高层建筑风环境研究

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1、·设计研究RESEARCHESINDESIGN高层建筑风环境研究陈飞1高层风环境问题1.2室外风环境问题 摘要/从高层建筑产生的风环境问题出发进行研究，探随着人口的聚集，城市无限扩张与土近年来，城市中心区建筑密度增加迅 索高层建筑的气候适应性特征，寻找建筑节能、通风及地资源有限性之间的矛盾不断激化，解决速，建筑法规的落实存在着滞后性，没有从 防风的相关措施。矛盾的最有效办法是建筑向竖向发展。世整体宏观的角度审视规划建设，空间布局 关键词/风环境高层建筑节能防风ABSTRACT/Startingwiththewindenvironmentarisenfro

2、m界上建筑的高度在不断的突破，保持最高上的原因产生的风害越来越普遍。1982年highrisebuilding,theresearcherexploresclimaticadapt-abilityofhighrisebuildingandseeksrelevantmeasuresforenergysaving,ventilationandwind-protection.纪录的时间越来越短，上海环球金融中心的高度现已突破492m。从整个生态系统角11月5日，一位名叫罗丝·斯皮尔波盖尔的女性在纽约世贸中心建筑前广场上被一KEYWORDS/windenviro

3、nment,highrisebuilding,energy度，高层建筑有着多层不具有的节地优势，阵强风吹倒而受伤，为此，她以设计未进行saving,wind-protection但随着高度的不断增加，高层建筑的室内风洞实验为由告上法庭，要求赔偿，最后法外风环境问题也逐渐突出(图1)。院的判决以设计符合城市规划法规，未进1.1室内风环境问题行风洞实验是一种欠妥行为，而非必要行高层建筑室内风环境问题由两方面因为驳回原告上诉。这一事件是对规划法规素造成：及建筑设计的一次警示，明确提出了高层第一，城市高度梯度风效应，一定高度建筑设计中对风环境问题重视的必要性。限

4、定内，作用在建筑外表面的室外风速及高层建筑室外风环境问题表现在三个风压随高度增加而逐渐增强。据统计，在5方面：首先，建筑高度及体量造成建筑风层楼面处，风速比地面处高出20％；在16影，对下风向建筑及室外空间带来一定的层楼面处，风速增加50％；在35层楼面处，负面影响；其次，气流在高层建筑上部受风速增加120％。[1]显然，建筑直接对外开窗阻，转而顺建筑表面向下运动，到达建筑底会造成过大的气流进入室内，使人无法正部，与地面水平向气流混合，底部空间风环常工作。境复杂化；第三，群体建筑空间规模及布局第二，技术的发展，空调的使用，建筑在建筑外部空间形成狭管效应，

5、导致局部完全可以依靠自身机械系统运转来满足人风速过大、过强，不利于街道上行人活动。的舒适性需求。外墙技术的发展使建筑表1.2.1高层建筑风影区皮与界面彻底分离，封闭的围护结构无视垂直于建筑外界面气流遇到障碍物后外界气候状况，独立地利用不可再生资源在建筑背风向一定距离内产生很长的风影维护着建筑高能耗的运转，在浪费能源的区，其长度相当于建筑高度的15倍左右。[2]同时还带来了不利于健康的因素：封闭的风影区内，风向改变，形成涡流，风速减小····国家自然科学基金项目(70673069)作者单位：同济大学管理科学与工程博士后流动站（上海，200092）收稿日期：

6、2007-11-07建筑外围护界面生硬地把人与环境割裂开来，违背了人与自然长期以来所建立的良好互动关系，在心理方面也产生了一定的负面影响。在此环境条件下长期工作与生活会引起情绪、饮食等方面的健康问题。2003年爆发的非典传染病再一次警示人们，自然空气的流动可以减少空气的污染和病菌的滋生。空调系统的内部循环所带来的废气二次使用，以及长期依靠化学物质对空气湿度及温度的控制增加了疾病传播的几率，未来高层建筑必须利用自然通风及自然采光。到约为遇到障碍物前风速的一半。这对于炎热干旱地区的夏季及寒冷非潮湿地区室外活动比较理想。但在湿热地区，风影区会导致一定距离内下风

7、向建筑通风降温及除湿效果不理想(图2)。中国多数城市夏季与冬季主导风向相反。冬季冷气流在上风向被建筑遮挡，风影区内风速衰减，加上阳光充足，下风向室外空间成为人们躲避冬季冷气流的理想场所。风影区分平面范围和竖向范围，分别与高层建筑的平面特征、面宽、来流方向及周围建筑的间距和高度的比值有关。来流72····方向不同，建筑负压区范围及风速大小也不同。在相同建筑底面积的情况下，假定建筑外围护完全封闭，圆形体量对气流运动具有一定的引导作用，使气流沿圆形建筑外围平滑移动，在背风面形成的风影区范围及风压最小。另一方面，建筑外围护的渗透性程度决定建筑迎风面与背风面的压力

8、差，并与建筑背风面形成的风影区范围及风速呈反比关系(图3)。1.1高层下行风高层