2014環(huán)境影響評價師《案例分析》考點(diǎn):高層建筑風(fēng)環(huán)境及其影響3

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　　高層建筑內(nèi)、外風(fēng)環(huán)境不舒適性測評準(zhǔn)則

　　高層建筑及其群體的外形、布局，隨設(shè)計者的構(gòu)思而異。在風(fēng)力作用下，其繞流特性各異。當(dāng)布局不當(dāng)時，在建筑物外部往往造成局部不良的風(fēng)環(huán)境：如卷起灰塵、紙屑及雜物并堆積于背風(fēng)區(qū);掀起屋頂覆蓋物、破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)、幕墻玻璃、門窗等等，對廣場、街道上的行人及交通安全構(gòu)成威脅。此外，目前很多高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)框架，設(shè)計重量越來越輕，高度越來越高，而本身機(jī)械阻尼卻越來越低，對風(fēng)力作用越來越敏感，且往往是高柔性結(jié)構(gòu)。盡管結(jié)構(gòu)工程師能保證結(jié)構(gòu)承受風(fēng)荷載是安全可靠的，但風(fēng)致振動，使大樓產(chǎn)生擺動，造成室內(nèi)家具碰撞產(chǎn)生噪聲，吊燈搖晃等現(xiàn)象，也會使居住者心理上備感不適。這里提出一個建筑物內(nèi)部的風(fēng)環(huán)境舒適性的問題。

　　1、外部風(fēng)環(huán)境問題

　　長期以來，人們通過試驗，觀察制定了一個在人行街道、廣場對人類活動感到不舒適的指標(biāo)-“不舒適參數(shù)”Ψ，來測評近地面風(fēng)環(huán)境的優(yōu)劣。當(dāng)Ψ≥1時，人們步行開始感到不適，傘難撐，眼難睜。步行者受風(fēng)影響情況判別如表2。可見，僅當(dāng)風(fēng)速u∞≤5 m/s(或Ψ<1)是舒適的，4～7級是不舒適的，8級以上則認(rèn)為是危險的。

　　表2 步行者受風(fēng)影響情況判別表

　　風(fēng)速等級 3秒鐘平均風(fēng)速(米/秒) 風(fēng) 速 影 響 情 況

　　1 0～5 人臉感到有風(fēng)，但對行動或舒適性無影響。

　　2 5～10 對風(fēng)敏感，腳步偶有不規(guī)則，但大多數(shù)行動尚不受影響。

　　3 10～15 步行不易，上身要前傾，腳步不規(guī)則，以直線前進(jìn)。

　　4 15～20 步行艱難，難以控制，整個身體前傾，且搖擺不定。

　　5 20～25 安全行走的極限，安穩(wěn)行走極難或不可能。

　　6 25～30 危險風(fēng)速(國際通用23米/秒為危險風(fēng)速極限)。

　　根據(jù)高層建筑物的外形，相互布局情況及風(fēng)的相對方向，可能測得的建筑物外部環(huán)境的不舒適參數(shù)Ψ值是不同的。常見幾種高層建筑群體，布局間相互干擾而引發(fā)的不舒適風(fēng)環(huán)境的試驗值Ψ如下。

　　(1)壓力連通效應(yīng)　2(1)、(2)，當(dāng)風(fēng)垂直吹向錯開排列的高層建筑物時，若建筑物間的距離小于建筑物的高度，則有部分壓力較高的風(fēng)流向背面壓力較低的區(qū)域，形成街道風(fēng)，在街道上形成不舒適區(qū)域。該區(qū)不舒適參數(shù)Ψ是建筑物高度的函數(shù)。一般而言，對10～11層，約35～40米高者，街道風(fēng)的Ψ≈ 1.3～1.6;特殊情況，對塔式高層建筑，當(dāng)相互間隔不大時(如約為1/4樓高)，其Ψ≈ 1.8。

　　2 壓 力 連 通 效 應(yīng)

　　(2)間隙效應(yīng)：3，當(dāng)風(fēng)吹過突然變窄的剖面時(如底層拱廊)，在該處形成不舒適區(qū)域，其不舒適參數(shù)Ψ≈ 1.2～1.5，主要取決于建筑物的迎風(fēng)面積與變窄剖面面積的比值或建筑物的高度。通常對7層樓高，底部不舒適參數(shù)Ψ≈ 1.2;樓高超過50米時，取Ψ≥1.5。

　　3 間 隙 效 應(yīng)

　　(3)拐角效應(yīng)：4，當(dāng)風(fēng)垂直吹向建筑物時，在拐角處由于迎面風(fēng)的正壓與背面風(fēng)的負(fù)壓連通形成一個不舒適的拐角區(qū)域;有時，當(dāng)兩幢并排建筑物的間距L≤2d(d 為建筑物沿風(fēng)向的長度)時，兩幢間也形成不舒適區(qū)域;它們的Ψ≈ 1.2。對35～45米高的塔式建筑物，其Ψ≈ 1.4;對100米以上的塔式建筑物，其Ψ≈ 2.2。

　　4 拐 角 效 應(yīng)

　　(4)尾流效應(yīng)：5，在高層建筑物尾流區(qū)里，自氣流分離點(diǎn)的下游處，形成不舒適的渦流區(qū)。隨著建筑物高度的增高，不舒適影響區(qū)增大，一般塔式建筑物的Ψ≈ 1.4～2.2，其影響范圍與塔式建筑物的寬度與高度相近。

　　對低矮的建筑物，其Ψ≈ 0.5～1.6，影響區(qū)域縱深約為建筑物高度的1～2倍。

　　(5)下洗渦流效應(yīng)：6，當(dāng)風(fēng)吹向高層建筑物時，自駐點(diǎn)向下沖向地面形成渦流。若前面低矮建筑物的高度h′與兩樓間間距大致相等(e= h′)時，則不舒適影響最顯著，其不舒適參數(shù)Ψ≈ 1.5～1.8，由于有垂直向下的風(fēng)速分量，故更令人感到不舒適。中陰影線為高風(fēng)速區(qū)。

　　5 下 洗 渦 流 效 應(yīng)

　　除上述外，其它類型的外部風(fēng)環(huán)境不舒適參數(shù)就不贅述。有些研究者提出尚需考慮出現(xiàn)頻度，并提出在廣場、停車場偶發(fā)陣風(fēng)，若出現(xiàn)陣風(fēng)u = 6 m/s，只要每年不大于10 % 的時間;人行道偶發(fā)陣風(fēng)出現(xiàn)u = 12 m/s，每月不多于1～2次，吹刮時間又極短暫，盡管不舒適參數(shù)較高，應(yīng)認(rèn)為是可以接受。