高层建筑绕流对室内通风系统影响地研究.pdfVIP

高层建筑绕流对室内通风系统影响的研究 彭小勇 顾炜莉 李惠敏 (中南工学院建工系暖通教研室) 摘要：本文根据相关文献的高层建筑风压系数的分布和高层建筑绕流空气动力特性，分 析_『高层建筑物表面风压艟来流和风向发生较大变化的区域和特征，提出了高层建筑室 内新风、排气系统进、排风口设置的相关技术措施，以及考虑来流和风向影响的高层建 筑表面风压的计算方法。 一．引言 高层建筑绕流呈明显的钝体绕流特征，分离流态、不对称脱体涡系等；来流大气边 界层受地面粗糙度引起的机械湍动和大气热微气候的热湍动的影响等，这些决定了高层 建筑表面风压有较大的随机性和脉动性。 高层建筑室内通风系统设置时，进排风口处采用当地大气压．通常没有考虑风压的 影响．由高层建筑绕流特征和大气边界层气流特性知，高层建筑表面风压会随时间、风 向等的变化而变化I。J，并出现规则或不规则的脉动121，这些直接影响到通风系统的有效 工作，如送排风量不稳定、风机颤振、送风气流湍流度增加和引发嗓音等，屉终将对室 内空气品质和舒适性产生不利影响。 ． 有关高层建筑表面风压的特征和计算方法，4文献12儿3】怍了详细的研究：文献I4】对 CFD技术模拟建筑物表面风压和室内通风等作了综述，对其应用前景给予了较好的评价； 文献[1l对高层建筑进排风口风压的计算方法作了有益的探讨。但有关高层建筑绕流气流 的不稳定性等特性对室内通风系统影响的研究还较为鲜见。 车文根据高层建筑绕流的特征，分析了高层建筑表面风压的不稳定性等因素对室内 通风系统的影响，并给出了相应的技术措施；提出r考虑风速度型和风向等影响的高层 建筑表面风压的计算方法。 二．嚣响高屡建筑表面风压曲匿素 (1)高层建筑绕流的特征 r- 高层建筑绕流呈明显的三维钝体绕流特征，大气边界层来流蹦建筑物的阻碍，气流 速度因惯性力减少到使靠近表面的气流倒流出现，迎风面出现驻点区，其压力最大r往 外压力逐渐碱少；在拐角、屋檐等区域．气流因较大的逆压剃度出现分离，分离层形成 离敬的旋涡，井脱落到建筑物后方的尾流中，这些旋涡使分离团附近产生大的煎压，尤 其当风向与建筑物正面形成一定角度时更为严重。 高层建筑绕流流态受雷诺数、来流速度型、风向、建筑形体和大气稳定度等诸多闲 素的影响，呈明显的随机性和不稳定性。 (2)风向和速度型对风压的影响 图I给出了一高层建筑同一点在不同风向下平均风压系数和平均均方根风捱系数的 190 “。 实验值(圉中圆圈)和实测值(图中实线)， 由图可见，风向改变平均风压系数有较大的波 藿o。 动，最大值和最小值的相对偏差接近200％。由 go， 平均均方根风压系数分布可见，髓着风ruj的改 云．。 变，建筑表面当地风压脉动也有较大变化。 誊 由于风向的改变，来流速度型受地面粗糙 度等田素变化的影响而不同。不同来流速度型 川 对高层建筑表面风压有较大的影响，文献[2】给 豁 出了一高层建筑在均匀斑流场和边界层流型流 善 场的表面风压分布，结果表明差异是明显的， 举u 如在均匀流流场中，迎风面驻点区较大、偏下． 屋顶和侧面负压值较大：在边界层流型流场中， 迎风面驻点区叫显偏上、较小．屋顶和侧面负 -。 压值相对较小。 Atl (3)湍流度对风压的影响 圈1 商会大厦第5o层衷墙距 大气边界层气流是湍动的，湍魔度随时间 东北角206m处测得的风压‘21 变化，这种类型的湍流所引起的风压脉动有较 太 的随机性和破坏性。图2为一建筑物迎风面和背风面上的风