Ветровая нагрузка на высотные здания в условиях защищенности

Abstract

В условиях плотной городской застройки возникают особые задачи аэродинамики высотных зданий для изучения и последующего применения в инженерных расчетах и архитектурном проектировании. Цель исследования состоит в определении характеристик ветровых потоков, которые действуют на высотное здание, расположенное в условиях городской застройки различных типов. Кроме того, рассмотрена ветровая нагрузка для разных форм высотных зданий в условиях защищенности. Исследование проведено методом численного моделирования с помощью программного комплекса. Установлено, что при заданном направлении ветра типы застройки негативно влияют на аэродинамические характеристики высотных зданий, за исключением зданий, имеющих скругленные формы. Однако данные формы имеют более высокие по модулю показатели в областях отрицательных давлений. Выявлено, что на здания с угловатыми очертаниями условия застройки негативно влияют только со стороны надува, со сторон отдува давления по модулю уменьшаются. При этом при направлении ветрового потока на наклонные части фасада соответствующих зданий положительные значения ветрового давления остаются более оптимальными в сравнении с другими вариантами объемно-пространственного решения даже в условиях застройки. Уточнено, что минимальные значения ветрового давления не всегда будут негативным фактором. Например, если расположение областей отдува воздушного потока локализовано в области кровли, то это может иметь положительное значение, так как улучшаются условия сдува снега. Согласно представленным в данной статье исследованиям наиболее рациональные формы у здания, сужающегося кверху или имеющего спиралевидную форму. Для последних области повышенных по модулю отрицательных значений давления концентрируются в области кровли. По результатам проведенных исследований на основе аэроаудита выявлены наиболее рациональные формы высотных зданий, расположенных в условиях городской застройки, и рекомендованы к проектированию типы высотных зданий в условиях защищенности.