1.理想正方体建筑
单体建筑周围的气流变化也是非常复杂的。在现实中,风是以紊流态吹向建筑,气流在建筑表面不断变化。为了理解气流现象,方便研究,假定理想的均匀气流垂直吹向理想建筑立方体,白铁皮加工通风管道可以通过风洞实验或数字模型来了解理想建筑单体的风场变化。一般建筑周边风场的分布情况如下(见图2.5):迎面气流是没有受到建筑影响的无阻挡气流,垂直指向建筑。气流前行撞在建筑界面发生分流,下部的分流撞击地面,形成反向涡流。相对迎风面,建筑顶面、侧面也分别形成相对低压区,并产生空气扰动涡流。气流绕过建筑后,继续前进,由于受挤压作用导致气流速度和压力剧烈改变,在建筑背风面形成相对负压涡流。绕过建筑的气流在一定距离后重新汇聚,形成尾流。
图2.5建筑单体周围的外环境(改绘自文献[12]
A—无阻挡气流区;B位移气流区;C一空洞区;D一尾迹区
2.建筑高度的影响
建筑的高度对风的尾流区有明显的影响。一般而言,建筑越高,尾流区也成比例增长(见图2.6)。
图2.6不同建筑高度对风的影响
3.建筑迎风面长度的影响
同样,随着建筑迎风面长度的不同,风绕过建筑受到更大的阻力,建筑背风面的涡流区面积增大,但尾流相对长度比例减少,说明被建筑分开的风流以更快的速度合流,这也意味着白铁皮加工通风管道在建筑山墙部位的风压和风速会更大些(见图2.7)。
4.建筑形态的影响
建筑周围的风场受建筑形态的影响很大,通过风洞试验, Evans对建筑周边的风场做了整理分析,提出了20种建筑平面的风场模式1,这些图可供广大建筑师做直观参考(见图2.8)。图中箭头线密集之处表示风速较大,环状箭头表示涡流。可以看出,低压涡流区会显著降低风速,形成“风影”区。
图2.8建筑形态对风的影响
建筑的迎风面一般是高压区,背风面一般是低压区,当风绕过建筑边缘时会造成风速的增加。建筑师们可从上述图表中方便地了解建筑周围气流的总体特征,但建筑物的现实风场要复杂很多,白铁皮加工通风管道现在更为普遍和准确的方法是采用CFD软件进行风场模拟。