环境风影响范文

2024-08-17

环境风影响范文（精选9篇）

环境风影响第1篇

随着社会经济的发展, 城市中的高层建筑拔地而起。随着这些建筑从城市中心到外围的不断扩展, 逐步形成了区域性城市的密集型商业高层建筑群和高层居住建筑群。这些高层建筑群为人们提供了便捷的同时也给人们的生活造成很大的影响, 影响之一就是高层建筑周边的风环境。

1 高层建筑的定义

现代高层建筑首先从美国兴起, 第二次世界大战后, 出现了世界范围内的高层建筑繁荣时期。日本近十几年来建起大量高百米以上的建筑, 苏联在20世纪70年代初开始建造高层建筑, 后来逐步发展为高层建筑群。

我国近代的高层建筑始建于20世纪20年代~30年代。从70年代末期开始, 全国各大城市开始兴建了大量的高层住宅, 以及大批高层办公楼、旅馆, 逐步形成了高层建筑群。

2 风环境的定义

广义上风环境是指室外自然风在城市地形地貌或自然地形地貌影响下形成的受到影响之后的风场。现阶段风环境最主要在建筑设计和城市规划的科学领域中被研究, 但是在高层建筑群中风环境的影响范围还是十分广的, 随着高层建筑高空坠物的危害和高层建筑周边及内部环境恶化等现象的出现, 风环境影响越来越受到专家、学者以及居住和使用者的高度重视。

3 高层建筑群对内部空间的影响

高层建筑的风环境不仅是对建筑物外部环境的影响, 对居住在室内的内部环境和通风环境也有着很大的影响。

1) 高层建筑室内自然通风很难实现。

在高层建筑中, 自然通风现普遍存在的问题是风力过大, 风速过快等问题, 居住或工作在高层建筑中的人们, 不能或者是不敢采用自然通风的形式来给居室或办公环境进行通风。在高层建筑中的人们多半采取空调来增加室内空气流通, 这样做室内的空气质量不理想, 而且使用空调的同时对外部环境的热效应增加, 更不利于空气的流动与交换。

2) 风噪声影响。

风噪声在高层建筑外部环境遇到能形成漩涡的地方, 与哨子同理, 当风速加大时, 就会产生相应的风噪声, 风噪声对人们的生活和休息造成很大干扰, 也影响人们的心理和情绪。

4 高层建筑群对外部空间的影响

1) 周边环境的风力、风速的影响。

在高层建筑集中地区, 建筑物周围会有风力、风速局部、瞬间增大的现象, 这就是高层建筑群风环境的主要特征, 也是我们要避免和减少的主要风环境影响要素之一。

在建筑设计中高层建筑需要考虑风荷载, 同时也应考虑高层建筑的“风振效应”。“风振效应”就如同地震后建筑在受到地震横、纵波的影响, 会产生震动和晃动一样。高层建筑在受到强风冲击下, 就会产生晃动。如果高层建筑群的风环境不佳, 这种风振效应就会因风环境的增强和叠加而加重。虽然不会对建筑结构安全造成影响, 但是对居住者的心理会造成不安的影响。

高层建筑群不良风环境, 会影响建筑物的构、配件及装饰物的稳定性。曾有由于风力过大, 将建筑物的玻璃幕墙、外墙面贴砖、屋顶砖瓦等从高处吹落致人受伤的报道, 所以风环境的好坏也会直接影响到高层建筑的安全。

2) 高层建筑群周边的空气质量影响。

由于高层建筑群形成的不良风环境, 对其空间围合的局部空气质量有着很大的影响。主要是高层建筑群内部形成的涡流区对空气质量造成的污染。在涡流环境内空气的流动相对缓慢, 不利于空气的交换, 在该区域内如果有居住或餐饮产生的油烟、汽车尾气等污染物就不易扩散, 久而久之形成空气污染的重灾区。。

如果在此区域一旦形成环形涡流后会将周边的垃圾、尘土等污染物吸引进来, 这个区域就成了垃圾汇集处。每当人们经过时, 卷起的灰尘就会直接刺激人们的呼吸道。

3) 对周围居民和行人生活与行动的影响。

在高层建筑群周围生活和行动的人们, 对于其周边风环境的影响感受最深、最为直接。风速对人的行为的对应影响如表1所示。

从表1中可以看到, 当人们身处高层建筑群的风力、风速相对增大和集中区域, 尤其处在漩涡的涡流处, 风速在15 m/s以上, 人们的行动就会受到限制, 同时人们的人身安全也会受到威胁。

如果人们处在风力较大开放性区域, 人们的活动就会受到限制, 尤其是居住小区的老人和儿童, 受到的危害就更大了。

5 高层建筑风环境影响主要因素及改善措施

群体高层建筑的风环境好坏, 直接影响到内部及其周边环境的空气质量, 以及居住者和使用者的直观感受。那么如何从源头来预防和消除不良风环境的影响, 应从以下几方面考虑:

1) 高层建筑周边气流分布主要影响因素有建筑物自身的高度、面宽、进深以及高层建筑外轮廓形状等。

单从建筑物自身来说, 不同长宽比或高细比会产生不同的位置风速加大的现象。如果多座高层建筑相互影响, 周围的气流变化就会变得相对复杂, 风速加大的增幅也会随之增大。

2) 高层建筑周边气流分布其他影响因素有建筑物的空间布局和建筑物的朝向和摆放角度等。

传统的平面空间布局形式大致分为:行列式、点群式、周边式、混合式和院落式。空间布局在充分考虑建筑间距、日照的条件下, 将传统布局灵活搭配, 根据不同的区位环境, 科学合理的布置高层建筑群落, 同时以创造和维护良好风环境为出发点, 依据经验与模拟试验, 调整空间平面布局。调整的目的一是减少风速、风力局部增大或易形成涡流的区域, 二是改善静风区的空气环境质量, 换句话说就是控制动风、改善静风。

3) 高层建筑群的立体空间。

立体空间可以让我们更直观的感受到风环境的影响。建筑的立面高度布局, 在建筑朝向和外部形象、沿街立面和建筑天际线等综合条件的控制下, 建筑物的高低、建筑底层的裙房的围合与洞口的开合间距大小都会直接影响风的走向与风力的大小。不同的错落布置会形成不同的风环境效应。合理的利用风环境效应, 改善环境质量, 提高人们的舒适度。

4) “狭管效应”。

“狭管效应”是指当空气由开阔地带流入狭小地带 (地形构成峡谷) 时, 由于空气质量不能大量堆积, 于是加速流过 (峡谷) , 风速增大。在城市中高层建筑群中, 特别在北方多大风的城市, 容易形成狭管效应。狭管效应从两个方面进行预防, 一方面预防由于狭管效应产生风力及风速加大造成的不利影响, 另一方面是预防由于狭管效应产生的“风啸”对人们生活造成的噪声污染。所以在高层建筑群的空间布局时, 避免形成过于狭窄或狭小的空间, 从而预防狭管效应的产生。

5) 改善风环境的措施。

a.从规划设计阶段就应细致研究建筑群所处地理位置和季风等影响因素, 同时引入风环境的模拟或评估手段, 从平面和立体空间布局上调整和优化设计方案, 避免风环境恶化现象的出现。

b.增建防风设施, 一方面增加辅助改善风环境的构筑物, 另一方面增加对重要危险区域的防护设施建设。构筑物的设立可以起到改善局部区域风的走势与降低风速的作用。

c.增加绿化防风隔离带, 在适当区域增加绿化防护, 乔灌木屏风隔离带, 可以吸附减弱不良风的直接影响, 适当增加地被植物的种植, 减少因近地面不良风造成的扬尘作用。植物不仅可以净化空气, 同时更直接的作用在于改善小环境的局部风环境效应, 起到降尘减噪的作用。

6 结语

高层建筑群风环境影响随着高层建筑的逐渐增多与发展越来越受到社会各界的关注。要从源头上避免和改善高层建筑风环境, 就应从规划设计阶段以及建筑设计阶段加以重视和研究。可以通过使用电脑模拟等方式模拟实验提供有针对性的调整意见, 改善及优化高层建筑群的风环境的影响。使得项目在建成使用过程中能够更好地为人们提供生态宜居的办公和生活环境, 减少对城市环境的不利影响。

摘要：介绍了高层建筑与风环境的定义, 分析了高层建筑群对内外部空间的影响, 并探讨了高层建筑风环境的主要影响因素, 提出了增建防风设施、增加绿化防风隔离带、优化设计方案等改善风环境的措施。

关键词：高层建筑,风环境,影响,空间

参考文献

[1]黄荣.高楼风环境影响评价浅析[J].大众科技, 2010 (5) :81-83.

[2]江清源.高层建筑风环境及其影响研究[J].厦门科技, 2007 (5) :98.

[3]叶钟楠, 陈懿慧.风环境导向的城市地块空间形态设计——以同济大学建筑与城市规划学院地块为例[A].2010城市发展与规划国际大会论文集[C].2010.

[4]居住区住宅群体的自然通风与防风设计[Z].

体育场内场风环境模拟实验研究第2篇

体育场内场风环境模拟实验研究

体育场内场风环境是建筑设计者和体育工作者非常重视和关心的问题.因为它涉及到运动成绩被承认与否和体育比赛的效果.本文针对浙江省黄龙体育中心主体育场的建筑结构特点,对其内场近地面的风场进行了测量,并采用空气动力学实验中经常使用的热线风速仪和烟线示踪法对各种不同风向角条件下,外场风在现体育场结构方案中对场内带来的.影响,显示内场风场的变化.对体育场建成后的使用,提出风影响预报.可以避免今后由于风作用而产生不利影响时的盲目性.同时可以采取一些相应的补救措施,更能提高体育场的使用性能.

作者：钮珍南杜向东李长令张伯寅钱基宏赵基达张维[ 宋涛洪涌 Niu Zhennan Du Xiangdong Li Changling Zhang Boyin Qian Jihong Zhao Jida Zhang Weiyu Song Tao Hong Yong 作者单位：钮珍南,杜向东,李长令,张伯寅,Niu Zhennan,Du Xiangdong,Li Changling,Zhang Boyin(北京大学湍流研究国家重点实验室,北京,100871)

钱基宏,赵基达,张维[,宋涛,洪涌,Qian Jihong,Zhao Jida,Zhang Weiyu,Song Tao,Hong Yong(中国建筑科学研究院建筑结构研究所,北京,100013)

刊名：空气动力学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA AERODYNAMICA SINICA 年，卷(期)：1999 17(3) 分类号：V211.7 关键词：大气边界层风洞风特性风场

环境风影响第3篇

笔者就某室内步行街中庭的消防排烟系统设计进行了研究,针对不满足规范要求的设计,设定最不利火灾场景,用数值模拟的方法验证其自燃排烟的效果。运用FDS软件模拟了火灾时步行街中庭内不同场景的烟气蔓延情况,获得烟气温度、能见度、CO体积分数等参数,主要研究了外界环境风速对3种自然排烟方式排烟效率的影响,并分析了单纯采用侧面排烟时对人员安全疏散造成的影响。

1建立模型和工况设置

1.1模型的建立

以某商业步行街中庭建筑为例,合理简化后得到如图1所示的模型图。建筑内部尺寸为75m×15m×20 m,使用面积2 650m2,步行街含有两个贯通一到三层的中庭,尺寸均为24m×12m,中庭的上部设有自然采光的透明采光顶,并且开有可以进行自然排烟的高侧窗和天窗,墙壁的性质设置为混凝土,火源设置在室内步行街地面中心处。

1.2设定火灾模型

火灾的热释放速率和增长速率是描述火灾过程的重要参数,也是设计火灾时需要确定的重要内容,其设计合理与否直接关系到最后的分析结果,甚至有可能直接影响到最终结果。热释放速率除了可以通过实验测定之外,还可以通过模型计算、经验估算以及参考相关文献规范的数据测定。在FDS模拟计算中,通常采用t2火的热释放速率模型。

步行街中庭处设置自动跟踪定位射流灭火系统,该场景考虑火灾时自动跟踪定位射流灭火系统未启动的不利情况,参照DGJ 08-88-2006《建筑防排烟技术规程》中关于无喷淋的中庭火灾规模为4.0 MW的规定,该场景最大热释放速率设定为4.0 MW。

考虑火灾增长类型为快速t2火,α取0.046 89kW/ s2,火灾以快速火方式增长到4.0 MW,其后维持该热释放速率稳定燃烧。

1.3火灾场景设计

起火位置为首层中部的中庭,火源位置如图1所示。该处距疏散楼梯间的距离较近,火灾发生后易影响附近楼梯间使用。该场景火灾为电气过载导致装饰物等可燃物被引燃。

该室内商业步行街的两个中庭采光顶为钢结构,顶部和侧部均可设置自然排烟口,侧面开窗会受到自然风的影响。查阅当地气象资料可知:受地形影响,该市终年多东南和西北两个风向。年平均风速3.4m/s,平均风速每年3月份最强,为5.6m/s。

为能直观地表明顶部排烟与侧面排烟的差异性,设置分析场景进行模拟计算分析,在极端的情况下将风速加倍处理,所得的模拟场景如表1所示。其中,自然排烟设计中的百分数指的是开设的排烟窗的总面积与中庭地面面积的比值。

2结果分析与讨论

2.1网格独立性分析

设定当步行街中庭发生火灾时热释放速率为4.0 MW,模型计算中选择网格大小满足小于0.165m时,即可正确地模拟出燃烧中热烟气的运动状态和性质。为了节省计算机硬件资源和减少模拟时间周期,该计算采用0.15m×0.15m×0.15m大小的网格进行模拟计算。

2.2模拟结果分析

为了探究室外风对中庭上部自然排烟效果的影响, 分别分析左、右、上、下四个方向在以下三种条件下的排烟有效率以及火灾危险性(能见度、温度、CO体积分数) 对人员疏散造成的影响。

首先对于模拟工况A1,其只在中庭顶部采光顶的四周开设高侧窗用来自然排烟,侧面开窗的面积占中庭地面面积的26%,通过在采光顶侧面四周设置的质量流量探测器来收集通过各个排烟窗口的质量流量数据,曲线如图2~5所示。

由图2~图5可知,在中庭顶部只开高侧窗进行自然排烟的情况下,各个高侧窗在无风条件下的排烟量只跟其开窗面积有关,由于左、右两个排烟窗的面积是上、下两个排烟窗的两倍,因此其排烟量也是大约两倍的关系。整体上来说,4个高侧窗在无风条件下平均的排烟量为99.2kg/s。

根据轴对称羽流的质量流率公式可知,当计算高度Z>火焰高度时,步行街4MW的火源产生的羽流质量流量为136.5kg,此时高侧窗自然排烟的效率为72.7%。

通过相同的计算可以得到9种不同的工况条件下各个工况的自然排烟的效率,经过汇总如表3所示。由于热烟气在上升过程中会发生横向扩散,造成部分热烟气滞留在中庭室内,因此,排烟效率未达到100%。

由表3可知,无风时,3种自然排烟的方式排烟效率均大于72%;当风速达到11.2m/s时,前两种排烟方式的排烟效率下降到70%以下,顶棚排烟的排烟效率下降到80%;当风速达到11.2m/s时,单纯采用侧面开窗排烟的方式和采用侧面开窗+顶棚开窗的方式两者的排烟效率都低于55%,顶棚开窗的排烟方式其效率也下降到75%以下。

图6为3种排烟方式在不同风速时的排烟效率。

由图6可知,在开启的自然排烟窗的面积相近的情况下,风速对自然排烟的效果具有非常大的影响。随着风速增大,中庭顶部自然排烟的效率快速下降。其中,只采用侧面开窗排烟的方式下降幅度最大(26.8%),侧面开窗+顶棚开窗次之(23.5%),顶棚开窗的自然排烟方式最小(12.4%)。这主要是由于中庭顶部开窗排烟的方式,其开窗位置在最上部,朝向上空进行排烟,受到外界室外风的影响相对侧面开窗排烟的方式要小。在采用侧面开窗的方式进行自然排烟时,往往受到风向和风速的干扰。当室外风面向排烟窗吹时,该朝向的排烟窗不仅不能排烟,还容易引起室外风的“入侵”,造成烟气的倒灌现象。

另外,仅就某一固定风速而言,3种开窗面积相近的自然排烟的开窗方式其排烟效率也有明显差别。顶棚开窗自然排烟的方式排烟效率最高,这主要是由于热烟气的浮力上升的作用,热烟气到达顶棚后可直接通过排烟口排出中庭,不必像侧面开窗排烟那样热烟气到达顶棚后需要经过一次转折才能从一侧排烟窗排出。由于侧面开窗+顶棚开窗的自然排烟方式其顶棚开窗的面积偏小,侧面开窗的面积与单采用侧面开窗的排烟方式的开窗面积相差不大,因此两者的排烟效率比较接近。同时也应注意到,尽管侧面开窗+顶棚开窗的自然排烟方式中顶棚排烟的面积比较小,仍发挥了明显的促进排烟作用,侧面开窗+顶棚开窗排烟的效率在3种实验风速条件下都比单采用侧面开窗的排烟方式要高。

当中庭上部单纯采用侧面开窗进行自然排烟时,排烟效率在三种室外风速条件下都是最小的。而在侧面有风的情况下,向风侧的排烟窗排烟量大幅度下降,基本无烟气排出,即认为失效。烟气混合自然风流从下风侧排烟窗排出,排烟效率下降到55%以下,继而需要研究当风速达到5.6m/s和11.2m/s时,两种工况条件下室内温度场、CO分布以及能见度的分布特征,研究在有风的工况条件下,烟气对人员正常疏散造成的影响。

当风速为5.6m/s时,场景B2中得到的每一楼层人身高度2m平面上和步行街中心纵截面的温度、CO体积分数和能见度的模拟结果表明,楼层越高,烟气层的整体温度越高。除位于一层中庭中央的火源之外,其他各楼层人身高度2m处的温度都较低。虽然第三层部分区域的温度超过了60 ℃,但区域面积非常小,不足以对人员造成实质性的伤害,其他区域和气体楼层的平面温度均小于正常人员疏散时可以忍受的最高温度60 ℃,利于人员的安全疏散。这主要得益于中庭的高大空间,给予了热烟气足够的上部空间进行降温冷却,尽管排烟效率相比其他排烟方式有所降低,但是排出的热烟气带走了部分热量,进一步阻止了室内空间温度的大幅度上升。

由于中庭空间较大,供氧充足,使得燃烧充分,整体上降低了CO的产量,且高大空间利于热烟气的上升扩散,进一步降低了空间内CO分布,减少了对疏散人员的毒害。在着火层,CO体积分数有最大值1.0×10-4,该数值小于造成人员疏散困难的最低含量标准5.0×10-4,且在整个一层平面内,除火源附近CO体积分数较高外,其他区域的CO体积分数都较低。二层、三层的CO整体水平较低,不会对正常的人员疏散造成实质性的影响。

由于中庭竖井的烟囱效应,大量的热烟气通过中庭上升到高层空间,导致该室内步行街人眼高度处的能见距离随着楼层的升高而降低。模拟结果表明,首层的能间度距离最大,达到22m,二层次之,有14m,三层最低, 只有12m。可以得出该条件下,三个楼层的能见度距离均能满足人员疏散时最小能见距离10m的要求,不会对正常的人员疏散造成严重的负面影响。

综上可以看出,除火源上方区域外,其他区域均无危险出现,可以判断在排烟效率为54.73%的情况下,可以保证步行街内疏散区域的安全,能够完成人员的正常安全疏散。

当风速增加到11.2m/s时,模拟计算场景B3中的模拟结果表明,各楼层人身高度2m平面上的温度依然随着楼层的升高而升高,并且三层有很大一部分区域的温度已经超过了人员疏散过程中所能忍受的最高温度60 ℃,二层超过临界值的区域相对比较小,而一层的温度没有超过60 ℃。上部二、三层温度的升高,是由于受室外风的影响,排烟量进一步下降,室内热烟气积聚造成的。通过三层的平面温度分布图可以看出,由于室外风通过高侧排烟窗灌入室内中庭,引起了涡流,造成进风侧的温度超过临界值60 ℃,且明显比背风侧的高。

各楼层的CO分布与温度分布相类似,楼层越高,CO体积分数相对也越大,且三层进风侧明显比背风侧的高。与温度分布不同的是,尽管三层的CO体积分数比较高, 但是没有超过人员疏散所能忍受的最大值5.0×10-4,不会造成人员的中毒现象。中庭上下贯通的高大空间给予了燃烧足够的空间,燃烧比较充分,高大空间易于气体扩散,加上从上部高侧排烟窗灌入的室外风,进一步稀释了CO的体积分数,降低了对疏散人员的危害。

各楼层的能见度随楼层的升高而降低。由于受到高速室外风的强烈影响,侧窗排烟效率快速下降,造成大量的热烟气积聚在中庭室内,烟气层高度下降,室内能见度减小,三层有大面积区域的能见度下降到10m,二层中间部分区域能见度不足10m,一层的能见度比较大,在临界值以上。观察三层的能见度分布图可以得知,与温度和CO体积分数分布相同,其进风侧的能见度明显小于背风侧,不利于人员的安全疏散。

综上所述,在极端风速条件下,大量自然风涌入,在三层楼板下方形成湍流,卷吸了大量的烟气在进风侧,对人员疏散造成危害。故在极端条件下,向风侧自然排烟窗不应开启。

3结论

通过对某含有中庭的室内步行街进行简化建模,在不同的室外风的情况下,对3种不同的自然排烟方式的排烟效率以及室内温度、CO体积分数和能见度等进行了模拟计算,通过对比分析可知:

(1)比较开窗面积相同时3种排烟方式的排烟效率, 顶棚开窗排烟的效率最高,侧窗排烟+顶棚开窗排烟的方式次之,单纯采用侧窗排烟的方式最小。

(2)随着室外风速的增大,3种排烟方式的排烟效率均出现较明显的下降,单纯采用侧窗排烟的方式排烟效率从72.73%下降到45.91%,侧面开窗+顶棚开窗排烟的效率从76.61%下降到52.72%,顶棚开窗的方式排烟效率从86.58%下降到74.17%。

(3)外界侧向风妨碍中庭高侧窗排烟的烟气排出,风速越大,越容易造成室内烟气的积聚和进风侧的涡流,影响正常的人员疏散。

摘要：针对建筑火灾中环境风作用下自然排烟的问题,设置了不同的火灾场景,运用FDS软件模拟了火灾时步行街中庭内不同场景的烟气蔓延情况,分析了自然排烟窗的开启面积为26%,分别采用顶部、侧面及顶部加侧面3种开启方式在无风、风速5.6m/s和风速11.2m/s的条件时的火灾场景,获得了烟气温度、能见度和CO体积分数等参数,并对各个场景下的自然排烟效果进行了分析。结果表明,无风时,三种自然排烟方式的效果相差不大,外界侧向风对中庭侧窗自然排烟的影响较大。

环境风影响第4篇

1、广泛宣传发动，统一思想，充分认识加强政风。

根据卫生局“加强政风行风建设优化卫生服务环境”活动的统一部署，我们将在按期召开全院干部职工大会，传达今天大会的会议精神，对全院活动的开展进行动员部署，广泛宣传发动。统一思想，认真形势，使广大干部职工对开展“加强政风行风建设优化卫生服务环境”活动的重要性和必要性有更高层次的认识，加强全院干部职工的教育工作。对全院干部职工进行思想理论教育、法律法规教育、政策形势、职业道德教育，通过教育，淡在干部职工对开展加强政风行风建设优化服务环境活动的理解，积极引导全院干部职工树立正确的人生观、世界观、价值观，在日常医疗活动中自觉规范约束自己的服务行为，增强服务意识，廉洁行医，爱岗敬业，不断提升为人民群众健康服务的能力和水平。

2、转变观念，实行以人为本的医护管理。

在这次“加强政风行风建设优化卫生服务环境”的活动中，我院将在开展活动的基础上，坚持以人为本，践行服务承诺。

一是积极推选“五个一，五个有，五个无”活动，把以“病人为中心，坚持以人为本”作为我院自下而上与发展的根本，把病患者的健康作为医院发展的出发点和落脚点。在提供“五个一”(即一份医院简介、一份医患合同、一次亲情回访、一张入院须、一日费用清单)活动和“五个有”(即入院有迎候、检查有陪同、在院有报看、出院有欢送、回家有回访)的活动的基础上，我们今年又推选“五个无”(即环境整治死角、病人就诊无红包、服务周到无投诉、接诊病人无推诿、医疗安全无隐患)活动，为病患者提供全方位服务。

二是进一步推进医患沟通制的实施工作。在医护诊疗活动中，我们提供一站式服务，坚持首诊医生负责制，对急危重病患严格执行相关制度，进一步推进医患沟通制度的实施工作：

一是要求用“心”去沟通，对病人和家属尊重，加强医患双方的入时沟通，充分体现尊敬合理解；

二是用“情”去沟通，对病人的处境和表示同情和安慰，充分体现关爱和体贴；

三是要用“理”去沟通，当病人不理解，不支持甚至对诊疗护理工作持怀疑态度时，需要以理服人，友善相处，以康健体现帮助和呵护病人；

四是用转换角色去沟通，时刻想着“假如我是一个病人”，需要医护人员为我做些什么，来换位思考，以康健体现处处方便病人；

五是用“忍”去沟通，当病人发牢骚发火时，需忍耐克制，以康健体现宽窄病人；

六是用“法”去沟通，当发生医患纠纷时，要善于做好解释，以诚相待。

七是以人为本，规范护理行为。在开展“三零服务”，做到“六轻五无”基础上要求操作前有“解释声”，操作失误有“道歉声”，合作后有“感谢声”，患者不适时有“安慰声”，轮流结束或出院有“送行声”，并且明确要求护理人员将“热心接，细心问，耐心讲，精心做，主动帮，亲切送”在全院内叫响叫亮，为病患者提供亲情式的护理服务，真正达到真情为民，让群众满意的效果，俗话说三分治疗，七分护理，护理工作与临床诊治工作相畏辅相成，不可分割，在治疗活动中，我院高度重视临床护理工作，增大护理人员进行继续教育，不断提高业务知识水平和操作技术能力，用过硬的专业知识，精湛护理技术，为患者的健康要求为护理人员的最高目标要求。特别是将危重病人的疾病转危为安，无自理能力患者的生活质量的提高作为护理工作中着力关怀的重点要求。努力提供贴心服务，不断提高护理服务水平。

3、一切以病人为中心，提供满意、高效的医院急救后勤服务。

努力打造“120”急救服务的良好形象，医院总值班负责整个急救电话和救护车出车调度工作。救护车配备急救药品，时刻保持车况良好，急救人员24小时处于待命状况。急救电话确保24小时畅通，调度工作一分钟内完成，二分钟内出车，在国家规定的时间内到达现场，做到召之即来，来之能救，救之有效。为广大病患者提供方便、快捷、安全、有效的急救服务。实行后勤服务家庭化，为病人免费提供茶水。病区全天候免费提供微波炉热饭菜服务。为住院病人设立饭菜加工点，为陪伴家属提供就餐中断过程。进一步增加患者对医院的信任和支持。

“加强政风行风建设优化卫生服务环境”活动任重而道远。我们凭借这次活动的东风，把我们的各项工作抓好抓实，塑造zz县第二人民医院的新形象。

环境风影响第5篇

不同于大功率设备均位于头部机车的普通列车, 高速列车具有特殊的结构和编组形式, 保证列车正常运行的牵引变压器、牵引变流器、牵引电动机等大功率用电设备均位于列车底部的设备舱内, 设备运行过程中会产生大量热量, 引起设备周围工作环境温度急剧升高, 很容易造成设备损坏, 影响高速列车正常运行。国内外均出现过列车设备因温度过高而无法正常运行, 导致列车停车的事故, 对铁路运行安全、经济效益和社会形象等都造成了很大影响。

随着我国高速铁路的大面积、高速建设, 动车组可能会在类似兰新线、哈大线等极端温度、大风等恶劣环境下运行的情况, 这种恶劣环境对高速列车设备舱的通风性能都会产生影响。为达到高速列车在高温、恶劣风沙环境中的安全运营和设备舱内具有良好的通风散热性能, 并减小风、沙、雨、雪对高速列车设备舱内吊挂设备安全运转的影响的目的, 在列车两侧裙板处采用大面积格栅+过滤网的方式来达到既保证设备舱与外界气流交换和散热, 又阻挡外界砂砾等杂质进入设备舱干扰设备运行安全的目的。

为保证动车组在恶劣风环境和高温条件下安全运行, 本文采用数值计算的方法, 对恶劣风环境条件下列车设备舱通风量随风向角变化规律进行了模拟研究。

1 数学模型

本文采用数值计算方法求解流场流动方程组, 马赫数小于0.3。流场按三维黏性非定常不可压缩流场处理, 湍流模拟采用κ-ε湍流模型

式中:μt为涡黏性系数;k为湍流动能;ε为湍流耗散率;Cμ为湍流常数, 一般情况下取Cμ=0.09。

湍流动能k方程为

湍流耗散率ε方程为

式中:ν为空气运动黏度, ν=μ/ρ;νi为层流运动黏度;νt为湍流运动黏度。

C1、C2、σk、σε为经验常数, 参考近几年已发表的文献, 这里计算时取值如下:C1=1.47, C2=1.92, σk=1.0, σε=1.33。控制方程为

3个方向的运动方程:

式中ρ为密度, 为常量。其它符号意义同上。式 (5) 为直角坐标下的不可压缩流的纳维-斯托克斯 (Navier-Stokes) 方程, 适合于不可压缩黏性流体的运动。

由以上两式组成不可压缩流动方程组, 共4个独立方程, 独立的未知量有:p和ui的3个分量, 共4个独立的未知量, 在层流情况下, 方程组封闭。在不可压缩流动模型中, 能量方程与连续方程和运动方程不耦合, 因此, 如果对流场中的温度分布不感兴趣, 则无须引入能量方程。如果需要了解由于黏性耗散引起的流场中温度分布的变化, 则可以在求得速度分量ui的分布后, 带入能量方程求温度分布。

2 计算模型、区域及网格

本次研究主要针对设备舱内流场进行初步研究, 不考虑编组、线间距等参数对设备舱内部流场的影响。因此, 分析计算中线间距均为5 m。由于设备舱内与外部流场通过格栅及过滤网连通, 列车外部流场特性对设备舱内部的流场有较大影响, 计算时需同时考虑列车外部流场和设备舱内部流场间的相互影响。各工况中均采用3车编组 (头车+中间车+尾车) 的动车组为计算模型, 且动车设备舱、变流器均位于头车, 拖车设备舱、变压器均位于中间车。

计算区域具体尺寸及坐标定义如图4所示。长度方向尺寸的选取是使计算区域下游边界尽可能远离列车, 以避免出口截面受到尾流的影响, 便于给定出口边界条件;宽度需避免阻塞效应响应, 其中挡风墙高4.0 m。

计算区域采用六面体或多面体网格进行离散。为求解壁面附面层, 列车表面法向第一层边界层网格厚度为1 mm。列车、设备舱、变流器和变压器结构复杂, 且我们关心列车周围和设备舱内流场, 以及设备舱内流场与外界的相互作用。因此, 对设备舱周围及列车各物面曲率变化较大区域的表面网格也进行了加密, 以保证压差和摩擦阻力的模拟精度, 空间体网格1000万以上。计算网格如图5、图6所示。

3 边界条件

列车、设备舱及吊挂件壁面、地面均采用标准壁面函数模拟。列车运行环境温度按最恶劣工况处理, 即夏天时温度45℃的海拔1000 m的工况, 故设置流场环境大气压约为90 k Pa, 由于设备舱内处于较高温度, 需要考虑气体受热膨胀的因素, 气体按理想气体处理, 对流换热系数50 W/ (m2·℃) , 设备舱表面、车体、地面和计算区域边界均为绝热。对于列车静止状态下, 设备舱内设备及通风系统正常运行工况而言, 如图4, 除流域面ABCD外, 其他面均设置为压力出口边界条件, 温度为45℃。设备舱及内部设备边界条件设置如下:

1) 格栅阻力特性。列车设备舱两侧裙板上设置有通风格栅, 格栅上有过滤网, 将格栅和过滤网视为整体, 因此气流通过格栅进入设备舱内时会有压力损失, 应视为阻力件进行考虑。经实验测试, 通过对格栅前后流速的处理, 得到格栅前后压降, 从而得到了格栅的不同风速下的阻力特性, 实验数据见表1。

采用一元二次方程拟合风速和压降的关系, 得到关系式:

多孔介质模型方程为

式中:μ为流体的动力黏度, Pa·s;v为流体速度, m/s;C2为惯性阻力系数;1/α为黏性阻力系数;ρ为流体密度, kg/m3;Δn为介质厚度, m。

取格栅厚度0.012 m, 通过对比式 (6) 、式 (7) 系数得到相关参数值 (45℃时) :

2) 设备表面发热量。本次数值模拟主要考虑的发热设备有辅助变流器、主变压器, 表面为定热流边界, 其发热量按照长客提供的发热功率设置, 其自带散热系统无法带走的剩余发热量。发热设备表面散热量及其表面热流密度见表2。

4 计算结果

图7为来流200 km/h, 风向角分别为30°、45°、75°和90°时, 列车动车设备舱通风量随风向角变化曲线。从图中可知, 动车设备舱通风量随风向角增大而先增大后减小, 45°时动车设备舱通风量增大。

表3为来流为200 km/h, 风向角分别为30°、45°、60°、75°和90°时, 列车动车设备舱通风量。从表中可知, 风向角为0°时, 设备舱通风量最小, 为2.92m3/s;风向角为45°时, 通风量最大, 为14.88 m3/s。风向角从0°增加到90°, 空调通风量变化了13.8倍。可知, 挡风墙下, 来流风向角变化对动车设备舱通风量影响显著。

图8为来流为200 km/h, 风向角分别为30°、45°、60°、75°和90°时, 列车拖车设备舱通风量随风向角变化曲线。从图中可以看出, 拖车设备舱通风量随风向角增大有明显波动, 总体趋势是随风向角增大而增大。

表4为来流为200 km/h, 风向角分别为30°、45°、60°、75°和90°时, 列车拖车设备舱通风量。从表中可知, 风向角为0°时, 空调通风量最小, 为8.54m3/s;风向角为90°时, 通风量最大, 为15.32m3/s。风向角从0°增加到90°, 拖车设备舱通风量变化了80%左右。可知, 挡风墙下, 来流风向角变化对拖车设备舱通风量影响明显, 但比动车设备舱要小。

5 结论

对来流速度200 km/h, 风向角分别为0°、30°、45°、60°、75°和90°时, 设备舱及通风系统正常工作时, 设备舱流场模拟可知:1) 风速对动车设备舱、拖车设备舱和空调通风量均影响很大, 风向角从0°增加到90°, 最大变化分别为13.8、0.8倍和3倍;三者随车速度变化规律不尽相同, 动车设备舱通风量随风速增大而先增大后减小, 拖车设备舱通风量随风速变化波动较大, 基本处于增大趋势, 空调通风量随风速增大而增大。2) 动车设备舱和拖车设备舱通风量最大分别为14.88 m3/s、15.32 m3/s。

摘要：为保证动车组在恶劣环境和高温条件下安全运行, 采用数值计算的方法, 对恶劣风环境条件下列车设备舱通风量随风向角的变化规律进行了模拟研究。计算结果表明, 动车设备舱通风量随风速增大而先增大后减小, 拖车设备舱通风量随风速变化波动较大, 基本处于增大趋势。动车设备舱、拖车设备舱通风量最大分别为14.88 m3/s、15.32 m3/s。

环境风影响第6篇

1相关概念界定

东北地区是指中国的辽宁、吉林、黑龙江三省以及内蒙古自治区的东部和东北部地区。该地区属大陆性季风气候,冬季漫长而严寒,年最低气温能达-40℃左右,夏季炎热而干燥,冬夏温差大,最冷月的平均温度和最热月的平均气温温差多在33℃以上,极端温度差(指极端最低和极端最高)更大,寒暑变化明显。按照我国现行的《民用建筑热工设计规范》(GB50176-93)的规定,该地区属严寒建筑气候区的范围。该地区夏季炎热、冬季严寒的气候特点,致使该地区冬季建筑采暖和夏季建筑降温所需的能源(煤炭、电力)消耗惊人,给当地居民工作环境的改善和生活质量的提高造成很大影响,而且还造成城市环境污染的日益加剧。

“被动式建筑设计”的概念是由印度理工学院教授Narenda K.Bansal所提出,其内涵系指在适应地区气候地理特点,尽量不依赖常规能源消耗的前提下,试图通过建筑朝向和周围环境的合理配置,内部空间和外部形体、色彩的巧妙设计,以及建筑材料的组合、构造措施恰当,并紧密结合建筑构配件设计一些非常规能源的采集、使用装置,来达到建筑物冬季采暖、夏季致凉的效果,创造健康舒适的室内热环境的设计方法。

2风环境对建筑设计的影响

建筑室外风环境对建筑室内外空间环境的舒适度以及建筑本身的能源消耗都有很大的影响。尤其是东北严寒地区冬夏季节建筑室内的防寒保温与通风散热都会不同程度受到建筑室外风环境的影响。所以一个好的建筑设计应该充分考虑室外风环境对建筑本身的影响,以创造和优化舒适的室内外微气候环境作为主要目的之一,同时还要兼顾建筑的节能降耗。一般来说,一个地区的主导风向会直接影响到该地区建筑物的朝向选择与建筑群体的布置。反过来,建筑群体的布置方式、单体建筑的造型、体量和尺度乃至于附近地区的地形、地貌都会对近地风的风向和速度产生很大的影响。如果出现较大的风流时,在建筑的某些部位会出现更为剧烈的强风,如果这些强风出现在建筑物入口、露台、通道等人流量密集的场所,则会使人感到十分不舒适,而且会加大建筑的热损失。

此外,随着现代城市人口比例不断的增加和建筑技术的日渐提升,建筑的高度也在不断攀升,对东北严寒地区高层建筑而言,受建筑室外风环境影响而损失掉的能耗约占空调总能耗的40%左右,所以处理好高层建筑设计与室外风环境的关系就显得十分重要。高层建筑的室外风俗称“高楼风”[1]。根据伯努利流体力学原理,气流首先遇到建筑的迎风面而受到阻力,下降风流的部分动能变为静压,大气压因小于建筑迎风面的压力从而形成正压:在侧风面、背风面因气流环绕过程中形成空气稀薄现象,大气压力大于该处压力从而形成负压,气流在这两种气压差的影响下加速并改变流程便产生了高楼风。换句话说,即是高层建筑高耸的尺度改变了自然风的流向,在较大程度上改变了建筑周边的风场,高楼风便随之产生了[2]。高层建筑风根据气流运动方向总体上可以分为分流风以及回流风两种类型。其中分流风又可分为边角侧风、下冲风、开口部风、穿堂风等。回流风则可分为迎风面逆风和风影区涡流。高楼风是由原来的风通过气压差的原理加速而产生的,一般会产生强烈的下冲风和边角侧风等,给处于高楼底部的行人造成很大的威胁,尤其是在严寒地区会给人带来极为不舒适的感觉,还有穿堂风、边角风等都会增加高层建筑的能耗。

3结合风环境的建筑设计策略

笔者认为:要营造出一个良好的建筑室外风环境,就必须通盘考虑进行因地制宜的建筑总体布局设计。对高层建筑设计而言,关键是减小风在高层建筑表面的流速,进而减小高楼风的不利影响,从而达到建筑节能和增强室内外环境舒适度的目的。下面就东北寒地建筑群体布局设计和高层建筑防风设计策略做一番探讨。

3.1建筑总体布局设计策略

3.1.1建筑点线排列组合

在进行寒地建筑设计时,首先要根据日照角度和太阳辐射方向去布置建筑的最佳朝向,然后再考虑当地的主导风向,但是一般建筑的朝向会与主导风向之间形成一定的夹角。如果只考虑一栋建筑的风环境问题的话,自然是建筑本身与主导风向之间形成垂直关系效果最好。但如果总体考虑建筑群体,这样布置方式就很难适用。通常把建筑群体布置成一个合理的角度,以便让其中大部分建筑都可获得较为满意的风环境。在进行建筑群体布置时要注意点线型建筑的搭配组合,一般把点形建筑放在朝向较好的方向,而将线形建筑布置在点形建筑的后面,这种布置方式有利于建筑群体之间的空气流通和争取良好的日照。以吉林省省会长春市某居住小区规划设计为例,因为长春地区气候属温带大陆性季风气候,夏季短暂而湿热,冬季漫长而干冷少雨。年均气5.8℃,夏季最高气温34.6℃,冬季最低气温可以达到-36.4℃,全年盛行风向为西南风,冬季主要影响风向为西北风。因此在住宅群体布局设计中不应将住宅相对长的一边与夏季主导风向垂直,这会在一定程度阻挡建筑的通风散热,同时影响后排建筑的通风。一般说来,可将点式住宅群体布置在面临夏季主导风向的位置,这样有利于自然通风,同时尽量让线形住宅布置在冬季主导风向来临方向以阻挡住寒风(如图1所示)。

3.1.2避免下冲气流

如果在组合建筑群体时,建筑物之间的高度和间隔都相近时,就不会产生下冲气流等现象。若是一栋建筑的高度远远超过其它建筑的高度时,它将会形成巨大的下冲气流。当许多栋建筑组合时,如果在朝向地区主导风向的地块留下空地时,这种布局会给其他的建筑群体带来不利的影响,会造成一定的下冲气流,这些强气流与周围水平方向上的风流形成涡流以及高速风,风压效果因此加大,也同时造成热损失加大,不利于降低建筑能耗,因此,这种建筑群体的布置方式也应尽量被避免。如图2所示。

3.1.3避免风旋

当一起布置高层建筑与低层建筑时,当建筑群受到冬季季风的冲击时,这种布局方式会形成较为大的湍流,也就是人们所说的“风旋”(如图3所示)。这种风旋现象也会使风压加大,从而增大建筑的能耗损失。因此,在建筑群体布局设计时,就应该避免由于建筑阻挡而造成不良风环境的问题,尽可能将相对低的建筑沿夏季主导风向布置在建筑群周边,而相对高的高层建筑物应远离地区主导风向,避免遮挡自然风的流向,并将其布置在冬季主导风向,从而实现对冷风的有效阻挡,在一定程度上减少建筑室内热量的散失。

3.1.4避免风漏斗效应

在规划各栋建筑的位置时,若将高度相近的建筑物布置在道路的两侧,同时再布置一些宽度是高度的2~3倍的长条形建筑后,这种布局会形成风漏斗效应(如图4所示)。风漏斗效应可将周围风流聚拢高速通过街道口,一般会将周边风速提高30%,从而加剧建筑热能损失,所以应尽可能避免这种布局方式。另外,可在建筑物前面设置绿化,主要是种植一些乔木、灌木等,在保证正常通风条件下可对风速起到一定的延缓作用,从而降低东北严寒地区建筑的能耗。

3.2高层建筑防风设计策略

3.2.1贯通的洞口

在高层建筑设计时,可以控制体形来达到减少高楼风影响的目的。在考虑建筑体块间的关系时,可在体块中留下一个贯通的洞口,这样可改变建筑迎风面各方向风的流向,而预留的空洞方便了高楼风顺利通过,避免自然风直接撞击上建筑迎风面而分解产生下冲风和两侧风向,从而减弱高楼风对建筑物底部和两侧的不良影响。在高层建筑中间做贯通洞口处理的经典案例为丹下健三设计的NEC大厦。在设计之初,让该高层建筑适应室外风环境是其形体生成的主要依据。他在建筑中间设计了一个横向贯通的洞口(如图5所示),从而打破了摩天楼在迎风面的封闭性,缓解了下冲气流,也大大减少了建筑背风面风影区的面积。贯通风洞为其下部建筑空间提供了良好的自然采光和通风,为其中的使用者提供优越的工作和生活环境。

3.2.2立面设计

高层建筑在结构方面要求很高,通过改变建筑结构去改善室外风在环境通常情况下不太现实。而对高层建筑外立面进行相应的处理就相对可取,[3]如增设一些凸凹阳台、遮阳板和不规则开口等就可达到阻滞建筑表面高速风的目的,使气流在遇到不同开洞及不规则立面形式时,在水平方向上的作用力得以降低,从而达到有效降低建筑能耗的目的。对东北严寒地区的高层建筑设计而言,可在北面和西北面这些冬季寒风盛行方向减少开窗以降低热能耗损失;在设计建筑主入口时,应避免其尺寸过大;在设计建筑立面时应尽量避免尖锐竖向角的出现,防止形成强力的下冲气流;在建筑转角处可设置导风板,以提高建筑表面的摩擦力从而减缓边角风的风速,同时也能将气流导入建筑内部,有利于建筑室内通风。此外,还可以在高层建筑表面设置防风网。据有关测试防风网能过滤掉70%的高楼风,可见其防风作用十分显著。

3.2.3竖向绿化

在东北寒地高层建筑中引入绿化植物等软质景观,可形成多维度的绿化环保系统,从而起到延缓高层建筑上部水平方向上强气流的作用(如图6所示)。特别是高层建筑下部软质景观的布置有利于减弱高楼下冲风的风量及速度。在炎热的夏季,嵌入建筑表面的绿化设施可通过蒸发作用对外来的热空气进行过滤以降低空气温度,同时也为室内蒸发散热提供水分。冬季时节,植物绿化可通过参差不齐的表面减缓高楼风的运行速度、减小严寒气流造成建筑物内部热量的流失。同时,竖向绿化的嵌入也在一定程度上阻碍了建筑外表面的高速风流,进一步降低了建筑的风荷载。

4结语

综上,通过对东北严寒地区气候特征的分析,探讨了基于室外风环境影响下的东北寒地被动式建筑设计的策略问题。具体包括室外风环境对建筑群体布局和高层建筑节能设计的影响,并提出了相应的设计策略。在建筑总体布局方面,提出了建筑点线排列组合、避免下冲气流、避免风旋、避免风漏斗效应等策略;在高层建筑防风设计方面,提出了贯通的洞口、立面设计和竖向绿化等策略,以期能为东北寒地建筑设计及其建筑节能提供有益的参考和借鉴。

参考文献

[1]张方一.案例分析地区居住建筑地方风格与自然环境关系[N].江苏商报·建筑界,2013:212.

[2]谢振宇,杨讷.改善室外风环境的高建筑形态优化策略[J].建筑学报,2013(2):76-81.

绿色住区风环境初探第7篇

居住环境与生活环境息息相关, 绿色是当代倡导的生态理念, 绿色居住区的概念也随之产生。绿色的可持续发展理论加之以住区的基本设计原理即产生了最基本的绿色住区概念。绿色住区微观来看是单个的绿色建筑, 绿色建筑宏观发展即为绿色住区, 又逐步加之以绿色生态系统和景观最终逐渐成为绿色居住区, 也是人类可持续发展下去的聚集地。

风环境原意是指室外自然风在城市地形地貌或自然地形地貌影响下形成的受到影响之后的风场, 本文指的是居住区室内外涉及风环境的相关概念集合, 主要指通风和防风效果。

2 基于风环境的绿色居住区总体规划

2. 1 绿色居住区的整体概念和空气系统要求

居住区加上绿化就是绿色居住区, 这是传统观念上的概念, 虽然片面但它强调了环境对于人们生活环境的重要意义, 需要园林绿化所营造的视觉冲击, 美感享受和清新的空气感受。在当今雾霾问题严重化和人类生存忧患意识的增强, 绿色居住区成为关键话题。

系统是个宏观概念, 没有绝对的系统, 每个系统都包含有其子系统, 而生态是个庞大的系统, 一般来说, 在一定的区域范围内很难达到生态平衡, 而绿色居住区就是在一定的生活居住区域内通过技术和设计达到一定的生态平衡, 所以完整意义上的绿色居住区是不存在的。所以建设绿色生态系统我们所要做的就是综合设计居住区的布局、绿化、环保、资源以及住宅建筑的节能、采光、通风等来尽量营造人与自然和谐共生的绿色居住区。

2. 2 居住区整体规划

景观规划首要考虑的不是美观奢侈享受, 而是其对小区整体布局划分所承担的重要作用。在进行景观设计时要一同考虑小区交通、组团、道路、功能规划, 它们之间的密切联系在绿色居住区设计中起着整体作用。

居住区规划首先是确定小区出入口, 再以此将道路分为人行道和车行道, 选择人行道和车道之间的关系, 人车分流还是混流, 也可进行分析模拟小区及周围人行和车行的路线, 以确定最佳小区道路方案。

国外绿色居住区实践实例较多, 但不同于中国, 它们的住宅基本上是底层或是别墅, 在技术及生态实施上相对容易实施。而我国现状是人口密度大, 人多地稀及节能考虑, 住宅楼都以高层甚至超高层居多。在这种情况下, 绿色居住区的重点设计体现在住宅的朝向、间距、组合形式等一系列布置方式上。

通风是居住区设计的重要因素, 无论在南方还是北方, 良好的通风能很大程度上节约能源, 风的不稳定性和方向性使得不同地区的居住规划有其各自的特色, 在夏季有主导风向的地区, 应使建筑物垂直主导风向, 获取最大的自然风。大量住宅需求导致高密度的住宅量使自然通风格外重要, 尤其是后排建筑, 为了保证其有良好的通风, 建筑物的间距一般要达到前栋建筑高度的4 倍左右, 但这样不符合节地原则, 为此, 常常将建筑偏转一定的角度, 使风对建筑产生一定的投射角。这样可以使风斜向吹入室内, 尽管室内风速会减小, 但是后排的漩涡区却大大缩短。

3 基于风环境的绿色居住区建筑单体

3. 1 自然通风

一个良好的绿色居住区, 自然通风不仅给居住者带来良好的舒适度, 还大大降低了能耗。然而现在城市的现状却是严重的“空调依赖症”。空调系统所维持的适温条件在带来舒适的同时也引起了“空调病”等亚健康问题的出现。在现在的高密度居住条件下, 同时减免空气环境的亚健康状态, 采用自然通风来部分替代空调, 自然风在降低室内温度, 带来舒适感, 维持室内外平衡的同时不消耗不可再生能源, 且自然风来自于自然, 在带来凉爽的同时置换室内污浊空气, 换以新鲜、清新的气体, 使生活环境和身心健康双面改善。

室内环境改善是相对于室外环境而言的, 这也就是当今不少人认为室外空气污浊, 有雾霾, 污染严重, 认为室内空气质量较好, 从而选择将门窗紧闭来保证室内空气的洁净。然而一项哈佛大学研究表示, 室外空气质量再糟糕, 如选择关紧门窗, 则室内空气污染物仍旧比室外高, 更多数据表明我国每年有大量人口死于室内空气污染, 其造成的经济损失也是不可估量的, 空气质量问题不容忽视。居住区通风设计也由此关系着身心健康。

然而建筑的高密度和经济利用效益, 住宅设计只基本满足人们的生活需求, 习惯被压榨的人们也习惯性将自然通风忽略。

在建筑设计方面, 通风往往是设计薄弱阶段, 在主观上建筑的功能和外形、外立面造型占据主要地位, 然而通风设计的好坏则是在一定时间居住后体现。将绿色住区普及首先要将通风等直接或间接影响人居住后感受的因素放到设计中来, 逐步结合先进技术, 充分利用自然能源, 合理地结合当地气候特征和地理特征, 因地制宜地设计建筑, 充分体现适合当地生态气候特征的绿色居住区, 打造小区域绿色微气候下的绿。

3. 2 机械通风

建筑自然通风固然有其不可忽视的优越性, 但是也存在许多问题: 不能保证用户对送风温度, 湿度及洁净度的要求; 不能处理从污染房间排出的浑浊气体; 通风量不受控制, 通风效果不稳定等。机械通风与自然通风相比优点较多, 依靠通风机产生的作用力强制室内外空气流通。而机械通风可以根据实际结果而去确定, 通风效果不会受到影响, 还可以通过调节装置改变风量的大小。

机械通风技术的成熟使其拥有很大市场, 尤其在高层办公建筑, 也逐步渗入高层住宅。高科技代表高质量但并不代表高舒适度。新型新风系统可使室内空气洁净度达到很高, 开窗对于此机械通风系统来说反倒是一种能源浪费。亲身试验中, 在密闭舒适的房间内全封闭采用新风系统进行纯净空气输入, 污浊空气排出, 尽量模拟自然通风, 然而在空气质量达到最高的情况下, 人的舒适度却并不是最高的, 这就是机械通风并不能完全代替自然通风, 只能部分代替的原因所在。

机械通风在住宅方面的普及面临诸多问题, 除了前期资金及技术投入外, 后期维护和管理也需大量人力财力。就其本身而言, 设备运作的高能量和噪声是其无法普及运用的重要原因。可见机械通风还需技术上的进一步发展, 主导方向是人性化和舒适度。

4 结语

绿色居住区的风环境设计主要应当注意两点, 即总体规划的合理与主被动形式 ( 自然与机械) 结合。在规划部分, 可从景观布置、交通布局与住宅设置三方面入手考虑。在设计部分, 自然通风可从围护结构开口、“穿堂风”组织、竖井空间、屋顶自然通风、双层玻璃幕墙等六方面入手进行深化; 而机械通风方面, 则应当注意因地制宜, 结合不同使用环境要求与经济条件等进行不同选择。只有从这三个主要方面入手, 综合考虑, 进行全面的统筹, 才能获得较好的设计效果。

摘要：从总体规划与单体建筑两方面出发, 分析了绿色居住区的风环境设计内容, 探讨了绿色住区各项设计条件与要求, 旨在科学地设计居住区的风环境, 达到节能、节水、节材等要求, 从而营造出人与自然和谐共生的居住环境。

关键词：绿色居住区,风环境,总体规划,自然通风,机械通风

参考文献

[1]建筑设备教材[M].第2版.重庆:重庆大学出版社, 乌鲁木齐:新疆大学出版社, 2005.

[2]高明远.建筑设备技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[3]韦节延.建筑设备工程[M].武汉:武汉工业大学出版社, 2008.

[4]卢卫.自然通风技术在现代建筑中的运用[J].中国科技博览会, 2009 (7) :42-43.

[5]刘志永.浅谈自然通风原理与建筑设计[J].山西建筑, 2008, 34 (32) :69-70.

[6]GB 50019—2003, 采暖通风与空气调节设计规范[S].

居住小区风环境模拟与分析第8篇

1CFD模型

1.1 数学模型

居住小区内风的流动属于不可压缩、低速湍流。由于气流与建筑物的接触形成限制流,而标准K—ε模型对于限制流(有壁面约束)具有较好的效果[1],并且标准K—ε模型计算成本低、预测较为准确,因而选择标准K—ε模型来模拟居住小区风环境[3]。

1.2 物理模型与计算区域

为了便于数值分析,提高计算速度,利用相似性原理,将建筑物按照一定的比例缩小,并将建筑物形态理想化为长方体。根据相关资料[3],确定住宅小区流场模拟的计算空间尺寸:来流方向(上游区域)为建筑物宽度的3倍、出流方向(下游区域)为建筑物宽度的10倍、宽度为建筑物宽度的6倍、高度为建筑物高度的3倍。

1.3 边界条件

1)来流面梯度风的选取。由于地表摩擦的作用,接近地表的风速随着离地高度的减小而降低。只有离地300 m～500 m以上的地方,风速才不受地表的影响,可以在大气梯度的作用下自由流动。来流风速的变化规律[4]表示为:

$\frac{U_{z}}{U_{0}} = [\frac{z}{z_{0}}]^{m}$ 。

其中,Uz为高度z处的水平方向风速;U0为参考高度z0处的风速;m为由地形粗糙度所决定的幂指数。

对于房屋较稀疏的中小城市和大城市郊区,取m=0.16[4]。夏季南风、东南风来流风速取平均风速2.5 m/s,冬季西北风来流风速取平均风速3 m/s(10 m高处气候资料)。

2)出流面的边界条件。假设出流面上的流体已充分发展,流体已恢复为无障碍物阻挡时的正常流动。同时设其出口压力为大气压。

3)上侧面及两侧面的边界条件。由于选取的计算区域较大,上侧面和两侧面的空气流动几乎不受建筑物的影响,因此可设为自由滑移表面。

4)建筑壁面及下垫面的边界条件。由于标准K—ε模型仅适用于离开壁面一定距离的完全湍流区域,在固体壁面附近,由于层流粘性作用影响加强,必须对标准K—ε模型加以修正,文中采用壁面函数法加以修正建筑物边界区[5]。

2 居住小区风环境模拟与分析

建立一个3×2形式的居住小区行列布置模型,应用PHOENICS计算流体力学软件对其进行分析。选取地面1.5 m处水平面(对人的活动产生影响的区域)为观察面。首先模拟分析夏季南风时,居住小区模型内流场分布状况见图1。

由图1可以看出,气流的流速因受到建筑物的阻挡而减小,居住小区背风侧形成“风影区”,并在后排建筑物背风面形成两个对称分布的回流区。在前排迎风建筑物两侧边角处以及南北走向道路入口处的风速在风压作用下增大。气流贯穿南北走向道路形成导风巷,并且风速从入口到出口逐步递减。由于建筑物之间的风速小于南北走向道路内的风速,从而使前者气压大于后者气压,建筑物之间的流体在压力梯度的作用下,由两侧向中间流动,并与南北走向道路内流体汇合,最后进入“风影区”。

在夏季东南风情况下,居住小区模型内流场分布状况见图2

由图2可以看出,此时的居住小区迎风面呈」型,迎风面建筑物边角处的气流流速大于来流流速,小区西南角的风速最大。气流以一定的角度从东侧建筑物之间进入居住小区,且气流在建筑物之间由东向西流动,形成导风巷。建筑物之间气流在流经南北走向道路时,由于受到交叉口处南北向气流的影响,其流向出现南北向的小幅度摆动。在居住小区西北方形成“风影区”,并且在其东北角建筑背风面形成一个小回流区。

在冬季西北风情况下,居住小区模型内风环境的状况见图3。

由图3可以看出,此时的居住小区迎风面呈「型,迎风面建筑物边角处的气流流速大于来流流速,小区东北角处的风速最大。气流以一定的角度从西侧建筑物之间进入居住小区,建筑物之间的气流由西向东流动,并同样受到交叉口处南北向气流的影响,出现南北向的小幅度摆动。在居住小区东南方形成“风影区”,并在其西南角建筑背风面形成一个小回流区。

通过比较图1,图2,图3可以看出:在夏季南风时,建筑物之间气流的流动性较差,并且后排建筑受到前排建筑风影区的影响,小区通风效果较差;在夏季东南风时,建筑物之间气流的流动性较好,有利于建筑物夏季散热与降低湿度,但风向的摆动易形成小回流;在冬季西北风时,建筑物之间风速的增加必然会对冬季采暖造成不利影响,从而增加能源消耗。同时,居住小区局部风速过大,会对小区居民生活带来一定的影响。

3 结语

1)居住小区应尽可能地避免周边布置形式,此形式使得夏季气流无法进入小区,并极易在小区内形成回流区,因而不利于小区夏季通风散热。2)在小区北侧和西侧种植高大的防风树,树种应选用常青树种,以减弱冬季西北风进入小区的风速,减少建筑热损失。同时,这些树木还可以有效地减轻太阳对西侧墙的照晒。3)加强小区东侧和东南侧的绿化可以有效地降低夏季来流温度,并引导气流进入小区,有利于小区夏季通风散热。4)居住小区可以采用建筑错列布置、长短建筑结合布置或居住小区开口迎向主导风向的方法提高夏季通风效果。5)可以在建筑北立面种植喜阴植物、南立面种植喜阳植物,有助于夏季遮阳和冬季削弱建筑物之间的风速。同时,绿色植物还可以改善小区人居环境。6)小区北侧建筑立面外窗采用气密性较好的窗构件,可以在一定程度上降低冬季风的渗入量,有助于节能降耗。7)可以在小区内采用高低建筑结合布置,将较低的建筑布置在夏季主导风向上,增加建筑迎风面,从而改善了小区夏季通风状况。8)合理规划小区周边建筑布局,使各建筑群之间相互协调,以削弱周边“风影区”对小区通风的不利影响。

参考文献

[1]李万平.计算流体力学[M].武汉:华中科技大学出版社,2004.58-59.

[2]代琳.现代居住环境设计初探[J].山西建筑,2005,31(9):41-42.

[3]杨洁,涂光备,易传雄.设有空中花园的高层住宅建筑自然通风的研究[J].暖通空调,2004,34(3):1-5.

[4]钱以明.高层建筑空调与节能[M].上海:同济大学出版社,1995.59-60.

侧风环境下车辆动态响应研究第9篇

随着我国公路建设的迅速发展,山岭重丘区的高速公路里程也迅速增加。然而山岭重丘区的高速公路往往隧道较长,大多以隧道群的特征出现。由于隧道与隧道之间往往是较深的峡谷,容易成为山风的通道。在隧道群内行车时,车辆在出隧道口的瞬间会从完全没有侧风的环境驶入强度较大的侧风区时,司机由于习惯性作用,往往来不及反应从而导致交通事故的发生。

本文采用简化的二自由度汽车模型进行分析。研究汽车直线行驶时突然遇到侧风情况下的车辆瞬态响应。

1 侧向气动力

1.1 车辆行驶过程中所受侧气动力

汽车在路面上行驶时,除受到路面作用力外,还受到周围气流对它作用的各种力和力矩。汽车行驶中受到的气动力有迎面阻力、升力、侧向力及这些力形成的俯仰力矩、侧倾力矩和横摆力矩,这称为气动六分力[7,8],它们的大小,大致都与空气对汽车相对速度的平方成正比。阻力、升力和侧向力形成一个合力,并作用于汽车的对称平面内,但它不一定与重心重合,此合力点称为气动中心。

1.2 侧向气动力系数

在侧风作用下直线行驶的汽车受到由行驶速度产生的行驶风u和侧风w的影响,气流流入合成速度ur就是两者的矢量和,,其合成速度与汽车轴线成a角,如图1所示。

图中,α称为流入角,单位为度;β为风与汽车轴线的夹角,横风时β=90°,,α=arctan(w/u)。

通过风洞试验研究了农用货车和大型货车的侧向其动力系数[9,10],研究表明侧向气动力系数Cs风向角β之间基本成正比关系,即:

其中,β为风向角,为比例系数,和车辆外形有关。

庞加斌等人[11]在轿车和微型客车侧向力系数的风洞试验测量拟合中得到侧向力系数分别为0.034和0.071,在对侧面接近矩形的客车和货车的侧向力系数值随长高比和宽高比的增大而成比例增长,从工程安全原则出发,将中型客车和集装箱货车取0.18。

本文在以下的计算中对轿车侧向气动力比例系数取0.034,对货车和大型客车取侧向气动力比例系数0.18。

1.3 开环和闭环系统

在对汽车的动态响应得评价方面有闭环和开环系统。所谓开环系统就是认为车辆受到外力作用,作出一定的响应后,驾驶者不允许根据汽车的转向运动作出修正,即驾驶者不允许做出任何反馈作用,因此汽车的时域响应仅是把汽车作为开环系统的控制特性。汽车作为开环系统的响应可以通过建立数学模型进行理论分析。

但是汽车的操纵稳定性是由驾驶者来评判的,操纵稳定性又和驾驶者的操作特性紧密相连,操纵稳定性的研究对象应该是将驾驶者和汽车作为一个整体的人机系统,而不能忽略驾驶者的反馈作用,所以人-机系统是一个闭环系统。不过驾驶者的反馈作用十分复杂,目前对于人-机闭环系统的研究还不成熟。

本文在分析过程中,假定汽车为操作性能良好的车辆,受到突发侧风的影响时,驾驶员并不知情,在短时间内又未作出反馈,因此可以采用开环系统进行分析。

2 突发侧风引起的车辆运动模型及求解

2.1 二自由度车辆模型

假设车辆直线行驶,速度为u,受到突发侧风的影响,产生的气动侧向力Fw,考虑车辆产生侧向偏移和横摆两个自由度,其中侧向速度为v,横摆角速度ωr。Fy1和Fy2为地面对前、后轮的侧向反作用力,即侧偏力,α1和α2为前后轮侧偏角,质心产生β偏角;dw为气动中心到质心的距离,坐标原点建立在车辆的质心上。

假定:汽车质心的绝对速度沿oy轴上的分量为ν,沿ox轴上的为u,即车辆行驶速度,u为已知,则侧向加速度:

二自由度汽车受到的外力沿y轴方向的合力和绕质心的力矩为:

其中:Fy1=k1×α1,Fy2=k2×α2,Fw=1/2CdρAur2

式中,K1和K2分别为轮胎的侧偏刚度,A为车辆正投影面积,CS为侧向气动力系数,研究表明侧向气动力系数Cd和升力系数CL与风向角β=tan-1(v/u)之间基本成正比关系,即CS=KCS×β。

故有:

以上可以知道:

将其代入式(2),可以得到:

整理可得:

该方程是关于ν和wr的二自由度车辆运动方程,通过求解该方程的通解为:

其中:

由式(5)得t=0时,

从而可解得两个常数:

由式(5)可得:

由式(6)和(7)可解得车辆的横摆角速度,由式(8)和(9)可以计算得到汽车的侧向速度ν和侧向加速度ν̇,从而求出汽车的侧向位移s=νt。

本文已将以上计算过程利用matlab编成程序进行计算。

3 实例计算及分析

3.1 轿车

参数如下:转动惯量I=3 880 kgm2,质量m=1 400 kg,质心距前轴距离a=1.46 m,质心距后轴距离b=1.58 m,前轮侧偏刚度k1=22 610 N(o)-1,后轮侧偏刚度k2=50 180 N(o)-1,Kcs为比例系数,和车辆外形有关,本文以轿车为分析对象,取Kcs=0.034,空气密度ρ=1.255 8 kg/m3,车辆正投影面积A=2.05 m2,车辆长度按照4.6 m计算。

(1)气动中心对车辆动态响应的影响分析。

车辆气动中心和质心往往不是重合的。气动中心位置对车辆运行状态有着较大的影响。为了分析气动中心位置对车辆动态响应影响,假设气动中心分别位于质心前0.4 m、质心后0.4 m以及气动中心和质心重合,车辆行驶速度为80 km/h,侧风风速10 m/s,风向垂直于车辆的行驶方向,然后计算得到如图2、图3和图4所示的车辆侧向速度、横摆角速度、侧向偏移距离随时间的变化规律。

从图2可以看出,当气动中心位于质心之前时,将会使得车辆产生顺风摆动,侧向运动速度较大,当气动中心位于质心之后时,将使得车辆偏离方向和风向相逆,而且侧向便移速度也较小。

从图3可以看出,当气动中心位于质心之前时产生的横摆角速度最大,气动中心位于质心之后产生的横摆角速度最小,对行车安全最有利。

(2)侧风风速对车辆动态响应的分析。

以气动中心位于质心之后0.2 m,车辆行驶速度60 km/h为例,利用程序分别计算不同侧风风速情况下车辆的侧向偏移速度,横摆角速度和侧向偏移距离。

侧风风速对车辆的动态响应产生较大的影响,侧风风速越大车辆侧向移动距离、横摆角速度、侧向偏移距离也都越大。另外,从图5可以看出车辆侧向移动的速度在0.5 s左右达到最大,之后很快趋于稳定。从图6中可以看出,在0.5~1 s左右横摆角速度达到最大,之后趋于稳定。这说明在车速一定时,侧风对车辆的影响主要在第1秒时间内,而这也最为危险的时间段,因为在此时间内驾驶员还没来得及反应,车辆横摆角度、侧向速度已经到最大值。

(3)车速对侧风环境中的车辆动态响应分析。

以气动中心位于质心之后0.2 m,侧风风速10m/s为例,利用程序分别计算不同车速情况下车辆的侧向偏移速度,横摆角速度和侧向偏移距离。

从图8和图9可以看出随着车速的增加,侧向偏移速度和和横摆角速度明显增大。从图10可以看出在车速为60 km/h,气动中心位于质心之后0.2 m的情况下,车辆侧向偏移距离为顺风摆动,但当车速达到120 km/h时,车辆会产生逆风摆动,这说明车辆气动中心位置一定的情况下,车辆速度会改变车辆的偏移方向。但这并不能说明侧风环境下高速行车对行车安全是有利的,因为当时速达到120 km/h时,侧向偏移距离较大,而且在一开始的阶段会产生左右摇摆,若驾驶员在此阶段急于修正方向的话,有可能会引发交通事故。

3.2 货车

参数如下:转动惯量I=9 885 kgm2,质量m=6800 kg,质心距前轴距离=3.2 m,质心距后轴距离b=2.8 m,前轮侧偏刚度k1=42 618 N(o)-1,后轮侧偏刚度k2=80 185 N(o)-1,质心距中性转向点的距离dw=0.4 m,空气密度ρ=1.255 8 kg/m3。本文以箱式货车为分析对象,取kcs=0.18,车辆参考面积:5.5m2。

(1)气动中心对车辆动态响应的影响分析。

对于货车而言,由于货物形态、质量等因素都会影响到车辆的质心和气动中心位置,因而气动中心和质心的位置产生偏差是很常见的,而且可能会相差较大,因而十分有必要对气动中心位置对车辆动态响应的影响进行分析,假设气动中心分别位于质心前0.6 m、质心后0.6 m以及气动中心和质心重合,以车速80 km/h,横风风速10 m/s为例。经过计算得到车辆侧向速度、横摆角速度和侧向偏移距离的随时间的变化规律。

车速80 km/h,横风风速10 m/s时,从图11可以看出,当气动中心位于质心之后0.6 m时,在1 s内车辆的侧向速度达到0.5 m/s,当气动中心位于质心之前0.6 m时,在1 s之内车辆顺风摆动,侧向偏移速度迅速达到1.5 m/s,这是比较危险的。从图13可以看出,气动中心位于质心之前0.6 m时,在驾驶员不做任何修正的情况下,4 s内车辆侧向偏移距离达到了6 m。

(2)侧风风速对车辆动态响应的分析。

以车辆行驶速度80 km/h,气动中心和质心重合为例,经过计算得到如图14、图15所示的侧向偏移速度和横摆角速度随时间的变化曲线。

可以看出,侧风风速增大,在1 s时间内侧向偏移速度、横摆角速度会急剧增加,以后趋于稳定。

(3)车辆行驶速度对车辆动态响应的分析。

以侧向风速度10 m/s,气动中心和质心重合为例,经过计算得到如图16、图17所示的侧向偏移速度和横摆角速度随时间的变化曲线。

可以看出,行车速度增大,在1 s时间内侧向偏移速度、横摆角速度会急剧增加,以后趋于稳定。

因为货车的体积较大,装载货物后更容易引起气动中心和质心位置的改变,同时受到的气动侧向力也更大,因而更容易受到侧风的影响,这一点从货车的动态响应来看,也可以知道无论是侧向偏移速度、横摆角速度和侧向偏移距离都要远远大于轿车。

4 结论

采用简化的二自由度汽车模型,推导了汽车直线行驶时突然遇到侧风的动态响应,并以实例进行了计算和分析。以货车和轿车为例的研究表明:气动中心位于质心之后对行车安全最有利;车速和侧向风速越高,车辆的侧向位移、加速度以及横摆角速度都会变大,对行车安全不利,而且货车受侧风的影响较大,轿车受侧风的影响较小。

参考文献

[1]江浩,余卓平.集装箱半挂车在侧风作用下行驶稳定性分析[J].同济大学学报(自然科学版),2001,29(12):1451-1455.

[2]陈艾荣,王达磊,庞加斌.跨海长桥风致行车安全研究[J].桥梁建设,2006,3:1-4.