减少室内的二氧化碳排放量以及空气中的污染物质。
而且,通过自然通风的方式,可以在不耗费电力的情况下获得良好的室内空气质量。
3.线性制动器在建筑物的桥梁和塔高等建筑工程中,风能也有很大的贡献,可以作为一种线性制动器,为建筑面临风力的压力提供紧急支持保障。
此外,还可以驱动机械和发电机,从而发挥效益。
二、风力对建筑的影响1.引起建筑物摆动由于风力是建筑最容易受到的天然因素,部分大型建筑物会因为风的作用而发生摆动,从而会对建筑物的结构稳定性造成影响。
因此,对于大型建筑物的设计和施工,需要对建筑物进行科学的防护和控制,以保证其结构的稳定,有效避免震动对建筑物的损坏。
2.建筑物的形状和布局需要考虑风力因素考虑风的因素在很大程度上影响了建筑物的形状和整体布局。
例如,某些地区的建筑物采用了微弱风扇的设计,这种风扇可以利用风的力量増强气流,并且能够增大风力的速度,从而实现优质通风罩效果。
另外,在设计建筑物的时候,需要考虑在风的方向上建造高层建筑,从而最大化地利用风力,减少建筑物对风的阻力。
而在防风和切断风力的产品方面,很多的建筑材料和建筑产品都是从这方面考虑的,如窗户、风挡、隔声等。
建筑结构的抗风设计在建筑工程中,抗风设计是至关重要的一环。
高风速的风力对建筑物产生的压力和风载影响可能导致建筑结构的倒塌和损坏,给人员和财产带来巨大的风险。
因此,合理的抗风设计是确保建筑物安全稳定的关键措施之一。
本文将介绍建筑结构抗风设计的重要性、影响因素和常用的设计方法。
1. 重要性建筑结构抗风设计在保障人员和财产安全方面起到至关重要的作用。
当遭受强风袭击时,建筑物若没有经过合理的抗风设计,可能产生严重变形、位移或倾覆,引发人员伤亡事故。
此外,受强风的冲击,建筑物的墙体、屋顶、窗户等易受损件也容易发生破坏,进而对建筑物内部设备和财产造成损失。
因此,通过合理的抗风设计,能有效减少风灾带来的损害。
2. 影响因素建筑结构抗风设计的成功与否受多种因素的影响。
2.1 地理环境特征地理环境特征是抗风设计的首要因素之一。
不同地区的地理环境特征(如海拔、气候、地形等)会导致当地风速和风向的差别,因此,抗风设计需要结合具体地理环境特征进行。
2.2 建筑物形式和高度建筑物的形式和高度对其抗风能力有直接影响。
例如,高层建筑由于面积较大,截风面积也相应增大,因此需要更强的抗风设计。
此外,建筑物的形式(如平面形状、结构形式等)也会影响到其抗风性能。
2.3 结构材料和构造方式建筑物所采用的结构材料和构造方式直接关系到其承载能力和抗风性能。
结构材料的抗风能力会影响到建筑物的整体稳定性,不同构造方式也会产生不同的抗风效果。
因此,在抗风设计中需要选择合适的材料和构造方式。
3. 设计方法为了确保建筑物具备较好的抗风能力,设计师可以采用以下方法:3.1 强度设计法强度设计法是最常用的抗风设计方法之一。
该方法通过计算建筑物受到的风荷载,并根据结构材料的强度和抗拉性能进行合理设计,以确保建筑物的整体稳定性。
3.2 风洞试验风洞试验是一种能够模拟真实风场条件的实验方法,通过在缩比模型中对建筑物进行风洞试验,可以精确评估建筑物所承受的风荷载和风力效应。
建筑设计中的风环境模拟在建筑设计领域,风环境模拟正逐渐成为一项不可或缺的重要工具。
它不仅能够影响建筑的舒适度和能源效率,还对建筑的结构安全性和周边环境的质量有着深远的影响。
风环境模拟是什么呢?简单来说,就是通过计算机技术和相关的数学模型,来预测和分析在特定的建筑布局、地形地貌以及气象条件下,风的流动情况和特性。
这就好比我们在建造一座真实的建筑之前,先在虚拟的世界里进行一场“风的实验”。
为什么要在建筑设计中进行风环境模拟呢?首先,良好的风环境可以提高建筑内部的自然通风效果,减少对机械通风和空调系统的依赖,从而降低能源消耗。
想象一下,在炎热的夏天,如果能够通过巧妙的设计让凉爽的风自然地在建筑内流通,那不仅能节省大量的电费,还能让居住者感到更加舒适和健康。
其次,风环境模拟对于建筑的结构设计也至关重要。
强风可能会对建筑物产生巨大的压力和冲击力,如果在设计时没有充分考虑到风的作用,可能会导致建筑结构的损坏甚至倒塌。
通过风环境模拟,设计师可以提前了解风对建筑的影响,从而采取相应的加强措施,确保建筑的安全性。
此外,风环境还会影响到建筑周围的行人舒适度。
比如在高楼林立的城市中,狭窄的街道可能会形成“风洞效应”,导致风速突然增大,给行人带来不适甚至危险。
通过模拟,设计师可以优化建筑的布局和外形,减少这种不利影响。
那么,风环境模拟是如何进行的呢?这通常需要以下几个步骤。
第一步是收集相关的数据,包括建筑所在地区的气象资料、地形信息、周边建筑物的分布等等。
这些数据就像是模拟的“原材料”,越详细和准确,模拟的结果就越可靠。
接下来,需要选择合适的模拟软件和数学模型。
目前市场上有许多专业的风环境模拟软件,它们基于不同的理论和算法,但目的都是为了尽可能准确地模拟风的流动。
在输入数据和设置好模型参数后,计算机就开始进行复杂的计算和分析。
这个过程可能需要花费一定的时间,取决于模型的复杂程度和计算机的性能。
最后,模拟完成后,设计师会得到一系列的结果,比如风速分布、风压分布、气流轨迹等等。
建筑物抗风设计引言:在地球上的各个角落,自然灾害的威胁始终存在。
其中,风灾是一种普遍且具破坏性的自然灾害,经常伴随着巨大的破坏和损失。
因此,在设计和建造建筑物时,抗风设计成为至关重要的一项任务。
本文将探讨建筑物抗风设计的原理、方法和技巧,以增强建筑物的抗风能力,减少损失。
一、抗风设计的原理1. 风力的作用风是由大气层中气压差所引起的空气运动,其对建筑物的作用主要体现在风压和风扬力两个方面。
风压是指风对建筑物垂直表面产生的压力,风扬力指风对建筑物水平表面产生的拉力。
建筑物抗风设计的关键在于合理分布和使用这两种力。
2. 建筑物的结构强度抗风设计的基础是建筑物的结构强度。
建筑物的结构强度是指建筑物对外界荷载的抵抗能力,包括重力、水平力和风力等。
设计和选择合适的材料、合理的构造和加固方法是确保建筑物结构强度的关键。
3. 风洞试验和数值模拟为了准确评估建筑物的抗风能力,风洞试验和数值模拟成为建筑设计的重要手段。
风洞试验可以模拟真实的风力环境,通过观测模型结构的变形和应力状况,评估建筑物的稳定性。
数值模拟则通过计算流体力学方法,预测和分析建筑物在不同风速下的响应。
二、抗风设计的方法和技巧1. 形状设计建筑物的形状对其抗风能力有直接影响。
流线型的外形可以减小风阻力,降低风压对建筑物的作用。
因此,在设计过程中,应尽量避免棱角和突出物,优化建筑物的气动特性。
2. 避免共振共振是指建筑物在特定频率下受到外部激励时,振动幅度不断增大的现象。
共振会导致建筑物结构的破坏和崩溃。
为了避免共振现象的发生,设计中需要考虑建筑物结构的固有频率,选取合适的抗振措施。
3. 强化连接建筑物的连接部位是脆弱的地方,容易受到风力的破坏。
因此,在设计和施工过程中,需要采取一些措施,如增加连接的强度和刚性,确保连接部位的稳定性。
4. 防护措施除了在建筑物设计中增强结构抗风能力外,还可以采取一些防护措施来减小风灾的影响。
例如,在建筑物周围种植防风林带,设置风抑制构筑物等,都可以有效地降低风力的作用。
建筑工程中的风洞模拟与风力设计在建筑工程中,风力是一个重要的影响因素,对于高层建筑、桥梁、大型结构等工程项目而言尤为关键。
为了确保建筑物在强风环境下的安全性和稳定性,进行风洞模拟与风力设计是必不可少的。
本文将介绍建筑工程中的风洞模拟及其在风力设计中的重要性。
一、风洞模拟是什么风洞是一种用于模拟大气环境中风的设备,它能够模拟出各种风速、风向和风压等风力参数,帮助工程师们预测和分析强风对建筑物的影响。
风洞模拟所得到的结果可以提供宝贵的风力工程数据,用于指导建筑物的结构设计、风险评估和安全验证。
二、风洞模拟的重要性1. 预测建筑物在强风环境下的响应风洞模拟能够模拟真实的风场环境,通过对建筑物进行试验,可以准确预测在强风环境中建筑物的响应。
例如,在模拟中,可以测量建筑物受到的风荷载、结构振动情况等。
这些数据对于改进建筑物的结构设计、提高抗风性能至关重要。
2. 评估建筑物的安全性建筑物一旦建成,将面临各种风力侵袭,通过风洞模拟可以评估建筑物的安全性。
风洞试验可以模拟不同风速和风向对建筑物产生的风力作用,验证建筑物的结构是否满足设计标准,以及是否能够经受住强风的考验。
3. 优化风力设计风洞模拟可以提供建筑物风力工程数据,为工程师们提供优化风力设计的依据。
通过对不同设计方案进行试验,可以比较其在强风环境下的性能差异,找到最优设计方案。
这有助于减小建筑物的风力荷载、降低抗风设计成本,并提高结构的稳定性。
三、风洞模拟与风力设计的案例1. 高层建筑对于高层建筑来说,风洞模拟是非常重要的。
高层建筑通常较为瘦长,容易受到风力的冲击。
通过风洞模拟,可以评估建筑物在不同风速下的位移、加速度等参数,有助于优化结构设计,提高建筑物的抗风能力。
2. 桥梁工程桥梁作为大型结构,其抗风性能同样需要得到保证。
通过风洞模拟,可以模拟桥梁所处的风场环境,评估其受风时的响应情况。
基于模拟结果,可以对桥梁的设计进行调整和优化,确保其在强风环境下的安全可靠性。
建筑与风的相互作用研究风是大自然的力量之一,直接影响着我们周围的环境和建筑物。
建筑与风之间的相互作用是一门独特的研究领域,涉及工程学、物理学和建筑设计等多个学科。
通过研究建筑与风的相互关系,我们可以更好地了解风力对建筑的影响,并设计更安全、舒适的建筑物。
首先,建筑物在面临风力时需要考虑其结构的稳定性。
风可能会对建筑物施加横向力,扭曲或倾斜其结构,因此在设计建筑物时必须考虑抵抗风对结构的压强。
建筑师需要根据风的速度和方向,选择合适的材料和结构形式来增加建筑物的稳定性。
例如,建筑物可能使用大型风阻板、强化墙体结构或设计风洞,以减少风力对建筑物的影响。
其次,风还会直接影响建筑物内部的通风和舒适性。
当风穿过建筑物时,会带走室内的潮湿和不洁空气,同时为室内提供新鲜空气。
这种自然通风不仅有助于改善室内环境,还可以减少能源消耗。
因此,在建筑设计中,考虑到风的方向和速度,合理布置门窗、设置通风口和利用建筑物的形状来实现自然通风是重要的。
另外,建筑与风的相互作用还会影响建筑物的能耗和舒适性。
大风可能会造成建筑物表面的气压分布不均,进而导致采暖或空调系统的能耗增加。
为了减少这种影响,建筑师可以使用风静压最小的表面材料,或设计出形状更加圆滑的建筑物。
此外,建筑物周围的环境布局和植被也可以降低风速,减小风力对建筑的影响。
最后,建筑与风的相互作用还可以通过建筑物的外形和透风性来实现艺术性的表达。
风可以使建筑物产生动感和流线型的外观,增强建筑的美感。
同时,建筑师可以通过合理的设计,使风在建筑物内部形成柔和的通风效果,营造宜人的室内环境。
综上所述,建筑与风的相互作用是一个复杂而有趣的研究领域。
通过深入了解风对建筑物结构、通风、能耗和美感的影响,我们可以更好地设计出符合人类需求的建筑物。
未来,在建筑与风的相互作用研究的基础上,我们还可以进一步探索如何利用风能或通过智能控制系统来优化建筑与风的关系,从而创造更可持续、舒适和美观的建筑环境。
论风环境对建筑设计的重要性以及风环境模拟的方法(共11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--论风环境对建筑设计的重要性以及风环境模拟的方法成员组长:黄瑞云 14组员:赵小玲 11组员:王丹 09摘要:本论文论述了风环境对建筑设计的重要性以及各种风环境的模拟方法介绍,最后利用风环境模拟方法中的PHOENICS软件模拟了行政服务中心项目的风环境。
关键词:风环境绿色建筑舒适流通风速风压 PHOENICS正文:随着人们生活水平的提高,人们对居住、办公环境的要求越来越高。
如何在建筑室内各部分维护良好通风的同时避免废弃回流,在室外环境规划中维护“风道”,促进城市空气流通更新与人们聚集区域的风速舒适与减轻污染,成为设计建筑风环境的基本考虑。
建筑群风环境与建筑室内通风是营造人体生理舒适性的主要因素,而且通风效率与建筑节能直接相关,是可持续发展的“绿色建筑”的重要主题。
对于中国这样广大地区的气候环境差异,造成南北方、长江流域以及亚热带地区完全不同的风环境考虑,建筑布局如何适应当地气流条件,以及采暖节能与制冷节能对风环境的完全不同要求,都对建筑设计提出了要求。
随着人口密度的提高,用地开始紧张,高层建筑成了开发商们的首选。
风荷载是高层建筑的主要侧向荷载之一。
1926年9月美国迈阿密市麦芽喀隆大楼在台风袭击后发生塑形变形,顶部残余位移达米。
我国深圳一座超高层建筑在多次不同风洞测验中,还发现横风向强烈风震现象。
众多工程实例表明,结构抗风分析是高层建筑重要设计计算的因素。
当然风环境不仅对建筑产生影响还会对建筑周边的行人产生影响。
当一栋大楼矗立起来,不可避免地改变了原来吹经此处的风的走向,即改变此片地块的风环境。
这种改变有可能产生不良影响。
例如商业街和成排成列的住宅区两旁,形成人工“街道峡谷”,也可以说是弄堂,风汇合在街道弄堂里,由于“峡谷效应”,风速加大,出现局部强风,加上建筑物的阻滞,形成漩涡和强烈变化的升降气流等复杂的空气流动现象。
浅析建筑设计与风环境的关系近年来,“建筑的风环境”已经和“热环境” “声环境” “光环境”一样,越来越多地引起人们的重视。
风和城市环境,建筑环境有着密不可分的关系,并对城市规划,建筑设计和结构设计等领域有着很大的影响。
一. 风的气流和风压对建筑及群体产生一定的作用当风向垂直于建筑长边时,在房屋背面形成气流漩涡区,流场紊乱。
实验证明,建筑物高度越高,深度越小;长度越大时,背面漩涡区就越大。
同时,由于风气候影响,地形地貌,建筑的组合形式以及其他地面建筑设施的相互作用,情况更复杂多变。
上述结果只是反映在一定条件下的某种规律,而在实际设计中还须分析具体情况,同风工程学结合应用。
人,自然,建筑,城市一直是密切相关的概念,而风和它们都有关系。
风不但有助于提高人们生活环境的空气流通,还有助于调节室内温度和空气湿度。
同时,使建筑物朝向夏季主导方向是对风环境合理运用的必要手选。
玻璃幕墙在现今社会已成为时尚的外观装饰材料及围护墙体,它在给城市带来轻盈通透,和谐美观的同时,也给建筑届带来了新的课题。
随着工业化进程的不断加快,玻璃幕墙抗压变形性能不断提高。
如今对风环境的研究日渐完善,这些诸多元素的结合,为现代建筑的发展起着巨大的推动作用。
风水术作为中国古代的一套择居和泽葬的系统,反映了在当时的历史地理自然环境下,人们对于生活理想模式的选择,尽管被笼罩上了一层神秘主义的色彩,但其中也不乏中国古代的哲学和朴素的科学思想,当前一些专家学者也将此视为环境景观学或建筑人类学。
“藏风聚气”就考虑了建筑选址和布局中的通风和防风问题,“回风返气” .“障空补缺”则反映了建筑所产生的局部风环境及其防止和补充的问题。
随着近代新建筑的出现,尤其是高层和超高层建筑的问世,也产生了尖锐突出的再生风环境或二次风环境,成为城市环境的公害的一个重要方面。
在高层建筑林立的“山谷”之中,经常可以见到举步维艰迎风前进的人们。
风环境和再生风环境已是不可回避的尖锐问题,必须从规划.设计.实验.理论诸方面去进行深入的研究,从而提出必要的对策。
城市景观空问的风环境设计城市景观空间是城市的重要组成部分,它不仅是城市美丽的象征,更是人们休闲、娱乐、交流的场所。
城市景观空间的风环境设计是指在城市景观空间中考虑风的影响,通过科学的手段,使城市景观空间中的风环境能够达到人们的需求,使城市成为一个宜居、宜游的地方。
本文将结合城市景观空间风环境设计的重要性、现状及发展趋势,探讨其在城市规划和建设中的作用和意义。
1. 利于城市通风与气流的对流城市景观空间的风环境设计可以通过对景观空间中的建筑、植被等要素进行合理布局,加强城市气流的对流,有效改善城市的通风情况,降低城市气温,提高城市的舒适度和适宜度。
2. 为城市景观增添动态的美感城市景观空间的风环境设计能够为城市景观增添动态的美感。
风环境的变幻多样、动静结合,能够为城市景观增添一种自然而又动态的美感,使城市景观更加丰富多彩。
3. 促进城市的健康发展城市景观空间的风环境设计能够促进城市的健康发展。
合理设计的风环境可以减少城市空气污染,改善城市环境质量,促进人们的身心健康,提高居民的生活质量。
4. 增强城市景观的文化内涵城市景观空间的风环境设计可以增强城市景观的文化内涵。
通过对城市景观空间的特色文化要素进行挖掘和利用,结合风环境的设计,可以为城市景观增添浓厚的文化氛围,丰富城市的文化内涵。
当前,随着城市建设的不断发展,城市景观空间的风环境设计也得到了广泛的重视。
越来越多的城市开始将风环境设计纳入城市规划和建设的考虑范围,通过对城市景观空间的风环境进行科学设计,优化城市的环境质量,提高城市的宜居性和宜游性。
未来,城市景观空间风环境设计将呈现以下几个发展趋势:1. 科技化。
随着科技的不断进步,城市景观空间的风环境设计也将更加倚重科技手段,通过流体力学模拟、气象条件分析等科技手段,精确地预测和评价城市景观空间的风环境,为设计提供科学依据。
2. 生态化。
未来城市景观空间风环境设计将更加倾向于生态化,通过绿色植被的引入、水体的设置等方式,合理布局城市景观空间,优化城市的风环境,提高城市的生态性。
建筑中的建筑物防风设计在建筑中,建筑物防风设计起着至关重要的作用。
它能够有效保护建筑物免受风力的破坏,提高建筑物的结构稳定性和耐久性。
在设计建筑物防风方案时,需要考虑建筑物所处的环境、建筑材料的性能以及建筑物的功能需求等多个因素。
本文将探讨建筑中的建筑物防风设计的重要性,并介绍几种常见的建筑物防风设计方法。
首先,建筑物防风设计在保护建筑物结构方面起着重要作用。
风力是一种非常具有破坏性的力量,特别是在强风区域。
如果建筑物的设计不考虑防风问题,容易导致建筑物结构受到严重影响,甚至倒塌。
因此,在建筑物的设计中,必须将防风因素纳入考虑范围,采取相应的措施来增强建筑物的结构稳定性。
这样可以有效地防止因风力引起的破坏风险,确保建筑物的安全性和可靠性。
其次,建筑物防风设计可以提高建筑物的耐久性。
在强风区域,建筑物往往面临长期的风力冲击,如果没有进行防风设计,建筑物可能会因长期受力而导致疲劳破坏。
通过合理的防风设计,可以减小风力对建筑物的影响,降低了建筑物的疲劳破坏风险,延长了建筑物的使用寿命。
因此,防风设计在提高建筑物的耐久性方面起着重要作用。
接下来,我将介绍几种常见的建筑物防风设计方法。
首先是使用风洞模型进行试验。
风洞试验是一种常用的评估建筑物风荷载的方法,通过在风洞中建立建筑物模型,模拟实际的风环境,进行风力试验,可以准确地获得建筑物所受的风荷载特性,从而指导建筑物的防风设计。
其次是采用形状符合风场分布的建筑物设计。
对于高层建筑物来说,其顶部和立面的形状对于阻挡和抵抗风力起着重要作用。
因此,在设计高层建筑物时,需要根据风场分布的特点来选择合适的形状,以减小风力对建筑物的影响,增强建筑物的防风能力。
还有一种常见的方法是通过设计风档。
风档是一种能够有效抵抗风力的结构设施,通常位于建筑物的开放区域,如门窗和阳台等。
通过合理设计风档的形状和材料,可以增强建筑物的防风能力,减小风压对建筑物的影响。
此外,有些地区还采取了地埋或建筑物融入地形的方法来提高建筑物的防风能力。
城市景观空问的风环境设计城市景观空间的风环境设计在城市规划和建设中起着重要的作用。
风是自然界中不可或缺的元素,它不仅影响着城市的气候和环境,也对人们的生活和活动产生着重要的影响。
在城市景观空间的设计中,合理的风环境设计是至关重要的。
一、城市风环境的重要性城市风环境的好坏直接关系到城市居民的生活质量和工作效率,也直接影响到城市的形象和宜居性。
良好的风环境可以改善城市的空气质量,减少污染物的滞留和累积,有利于人们的健康和身心的舒适。
好的风环境还能够有效地降低城市的热岛效应,提高城市的舒适性和适宜性。
在城市规划和建设中,合理的风环境设计是至关重要的。
二、城市风环境设计的原则1. 合理布局。
在城市规划和建设中,应该合理布局建筑和绿化,以利于形成良好的风环境。
建筑应该按照风向和风速的变化合理布置,绿化应该按照植被的特性和数量合理布局,以保证城市的风环境达到最佳状态。
2. 提高通风条件。
在城市规划和建设中,应该考虑到城市的通风条件,合理设置通风口和通风通道,以利于改善城市的风环境。
3. 减少阻挡。
在城市规划和建设中,应该尽量减少建筑或结构物对风的阻挡,以利于改善城市的风环境。
4. 提高绿化率。
在城市规划和建设中,应该通过增加绿化面积来改善城市的风环境,合理设置绿化带和绿化带间隔,以达到最佳的风环境效果。
五、城市风环境设计的案例分析1. 上海国际金融中心。
该项目充分考虑到了上海的气候条件和地形地貌,合理设置了通风口和通风通道,通过绿化和水景的设置,有效改善了上海的风环境,提高了上海的宜居性和舒适性。
2. 北京奥林匹克公园。
该项目充分考虑到了北京的气候条件和地形地貌,合理布置了建筑和绿化,通过绿化带和绿化带间隔的设置,有效改善了北京的风环境,提高了北京的宜居性和舒适性。
风力对建筑物结构的影响与抗风技术随着人类对自然灾害的认知深入,对于建筑物结构的抗风能力也越来越重视。
毫无疑问,风力是影响建筑物稳定性的一大因素。
在暴风雨等恶劣天气条件下,建筑物所承受的风力压力很大,如果没有相应的抗风技术,会给建筑物造成严重破坏甚至倒塌的风险。
首先,风力对建筑物的影响是多方面的。
风力可以通过风力冲击和气流压力等方式对建筑物的立面、屋顶和结构构件施加压力。
风力冲击指的是当风吹向建筑物时,风在撞击建筑物表面时会形成压力,如果建筑物表面没有足够的抗风能力,可能导致表面开裂、脱落。
气流压力则是指风力对建筑物产生的压力,这种压力可以加剧建筑物内的空气流动,增大风的威力。
在建筑物结构中,墙体和屋顶是最容易受到风力影响的部分。
墙体的抗风能力直接影响着建筑物的稳定性和安全性。
一些形状复杂的建筑物,比如高层建筑、钢结构建筑等,由于面对风力作用面积大、高度高、轮廓复杂等因素,更容易受到风力的冲击。
因此,这些建筑物在设计和建造过程中需要特别关注抗风技术的应用。
为了提高建筑物的抗风能力,科学家和工程师们采用了各种抗风技术。
其中,最常见的是增加建筑物的结构刚度和稳定性。
通过选择合适的材料,优化结构使其能够更好地抵御风力的冲击,可以大大提高建筑物的抗风能力。
此外,考虑到建筑物的形状、高度和周围环境等因素也是非常重要的。
通过合理的建筑构造布局,可以减小风力对建筑物的冲击,提高其稳定性。
同时,风洞实验也成为抗风技术研究中不可或缺的一部分。
风洞实验可以模拟真实的风力环境,通过观察建筑物在实验中的表现来评估其抗风能力。
通过调整建筑物的结构和形状,科学家们可以根据实验结果得出有关抗风设计的可行性和优化方案。
风洞实验的应用可以提供准确的数据和依据,为抗风技术的发展提供了坚实的基础。
此外,还有一些新兴的技术被应用于建筑物的抗风领域,比如风力发电。
风力发电是利用风力转动风轮驱动发电机产生电能的过程。
在风力发电装置中,风轮的制动和定位系统必须具备优秀的抗风能力,以保证其能够在恶劣的气象条件下正常运行。
风与建筑之间的相互作用研究风是自然界中常见的气象现象之一,也是空气的流动形式。
而建筑是人类创造的空间和环境,为人们提供了生活、工作和娱乐的场所。
然而,风与建筑之间存在着一种相互作用关系,这种关系对于建筑的设计和结构具有重要的影响。
本文将探讨风与建筑之间的相互作用研究,并且介绍一些与这一领域相关的技术和方法。
首先,我们来了解风与建筑之间的相互作用对建筑物的影响。
风的存在使得建筑物表面产生摩擦力,这就需要建筑物具备足够的抗风能力,以保证其结构的安全性。
在建筑设计的过程中,设计师通常会考虑到风的影响因素,比如建筑物的高度、形状、布局等。
例如,高层建筑往往会因为风的作用而受到更大的力量,因此需要采取相应的措施来增强其结构的稳定性,如加固柱、设置减震器等。
同时,对于防风的建筑物,设计师则需要考虑建筑物的形状和材料的选择,以减小风的作用力。
这些措施都是为了确保建筑物在强风环境下的安全性。
其次,风与建筑之间的相互作用还对建筑物的舒适性和能效性产生重要影响。
正常的风对于建筑物的通风、散热和降温起到了积极的作用,能够改善室内的空气质量,减少能源的消耗。
设计过程中,针对当地的气候特点,建筑师会考虑如何利用风力来进行自然通风或者利用风的温度调节作用来减少冷暖设备的使用。
例如,在沿海地区,海风可以用于降低高温环境下的室内温度,而在寒冷地区,设计师则会注意到风的穿透性,进而减少通风孔的开口面积,以减少室内温度的损失。
通过合理利用风与建筑之间的相互作用,我们能够使建筑物在不同气候条件下实现舒适性和能效性的平衡。
最后,我们来探讨一些与风与建筑相互作用研究相关的技术和方法。
目前,计算流体力学(CFD)已经成为了研究风与建筑相互作用的重要工具之一。
通过数值模拟,我们可以更好地了解风的流动特性和与建筑物之间的相互作用情况。
这些模拟结果可以用来评估建筑物在不同风力条件下的抗风能力,进而指导建筑物的设计和改进。
此外,我们还可以通过风洞试验来验证数值模拟结果的准确性,并且探索一些新的研究方向。
浅析风环境对建筑设计的影响发表时间:2019-06-28T16:33:38.483Z 来源:《城镇建设》2019年第07期作者:季晓强[导读] 风向与建筑物的朝向有着密切关系,同时建筑群体的布局对自然风的组织有很大影响。
在建筑场地设计时,建筑群的布局宜高低错落并尽量引入夏季风而避免冬季风对建筑的影响。
摘要:风向与建筑物的朝向有着密切关系,同时建筑群体的布局对自然风的组织有很大影响。
在建筑场地设计时,建筑群的布局宜高低错落并尽量引入夏季风而避免冬季风对建筑的影响。
自然通风是一种屎价的节能技术,建筑师应该从建筑群体的规划、建筑单体设计到细部构造设计的整个过程中,都对自然通风的适用性和效果仔细考虑,有效地利用自然通风可以提升建筑内的舒适性,同时也可以改善内部的空气质量。
这样就可以在不增加投资或增加少量投资的情况下,更好地营造一个健康、舒适的室内环境。
关键词:风环境;建筑设计;影响1自然通风作用机理一般来讲自然通风指不借助机械设备,依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压,促使空气流动,使得建筑室内外空气交换。
它是利用风的重力作用和物理特性来使建筑内的空气流动起来,被证明了是一种普遍有效的建筑节能方式。
热压和风压是建筑自然通风的动力来源。
在建筑设计中,利用热压或风压有效地产生或避免自然通风,从而达到通风致凉或避风保暖的效果,这可以在建筑布局、建筑形态及门窗设计等方面进行有效的自然通风设计得以体现,从而实现节能和提高室内环境的舒适性。
2在建筑设计中对风环境的考虑2.1“风阴影”在建筑设计中的应用在建筑前后建筑高度七倍的范围以内是一个风的保护范围,即在此空间里的建筑受自然风的影响变小而成为“风阴影”。
若建筑设计中考虑到这个因素,就可以减少冬季寒风对生活在周边人员的出行影响。
将高大的建筑设在冬季寒风吹来的方向,而将接小建筑设于其被风面,利用这种“避风”作用可有效地减少寒风的袭击,间接减少了人们对空调等设备的利用,从而可以减少能源的浪费。
城市景观空问的风环境设计随着城市化的不断推进,城市空间的建设和设计受到越来越多的重视,而城市景观空间的风环境设计作为城市设计的重要组成部分,对于城市的宜居性和可持续发展具有重要意义。
风环境设计不仅影响了城市的面貌和风貌,还直接影响了居民生活的质量和城市环境的舒适度。
如何在城市景观空间的设计中合理处理风环境,成为了城市规划和设计中需要解决的重要问题之一。
本文将从城市景观空间的风环境设计的意义、原则和方法等方面进行探讨。
一、风环境设计的意义1. 提高城市空间的舒适性城市是人们生活和工作的地方,因此城市空间的舒适度直接关系到人们的生活质量。
而风环境设计可以通过合理的布局和植被的设置等手段,有效地改善城市空间的气候环境,提高城市的舒适性。
2. 保护城市环境城市的建设往往伴随着大量的人为活动和建筑设施的增加,而这些活动和设施会对城市的自然环境造成影响。
风环境设计可以通过控制风场的流动,减少城市内部的风速和风压,减轻城市环境的污染和破坏。
3. 丰富城市景观风是一种自然资源,合理利用风的力量可以丰富城市的景观。
在城市景观空间的设计中,通过合理设置绿化带、水体和建筑物等,可以营造出多样化的风景,增加城市的吸引力。
4. 促进城市的可持续发展风环境设计可以通过提高城市的自然适应性、减少用能和改善居住质量等途径,促进城市的可持续发展。
合理的风环境设计还可以降低城市的建设和运营成本,提高城市的经济效益。
1. 综合考虑在城市景观空间的风环境设计中,需要综合考虑城市地理、气候、环境和人文等因素,从而确定合理的设计方案。
需要根据不同城市的特点和需求,量身定制风环境设计的方案。
2. 顾及生态平衡风环境设计需要顾及城市的生态平衡,保护和利用自然资源,减少对自然环境的破坏。
在设计中要注重绿色植被的设置,保护城市的生态系统。
3. 整体规划风环境设计需要与城市的整体规划相融合,与其他空间设计相协调。
不能片面追求风环境的改善,而忽视其他空间的设计要求,应该创造一个统一的城市空间。
风能建筑的设计与实践近年来,全球气候变化日益严峻,各国纷纷加强环保与可持续发展方面的力度。
在这样的大背景下,可再生能源被视为一种重要的替代能源,而其中最为常见的就是风能。
那么在建筑设计方面,如何融入风能,提高建筑能源效率呢?一、建筑立面与风能设计建筑立面是风能设计的重要组成部分。
在立面设计中,应考虑建筑与周围环境的风向、风速等几何信息,为建筑赋予定向性与稳定性,从而实现风能的捕捉与利用。
其次,在建筑立面的材料选择上,应优先选择质轻的材料,以降低建筑物的阻力。
同时,利用一些特殊的材料和结构设计,比如采用风扇型或设计一些细腻的肋板,以改善风流的状态,提高建筑的通气性。
二、风能利用与气候变化在一些温带地区,尤其在纬度高的高海拔山区及其附近地区,风能可以通过特别设计的风力涡轮机(wind turbine)来进行利用。
在这些地区,由于大气环流带来的高速气流较为充足,因此利用风能建筑可以大大提高能源利用效率。
同时,对于我国的南方地区,一些台风、龙卷风等极端天气的出现也给风能建筑的设计带来了一些思考。
在设计风能建筑时,应结合当地的气候特点,进行预测和模拟,从而选择适当的建筑材料和结构,以保证建筑安全和稳定。
三、风能建筑的未来发展风能作为一种可再生能源已经被广泛应用,并且在未来几年中还将继续扩大应用。
随着人们对环保和可持续发展的要求日益增多,风能建筑的设计和实践也将迎来更广阔的发展前景。
在此过程中,需要强调的是,在设计风能建筑时,不仅需要注重建筑的美感和实用性,还要考虑它对环境的破坏和污染的因素。
因此,我们需要深入研究和探索,以找到一种适合当代人类需求和对环境友好的建筑设计理念。
最后,我们相信,只要全球各方努力携手,积极创新,风能建筑必将成为未来建筑设计的一大亮点。
论风环境对建筑设计的重要性以及风环境模拟的方法成员组长:黄瑞云 2011012314组员:*** 2011012311组员:王* 2011012309摘要:本论文论述了风环境对建筑设计的重要性以及各种风环境的模拟方法介绍,最后利用风环境模拟方法中的PHOENICS软件模拟了行政服务中心项目的风环境。
关键词:风环境绿色建筑舒适流通风速风压 PHOENICS 正文:随着人们生活水平的提高,人们对居住、办公环境的要求越来越高。
如何在建筑室内各部分维护良好通风的同时避免废弃回流,在室外环境规划中维护“风道”,促进城市空气流通更新与人们聚集区域的风速舒适与减轻污染,成为设计建筑风环境的基本考虑。
建筑群风环境与建筑室内通风是营造人体生理舒适性的主要因素,而且通风效率与建筑节能直接相关,是可持续发展的“绿色建筑”的重要主题。
对于中国这样广大地区的气候环境差异,造成南北方、长江流域以及亚热带地区完全不同的风环境考虑,建筑布局如何适应当地气流条件,以及采暖节能与制冷节能对风环境的完全不同要求,都对建筑设计提出了要求。
随着人口密度的提高,用地开始紧张,高层建筑成了开发商们的首选。
风荷载是高层建筑的主要侧向荷载之一。
1926年9月美国迈阿密市麦芽喀隆大楼在台风袭击后发生塑形变形,顶部残余位移达0.61米。
我国深圳一座超高层建筑在多次不同风洞测验中,还发现横风向强烈风震现象。
众多工程实例表明,结构抗风分析是高层建筑重要设计计算的因素。
当然风环境不仅对建筑产生影响还会对建筑周边的行人产生影响。
当一栋大楼矗立起来,不可避免地改变了原来吹经此处的风的走向,即改变此片地块的风环境。
这种改变有可能产生不良影响。
例如商业街和成排成列的住宅区两旁,形成人工“街道峡谷”,也可以说是弄堂,风汇合在街道弄堂里,由于“峡谷效应”,风速加大,出现局部强风,加上建筑物的阻滞,形成漩涡和强烈变化的升降气流等复杂的空气流动现象。
不仅群体建筑会形成不良区域性风气候,单体高层建筑福今年也会出现不利的风环境。
高层建筑趋于将高空的高速气流引至地面,特别是建筑转角处,流动加速,并在建筑前方形成停驻的漩涡,将恶化建筑周围行人高度的风环境,危及过往行人安全。
以上我们叙述了风环境对我们的重要性,但是期望在建筑风荷载规范里寻找具体地貌区域里,设计外形各异的建筑物风荷载体形系数供设计计算之用,无疑是困难的。
何况不同风向角下,其流态是不同的,风荷载体形系数是变化的,建筑物间也存在相互干扰,风荷载的影响是难以评估的,故只有通过模型的风洞试验来了解在风力作用下高层建筑群体间的相互干扰影响和改变其外表周边风压分布情况,获取必要的风荷载数据,才能准确评估各个高度上局部风环境详情,确保安全舒适的风环境。
风洞试验是当前建筑室外风环境及风工程领域使用的主要方法,它是通过制作实际建筑物的缩尺模型在大气边界层风洞中进行的,通过必要的手段产生类似于实际建筑周围的风场,然后通过布置在模型表面及周围的试验仪器测量风速、风压等相关数据,当前研究内容已经涵盖了建筑物在不同地貌下以及各种体型的高层建筑的风压风速分布研究以及不同高度比和相对位置的变化所产生的相互干扰影响。
但是风洞试验也存在着诸如模型制作费时费力,试验周期较长,难以同时研究不同的建筑设计方案等缺点,而且缩小尺寸的试验模型并不总是能反映全比例结构的各方面特征,另外,在测点布置、同步测压等一系列问题上也有很多不足有待解决。
除了风洞试验,建筑室外风环境的评价方法目前主要还有网络法以及数值计算法。
网络法是从宏观角度对自然通风进行分析,主要用于自然通风建筑设计初期的风量预测。
它利用质量、能量守恒等方程计算风压和热压作用下的自然通风量。
但由于网络法不考虑房间内部的空气流动形态对自然通风效果的影响,所以无法给出房间内部的空气详细流动情况分析。
近年来随着计算机技术的飞速发展,数值计算已成为评价方法的主流。
而通风过程的数值模拟研究主要有节点法、数学模型法和计算流体力学法。
计算流体力学(CFD)法因其快速简便、准确有效、成本较低等优点在越来越多的工程问题中得到使用,并逐渐成为有效处理工程问题的手段,受到广泛认可。
CDF模拟是从微观角度针对某一区域或房间,利用质量、能量守恒等基本方程对流场模型进行求解,分析其空气流动情况。
采用CDF 对自然通风模拟,主要用于自然通风风场布局优化和室内流场分析,以及对象中庭这类高大空间的流场模拟,通过CDF提供的直接详细的信息,便与设计者对待定的房间或区域进行通风策略调整,使之有效地实现自然通风。
目前我国流行的大型商业化CDF软件主要有Fluent,CFX,Star—CD,PHOENICS.这几个软件在国内使用范围广、用户多,各有特点,其能实现的功能大体相似,对于建筑物饶流来说,这几种软件都能实现且都有成功实现实例,但其价格差别较大,Fluent的价格约为Phoenics的7、8 倍,CFX也价格不菲。
考虑到实际的需要和价格因素,我们选用了Phoenics来进行建筑物风环境的模拟以获得良好的价格性能比。
PHOENICS是英国CHAM公司开发的模拟传热、流动、反应、燃烧过程的通用CFD软件,全称为Parabolic Hyperbolic Or Elliptic Numerical Integration Code Series。
网格系统包括:直角、圆柱、曲面(包括非正交和运动网格,但在其VR环境不可以)、多重网格、精密网格。
可以对三维稳态或非稳态的可压缩流或不可压缩流进行模拟,包括非牛顿流、多孔介质中的流动,并且可以考虑粘度、密度、温度变化的影响。
利用模型编辑界面来建立几何模型是最适合初学者的,因为它不仅简单易懂,而且还可以自动生成PHOENICS输入语言所编写的Q1文件而不用使用者学习PHOENICS输入语言。
当使用者对PHOENICS有了一定的了解以后,可以利用PHOENICS输入语言直接编写Q1文件或利用FORTRAN语言更深入地编写一些模块。
" D" D. a5 o+ v, C, E1 z, T2 R% r+ o计算结果查看界面可以将计算结果以形象易懂地方式表现出来,也可以利用PHOENICS中的图形处理模块将计算结果按我们想要的形式画出来,另外为了更好地观察计算结果和提取有用信息可将计算结果进行格式转换再用各种常用的图象处理软件处理,如TECPLOT,ORINGE,MATLAB等。
本组采用CDF手段利用PHOENICS软件对项目周边风环境进项模拟,通过设置40万网格进行分析计算,报告中综合流畅风速,风压三个因素对本组项目周边风环境状况进行分析评价。
以下是本组的模拟内容:项目为新建市新建行政服务中心,建筑总用地面积为202433平方米,其中建设用地面积为166258平方米,规划保留绿化带36175平方米,总建筑面积45000平方米,地下车库停车位200辆,地上停车位100辆。
项目地处宁波,宁波属北亚热带湿润季风气候区。
气候温和湿润,四季分明,雨量充沛,冬夏季风交替明显。
宁波的四季是冬夏长(各约4个月)、春秋短(各2个月左右)。
冬季,由于受蒙古高压控制,在西伯利亚冷空气的不断补充南下,天气干燥寒冷。
此时盛行偏北风。
夏季,受太平洋副热带高压控制,盛行东南风,多连续晴热天气,除局部雷阵雨外,还会受到台风或东风波等热带天气系统影响出现大的降水过程。
由于宁波倚山靠海,特定的地理位置和自然环境使各地气候差异明显、天气复杂,但同时也形成了多样的气候类型。
如各海岛具有气温年较差小、冬暖夏凉的海洋性气候特色、气候湿润、光照条件较好、风力资源丰富等,但易受台风影响;西部山区则立体气候特征明显,光照、气温、降水随高度变化显著,水资源相对丰富,但也极易产生洪涝或干旱;而广大平原地区受季风影响明显。
本项目建模时,在不影响自然通风的前提下对项目场地模型做了部分简化,如非主要通风通道不作为计算区域等,同时保留了项目场地周围的基本建筑,保证计算结果的准确性。
具体模型如图所示:环境参数设置所属区域为宁波市,根据深圳室外气象参数,在计算模拟中,对风向和基准高度风速的设置如下:根据《中国建筑热环境分析专用气象数据集》提供的数据,确定以下参数:设定夏季主导风向为东南135,基准高度处(10m)平均风速取为2.7m/s;冬季主导风向为东北偏北22.5,基准高度处(10m)平均风速取为3m/s。
运行软件后得出以下数据图:室外1.5米高度处风速矢量图距离地面1.5米高度风速云图距地 1.5米处高度风压云图迎风面风压背风面风压从流畅图可以看出建筑周边流场较为均匀,没有发现较大涡流风场,整体未出现无风区,没有出现大面积风影区,滞留区,风速大小适宜,不影响周边空气品质。
建筑周边人行区域风速处于0.96m/s-3.1m/s,均小于5m/s,符合人体舒适度要求。
项目建筑前后压差一半达到4.0Pa,一半达到10Pa以上,室内可利用自然通风。
能较好的满足建筑对自然通风的要求,适宜采用开窗进行自然通风。
既绿色环保又有利于人体健康。
根据《绿色建筑评价标准》4.2.6 场地内风环境有利于室外行走、活动舒适和建筑的自然通风:1) 建筑物周围人行区风速小于5m/s,且室外风速放大系数小于2; 2) 除迎风第一排建筑外,建筑迎风面与背风面表面风压差不大于5Pa;3) 场地内人活动区不出现涡旋或无风区;4) 50%以上可开启外窗室内外表面的风压差大于0.5Pa。
此项目完全符合以上标准,风环境达到绿色建筑标准。
根据《绿色建筑评价技术细则》4.1.13住区风环境有利于冬季室外行走舒适及过渡季、夏季的自然通风。
高层建筑的出现使得再生风和二次风环境问题凸现出来。
在鳞次栉比的建筑群中,由于建筑单体设计和群体布局不当,有可能导致局部风速过大,行人举步维艰或强风卷刮物体伤人等事故。
研究结果表明,建筑物周围人行区距地1.5m高处风速V<5m/s是不影响人们正常室外活动的基本要求。
以冬季作为主要评价季节,是由于对多数城市而言,冬季风速约为5m/s 的情况较多。
此外,通风不畅还会严重阻碍空气的流动,在某些区域形成无风区或涡旋区,不利于室外散热和污染物的消散。
夏季、过渡季自然通风对于建筑节能十分重要,良好的自然通风有利于提高室外环境的舒适度。
夏季大型室外场所恶劣的热环境,不仅影响人的舒适感,当超过极限值时,长时间停留还会引发高比例人群的生理不适甚至中暑。
通过模拟我们可以发现本项目风环境基本符合安全舒适的要求。
但是主体建筑背面风速较小,基本只有1.2m/s,可以适当考虑调整方案,加强此部分风的流通。
参考:《绿色建筑评价技术细则》《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014《民用建筑项目节能评估技术导则》《民用建筑设计通则》。