高层建筑风环境及其影响研究

高层建筑在强风作用下由于脉动风的影响将产生振动，这种振动有可能使在高层建筑内生活或工作的人在心理上产生不舒适的感觉,从而影响建筑物的正常使用”由于风是一种经常性的荷载作用,因此有必要将风引起的高层建筑的振动限制在人体舒适的感觉范围之内”重现期的选择也最大风速样本的取法影响着平均风速的数值”如果以口最大风速为样本,则一年有365个样本，平时低风速的口子的风速值占有很大的权，而最大风速那一天的风速只占1/365的权,因而最大风速重要性大大降低了，统计出的平均风速必将大大偏低"如果采用月最大风速,则每年最大风速在整个数列中也只占1/12的权,也降低了最大风速所起的重要性，所得结果也是偏低的"对十工程结构应该能承受一年中任何口子的极大风速,因此取年最大风速为样本”最大风速有它的自然周期，每年季节性地重复一次,因而采用年最大风速作为一个样本,较为合适”世界各国基本上是取年最大风速作为统计样本的”平均风的时距平均风速的数值与时距的取值有很大的关系”如果时距取得很短,例如3秒钟,则必定将记录中最大值附近的较大数据都突出反映在计算中,较低风速在平均风速中的作用难以得到反映，因而平均风速值很高”如果取得很长,例如1天，则必定将1天中大量的小风平均进去,较高风速在该长时距中起不到显著作用,其值一般偏低”一般来说,时距愈短,平均风速愈大，时距愈长，平均风速也就愈小"风速记录表明,阵风的卓越周期约为1min，通常认为10min(约10个周期)至1小时（约60个周期,由于阵风有较长的持续性,衰减较慢)其平均值基本上是一个稳定值,因而我国规范规定以10分钟作为取值标准”一般我们所研究的对象不会出现异常风的气候,称为良态气候"对十这种气候,我们可以认为年最大风速的每一个数据都对极值的概率特性起作用,因此，世界上许多国家把年最大风速作为概率统计的样本,由重现期和风速的概率分布获得该地区的设计最大风速，或者称为基本风速"我国规定基本风速采用极值I型概率分布函数进行统计分析"对于多层建筑和高层建筑的风致响应问题，连续体系，采用随机振动理论进行分析。

高层建筑群对城市风场的影响研究随着城市化进程的加快，高层建筑群在城市中的兴建已成为一种常见现象。

然而，这些宏伟的建筑物并非只是为了美观和提供居住或工作空间，它们还对城市风场产生着深远的影响。

本文将探讨高层建筑群对城市风场的影响，并从不同角度进行论述。

首先，高层建筑群的兴建会改变城市的风向和风速。

由于高层建筑群的林立，建筑物之间形成了一种通道效应，会改变风的流动路径。

在城市狭长的街道中，高层建筑将风阻挡在街道上方，使得街道呈现出较低的风速。

而在高层建筑周围的区域，由于建筑物的包围，风速则会比较强劲。

这种风场分布的不均匀性给城市带来了一定的挑战，例如对于空气污染物扩散的影响，以及对道路交通安全的影响等。

其次，高层建筑群的兴建会导致城市局部的微气候变化。

高层建筑对周围的气流产生较大的阻碍，容易引起空气的积聚，形成所谓的城市热岛效应。

城市热岛效应指的是城市相对于郊区和乡村而言，气温更高的现象。

这是因为高层建筑群能吸收和储存大量的太阳辐射能量，并将其释放到周围环境中。

而且，高层建筑群还会阻挡了自然通风的路径，使得局部区域的空气流动受到限制和扭曲，加剧了城市内的气温升高。

此外，高层建筑群还对城市环境和生态系统产生了一定的影响。

建筑物本身的材料和形状可能会对局部的自然生态环境产生破坏性影响，例如光污染、鸟类迁徙受阻等问题。

而且，高层建筑群也会影响附近的植被生长、土壤水分蒸发等自然过程，进而改变城市的生态系统和环境条件。

然而，高层建筑群并非只会给城市带来负面影响，它们也可以发挥积极作用。

首先，高层建筑群可以提供更多的居住和工作空间，缓解城市人口快速增长的压力。

其次，高层建筑群的建设可以促进城市发展，为城市带来更多的就业机会和经济效益。

此外，高层建筑群也可以成为城市地标，提升城市形象和吸引力。

为了减轻高层建筑群对城市风场的不利影响，我们可以采取一系列措施。

例如，在高楼大厦的设计中，可以合理考虑建筑物的形状和高度，以减少对周围风场的干扰。

高层建筑中的风力与风洞效应研究随着城市的快速发展，高层建筑的数量也在不断增加。

然而，高层建筑的设计与建造面临许多挑战，其中之一就是风力与风洞效应。

风力与风洞效应对高层建筑的结构安全与稳定性有着重要影响，因此对风力以及风洞效应的研究显得至关重要。

一、风力对高层建筑的影响1.1 风的作用原理风是由空气的流动引起的，当空气流速增加时，对物体产生的压力也会增加。

因此，高楼大厦越高，沿建筑物表面受到的风力越强。

1.2 风对高层建筑的负面影响当风吹过高层建筑时，会在建筑物表面形成气流，造成压力分布的不均匀。

这可能导致建筑物产生摇摆现象，给住户和建筑物带来危险。

1.3 高层建筑的抗风能力高层建筑的设计与结构需要考虑到风的影响，确保建筑物能够承受风力。

常见的做法是增加建筑物的重量或采用斜面结构来减小风对建筑物的作用力，提高建筑物的抗风能力。

二、风洞效应及其研究2.1 什么是风洞效应风洞效应是指当风吹过建筑物或其他物体时，在物体的背后会形成一个低压区域，而在物体前方则形成一个高压区域。

这种气流的效应会对建筑物产生额外的风力影响，并可能导致建筑物的结构受损。

2.2 风洞实验的重要性为了研究风洞效应对高层建筑的影响，研究者通常使用风洞来模拟真实的风场环境。

通过在风洞中进行实验观测，可以获得建筑物在不同风速下的承载情况，并进一步完善和优化建筑物的设计。

2.3 高层建筑风洞实验的方法在高层建筑设计的早期阶段，通常会使用缩比模型进行风洞实验。

这些模型通常是由小比例的建筑模型制成，然后放置在风洞中使用风机模拟风场。

通过观测模型的振动以及受力情况，可以评估建筑物在真实风速下的抗风能力。

三、风力与风洞研究的现状与发展趋势3.1 风洞技术的进步随着科学技术的不断发展，风洞技术也取得了显著的进步。

现代的风洞能够更准确地模拟真实的风场环境，提供更精确的数据支持高层建筑的设计与构造。

3.2 数值模拟在风力与风洞研究中的应用除了传统的风洞实验，数值模拟方法也被广泛应用于风力与风洞效应的研究中。

高层建筑中的风力与抗风设计原则随着城市化进程的加快，越来越多的高层建筑耸立于城市之中，成为城市的地标。

然而，高层建筑所面临的风力问题也变得愈发突出。

在设计和建造高层建筑的过程中，考虑风力的作用和抗风设计原则至关重要。

本文将探讨高层建筑中的风力与抗风设计原则。

一、风力对高层建筑的影响风力是指风对建筑物所产生的运动力。

由于高层建筑所处的位置和高度，会受到强风的影响。

风力对高层建筑的影响主要包括以下几个方面：1. 建筑物的稳定性：风力可以对高层建筑施加侧向力和扭转力，可能导致建筑物倾斜、倒塌或甚至破坏。

2. 建筑物的振动：高层建筑在受到风力作用时会出现振动现象，如果振幅过大，会影响到建筑物的使用安全。

3. 建筑物的舒适性：高层建筑中的风力会对居民和使用者的舒适性造成影响，如风压变化、风吹噪声等。

二、抗风设计原则为了确保高层建筑在强风环境下的安全运行，需要采取一系列的抗风设计原则：1. 高层建筑结构设计合理：设计时应考虑建筑物的受风面积、结构材料的强度和刚度等因素，以保证建筑物的整体稳定性。

2. 强化建筑物的支撑系统：高层建筑需要具备稳固的支撑系统，如混凝土核心筒、钢结构框架等。

这些支撑系统可以有效抵抗侧向风力和扭转力的作用，确保建筑物的整体稳定。

3. 使用减风技术：减风技术包括风洞试验、风洞模型、开窗调节等，这些技术可以通过改变建筑物的形状、增加建筑物表面的粗糙度等手段来减少风力对建筑物的影响。

4. 加强建筑物的外墙设计：外墙是高层建筑与外部环境之间的界面，需要具备良好的抗风性能。

合理的外墙设计可以降低风力对建筑物表面的压力，同时减少风噪声和风压变化对居民的影响。

5. 定期检测和维护：高层建筑在使用过程中，应定期进行抗风性能的检测和维护工作，及时发现和解决可能存在的问题，确保建筑物的长期稳定性和安全性。

三、国内外抗风设计案例1. 上海中心大厦：作为上海的地标性建筑，上海中心大厦采用了多项抗风设计措施，如空气动力学效应分析、超高层风振控制技术等，确保了建筑物在强风环境下的稳定运行。

风工程对高层建筑结构的影响研究近年来，随着城市化进程的不断加快，高层建筑的数量和高度亦不断增长。

然而，随之而来的挑战便是风工程对高层建筑结构的影响。

本文将从不同角度深入分析风工程对高层建筑结构的影响，并探讨相应的解决方案。

首先，风对高层建筑的结构稳定性产生重要影响。

在建筑物竖向上，风的作用可以导致建筑物出现振动，甚至倾斜。

这主要取决于建筑物的高度、形状和结构。

较高的建筑往往更容易受到强风的冲击，因此，设计师需要考虑改善建筑物的稳定性，以防止其在风力条件下发生毁坏。

一种解决方案是设计具有更坚固材料和结构的建筑物，以增加其稳定性。

另一种解决方案是使用风工程技术来预测建筑物在特定风力条件下的响应，并进行相应的调整和改进。

其次，风力对高层建筑的设计和布局产生影响。

高层建筑的设计应考虑风场的复杂性，尤其是建筑物所处的地理位置和环境条件。

针对风场复杂性，工程师需要设计建筑物以减小风的作用，并在可能的情况下使建筑物更加温馨舒适。

此外，风工程也可以用于确定建筑物的合理布局，以使高层建筑尽量减少对周围环境的不良影响。

另外，风工程对高层建筑的外观和建筑风格产生影响。

在高层建筑的设计中，工程师需要平衡建筑的结构强度和外观美观性，同时考虑到风的作用。

相比较低矮建筑，高层建筑更容易受到风的影响，因此需要有更合理的设计来减小风力对建筑物的冲击。

然而，这并不意味着高层建筑的设计将完全受到限制。

相反，风工程可以为高层建筑的设计带来更多创新和多样性，从而使其融入城市中，并发挥更大的功能。

最后，风工程对高层建筑的安全性产生重要影响。

高层建筑处于较高的位置，风的作用会使得建筑物受到较大的力量和压力。

因此，在高层建筑的设计和施工中，需要参考风工程的相关知识，以确保建筑物的安全性。

对于某些地区而言，风还可能会引发风灾，并对高层建筑的稳定性和安全性提出更高要求。

因此，在这些地区，需要更加注重风工程对高层建筑的影响，并采取相应的防护措施。

综上所述，风工程对高层建筑结构的影响是一个复杂而重要的问题。

浅谈风对建筑的破坏作用近年来，随着经济的发展,人们对建筑物的各方面提出了更高的要求。

其中风对建筑的影响是不可忽略，尤其在大型建筑，如桥梁等大跨度结构。

也由此建立了结构抗风的研究.风对构筑物的作用从自然风所包含的成分看包括平均风作用和脉动风作用,从结构的响应来看包括静态响应和风致振动响应。

平均风既可引起结构的静态响应，又可引起结构的横风向振动响应。

脉动风引起的响应则包括了结构的准静态响应、顺风向和横风向的随机振动响应。

当这些响应的综合结果超过了结构的承受能力时，结构将发生破坏。

本文从高层建筑和桥梁两方面简单介绍风对建筑的破坏作用。

一风对高层建筑的影响风荷载是衡控制高层建筑结构刚度和强度的重要荷载之一.由于高层建筑广泛使用全钢架结构和大面积玻璃幕墙，使得结构的柔性增加，阻尼变小,结构的自振周期与长的风速周期较远.所以风对高层建筑的影响很大。

在建筑物的迎风面产生压力（气体流动产生的阻力） , 包括静压力和动压力；在横风向产生横风向干扰力 ( 气体流动产生的升力 ); 空气流经建筑物后产生的涡流干扰力 (包括背风向的吸力） .这些风荷载随着风的速度、风的方向、风本身的结构及作用的建筑物的体型、面积、高度、作用的位置和时间不停地变化, 而建筑物在风荷载作用下产生的运动反过来又会影响风场的分布状况, 这种相互作用使风荷载更加复杂。

一般来说, 风对建筑物的作用有以下特点: （ 1) 风对建筑物的作用力包含静力部分和动力部分, 且分布不均匀, 随作用的位置不同而变化； ( 2) 风对建筑物的作用与建筑物的几何外形有直接关系, 主要指建筑物的体型和截面的几何外形；（ 3) 风对建筑物的作用受建筑物周围的环境影响较大。

周围环境的不同会对风场的分布影响很大； ( 4）与地震相比较, 风力作用持续时间较长，有时甚至几个小时, 同时作用也频繁。

对于建筑结构来说, 其风效应包括: 结构的平均风静力反应、脉动风振反应、旋涡干扰风振反应及结构的自激振动反应。

建筑布局对住宅小区风环境的影响探究随着城市化进程的不断加快，住宅小区密集建设已经成为当代城市发展的必然趋势。

然而，住宅小区的密集度和建筑布局会对周围环境产生影响，其中最直观的就是风环境。

本文将探讨建筑布局对住宅小区风环境的影响，并提出相应的解决方案。

一、住宅小区风环境问题住宅小区的风环境问题主要表现在以下几个方面：1.风向不畅。

由于住宅小区的建筑密度较高，加上建筑物的高度不同，往往会导致风向不畅，使得空气无法充分流通，臭氧、二氧化碳等有害气体的浓度增加，造成雾霾天气。

2.风速过大。

住宅小区中的楼栋、花园等建筑物的高度不同会引起气流的变化，在一些局部地区风速会较大，这会造成不适的风寒感。

3.噪音问题。

如果住宅小区内的楼栋、建筑物之间的布局不合理，受到来自外界的噪音也会增多，给居民带来不良影响。

以上问题都与住宅小区的建筑布局密切相关。

因此，建筑布局是决定住宅小区风环境的关键因素。

建筑布局是指建筑物在空间上的分布、排列方式以及方向。

科学合理的建筑布局可以协调地利用地形、气候、景观、文化等自然和人文资源，最大限度地发挥生态、景观和人文效益，提高住宅小区的品质和绿色程度。

1.密度与高度住宅小区的建筑密度和高度是影响风环境的重要因素。

密集的建筑物会阻挡风的流通，导致风向不畅；而高层建筑会造成局部风速过大的问题。

因此，对于住宅小区的建筑密度和高度需要进行适当的规划。

2.朝向与布局住宅小区的建筑朝向和布局也会对风环境产生影响。

合理的朝向可以充分利用风向，增加自然通风的效果，同时更好地保护住宅小区内的植被和人居环境。

同时，在建筑物的布局上，公共空间、景观区域、各楼栋之间的间距等都需要考虑，以保证风的流通和自然通风的效果。

三、解决方案1.合理规划建筑密度和高度。

在住宅小区的规划过程中，需要充分考虑建筑密度和高度对风环境的影响，并制定相应的规划方案。

2.合理朝向和布局。

为了提高住宅小区的生态环境和人居环境，规划者需要合理安排建筑的朝向和布局，以充分利用自然通风的效果。

高层建筑的抗风性能分析与设计在现代城市的天际线中，高层建筑如同一座座巍峨的巨人矗立着。

然而，这些高耸入云的建筑在面临大自然的考验时，尤其是强风的袭击，其抗风性能就显得至关重要。

风，这个看似无形却力量强大的自然元素，对于高层建筑来说是一个不容忽视的挑战。

首先，我们来了解一下风对高层建筑的影响。

当风吹过高层建筑时，会在建筑表面产生压力和吸力。

这些力的分布不均匀，可能导致建筑发生振动、摇摆甚至结构损坏。

尤其是在一些极端天气条件下，如台风、飓风等，风的力量更是巨大。

如果高层建筑的抗风性能不足，就可能出现窗户破裂、外墙材料脱落、甚至主体结构受损等严重问题，不仅威胁到建筑的安全，也会给人们的生命财产带来巨大的损失。

那么，如何分析高层建筑的抗风性能呢？这需要综合考虑多个因素。

建筑的外形是一个关键因素。

流线型的外形通常能够减少风的阻力，从而降低风对建筑的影响。

例如，一些现代化的高层建筑采用了圆润的边角和逐渐收窄的顶部设计，这样可以使风更加顺畅地流过建筑，减少风的漩涡和分离现象。

相反，过于方正或复杂的外形可能会导致风的阻力增大，增加建筑所承受的风力。

建筑的高度和宽度比例也会影响抗风性能。

一般来说，细长的高层建筑在风的作用下更容易发生振动和摇摆。

因此，在设计时需要合理控制建筑的高宽比，以确保其稳定性。

结构体系是决定高层建筑抗风性能的核心因素之一。

常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、筒体结构等。

框架结构相对较为灵活，但抗侧刚度可能不足；剪力墙结构能够提供较好的抗侧力性能，但建筑布局可能受到一定限制；筒体结构则具有较强的整体性和抗风能力。

在实际设计中，往往会根据建筑的功能、高度和造型要求等选择合适的结构体系，或者采用多种结构体系的组合。

此外，建筑材料的选择也对抗风性能有影响。

高强度、高质量的建筑材料能够承受更大的风力和振动，确保建筑结构的安全性。

在分析了高层建筑的抗风性能之后，接下来就是如何进行抗风设计。

第一步是进行风洞试验。

风载荷对高层建筑设计的影响在当今城市的天际线中，高层建筑如林立的巨人般矗立。

然而，这些高耸的建筑在设计过程中面临着诸多挑战，其中风载荷是一个至关重要的因素。

风，这个看似无形却力量强大的自然元素，对高层建筑的稳定性、安全性和舒适性都有着深远的影响。

风载荷，简单来说，就是风作用在建筑物表面上产生的压力和吸力。

随着建筑高度的增加，风的特性也会发生变化。

在低空，风的流动相对较为平稳和规律，但在高层建筑所处的高空，风的速度和方向会变得更加复杂和不稳定。

对于高层建筑而言，风载荷首先会影响其结构的稳定性。

想象一下，强大的风持续地冲击着高楼的侧面，如果建筑结构无法承受这种力量，就可能会出现倾斜、摇晃甚至倒塌的危险。

为了确保结构的稳固，设计师需要精确计算风载荷的大小和分布，并据此选择合适的结构材料和形式。

例如，采用高强度的钢材和混凝土，以及更加稳固的框架结构，来增强建筑抵抗风的能力。

风载荷还会对高层建筑的外观设计产生影响。

为了减小风的阻力，建筑的外形往往需要经过精心的设计。

常见的策略包括采用流线型的外形，减少突出的棱角和边缘。

比如，一些现代化的高层建筑会采用逐渐收窄的塔形设计，或者在建筑的顶部设置防风的造型，这些都有助于降低风对建筑的影响。

在舒适性方面，风载荷也不容忽视。

如果风在建筑周围形成强烈的气流漩涡或者产生过大的噪音，会给居住者和使用者带来不适。

特别是在高层的阳台、窗户附近，过大的风压差可能导致难以开关窗户，甚至影响室内的通风效果。

因此，在设计时需要考虑如何优化建筑的通风系统，以及设置合适的遮阳和防风设施，以提高室内外环境的舒适度。

为了准确评估风载荷对高层建筑的影响，工程师们通常会借助先进的风洞试验和计算机模拟技术。

风洞试验是将建筑模型放置在一个能够模拟风环境的风洞中，通过测量模型表面的压力分布来推算实际建筑所受到的风载荷。

而计算机模拟则是利用复杂的数学模型和算法，在虚拟环境中模拟风与建筑的相互作用。

然而，这些评估方法也并非完美无缺。

高层建筑形状及布局对城市街区行人风环境影响研究作者：闫渤文，魏民，鄢乔，程勇，舒臻孺，李秋胜，周绪红来源：《湖南大学学报·自然科学版》2021年第11期摘要：基于风洞试验和计算流体动力学方法（Computational Fluids Dynamics，CFD）研究高层建筑形状及布局对城市街区行人风环境的影响. 采用最大风速比和归一化加速面积比，定量研究五种高层建筑形状及四类建筑布局对城市街区行人风环境的影响，确定全风向下的最优建筑形状以及布局，结合CFD数值模拟获得的全域流场信息，揭示建筑形状和布局对于城市街区行人风环境的影响机理. 结果表明：在保持建筑高度和街区容积率一致的情况下，高层建筑群周边最大风速比不会随着建筑形状和建筑布局的改变而发生明显变化. 但建筑形状和建筑布局会改变建筑群周边高风速区域的面积大小，全风向下的最优建筑形状和布局分别是Y 字形和错列式布局，而最不利形状和布局分别是H字形和围合式布局. 不同布局下的方形、H 字形及X字形高层建筑群的最不利风向均位于斜风向，而十字形及Y字形则为正风向. 高层建筑群在行人高度处的风加速现象主要是由狭管效应和角部分离效应造成的.关键词：城市街区;行人风环境;建筑形状;建筑布局;风洞;CFD中图分类号：TU312.1 文献标志码：AStudy on Effects of Tall Building Shape and Layout onPedestrian-level Wind Environment in the Urban AreaYAN Bowen1，WEI Min1，YAN Qiao1，2，CHENG Yong1，SHU Zhenru3，LI Qiusheng4，ZHOU Xuhong1，5（1. Chongqing Key Laboratory of Wind Engineering and Wind Engergy Utilization，Chongqing University，Chongqing 400045，China;2. Hubei United Investment Group Co，Ltd，Wuhan 430061，China;3. School of Civil Engineering，Central South University，Changsha 410075，China;4. Department of Architecture and Civil Engineering，City University of Hong Kong，Hong Kong 999077，China;5. College of Civil Engineering，Hunan University，Changsha 410082，China）Abstract：This paper investigates the influences of tall building shape and layout on the pedestrian-level wind （PLW） environment in the urban area by combing the wind tunnel test and Computational Fluids Dynamics （CFD） simulations. The maximum wind speed-up ratio and integrated normalized speed-up area ratio were used to quantify the effects of five different building shapes and four building layouts on the PLW environment. The favored building shape and layout with omnidirectional equal-probability distribution were determined， and the underlying mechanism of building shape and layout that influences the PLW environment in the urban area were elucidated according to the whole flow-domain information attained by CFD simulations. The PLW of groups of Y-shaped tall buildings in the staggered layout was most favored， while the most unfavorable scenario was H-shaped and enclosed layout; In addition， the most unfavorable wind directions of square， H-shaped and X-shaped tall buildings were in the oblique direction， while these of the cross- and Y-shaped buildings were in the normal wind direction. The wind speed-up phenomena of groups of tall buildings at the pedestrian-level were mainly attributed to the flow separation at building corners and channeling effects.Key words：urban area;pedestrian-level wind（PLW） environment;building shape;building layout;wind tunnel;CFD（Computational Fluids Dynamics）高层建筑物的存在会显著改变城市区域的空气流动，形成包括撞击、绕流、分离及尾流区域等多种复杂的钝体空气动力学现象[1-3]. 与此同时，随着城市化进程的不断加快，高密度城市区域建筑物间的气动干扰现象愈加突出，导致行人高度处出现显著的高风速区域，进一步加剧了建筑群行人风环境的恶化，影响行人舒适度，更有甚者会危及行人安全，带来行人风环境问题[4]. 因此，有必要对高层建筑物周边区域的行人风环境进行深入研究，提出改善高密度城市区域行人风环境的方法，进一步落实当前我国发展可持续的绿色宜居城市的战略[5].国内外学者对建筑物行人风环境做了广泛研究，并逐渐形成了行人风环境的评估流程. 主要包含4方面：当地风气候、周边地形影响、建筑气动特性以及行人风环境评估标准[6]. 其中，建筑气动特性对行人风环境的影响是当前的研究热点[7]. 学者们对此展开了广泛的试验研究. Tsang等[8]对4个并列布置的矩形高层建筑开展了风洞试验，研究了长宽比、建筑间距对高层建筑周边行人高度处风速的影响. Xu等[9]构建了40种不同形状的单体高层建筑，研究了建筑形状对行人风环境的作用机理.受到测点数量的限制，风洞试验中无法提供建筑群周围及其全域详细的三维流场. 近些年，随着计算流体动力学方法（Computational Fluids Dynamics，CFD）的快速发展以及高性能计算资源的增长，雷诺平均湍流模型（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，RANS）、大涡模拟方法（Large-eddy Simulation，LES）以及分离涡模拟（Detached-eddy Simulation，DES）已在城市行人风环境舒适性评估和研究中得到应用. 虽然LES和DES模型能在尾流和分离区获得比RANS模型更准确的瞬态流场结果，但由于RANS 模型计算效率高，且在高风速区能提供可靠的平均风速模拟结果，仍被广泛应用于行人风环境的研究和工程实践[10-12]. Iqbal和Chan[13]结合风洞试验和CFD数值模拟研究了建筑间距和风向对十字形高层建筑群行人风环境的影响. Van等[14]结合风洞试验验证了多种RANS湍流模型，并采用RANS模型研究了雨棚、露台以及透风楼层等气动外形修正措施对单栋高层建筑行人风环境的影响. 但目前行人风环境研究的主要研究对象还只是单栋或者2～3栋建筑，并且现有研究中建筑物外形多以矩形或者方形为主，缺乏建筑布局以及外形对高层建筑群风环境的影响研究.基于以上研究现状，本文结合风洞试验和CFD数值模拟，定量分析了等概率全风向下建筑外形及布局对高层建筑群风环境的影响，明确了最优建筑外形和布局，并进一步基于CFD 全域流场结果揭示了建筑外形和布局对高层建筑群行人风环境的影响机理.1 研究方法1.1 风洞试验本次风洞试验在香港城市大学边界层风洞中进行（见图1（a）），试验段尺寸为11.0m×4.0 m×2.0 m（长×宽×高）. 试验来流依据日本规范所规定的Ⅲ类地貌[15]（见图1（b））. 试验所采用的模型均由PVC材料制成，几何缩尺比为1 ∶ 400;每个高层建筑群模型由8个相同的单栋高层建筑模型构成，为了保证容积率相同，每一个单体建筑具有相同的高度H（210 mm）和平面投影面积（见图2），模型的阻塞比小于3%. 为了研究建筑形状及布局对行人风环境的影响，本文参考了城市街区常见的5种建筑形状和4种建筑布局，共20个工况（见表1），风向角间隔30°. 结合本文采用的建筑布局和建筑外形，考虑实际试验方案的可行性，在街道、转角以及建筑模型周边布置了26个测点，测点高度为距地面2.0 m（缩尺后为0.5 cm）的行人高度处（见图3）. 风速测量采用kanomax风速探头，精度为±0.1 m/s，采样频率选用625 Hz.1.2 CFD数值模拟CFD数值模拟中，所有模型的尺寸均与风洞试验保持一致. 计算域尺寸为15H（长）×10H（宽）×6H（高）（如图4所示），CFD数值模拟的阻塞率小于3%，满足日本风规范规定的数值模拟计算域大小的要求[15]，无需对结果进行修正[16-17]. 边界条件设定见表2，入口设置为速度入口（Velocity-inlet），出口设置压力出口（Pressure-outlet），两侧边界及顶部边界均采用对称性边界条件（Symmetry），建筑壁面和地面采用无滑移壁面（No-slip wall）. 网格划分采用结构化网格，在建筑物壁面处对网格加密，首层网格高度为0.000 2 m，建筑壁面首层网格y+为30左右，网格增长率为1.1，所有工况网格总量为7×106～9×106.由于RANS湍流模型会显著影响数值模拟结果的精度，为了验证不同RANS湍流模型，本文根据Xu等人在东京工艺大学（Tokyo Polytechnic University，TPU）边界层风洞中开展的方形单体建筑行人风环境试验结果[9]，分别从定性和定量角度验证了不同RANS湍流模型的模拟精度，包括标准k-ε模型、Realizable k-ε模型、RNG k-ε模型、标准k-ω模型以及SST k-ω模型. 其中标准k-ε模型中的湍流参数依据文献[12]进行了修正，验证湍流模型参数对高风速区模拟准确性的影响.本文采用基于有限体积法的ANSYS/Fluent 15.0 CFD数值模拟平台，相应的湍动能、湍流耗散率及平均风速剖面等入口边界条件通过编写自定义函数（User-Define Function，UDF）实现;求解器为基于压力求解的不可压缩流稳态算法，速度-压力耦合方式为SIMPLEC，动量方程和湍流模型输运方程的非线性对流项离散格式为二阶迎风格式（Second order Upwind Scheme，SUS）;模拟收敛准则为所有变量的残差变化稳定，最终观察到k及ε残差达到10-6以下，连续方程残差达到10-4以下，且在關键监测点风速值达到平稳.Key words：urban area;pedestrian-level wind（PLW） environment;building shape;building layout;wind tunnel;CFD（Computational Fluids Dynamics）高层建筑物的存在会显著改变城市区域的空气流动，形成包括撞击、绕流、分离及尾流区域等多种复杂的钝体空气动力学现象[1-3]. 与此同时，随着城市化进程的不断加快，高密度城市区域建筑物间的气动干扰现象愈加突出，导致行人高度处出现显著的高风速区域，进一步加剧了建筑群行人风环境的恶化，影响行人舒适度，更有甚者会危及行人安全，带来行人风环境问题[4]. 因此，有必要对高层建筑物周边区域的行人风环境进行深入研究，提出改善高密度城市区域行人风环境的方法，进一步落实当前我国发展可持续的绿色宜居城市的战略[5].国内外学者对建筑物行人风环境做了广泛研究，并逐渐形成了行人风环境的评估流程. 主要包含4方面：当地风气候、周边地形影响、建筑气动特性以及行人风环境评估标准[6]. 其中，建筑气动特性对行人风环境的影响是当前的研究热点[7]. 学者们对此展开了广泛的试验研究. Tsang等[8]对4个并列布置的矩形高层建筑开展了风洞试验，研究了长宽比、建筑间距对高层建筑周边行人高度处风速的影响. Xu等[9]构建了40种不同形状的单体高层建筑，研究了建筑形状对行人风环境的作用机理.受到测点数量的限制，风洞试验中无法提供建筑群周围及其全域详细的三维流场. 近些年，随着计算流体动力学方法（Computational Fluids Dynamics，CFD）的快速发展以及高性能计算资源的增长，雷诺平均湍流模型（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，RANS）、大涡模拟方法（Large-eddy Simulation，LES）以及分离涡模拟（Detached-eddy Simulation，DES）已在城市行人风环境舒适性评估和研究中得到应用. 虽然LES和DES模型能在尾流和分离区获得比RANS模型更准确的瞬态流场结果，但由于RANS 模型计算效率高，且在高风速区能提供可靠的平均风速模拟结果，仍被广泛应用于行人风环境的研究和工程实践[10-12]. Iqbal和Chan[13]结合风洞试验和CFD数值模拟研究了建筑间距和风向对十字形高层建筑群行人风环境的影响. Van等[14]结合风洞试验验证了多种RANS湍流模型，并采用RANS模型研究了雨棚、露台以及透风楼层等气动外形修正措施对单栋高层建筑行人风环境的影响. 但目前行人风环境研究的主要研究对象还只是单栋或者2～3栋建筑，并且现有研究中建筑物外形多以矩形或者方形为主，缺乏建筑布局以及外形对高层建筑群风环境的影响研究.基于以上研究现状，本文结合风洞试验和CFD数值模拟，定量分析了等概率全风向下建筑外形及布局对高层建筑群风环境的影响，明确了最优建筑外形和布局，并进一步基于CFD 全域流场结果揭示了建筑外形和布局对高层建筑群行人风环境的影响机理.1 研究方法1.1 风洞试验本次风洞试验在香港城市大学边界层风洞中进行（见图1（a）），试验段尺寸为11.0m×4.0 m×2.0 m（长×宽×高）. 试验来流依据日本规范所规定的Ⅲ类地貌[15]（见图1（b））. 试验所采用的模型均由PVC材料制成，几何缩尺比为1 ∶ 400;每个高层建筑群模型由8个相同的单栋高层建筑模型构成，为了保证容积率相同，每一个单体建筑具有相同的高度H（210 mm）和平面投影面积（见图2），模型的阻塞比小于3%. 为了研究建筑形状及布局对行人风环境的影响，本文参考了城市街区常见的5种建筑形状和4种建筑布局，共20个工况（见表1），风向角间隔30°. 结合本文采用的建筑布局和建筑外形，考虑实际试验方案的可行性，在街道、转角以及建筑模型周边布置了26个测点，测点高度为距地面2.0 m（缩尺后为0.5 cm）的行人高度处（见图3）. 风速测量采用kanomax风速探头，精度为±0.1 m/s，采样频率选用625 Hz.1.2 CFD数值模拟CFD数值模拟中，所有模型的尺寸均与风洞试验保持一致. 计算域尺寸为15H（长）×10H（宽）×6H（高）（如图4所示），CFD数值模拟的阻塞率小于3%，满足日本风规范规定的数值模拟计算域大小的要求[15]，无需对结果进行修正[16-17]. 边界条件设定见表2，入口设置为速度入口（Velocity-inlet），出口设置压力出口（Pressure-outlet），兩侧边界及顶部边界均采用对称性边界条件（Symmetry），建筑壁面和地面采用无滑移壁面（No-slip wall）. 网格划分采用结构化网格，在建筑物壁面处对网格加密，首层网格高度为0.000 2 m，建筑壁面首层网格y+为30左右，网格增长率为1.1，所有工况网格总量为7×106～9×106.由于RANS湍流模型会显著影响数值模拟结果的精度，为了验证不同RANS湍流模型，本文根据Xu等人在东京工艺大学（Tokyo Polytechnic University，TPU）边界层风洞中开展的方形单体建筑行人风环境试验结果[9]，分别从定性和定量角度验证了不同RANS湍流模型的模拟精度，包括标准k-ε模型、Realizable k-ε模型、RNG k-ε模型、标准k-ω模型以及SST k-ω模型. 其中标准k-ε模型中的湍流参数依据文献[12]进行了修正，验证湍流模型参数对高风速区模拟准确性的影响.本文采用基于有限体积法的ANSYS/Fluent 15.0 CFD数值模拟平台，相应的湍动能、湍流耗散率及平均风速剖面等入口边界条件通过编写自定义函数（User-Define Function，UDF）实现;求解器为基于压力求解的不可压缩流稳态算法，速度-压力耦合方式为SIMPLEC，动量方程和湍流模型输运方程的非线性对流项离散格式为二阶迎风格式（Second order Upwind Scheme，SUS）;模拟收敛准则为所有变量的残差变化稳定，最终观察到k及ε残差达到10-6以下，连续方程残差达到10-4以下，且在关键监测点风速值达到平稳.Key words：urban area;pedestrian-level wind（PLW） environment;building shape;building layout;wind tunnel;CFD（Computational Fluids Dynamics）高层建筑物的存在会显著改变城市区域的空气流动，形成包括撞击、绕流、分离及尾流区域等多种复杂的钝体空气动力学现象[1-3]. 与此同时，随着城市化进程的不断加快，高密度城市区域建筑物间的气动干扰现象愈加突出，导致行人高度处出现显著的高风速区域，进一步加剧了建筑群行人风环境的恶化，影响行人舒适度，更有甚者会危及行人安全，带来行人风环境问题[4]. 因此，有必要对高层建筑物周边区域的行人风环境进行深入研究，提出改善高密度城市区域行人风环境的方法，进一步落实当前我国发展可持续的绿色宜居城市的战略[5].国内外学者对建筑物行人风环境做了广泛研究，并逐渐形成了行人风环境的评估流程. 主要包含4方面：当地风气候、周边地形影响、建筑气动特性以及行人风环境评估标准[6]. 其中，建筑气动特性对行人风环境的影响是当前的研究热点[7]. 学者们对此展开了广泛的试验研究. Tsang等[8]对4个并列布置的矩形高层建筑开展了风洞试验，研究了长宽比、建筑间距对高层建筑周边行人高度处风速的影响. Xu等[9]构建了40种不同形状的单体高层建筑，研究了建筑形状对行人风环境的作用机理.受到测点数量的限制，风洞试验中无法提供建筑群周围及其全域详细的三维流场. 近些年，随着计算流体动力学方法（Computational Fluids Dynamics，CFD）的快速发展以及高性能计算资源的增长，雷诺平均湍流模型（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，RANS）、大涡模拟方法（Large-eddy Simulation，LES）以及分离涡模拟（Detached-eddy Simulation，DES）已在城市行人风环境舒适性评估和研究中得到应用. 虽然LES和DES模型能在尾流和分离区获得比RANS模型更准确的瞬态流场结果，但由于RANS 模型计算效率高，且在高风速区能提供可靠的平均风速模拟结果，仍被广泛应用于行人风环境的研究和工程实践[10-12]. Iqbal和Chan[13]结合风洞试验和CFD数值模拟研究了建筑间距和风向对十字形高层建筑群行人风环境的影响. Van等[14]结合风洞试验验证了多种RANS湍流模型，并采用RANS模型研究了雨棚、露台以及透风楼层等气动外形修正措施对单栋高层建筑行人风环境的影响. 但目前行人风环境研究的主要研究对象还只是单栋或者2～3栋建筑，并且现有研究中建筑物外形多以矩形或者方形为主，缺乏建筑布局以及外形对高层建筑群风环境的影响研究.基于以上研究现状，本文结合风洞试验和CFD数值模拟，定量分析了等概率全风向下建筑外形及布局对高层建筑群风环境的影响，明确了最优建筑外形和布局，并进一步基于CFD 全域流场结果揭示了建筑外形和布局对高层建筑群行人风环境的影响机理.1 研究方法1.1 風洞试验本次风洞试验在香港城市大学边界层风洞中进行（见图1（a）），试验段尺寸为11.0m×4.0 m×2.0 m（长×宽×高）. 试验来流依据日本规范所规定的Ⅲ类地貌[15]（见图1（b））. 试验所采用的模型均由PVC材料制成，几何缩尺比为1 ∶ 400;每个高层建筑群模型由8个相同的单栋高层建筑模型构成，为了保证容积率相同，每一个单体建筑具有相同的高度H（210 mm）和平面投影面积（见图2），模型的阻塞比小于3%. 为了研究建筑形状及布局对行人风环境的影响，本文参考了城市街区常见的5种建筑形状和4种建筑布局，共20个工况（见表1），风向角间隔30°. 结合本文采用的建筑布局和建筑外形，考虑实际试验方案的可行性，在街道、转角以及建筑模型周边布置了26个测点，测点高度为距地面2.0 m（缩尺后为0.5 cm）的行人高度处（见图3）. 风速测量采用kanomax风速探头，精度为±0.1 m/s，采样频率选用625 Hz.1.2 CFD数值模拟CFD数值模拟中，所有模型的尺寸均与风洞试验保持一致. 计算域尺寸为15H（长）×10H（宽）×6H（高）（如图4所示），CFD数值模拟的阻塞率小于3%，满足日本风规范规定的数值模拟计算域大小的要求[15]，无需对结果进行修正[16-17]. 边界条件设定见表2，入口设置为速度入口（Velocity-inlet），出口设置压力出口（Pressure-outlet），两侧边界及顶部边界均采用对称性边界条件（Symmetry），建筑壁面和地面采用无滑移壁面（No-slip wall）. 网格划分采用结构化网格，在建筑物壁面处对网格加密，首层网格高度为0.000 2 m，建筑壁面首层网格y+为30左右，网格增长率为1.1，所有工况网格总量为7×106～9×106.由于RANS湍流模型会显著影响数值模拟结果的精度，为了验证不同RANS湍流模型，本文根据Xu等人在东京工艺大学（Tokyo Polytechnic University，TPU）边界层风洞中开展的方形单体建筑行人风环境试验结果[9]，分别从定性和定量角度验证了不同RANS湍流模型的模拟精度，包括标准k-ε模型、Realizable k-ε模型、RNG k-ε模型、标准k-ω模型以及SST k-ω模型. 其中标准k-ε模型中的湍流参数依据文献[12]进行了修正，验证湍流模型参数对高风速区模拟准确性的影响.本文采用基于有限体积法的ANSYS/Fluent 15.0 CFD数值模拟平台，相应的湍动能、湍流耗散率及平均风速剖面等入口边界条件通过编写自定义函数（User-Define Function，UDF）实现;求解器为基于压力求解的不可压缩流稳态算法，速度-压力耦合方式为SIMPLEC，动量方程和湍流模型输运方程的非线性对流项离散格式为二阶迎风格式（Second order Upwind Scheme，SUS）;模拟收敛准则为所有变量的残差变化稳定，最终观察到k及ε残差达到10-6以下，连续方程残差达到10-4以下，且在关键监测点风速值达到平稳.Key words：urban area;pedestrian-level wind（PLW） environment;building shape;building layout;wind tunnel;CFD（Computational Fluids Dynamics）高层建筑物的存在会显著改变城市区域的空气流动，形成包括撞击、绕流、分离及尾流区域等多种复杂的钝体空气动力学现象[1-3]. 与此同时，随着城市化进程的不断加快，高密度城市区域建筑物间的气动干扰现象愈加突出，导致行人高度处出现显著的高风速区域，进一步加剧了建筑群行人风环境的恶化，影响行人舒适度，更有甚者会危及行人安全，带来行人风环境问题[4]. 因此，有必要对高层建筑物周边区域的行人风环境进行深入研究，提出改善高密度城市区域行人风环境的方法，进一步落实当前我国发展可持续的绿色宜居城市的战略[5].国内外学者对建筑物行人风环境做了广泛研究，并逐渐形成了行人风环境的评估流程. 主要包含4方面：当地风气候、周边地形影响、建筑气动特性以及行人风环境评估标准[6]. 其中，建筑气动特性对行人风环境的影响是当前的研究热点[7]. 学者们对此展开了广泛的试验研究. Tsang等[8]对4个并列布置的矩形高层建筑开展了风洞试验，研究了长宽比、建筑间距对高层建筑周边行人高度处风速的影响. Xu等[9]构建了40种不同形状的单体高层建筑，研究了建筑形状对行人风环境的作用机理.受到测点数量的限制，风洞试验中无法提供建筑群周围及其全域详细的三维流场. 近些年，随着计算流体动力学方法（Computational Fluids Dynamics，CFD）的快速发展以及高性能计算资源的增长，雷诺平均湍流模型（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，RANS）、大涡模拟方法（Large-eddy Simulation，LES）以及分离涡模拟（Detached-eddy Simulation，DES）已在城市行人风环境舒适性评估和研究中得到应用. 虽然LES和DES模型能在尾流和分离区获得比RANS模型更准确的瞬态流场结果，但由于RANS 模型计算效率高，且在高风速区能提供可靠的平均风速模拟结果，仍被广泛应用于行人风环境的研究和工程实践[10-12]. Iqbal和Chan[13]结合风洞试验和CFD数值模拟研究了建筑间距和风向对十字形高层建筑群行人风环境的影响. Van等[14]结合风洞试验验证了多种RANS湍流模型，并采用RANS模型研究了雨棚、露台以及透风楼层等气动外形修正措施对单栋高层建筑行人风环境的影响. 但目前行人风环境研究的主要研究对象还只是单栋或者2～3栋建筑，并且现有研究中建筑物外形多以矩形或者方形为主，缺乏建筑布局以及外形对高层建筑群风环境的影响研究.基于以上研究现状，本文结合风洞试验和CFD数值模拟，定量分析了等概率全风向下建筑外形及布局对高层建筑群风环境的影响，明确了最优建筑外形和布局，并进一步基于CFD 全域流场结果揭示了建筑外形和布局对高层建筑群行人风环境的影响机理.1 研究方法1.1 风洞试验本次风洞试验在香港城市大学边界层风洞中进行（见图1（a）），试验段尺寸为11.0m×4.0 m×2.0 m（长×宽×高）. 试验来流依据日本规范所规定的Ⅲ类地貌[15]（见图1（b））. 试验所采用的模型均由PVC材料制成，几何缩尺比为1 ∶ 400;每个高层建筑群模型由8个相同的单栋高层建筑模型构成，为了保证容积率相同，每一个单体建筑具有相同的高度H（210 mm）和平面投影面积（见图2），模型的阻塞比小于3%. 为了研究建筑形状及布局对行人风环境的影响，本文参考了城市街区常见的5种建筑形状和4种建筑布局，共20个工况（见表1），风向角间隔30°. 结合本文采用的建筑布局和建筑外形，考虑实际试验方案的可行性，在街道、转角以及建筑模型周边布置了26个测点，测点高度为距地面2.0 m（缩尺后为0.5 cm）的行人高度处（见图3）. 风速测量采用kanomax风速探头，精度为±0.1 m/s，采样频率选用625 Hz.1.2 CFD数值模拟CFD数值模拟中，所有模型的尺寸均与风洞试验保持一致. 计算域尺寸为15H（长）×10H（宽）×6H（高）（如图4所示），CFD数值模拟的阻塞率小于3%，满足日本风规范规定的数值模拟计算域大小的要求[15]，无需对结果进行修正[16-17]. 边界条件设定见表2，入口设置为速度入口（Velocity-inlet），出口设置压力出口（Pressure-outlet），两侧边界及顶部边界均采用对称性边界条件（Symmetry），建筑壁面和地面采用无滑移壁面（No-slip wall）. 网格划分采用结构化网格，在建筑物壁面处对网格加密，首层网格高度为0.000 2 m，建筑壁面首层网格y+为30左右，网格增长率为1.1，所有工况网格总量为7×106～9×106.由于RANS湍流模型会显著影响数值模拟结果的精度，为了验证不同RANS湍流模型，本文根据Xu等人在东京工艺大学（Tokyo Polytechnic University，TPU）边界层风洞中开展的方形单体建筑行人风环境试验结果[9]，分别从定性和定量角度验证了不同RANS湍流模型的。

高层建筑风环境及其影响研究江清源概述随着厦门经济特区的发展，一座座标志性的高层建筑拔地而起，人们自然关心风这个自然因素对这些高层建筑有什么影响？反过来这些高层建筑周围又会形成一个什么样的风环境？它对城市规划建筑设计、施工和人们的生活有什么影响？近年来风工程研究工作者都在对高层建筑的风环境进行研究。

所谓“高层建筑”，联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会在1972年召开的年会上曾建议将高层建筑分为四类：即9～16层最高50米者为第一类；17～25层最高75米者为第二类；26～40层最高100米者为第三类；40层以上高于100米者为第四类高层建筑（超高层建筑）。

我国在上世纪80年代以前，10层以上就称为高层建筑。

但目前的标准已定为：20层左右为中高层建筑；30层，高100米左右为高层建筑；50层，高200米以上为超高层建筑。

国外高层建筑及其群体所造成负面影响——不良风环境问题，甚至风灾，事故频发，不得不引起我们的关注和重视。

国内近几年来建筑物的玻璃幕墙、屋顶搭盖物被大风吹毁的事例也不少。

如上世纪末宁夏回族自治区某宾馆在偶发阵风作用下，一片幕墙玻璃飞落，当场把在宾馆门口迎宾的新娘子砸死。

还有浙江大学逸夫楼在一夜大风劲吹下，所有的幕墙玻璃几乎都被吹毁。

至于台风季节建筑物、结构物、幕墙玻璃及覆盖物等被风吹毁的事例，在沿海城市更是屡见不鲜的事实。

如9914#台风登陆厦门吹倒了厦门会展中心施工塔吊，厦门太古飞机工程公司机库钢板屋面被风掀翻，也是人所共知。

除上述建筑物及其群体在大风中其覆面材料或构件被毁坏的事例外，由于建筑物的体型及其群体布局不当而给行人及地面交通、生活环境等带来的不良风环境影响的事例也更多。

在大风季节时，高层建筑及其群体的布局，可能造成对自身及其周围不良风环境，甚至风灾的课题，已责无旁贷地展现在今日城市规划、建筑设计部门、施工单位的面前。

如同城市中大气污染、噪声污染、光污染、采光权纠纷等环境问题一样，能否在高层建筑的规划与布局伊始，事先就周密地考虑到优化风环境，防范不测风灾，而进行认真的论证和试验，这已成为评估城市建设规划优劣的一个重要衡量指标。

基于风洞试验的城市建筑物风环境影响研究城市建筑物的设计和规划在如今的城市化进程中扮演着至关重要的角色。

除了美学和功能性考量之外，建筑物在城市环境中所承受的风环境影响也是一个不可忽视的因素。

风是一种极为普遍的自然现象，其在城市中的作用除了影响城市的舒适度和建筑物的结构安全外，还对城市的微气候、环境污染扩散等方面有着直接影响。

在建筑设计过程中考虑风环境的影响，可以帮助设计师们更好地优化建筑物的结构，减少风对建筑物的破坏，提高建筑物的使用寿命。

在此背景下，成为了一种常用的研究方法。

通过风洞试验，可以模拟真实城市环境中的风场，准确地评估风对建筑物的影响，并提出相应的改进建议。

风洞试验是一种模拟真实风场的实验方法，其基本原理是在一个封闭的风洞实验室中，通过特定的风机将空气吹向建筑模型，模拟不同风速和风向下的风场情况。

通过对建筑物表面压力分布、风速分布等参数的测量，可以得出建筑物在不同风场条件下的受风性能。

同时，通过观察烟雾流动等方法，可以直观地了解风在建筑物周围的流动情况，进而指导设计师们进行合理的设计和规划。

风对建筑物的影响主要体现在以下几个方面：首先是风压效应。

风压是指风对建筑物表面施加的压力，其大小取决于风速、风向和建筑物的形状。

在强风条件下，风压会使建筑物产生振动，甚至导致其倒塌。

因此，在设计建筑物时，需要考虑风压效应，采取合适的结构措施来增强建筑物的稳定性。

其次是风的影响对建筑物的通风散热效果。

良好的通风散热是保障建筑物舒适度的重要因素，而风可以有效地促进建筑物内部空气的流动，提高通风效果。

通过风洞试验可以评估建筑物在不同风场条件下的通风效果，为设计师们提供合理的通风散热方案。

另外，风还会对建筑物周围的微气候产生影响。

在城市中，高层建筑物往往会改变周围地区的风场分布，形成所谓的城市热岛效应。

通过风洞试验，可以研究建筑物对周围微气候的影响，为城市规划和建设提供科学依据。

除了以上几点，风还对建筑物的外观设计和声环境产生影响。

风环境对建筑设计的影响分析摘要：对于东北严寒区域工程户外风环境特点，以“被动式工程设计”观念为指导，研究了户外风环境对工程设计与高层工程设计的影响，介绍了工程点线排列搭配、防止下冲气流、防止风旋、防止风漏斗效应等工程整体布局设计对策与建立贯通洞口、立面规划与竖向绿化等高层工程防风设计对策，希望可以为东北寒地工程设计与工程节能带来科学的参考与借鉴。

关键词：工程设计；风环境；影响介绍；对策分析在能源紧缺危机逐渐显现与国家大力倡导节能降耗的环境下，怎样协调人民对工程室内空间舒适度需求逐渐提升的要求与尽量减小工程能耗的冲突，是当下所有建筑师需要认真考量与选取面对的实际问题。

为此，在工程设计中引入“被动式工程设计”对策，成为减少工程能耗、提升工程室内空间舒适度的重要道路。

1、风环境对工程设计的影响分析建筑户外风环境对工程室内外环境的舒适性与建筑自身的能源耗损均有较大影响。

特别是东北严寒区域冬夏季节工程室内的抗寒保温和通风散热均会遭到工程户外风环境的干扰。

因此，一个优秀的工程设计要充分考量户外风环境对工程自身的影响，以营造与完善室内外围气候条件视为重要目的，而且还要考虑工程的节能减排。

通常情况下，一个区域的主导风向将直接影响着该区域建筑结构的朝向选取和工程群体的分布。

反之，工程群体的分布形式、单体工程的造型、体量与尺度以及周边区域的地形、地貌均会影响到近地风的风向与速度。

若产生很大的风流，在工程的某些位置将产生更加激烈的强风，若这些强风产生在建筑结构进口、露台、通道等人口集中的场地，就会令人感觉不舒服，并且会提高工程的热流失。

2、风环境下工程设计对策2.1工程整体布局规划就高层工程设计来说，主要在于降低风在高层工程外表的流速，从而降低高楼风的异常影响，进而达到工程节能与提高室内外空间舒适性的目的。

下文针对东北寒地工程群体布局规划与高层工程防风规划对策进行详细探究。

（1）工程点线排列搭配在开展寒地工程设计时，首先应结合日照角度与太阳辐射角度去分布工程的最好朝向，在兼顾本地的主导风向，如果诸多工程的朝向和主导风向间会有夹角。

超高层建筑会对环境造成影响1. 引言超高层建筑指的是高度超过300米的建筑物，其建设对环境会造成明显的影响。

本文将详细探讨超高层建筑对环境的影响，并提出相应的解决方案。

2. 超高层建筑对空气质量的影响2.1. 建筑物高度对空气流通的影响2.2. 建筑物排放对空气质量的影响3. 超高层建筑对水资源的影响3.1. 施工过程中对水资源的消耗3.2. 使用过程中对水资源的需求4. 超高层建筑对土地利用的影响4.1. 建筑物占地面积的扩大4.2. 建筑物对土地的压实和污染5. 超高层建筑对能源消耗的影响5.1. 电力消耗的增加5.2. 供暖和制冷系统的能源消耗6. 解决方案6.1. 提高超高层建筑的节能性能6.2. 优化建筑物设计，减少对环境的影响6.3. 加强超高层建筑的建设管理7. 结语超高层建筑的建设不可避免地会对环境造成影响，但通过采取相应的措施和解决方案，可以减少其对环境的不利影响。

附件：本文所涉及的数据统计表格和相关研究报告。

法律名词及注释：1. 超高层建筑：指高度超过300米的建筑物。

2. 节能性能：指建筑物在使用过程中能够有效降低能源消耗的性能。

3. 建设管理：指对超高层建筑的设计、施工、使用等各个环节进行有效管理和监督的工作。

1. 引言超高层建筑作为现代城市的地标建筑，其建设对环境和周边地区会带来多方面的影响。

本文将对超高层建筑对环境的影响进行详细的分析和探讨。

2. 超高层建筑对风场和风景线的影响2.1. 高层建筑对周围风场的影响2.2. 高层建筑对城市风景线的影响3. 超高层建筑对野生动植物的影响3.1. 高层建筑的施工对野生动植物栖息地的破坏3.2. 高层建筑对野生动植物迁徙和繁衍的影响4. 超高层建筑对噪音和光污染的影响4.1. 高层建筑施工和使用过程中产生的噪音4.2. 高层建筑对周围环境的光污染5. 超高层建筑对交通和基础设施的影响5.1. 高层建筑带来的交通压力5.2. 高层建筑对供水、排水和电力设施的需求6. 解决方案6.1. 调整超高层建筑的设计和布局6.2. 加强超高层建筑与周边环境的协调性6.3. 制定相关政策和法规，规范超高层建筑的建设和使用7. 结语超高层建筑的建设对环境产生的影响是不可忽视的，但通过合理规划和科学管理，可以最大程度地减少对环境的不利影响。

高层建筑结构设计中的风振问题及其防护措施近年来，随着城市化进程的加快，高层建筑在城市中的数量逐渐增多。

然而，高层建筑的设计与施工并非易事，其中一个重要的挑战就是风振问题。

高层建筑容易受到风的影响，导致结构产生振动，给建筑的稳定性和安全性带来威胁。

因此，研究高层建筑结构设计中的风振问题及其防护措施显得尤为重要。

首先，我们需要了解风振问题的成因。

高层建筑在面对风力时，会受到风的作用力。

这种作用力会引起建筑结构的振动，甚至可能发生共振现象。

共振是指建筑结构的固有频率与风力作用频率相吻合，导致振幅不断增大，最终可能引发结构破坏。

因此，准确评估风力对建筑结构的影响，并采取相应的防护措施至关重要。

其次，我们需要了解高层建筑结构设计中的风振防护措施。

一种常见的方法是通过结构设计来减小风对建筑的影响。

例如，在建筑外形设计阶段，可以采用流线型的外形，减小风的阻力，降低风力作用力。

此外，还可以通过增加建筑的刚度和强度来抵抗风力。

在结构设计中，可以采用钢筋混凝土框架结构或钢结构，提高建筑的整体刚度。

同时，在建筑的关键部位，如楼顶和底部，可以增设加强构件，以增加结构的强度。

另一种常见的防护措施是采用风振减震技术。

风振减震技术主要通过引入减震装置来减小结构的振动。

其中，一种常见的减震装置是阻尼器。

阻尼器可以通过消耗结构振动的能量，减小振动幅度。

常见的阻尼器包括液体阻尼器、摩擦阻尼器和粘滞阻尼器等。

此外，还可以采用风振控制系统来监测和调整结构的振动。

这些控制系统可以根据实时的风力情况，调整建筑的结构参数，以减小振动幅度。

除了结构设计和减震技术，还有其他一些风振防护措施也值得关注。

例如，可以采用风洞试验来模拟真实的风力环境，评估建筑结构的风振响应。

风洞试验可以帮助设计师更好地了解风力对建筑的影响，并优化结构设计。

此外，还可以采用风振监测系统来实时监测建筑的振动情况。

通过监测系统，可以及时发现异常振动，并采取相应的措施，保证建筑的安全。

高层建筑的风环境优化设计在现代城市的天际线中，高层建筑如林立的巨人般拔地而起，成为城市繁荣与发展的象征。

然而，这些高耸的建筑在为人们提供广阔视野和丰富空间的同时，也面临着风环境带来的挑战。

风，这个无形的力量，对高层建筑的舒适度、安全性和能耗等方面都有着显著的影响。

因此，优化高层建筑的风环境设计成为了建筑领域中一个至关重要的课题。

风对高层建筑的影响是多方面的。

首先，强风可能会在建筑周围形成漩涡和气流分离，导致风荷载的增加。

这不仅会对建筑结构的稳定性造成威胁，还可能加大建筑材料的疲劳损伤，缩短其使用寿命。

其次，不合理的风环境会引起建筑表面的压力分布不均，从而导致窗户、幕墙等围护结构的渗漏和损坏。

此外，风在建筑之间的通道和峡谷中加速流动，会产生令人不适的风噪，影响室内的声环境质量。

对于居住和办公在高层建筑中的人们来说，风还可能直接影响到他们的舒适度。

例如，在冬季，强风可能会带走人体表面的热量，让人感到寒冷；而在夏季，不稳定的气流可能会影响空调系统的效率，增加能耗。

为了优化高层建筑的风环境，建筑师和工程师们需要从多个方面入手。

在建筑的外形设计上，流线型的外形通常能够有效地减少风的阻力和漩涡的形成。

例如，采用逐渐收缩的锥形或弧形的建筑轮廓，可以使风更加顺畅地流过建筑表面，降低风荷载。

此外，通过在建筑的边缘和角落进行倒角处理，也能够减少气流的分离和漩涡的强度。

建筑的朝向和布局对于风环境的优化同样重要。

合理的朝向可以利用当地的主导风向，减少风对建筑的不利影响。

例如，在季风地区，将建筑的长边与主导风向平行布置，可以降低风的阻力，并促进自然通风。

同时，在建筑群的布局中，要考虑到建筑之间的间距和相互关系。

避免建筑之间过于紧密的排列，以防止形成狭窄的风道，导致风速的急剧增加。

在建筑的开口设计方面，精心规划窗户和通风口的位置和大小可以有效地调节室内的风环境。

例如，在迎风面设置较小的窗户可以减少风的渗透，而在背风面设置较大的窗户则可以促进自然通风。