建筑風環境
關注創建者：課代表 創建時間：2019-05-11
建筑風環境的視頻教程
云端CAE實戰——OpenFOAM 建筑風環境仿真
SimForge?高性能仿真云平臺，邀您開展OpenFOAM在線風環境模擬！ 前處理→求解→后處理，1個視頻，用“建筑風環境仿真”， 帶您從0開啟全流程高性能仿真云端實戰！
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課代表——小區風環境風壓、熱壓仿真
附件中有msh、case、dat、udf.c文件 讀入msh（上堂課的msh沒找到了，用的一個簡易一點的建筑群） scale 調整模型位置 選擇能量方程、湍流方程、開啟太陽計算器 設置材料 設置邊界條件：udf進口速度、k、e 設置求解方法 初始化 計算 后處理
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課代表——小區風環境模型網格劃分icem
附件中是小區風環境的幾何模型 幾何拓撲 定義part：sky，ground，sides，build，in，out 網格劃分策略 網格尺寸全局設置 網格尺寸局部設置 網格局部細化：密度盒 網格節點重組
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建筑風環境的實例教程
隨著城鎮化進程加速和“雙碳”目標推進，綠色建筑與宜居環境成為城市發展的核心議題。“十四五”規劃明確提出“提升城市建設智慧化水平，發展智能建造”，對建筑能效與環境適應性提出了要求。[1]在這一背景下，建筑風環境仿真技術正成為優化人居環境、保障建筑安全的關鍵支撐。CAE風環境仿真技術，通過高精度數值模擬還原真實風場與建筑的相互作用，為建筑可持續設計提供科學決策依據。
圖源網絡
文件《建筑設計環境準則》明確要求建筑方案階段需進行環境影響評估，涵蓋風環境對行人安全、能耗、自然通風的影響分析，并需提出優化措施，同時強調節能設計，要求通過仿真優化建筑布局降低熱島效應，提升室外風舒適性。[2]
“熱島效應” 圖源網絡
海南省《綠色建筑設計規程》文件，要求建筑群體布局長度超30米時，需設置通風過街樓，并應運用計算流體力學（CFD）手段對場地風環境進行模擬預測，完成模擬報告，據此完成規劃設計。[3]
可見，CAE風環境仿真技術可在設計階段精準預測建筑群風場分布，為規劃布局與結構安全提供科學依據。
當傳統風洞試驗面臨周期長、成本高的困境，建筑風環境仿真的優點在于：
（1）費用省、周期短、效率高；
（2）可方便探討各種參數變化對結構性能的影響；
（3）基本不受結構尺度和構造的影響，可盡可能真實地模擬實際結構以及所處的環境，克服試驗中難以滿足雷諾數相似的困難；
（4）數值模擬的結果可利用豐富的可視化工具，提供風洞試驗不便或無法提供的繞流流場信息。
展開 ，到營造健康舒適環境、降低運營能耗，CAE建筑風環境仿真技術為建筑師與工程師提供了駕馭風場、實現“人-建筑-氣候”和諧共生的科學手段。
奧運場館風環境分析與建筑云
作者：路明標
里約奧運會現在已經接近尾聲，在觀看各位運動員緊張激烈的比賽的同時，我們也見識到了各式各樣的奧運場館，包括室外田徑場地、網球場地，室內的籃球館、游泳館等等。
奧運場館往往會成為一屆奧運會的象征，比如1964年東京奧運會代代木體育館，2008年北京奧運會的鳥巢、水立方，2012年倫敦奧運會的“倫敦碗”等。
近年來，隨著“綠色奧運，科技奧運”理念的提出，在運動員向著“更高、更快、更強”的目標拼搏，打破一項又一項世界紀錄的同時，奧運場館的設計建設也要求越來越高，除了外觀的觀賞性以外，也越來越注重環保以及人體舒適性要求。
這其中最重要的一部分就是場館內風環境的分析，奧運場館內因為是進行體育競技的場所，風環境會對比賽有著很大的影響，尤其是羽毛球等室內比賽以及百米賽跑等競速比賽；同時風環境還對場館內熱環境有著決定性的影響，空氣流通及溫度分布情況極大的影響了場館內的人體舒適度。為了對場館內風環境有著更好的控制，奧運場館中都必須安裝機械通風裝置，比如空調、通風機等，而如何更好的節省機械通風裝置所消耗的能源，更好的利用自然通風等，都需要對場館內空間結構進行詳細分析，對空間分布及通風裝置位置進行優化。
南京天洑開發的建筑云仿真系統，基于CFD（計算流體力學）仿真技術，能夠對室外及室內場館的風環境及熱環境進行詳細分析，得出在場館內任意位置的氣體流動及溫度分布情況，從而能夠指導場館的空間結構設計，以及通風裝置的位置選取。
展開 1、背景
（1）近年來，隨著我國經濟建設的發展，城市規模的不斷擴大，高層建筑大量建設，與此同時高層建筑群風環境的問題日益突出，環境中風的狀況直接影響著人們的生活，而風環境的狀況不僅與當地氣候有關系，還與建筑物的體型、布局等因素有關。
（2）當然，隨著城市的發展，城市的環境問題日趨嚴重，特別是重工業城市，污染物的排放會直接影響城市居民的生活及健康，前段時間，華北地區空氣污染極其嚴重，大量的霧霾籠罩著城市，對居民的健康產生了極大的影響，甚至影響了國家的形象。
經濟的如此的發展，城市如此的發達， 霧霾卻如此的肆虐，各行各業的人們都在為此奮斗，做為CFD工程師的我們，是不是應該想點辦法呢？
2、軟件介紹
建筑云是中國南京天洑軟件有限公司開發的基于結構化網格的建筑仿真云計算系統軟件
主要應用于：
（1）綠色建筑室外的風環境分析
（2）室內低碳、舒適性仿真分析
（3）日照仿真分析
（4）大氣擴散分析（如PM2.5）等
建筑云注重易用且實用性
（1）針對無CFD經驗的設計師提供方便的工具，對有經驗的工程師提供易用工具
（2）能夠短時間內、快速得到結果
（3） 操作簡單，零學習成本，可無師自通
（4） 建筑設計師隨時隨地通過科學驗證創作性，并演示
（5）建筑設計軟件Sketchup無縫連接
3、CAD模型的轉換
某天，距離城市最外圍200m的某個區域發生污染物的泄露，污染物主要是成分有二氧化硫、一氧化碳及PM2.5，此時，我們需要根據計算結果來預測風速及可能被污染的區域。
城市的分布如下圖所示。
展開 建筑群應綜合考慮群體內建筑物的體型。建筑群中的建筑單體造型，對群體效應、狹管效應、風場流向等均有較大影響。復雜的建筑體型，會對相鄰建筑產生不利影響，還會影響風的流向，加上建筑密度大，鱗次櫛比，易引發狹管效應，使城市街道風速加大，危及行人和行車安全。特別是當強臺風來襲時，峽管效應會使高層建筑的部分外墻表面因風速過大而產生巨大負壓，玻璃幕墻或大塊墻板像雪崩一樣脫落，高檔門窗等也會突然崩塌、墜落傷人。
避免設計迎風面偏大的超高層建筑
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避免設計立面造型復雜的高層建筑
▼
廈門特房波特曼大廈：216米，鋼-混凝土組合結構。玻璃幕墻設計成外凸的直角三角形，通過三角形長短邊方向變化形成立面線條，其玻璃外墻形狀和防浪堤類似，狂風撞到玻璃外墻時，力量瞬間分散，不易形成集中壓力和吸力。
▲避免出現狹管效應
城市高樓間的狹窄地帶風力特強，易造成災害，城市“峽谷風”是各大城市面臨的新問題。風洞試驗經過數值模擬后發現，平地上3—4級的風，在城市高樓之間，經過“狹管效應”放大后，可達10級以上，刮起六七級大風時，狹管效應能使通過高樓之間的瞬間風力達到12級?！蔼M管效應”的威力大小，與一個城市高層建筑的數量、間距、建筑物的位置有著密切關聯。高層建筑物越多、體積越大、間距越近，出現“狹谷效應”的機會越大。
▲2016“莫蘭蒂”臺風--狹管效應
廈門中航紫金廣場。塔樓A、塔樓B均為寫字樓，地面以上總層數41層，屋面高度為180.7m，采用鋼管混凝土框架—鋼筋混凝土核心筒結構體系。A、B兩幢樓距離較近，周邊建筑群密集，建筑風環境極其復雜。
▲2016“莫蘭蒂”臺風--狹管效應
對于密集區域高層建筑，其建筑體型系數放大較明顯。
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建筑風環境的相關專題、標簽、搜索
建筑風環境的最新內容
[1]在這一背景下，建筑風環境仿真技術正成為優化人居環境、保障建筑安全的關鍵支撐。CAE風環境仿真技術，通過高精度數值模擬還原真實風場與建筑的相互作用，為建筑可持續設計提供科學決策依據。
<sup>[4]</sup></p><h2><strong>01 建筑風環境仿真的關鍵技術</strong></h2><h3><strong>1.
為了使用scSTREAM模擬建筑物附近的風環境，除了計劃的建筑物外，還必須在模型中考慮周圍影響。這些包括周圍的建筑物、樹木、綠色和地理特征。松山先生認為，仔細定義這些條件和參數有助于初始設置。他的團隊從航空調查和谷歌地球等資源收集地理數據。周圍環境的照片和他們的實地測量工作也結合起來。SketchUp用于整體模型，根據收集到的數據，將其轉換為STL文件格式。
通過BIM技術建模與舒適可靠度分析，考慮風環境設計標準，得到風環境建筑舒適可靠度評價方法與計算公式，采用推導的公式計算的舒適度設計值更符合工程實際。
日照分析
通過應用日照分析軟件，基于BIM模型和設計規范進行日照分析在建筑工程設計中的作用非常巨大，不僅可以使得擬建建筑的日照時間達到相關規范要求，從而提高建筑品質，而且能夠對已建成建筑日照進行模擬分析工作。
建筑
以建筑物進行風環境分析為例，通過CFD可在較短周期內即可對城市街區風環境這樣大型、復雜問題完成數值模擬。模擬結果也可通過計算機圖形學技術直觀地導出，以便專業人員理解。相比風洞實驗而言，復雜的周邊環境和建筑布局也不再構成難題，計算機數值模擬可以不受客觀條件的限制，對各種不同空間布局的城市街區進行風環境模擬，并獲得詳盡數據。
建筑
以建筑物進行風環境分析為例，通過CFD可在較短周期內即可對城市街區風環境這樣大型、復雜問題完成數值模擬。模擬結果也可通過計算機圖形學技術直觀地導出，以便專業人員理解。相比風洞實驗而言，復雜的周邊環境和建筑布局也不再構成難題，計算機數值模擬可以不受客觀條件的限制，對各種不同空間布局的城市街區進行風環境模擬，并獲得詳盡數據。
該案例應用PERA SIM模擬建筑群風環境，評估高層建筑風載及其分布規律，詳細介紹PERA SIM的建筑外流場CFD仿真流程。
一、網格導入
PERA SIM的網格導入接口可以導入多種網格格式，本案例導入的是msh格式的網格文件。
PERA SIM Fluid網格導入接口
導入的網格文件是某小區建筑，如圖所示。
該案例應用PERA SIM模擬建筑群風環境，評估高層建筑風載及其分布規律，詳細介紹PERA SIM的建筑外流場CFD仿真流程。
一、網格導入
PERA SIM的網格導入接口可以導入多種網格格式，本案例導入的是msh格式的網格文件。
?將XFLOW的數值結果與風洞試驗的CAARC標準高層建筑的數值解對比，結果表明數值模擬較好的反映了高層建筑周圍風環境的繞流特性及表面風壓情況，在迎風面時，與試驗結果擬合較好，在側風面和背風面時，數值模擬結果介于NPL與TJ2試驗結果之間，迎風面均受正壓力，在迎風面2/3高度處最大，兩邊及底下小。
現代CFD技術是大氣環境、建筑風環境、水環境等進行探索的有效手段。
