高层建筑的风荷载及风能发电.pdf

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1、电力建设建材与装饰2017年5月高层建筑的风荷载及风能发电崔森谢晓杰（郑州工业应用技术学院河南郑州451100）摘要：我国社会经济不断提升，高层建筑成为社会主流建筑，尽管我国高层建筑起步晚，但相关技术并不受影响，并且相关技术基于世界先列，越来越多的建筑设计师致力于高层建筑设计。同时，随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风能作为一种清洁的可再生能源已越来越受到世界各国的重视。同时，风能又是新能源发电技术中最成熟和最具规模开发条件的发电方式之一。如何把风能更好的在高层建筑中得到应用无疑成为高层建筑中应考虑的的重要因素。关键词：高层建筑；风能；新能源中图分类号：TU973

2、+.21文献标识码：A文章编号：1673-0038（2017）19-00246-01风是紊乱的随机现象风对建筑物的作用十分复杂，规范中关目前建筑风环境的研究方法主要有三种：①现场实测、风洞试验于风荷载值的确定适用于大多数体型较规则、高度不太大的单以及计算机仿真模拟。现场实测法无疑是最有效、最直接的方幢高层建筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建筑物风作法，但此方法存在严重的缺陷；②在建筑建成之前，其无法为设用的计算方法；摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人和商店计者提供参考；③对于高层建筑，其测量的成本非常昂贵；所以有很大影响；当附近还有别的高层建筑时，群体效应对建筑物和

3、现场实测法多作为验证手段进行。风洞试验法首先按一定比例建筑物之间的通道也会造成危害。风对建筑物表面的作用力大制作实际建筑物的模型，然后将其放置在风洞中，并利用相似准小，与建筑物体型、高度、建筑物所处位置、结构特性有关。则在风洞中产生类似于实际建筑周围的风场，并将测试仪器放风荷载是空气流动形成的，对建筑物的作用是不规则的，风置在模型外表及其附近测得风速、风压等实验数据，分析建筑对荷载实际上是一种随机时变活荷载，但不同于一般活荷载（楼面风环境的影响；计算机仿真模拟法，又称为数值风洞实验方法，和屋面活荷载、吊车荷载、雪荷载）。为了结构设计方便，迄今为是利用数值手段对建筑风环境进行

4、再现模拟的方法，其具有模止，世界各国的高层建筑结构设计，都是将风荷载转换为确定性拟真实和理想条件的能力，可以构建建筑原型的计算模型，并模的静力等效风。拟实际的建筑风环境，弥补了风洞试验只能进行缩小模型实验风对建筑物的影响不仅仅是风声，主要是风荷载对水平位移的不足，而且具有成本低、周期短等优点；存在的缺点是需要风的影响。具体到多少米会有影响，要看当地气候特点、风力状况、洞试验或现场实测的实验数据行验证。目前，关于建筑风环境的场地特征、建筑物体型等等因素。总风荷载与局部风荷载总风荷研究主要是通过计算机仿真模拟来分析模拟建筑环境中的空气载是指建筑物的各个表面所受风荷载的合力，是沿

5、建筑物变化流动及相关的流体动力学问题，并结合风洞试验数据研究建筑的线荷载，通常按建筑物的主轴方向计算。局部风荷载是指在建周围的风场。筑物表面某些风压较大的部位，考虑风压对局部某些构建的不高效利用建筑风能的关键是找出安装风力机的合适位置。由利作用时考虑的风荷载，考虑部位一般是建筑物的角隅或阳台于建筑物存在，城市风环境具有紊流加剧、局部风速增强的特雨篷等悬挑构件。风荷载与楼层高度有关，越高风压越大，但不点，可通过将建筑外形设计成风力集中器的方法得到最佳气流是简单的正比关系。对于平坦或稍有起伏的地形，风压高度变化组织。国内外学者已经对各种建筑对风能的聚集效果进行了分系数应根据地面

6、粗糙度类别按规范取值确定。对于山区的建筑析，提出了多种可使风能强化和集聚的模型，其中最具有代表性物，风压高度变化系数还应考虑地形条件的修正。的是根据建筑中风力机的安装位置提出的三种基本集中器模作为一种清洁而无污染的可再生能源，风能因其开发利用便型。其中，扩散体风力集中器是利用建筑间的风道聚集风能，并捷，成本低廉受到了广泛关注。在我国，目前风电技术已经非常安装风力机进行发电；平板型风力集中器是利用平板型建筑物成熟，但风电机组多安装于旷野、沙漠或近海等偏远区域，输送中间的空洞聚集加强风，驱动风力机发电；非流线体风力集中器过程中电力损耗大、费用高。若利用城市中建筑环境的风能发电是

7、利用建筑顶部较大的风速，将风力机放置在建筑物顶部，进行并直接用于建筑本身，则可降低电能在输送上的投资和损耗，同风力发电；基于这三种基本模型可以从不同方面研究建筑风能时缓解城市电力紧张的问题，是一种一举两得的选择。而随着社的利用，分析不同的建筑外形的空气流动的情况。会的发展，越来越多的高层建筑群在城市中出现，这为建筑风能目前对建筑环境中的风能利用在我国起步不久，此类研究尚的利用创造了条件。空气在流动过程中与建筑物相互作用，形成未成熟。为推广建筑环境中的风力发电技术，对于风场的模拟、了独特的建筑风场分布，寻找合适的方法