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濠江风云国语浅析高层建筑室外风环境的优化设计-鸿业同行BIM

admin 全部文章 2018-09-04 20
浅析高层建筑室外风环境的优化设计-鸿业同行BIM
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高层建筑的剖面设计

高层建筑中纯粹的封闭式幕墙做法不能保证室内外空气的流通,且消耗更多的能耗。如何既能保证有效自然通风,同时又能控制在人们的舒适性范围内,这将是高层建筑解决风环境所要面临的问题。1.1 建筑单层外围护表面开口高层建筑单层外围护结构的开窗方式中应首先解决两个问题,一是对气流形成一定的遮挡,减小原有风速;二是设置挡板及运用可控制开窗方式使进入室内空间的气流改变运动方向,减小行人高度的风速。满足这两个条件的高层建筑可控制开窗方式分为:单面平开式、下悬式及上悬式三种模式。1)单面平开式:窗户平开,最大开窗角度较缓,洞口较小,风从侧面进入,开启方向避开人在室内空间坐立位置。2)下悬式:气流从底部进入室内后向上方移动,减少对人站立点高度的影响。3)上悬式:气流进入室内后,窗户的开启使气流进入室内后向下部空间移动,这种方式对人坐立位置及高度影响较大。当高层建筑室外风速过大或其他原因而无法正常开窗而必须采用封闭窗系统时,为满足室内自然通风换气量孔雁,达到进风量与需求量之间的协调,可广泛运用单层可控制性通风方式。1.2 双层墙面的应用双层墙面的应用对于调节建筑与环境的关系具有一定的优势,减小建筑窗户的直接开启带来风速过大及建筑能耗增加等问题。双层墙面可控制性自然通风方式最适应高层外围护界面设计,按照使用者舒适性需求及室内物理环境状况间接调节进入室内空间的气流量大小。双层墙面的可调节性在满足高层建筑自然通风的同时濠江风云国语,化解了不利风的影响赵紫涵,并通过外围护界面的可变性满足不同时间内人在室内空间的需求。1.3 竖向绿化的引入竖向绿化作为软质景观引入建筑室内,形成多方位、多层次的绿化系统,对高层建筑上部水平向强气流具有一定的缓冲作用。特别是底部软质景观的处理将有利于减弱高层建筑下行风的速度及风量,形成气流到达地面后的缓冲。夏季,植物绿化的蒸发作用使进入室内空间的气流在此过滤温柔妻主,降低夏季进入室内空间的空气温度,为蒸发散热提供水分。冬季,气流运动速度与建筑失热量成正比关系,植物绿化缓冲层降低了气流运动速度、阻挡寒气流对建筑内热工的影响,降低了建筑能源消耗;同时,绿化的引入增加高层建筑表面对气流的阻尼,相应降低了高层建筑外界面处风荷载。
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高层建筑的形体设计

2.1 立面开口处理自然界中物体的形体是自然力作用的结果曹德淦,风、雨及阳光是构成自然力作用的原始动力。同样,建筑形体的选择是顺应自然力作用的结果。高层建筑由于结构的原因不可能通过大的形体变化来优化室内外风环境状况,形体表面的局部处理如阳台,遮阳板及韵律性开口将会有效地阻尼高层建筑表面不利气流,使气流在遇到不同的开口及不规则的立面特征时,水平方向上的作用力逐渐得以消解,风力有所减弱。但建筑立面造型中尽量避免尖锐的竖向尖角,因为这会造成强有力下沉气流。2.2 形体退台为减小上部风受到建筑界面阻挡后下行形成的强气流,高层形体应依据建筑高度做退台处理。城市规划法规定,沿街建筑高度与街道宽度应满足一定的比例关系,大体量建筑形体上应做退台处理,减小对街道的压抑感。这种方式恰恰缓解了高层建筑下风向的能量。退台处风力不断的受阻,能量不断衰竭叶云凤。高层上部退台后,街道底部峡谷风力也有所减弱,相应化解了街道上不利的风环境。
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高层建筑的平面设计

3.1 平面形式的选择与建筑室内能耗1)建筑的基本形体能耗与建筑形体之间的大致关系,建筑底面积相同,外围护表面积越大,山岸秀匡建筑的散热面积就越大,能耗相应就越多;相反,建筑外围护表面积越小,通过太阳辐射及通风引起室内温度增加的升幅就越郭婕祈小许爱周,冬季通过围护结构及窗户的气密性散失的热量就越小。2)交通核心及附属空间建筑布局中,使用需求决定空间规模。对建筑室内风环境而言,满足不同功能使用的前提下,合理的流线组织将有利于室内气流畅通。双极气候区内,建筑周边的开敞相对于周边封闭的布局模式更有利于夏季室内气流的运行;冬季,北向房间的小尺度划分,南向房间的大空间安排更有利于保持室内热量的稳定。高层建筑中,交通核心的位置决定建筑空间的安排,不同的平面布置对双极气候区建筑的室内风环境带来不同的影响。交通核心筒的布置包括四种模式:分别布置在建筑北向、东西向或靠近平面几何中心。不同的位置产生的风环境效果是不同的。核心交通布置在北向有利于冬季室内热量的稳定,夏季也同样降低了纵向穿堂风的通过;布置在东西向可抵挡室外热辐射造成的室温升高;但在冬季,南北向的开敞贯通导致室内热量散失,增加室内空间额外能耗;核心筒及附属空间布置在建筑的几何中央时张涵钧,南北空间划分及中部走廊的相隔阻碍了气流的串通,对建筑通风最不利。这种模式下,应在建筑平面的南北两侧一定位置直接开启面向走廊的通风窗。3.2 高层建筑的平面形式与室外风环境状况1)单体建筑的平面形式与室外风环境不同平面形式对周围微气候环境的影响具有很大的差异性。气流运动与建筑形式的结合存在对外和对内两种方式。相同基底面积的状况下,圆形平面对周围风环境的影响程度比方形要浅井茶茶小,凹口平面特征比凸口平面特征更容易形成向上或向下的强气流陈谏议教子。在相同的气流运动情况下:以方形为基础,建筑迎风面跨度相同都市龙王,建筑背风面所形成风影区大小相同,不同的气流运动方向在建筑的角部及背风向产生不同的风速及风压状况,产生不同的风影影响范围;建筑边界越光滑,接近圆形,建筑背风向形成的压力越趋于稳定,风环境影响对于方形体量稍微复杂;板式竖向布局时,来流方向与板式建筑布局平行,建筑的存在对改变周围风环境状况影响最小;随着角度增大,对周围风环境造成的影响也相应增大。2)群体建筑的平面形式与室外风环境现代高层建筑多以群体布局模式出现,群体中各单体建筑之间微气候环境相互干扰。实际上,由于城市风向及风速处于不停的变化中,高层建筑的群体风环境状况也是在不停的变化,无法形成比较准确的量化指标及环境边界条件。建筑迎风向处,越靠近建筑物外界面,风速越小,在建筑背风向风影区内,距建筑最近点风速相对于原有风速变化最大,随着测试点不断的远离,衰减后的风速不断得以恢复。这种情况形成的原因是由于建筑上风向气流在运动中遇到封闭界面的遮挡后,向两边分流,中部气流密度及风量减弱,迎风面两侧风速增大。两栋建筑物相距较近时,由于建筑的狭管效应,风量不变,风道变小,气流在此加剧,速度增高。气流运动方向与建筑物布置成一定角度时,建筑群所形成的室外风环境状况比平行或垂直布置时都要复杂蓬户生晖。
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结束语
高层建筑设计不仅包括建筑结构、体型及空间研究,而且包含建筑风环境的研究与分析。在双极气候区内,根据建筑特征选择相应的通风方式,增加夏季室内空间的舒适度的同时,保持冬季最小室内换气量,最大限度的节约能源,阻止通风换气带来的热量散失。
来源:论文网