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

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　　高層建筑內(nèi)、外風環(huán)境不舒適性測評準則

　　高層建筑及其群體的外形、布局，隨設計者的構思而異。在風力作用下，其繞流特性各異。當布局不當時，在建筑物外部往往造成局部不良的風環(huán)境：如卷起灰塵、紙屑及雜物并堆積于背風區(qū);掀起屋頂覆蓋物、破壞圍護結構、幕墻玻璃、門窗等等，對廣場、街道上的行人及交通安全構成威脅。此外，目前很多高層建筑采用鋼結構框架，設計重量越來越輕，高度越來越高，而本身機械阻尼卻越來越低，對風力作用越來越敏感，且往往是高柔性結構。盡管結構工程師能保證結構承受風荷載是安全可靠的，但風致振動，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)部的風環(huán)境舒適性的問題。

　　1、外部風環(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-“不舒適參數(shù)”Ψ，來測評近地面風環(huán)境的優(yōu)劣。當Ψ≥1時，人們步行開始感到不適，傘難撐，眼難睜。步行者受風影響情況判別如表2。可見，僅當風速u∞≤5 m/s(或Ψ<1)是舒適的，4～7級是不舒適的，8級以上則認為是危險的。

　　表2 步行者受風影響情況判別表

　　風速等級 3秒鐘平均風速(米/秒) 風 速 影 響 情 況

　　1 0～5 人臉感到有風，但對行動或舒適性無影響。

　　2 5～10 對風敏感，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。

　　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 危險風速(國際通用23米/秒為危險風速極限)。

　　根據(jù)高層建筑物的外形，相互布局情況及風的相對方向，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)的不舒適風環(huán)境的試驗值Ψ如下。

　　(1)壓力連通效應　2(1)、(2)，當風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流向背面壓力較低的區(qū)域，形成街道風，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，街道風的Ψ≈ 1.3～1.6;特殊情況，對塔式高層建筑，當相互間隔不大時(如約為1/4樓高)，其Ψ≈ 1.8。

　　2 壓 力 連 通 效 應

　　(2)間隙效應：3，當風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

　　(3)拐角效應：4，當風垂直吹向建筑物時，在拐角處由于迎面風的正壓與背面風的負壓連通形成一個不舒適的拐角區(qū)域;有時，當兩幢并排建筑物的間距L≤2d(d 為建筑物沿風向的長度)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

　　(4)尾流效應：5，在高層建筑物尾流區(qū)里，自氣流分離點的下游處，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：6，當風吹向高層建筑物時，自駐點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速分量，故更令人感到不舒適。中陰影線為高風速區(qū)。

　　5 下 洗 渦 流 效 應

　　除上述外，其它類型的外部風環(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，若出現(xiàn)陣風u = 6 m/s，只要每年不大于10 % 的時間;人行道偶發(fā)陣風出現(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，應認為是可以接受。