城市建筑风环境模拟及风能利用研究
建筑局部风场数值模拟在风环境评估中的应用
建筑局部风场数值模拟在风环境评估中的应用建筑风环境评估是对建筑物周围风场情况进行分析和评价的过程，具有重要的工程学意义。
近年来，随着计算机科学的发展和风工程学的深入研究，建筑局部风场数值模拟成为风环境评估的重要手段之一。
本文将探讨建筑局部风场数值模拟在风环境评估中的应用及其意义。
1. 建筑局部风场数值模拟的基本原理建筑局部风场数值模拟是通过数值计算方法，利用流体动力学模型对建筑物周围风场进行模拟。
其基本原理是利用流体动力学方程和边界条件来描述流体运动，通过将流体空间离散化为有限体积或有限元网格，通过迭代计算来求解数值解，从而得到风场的详细信息。
2. 建筑局部风场数值模拟在建筑设计中的应用建筑局部风场数值模拟在建筑设计中有着重要的应用价值。
首先，它可以通过模拟不同设计方案下的风场情况，为建筑物的外形和结构优化提供依据。
通过调整建筑物的形状和尺寸，可以改变其周围的风场分布，降低风对建筑物的作用力，提高其抗风能力和舒适性。
其次，建筑局部风场数值模拟还可以用于评估建筑物的烟气扩散情况。
烟气在风场中的传输具有很大的不确定性，传统的经验公式难以准确预测。
而通过数值模拟可以模拟风场中烟气的输运和扩散，评估建筑物的烟气排放对周围环境的影响，为环境保护提供科学依据。
最后，建筑局部风场数值模拟还可以用于评估建筑物对过风的影响。
在城市中，建筑物密集，会产生大量的微气候现象，如气温、湿度和风速的变化。
通过数值模拟可以模拟这些微气候现象的发展趋势，为城市规划和建筑设计提供参考。
同时，对于一些重要的建筑工程，如大型桥梁和高层建筑，建筑局部风场数值模拟也可以用于评估其对周围风场的影响，保证建筑物的安全运行。
3. 建筑局部风场数值模拟的局限性建筑局部风场数值模拟作为一种理论计算方法，在实际应用中还存在着一定的局限性。
首先，数值模拟需要消耗大量的计算资源，计算时间较长。
对于大规模和复杂的建筑物，计算过程可能需要数天甚至数周的时间，限制了其实际应用的范围。
绿色建筑室内外风环境的模拟与分析
绿色建筑室内外风环境的模拟与分析吕添添刘智勇兰州交通大学环境与市政工程学院摘要：近年来，随着我国人口聚集，高楼林立，能源危机、温室效应等环境气候问题愈来愈突出。
为了达到节约能源，善用资源，保护环境，降低污染的目标，绿色建筑应运而生，对绿色建筑的评价分析具有现实性意义，势必将给建筑行业带来新的发展。
本文运用计算流体力学方法，按照绿色建筑评价标准的要求，对北京某绿色公共建筑的室内外风环境的速度场、压力场进行数值模拟与分析，探讨风环境对建筑室内外舒适度的影响，以提高绿色建筑的设计水平，为绿色建筑的自然通风提供参考依据。
关键词：绿色建筑；计算流体力学；风环境；数值模拟1引言随着我国人口增多，高楼林立，随之出现的问题是建筑通风不畅，室内空气污染物加重[1]。
建筑具有良好的通风设计是绿色建筑可持续发展的重要对策，自然通风便成为了天然的建筑节能和改善室内空气品质的手段，同时也为建筑空调耗能的降低提供有效途径[2]。
绿色建筑是指在全寿命期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑[3]。
本文将使用CFD 方法，按照《绿色建筑评价标准》的要求，对北京市某绿色公共建筑的室内外风环境的速度场、压力场进行数值模拟分析，探讨了风环境对建筑室内外舒适度的影响，以提高绿色建筑的设计水平，为绿色建筑的自然通风提供参考依据。
2计算模拟软件采用CFD(ComputationalFluidDynamics，计算流体力学)的方法对绿色公共建筑的室内外风环境进行模拟分析。
CFD原理是运用数值求解控制流体的基本微分方程，得出流场在连续区域上的离散分布，然后近似模拟流体的流动情况[4]。
目前CFD的计算方法常用的有有限差分法和有限体积法。
通常情况下，这两种方法的数学本质和表达方式是相同的，仅仅是在物理含义上有所区别：有限差分法是基于微分的思想，有限体积法则基于物理守恒原理。
论风环境对建筑设计的重要性以及风环境模拟的方法论文
论风环境对建筑设计的重要性以及风环境模拟的方法毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
建筑风能特点及其利用研究
建筑风能特点及其利用研究摘要：随着经济发展和社会进步，城市规模逐渐扩大，大规模和高层建筑出现的越来越多，电力矛盾也日渐突出，在建筑环境中利用风能发电具有独特的优势。
本文通过介绍建筑环境中风能的特点，阐述了建筑环境中风能利用的优势；并分析了目前利用建筑环境中风力发电技术存在的问题，对城市建筑中的风能利用提供重要参考。
关键词：建筑风能，风环境，风能利用中图分类号： tk81 文献标识码： a 文章编号：1建筑风能利用优势及城市风环境的特点1.1 建筑环境中风能利用优势随着传统能源逐渐消耗殆尽、生活环境日益恶化等问题的出现，可再生能源的开发利用已成为世界各国的共识。
作为一种清洁而无污染的可再生能源，风能因其开发利用便捷，成本低廉受到了广泛关注。
在我国，目前风电技术已经非常成熟，但风电机组多安装于旷野、沙漠或近海等偏远区域，输送过程中电力损耗大、费用高。
若利用城市中建筑环境的风能发电并直接用于建筑本身，则可降低电能在输送上的投资和损耗，同时缓解城市电力紧张的问题，是一种一举两得的选择。
而随着社会的发展，越来越多的高层建筑群在城市中出现，这为建筑风能的利用创造了条件。
空气在流动过程中与建筑物相互作用，形成了独特的建筑风场分布，寻找合适的方法将这些风能加以充分利用，有利于发展绿色建筑和低能耗建筑，实现建筑行业的可持续发展。
所以，建筑环境中的风能利用具有较大的优势，引起了国内外学者的广泛关注，成为能源开发利用的热点。
1.2 城市风环境的特点高层建筑群是现代城市的主要组成，它们高度、规模不等而布局集中，对城市风环境影响很大。
由于建筑物的存在，空气流动时的阻力增加，所以相比郊区和偏远地区，城市风能具有风速较小，紊流大等特点。
但城市也能在局部产生出较大的风力，例如，当建筑群高度较大时，空气流动受到高楼的阻挡，大部分气流从建筑上部和两侧流过，还有一部分沿建筑向下被带到地面，并分向左右两侧，这样建筑顶部的气流沿建筑被引到地面上来，加大了建筑周围的风速。
建筑风环境模拟报告-小区建筑设计风环境评估报告模板
目录1模拟概述 (1)1.1项目概况 (1)1.2风环境简述 (1)1.3参考依据 (3)1.4评价说明 (3)2技术路线 (4)2.1分析方法 (4)2.2湍流模型 (5)2.3几何模型 (7)2.4参数设置 (8)2.5气候状况 (10)3 模拟结果分析 (11)3.1夏季及过渡季 (11)3.2冬季 (15)4 结论 (19)1模拟概述1.1项目概况本工程位于XXX市XXX路，地理位置优越，交通便利。
拟建20栋高层住宅、30栋多层商业及配套用房，地下非机动车库及地下机动车库。
该地块总用地面积为20000m2，总建筑面积218694.72 m2，计容面积182548 m2，总建筑占地面200000m2，容积率1.80，建筑密度20%，绿地率30%。
1.2风环境简述建筑群和高大建筑物会显著改变城市近地面层风场结构。
近地风的状况与建筑物的外形、尺寸、建筑物之间的相对位置以及周围地形地貌有着很复杂的关系。
在有较强来流时，建筑物周围某些地区会出现强风；如果这些强风区出现在建筑物入口、通道、露台等行人频繁活动的区域，则可能使行人感到不舒适、甚至带来伤害，形成恶劣的风环境问题。
在一般的气候条件下，他们直接影响着城市环境的小气候和环境的舒适性；一旦遇到大风，这种影响往往会变成灾害，使建筑外墙局部的玻璃幕墙、窗扇、雨棚等受到破坏，威胁着室内外的安全。
建筑合理布局是改善室外行人区热舒适的关键；主要是避免在寒冷冬季室外行人区风速加速（西北风情况下），如风巷效应，同时在与西北风垂直方向最好增加裙房，加大底座尺寸，避免冲刷效应和边角效应等，如图2所示。
调查统计显示：在建筑周围行人区，若平均风速V>5 m/s的出现频率小于10 %，行人不会有什么抱怨（在10 %大风情况下建筑周围行人区风速小于5 m/s，即可认为建筑周围行人区是舒适的）；频率在10%～20%之间，抱怨将增多；频率大于20 %，则应采取补救措施以减小风速。
风能在城市建筑中的应用研究
风能在城市建筑中的应用研究在当今城市化进程不断加速的时代，能源需求日益增长，同时对环境的保护也成为了至关重要的课题。
风能作为一种清洁、可再生的能源，其在城市建筑中的应用具有巨大的潜力和研究价值。
城市建筑作为能源消耗的大户，如何有效地利用风能来降低能耗、实现可持续发展，成为了众多建筑师和工程师们关注的焦点。
风能在城市建筑中的应用并非一蹴而就，而是需要综合考虑多方面的因素，包括城市的地理环境、气候条件、建筑的形态和功能等等。
首先，让我们来了解一下风能的基本原理。
风能是由空气流动所产生的能量，其大小与风速的三次方成正比。
这意味着风速的微小增加都会带来风能的显著提升。
在城市中，由于建筑物的阻挡和干扰，风的流动变得复杂多样。
然而，通过合理的规划和设计，仍然可以利用这些风来为建筑提供能源。
在城市建筑中，风能的应用形式主要有两种：一是风力发电，二是自然通风。
风力发电是将风能转化为电能，为建筑提供电力支持。
这需要在建筑上安装风力发电机，通常选择在屋顶、外墙等位置。
然而，城市中的风速相对较低且不稳定，这就对风力发电机的性能提出了较高的要求。
目前，一些新型的垂直轴风力发电机在城市环境中表现出了较好的适应性，它们体积较小、噪音低，能够在较低风速下工作。
自然通风则是利用风的流动来实现建筑内部的空气交换，降低空调和通风系统的能耗。
在建筑设计中，可以通过合理设置窗户、通风口和风道，引导风进入建筑内部，并形成有效的通风路径。
例如，采用穿堂风的设计，让风能够顺畅地从建筑的一侧穿过到另一侧；或者利用中庭和竖井来促进空气的垂直流动，提高通风效果。
要实现风能在城市建筑中的有效应用，建筑的选址和布局至关重要。
选择开阔、风资源丰富的区域建设建筑，可以为风能的利用提供良好的基础条件。
同时，建筑之间的间距和排列方式也会影响风的流动。
避免建筑之间过于紧密的布局，减少风的阻挡和涡流的产生，有助于提高风能的利用效率。
建筑的外形和结构也对风能的捕获和利用有着重要影响。
风能在城市规划中的应用
风能在城市规划中的应用1. 引言风能作为一种清洁、可再生的能源资源，在城市规划中的应用备受关注。
随着环境问题日益凸显，人们越来越意识到应该寻找新的能源替代方案，以降低对传统能源的依赖，减少环境污染。
风能作为一种绿色能源，具有广泛的应用前景。
本文将探讨风能在城市规划中的应用，分析其对城市发展的影响。
2. 风能资源的分布特点风能资源的分布具有地域性和季节性的特点。
一般来说，地处海岸的城市、山区城市、平原地区城市的风能资源较为丰富。
此外，不同季节、不同时间段，风能资源的分布也会发生变化。
因此，在进行风能资源的利用规划时，需根据具体地理环境和气候条件做出精确的评估和规划。
3. 风能在城市规划中的应用方式风能在城市规划中主要通过建设风力发电场、采用分布式风力发电等方式来进行利用。
在城市周边或郊区地区建设风力发电场，利用风能发电，为城市提供清洁能源。
另外，分布式风力发电系统可以在城市内部、沿街道、在建筑物屋顶等地方进行布设，为城市各个角落提供清洁能源。
4. 风能在城市规划中的优势风能作为一种清洁的能源资源，在城市规划中具有诸多优势。
首先，风能是一种可再生能源，不会像化石能源一样会枯竭，可以持续供给城市能源需求。
其次，风能作为绿色能源，可以减少对传统能源的依赖，降低碳排放，减缓气候变化。
此外，风能资源的利用对环境影响较小，不会产生污染，有利于城市生态环境的改善。
5. 风能在城市规划中的挑战尽管风能在城市规划中具有诸多优势，但也面临一些挑战。
首先，风能资源的分布不均匀，有些地区风能资源较为稀缺，需要在规划中考虑如何更好地利用有限资源。
其次，风力发电设施的建设和运行成本相对较高，需要投入较多的资金。
此外，风力发电对鸟类等野生动物产生影响，需要在规划中考虑如何减少对生态环境的影响。
6. 风能在城市规划中的具体案例丹麦的哥本哈根市是一个成功利用风能的案例。
哥本哈根市位于丹麦的海岸线上，风能资源丰富。
该市通过建设风力发电场和利用风能发电，已经实现了大部分城市用电来源于风力发电。
风力发电技术在建筑节能中的应用研究
风力发电技术在建筑节能中的应用研究随着全球气候变化的加剧和能源需求的不断增长，寻找可再生能源的新途径变得越来越重要。
在这方面，风力发电技术显得尤为突出。
风力发电技术以其清洁、可再生、高效的特点，成为绿色能源的重要候选者，被广泛应用于建筑节能领域。
本文将探讨风力发电技术在建筑节能中的应用以及相关的研究进展。
首先，风力发电技术在建筑节能中的应用主要体现在两个方面：一是将风力发电系统直接集成到建筑结构中，通过利用建筑本身的风能收集电能；二是利用建筑与周围环境之间的气流互动，通过改变建筑外形和构造，在建筑表面和附属设施上收集和利用风能。
这两种方式结合起来，可以最大程度地提高建筑节能效果。
在将风力发电系统集成到建筑结构中的方式中，一种最常见的做法是在建筑的高处安装风力涡轮机。
风力涡轮机可以通过捕捉到的风能转化为电能，为建筑提供电力。
此外，一些新型的建筑设计中也采用了垂直轴风力涡轮机，将其集成到建筑外墙或屋顶上。
这种方式能够更好地适应建筑的结构，同时还可以提供更好的建筑外观。
通过将风力发电系统直接集成到建筑中，不仅可以为建筑带来可再生的电力资源，还能够减少对传统能源的依赖，从而降低建筑的能耗和碳排放。
除了直接集成风力发电系统，改变建筑外形和构造以利用气流也是一种创新的方式。
例如，在建筑物中添加风道、天窗、气流装置等设施，可以利用自然气流引导室内空气流动，提高建筑的通风和空调效果。
同时，这些设施还可以收集和利用风能，将其转化为电能。
此外，一些新型建筑材料也通过表面设计和纹理改变来引导气流流动，从而减少建筑的能耗。
为了研究风力发电技术在建筑节能中的应用，许多学者和研究机构进行了大量的研究工作。
其中一项研究通过数值模拟方法分析了建筑外形对风力利用效果的影响。
研究结果表明，优化建筑外形可以提高风力利用效率，从而减少建筑的能耗。
另一项研究则通过实地测试，评估了将风力发电系统与建筑结合使用的可行性和效果。
结果显示，在适当的设计和安装条件下，风力发电系统可以有效地为建筑提供电力，减少对传统能源的依赖。
建筑设计中的风环境模拟
建筑设计中的风环境模拟在建筑设计领域，风环境模拟正逐渐成为一项不可或缺的重要工具。
它不仅能够影响建筑的舒适度和能源效率，还对建筑的结构安全性和周边环境的质量有着深远的影响。
风环境模拟是什么呢？简单来说，就是通过计算机技术和相关的数学模型，来预测和分析在特定的建筑布局、地形地貌以及气象条件下，风的流动情况和特性。
这就好比我们在建造一座真实的建筑之前，先在虚拟的世界里进行一场“风的实验”。
为什么要在建筑设计中进行风环境模拟呢？首先，良好的风环境可以提高建筑内部的自然通风效果，减少对机械通风和空调系统的依赖，从而降低能源消耗。
想象一下，在炎热的夏天，如果能够通过巧妙的设计让凉爽的风自然地在建筑内流通，那不仅能节省大量的电费，还能让居住者感到更加舒适和健康。
其次，风环境模拟对于建筑的结构设计也至关重要。
强风可能会对建筑物产生巨大的压力和冲击力，如果在设计时没有充分考虑到风的作用，可能会导致建筑结构的损坏甚至倒塌。
通过风环境模拟，设计师可以提前了解风对建筑的影响，从而采取相应的加强措施，确保建筑的安全性。
此外，风环境还会影响到建筑周围的行人舒适度。
比如在高楼林立的城市中，狭窄的街道可能会形成“风洞效应”，导致风速突然增大，给行人带来不适甚至危险。
通过模拟，设计师可以优化建筑的布局和外形，减少这种不利影响。
那么，风环境模拟是如何进行的呢？这通常需要以下几个步骤。
第一步是收集相关的数据，包括建筑所在地区的气象资料、地形信息、周边建筑物的分布等等。
这些数据就像是模拟的“原材料”，越详细和准确，模拟的结果就越可靠。
接下来，需要选择合适的模拟软件和数学模型。
目前市场上有许多专业的风环境模拟软件，它们基于不同的理论和算法，但目的都是为了尽可能准确地模拟风的流动。
在输入数据和设置好模型参数后，计算机就开始进行复杂的计算和分析。
这个过程可能需要花费一定的时间，取决于模型的复杂程度和计算机的性能。
最后，模拟完成后，设计师会得到一系列的结果，比如风速分布、风压分布、气流轨迹等等。
基于风洞试验的城市建筑物风环境影响研究
基于风洞试验的城市建筑物风环境影响研究城市建筑物的设计和规划在如今的城市化进程中扮演着至关重要的角色。
除了美学和功能性考量之外，建筑物在城市环境中所承受的风环境影响也是一个不可忽视的因素。
风是一种极为普遍的自然现象，其在城市中的作用除了影响城市的舒适度和建筑物的结构安全外，还对城市的微气候、环境污染扩散等方面有着直接影响。
在建筑设计过程中考虑风环境的影响，可以帮助设计师们更好地优化建筑物的结构，减少风对建筑物的破坏，提高建筑物的使用寿命。
在此背景下，成为了一种常用的研究方法。
通过风洞试验，可以模拟真实城市环境中的风场，准确地评估风对建筑物的影响，并提出相应的改进建议。
风洞试验是一种模拟真实风场的实验方法，其基本原理是在一个封闭的风洞实验室中，通过特定的风机将空气吹向建筑模型，模拟不同风速和风向下的风场情况。
通过对建筑物表面压力分布、风速分布等参数的测量，可以得出建筑物在不同风场条件下的受风性能。
同时，通过观察烟雾流动等方法，可以直观地了解风在建筑物周围的流动情况，进而指导设计师们进行合理的设计和规划。
风对建筑物的影响主要体现在以下几个方面：首先是风压效应。
风压是指风对建筑物表面施加的压力，其大小取决于风速、风向和建筑物的形状。
在强风条件下，风压会使建筑物产生振动，甚至导致其倒塌。
因此，在设计建筑物时，需要考虑风压效应，采取合适的结构措施来增强建筑物的稳定性。
其次是风的影响对建筑物的通风散热效果。
良好的通风散热是保障建筑物舒适度的重要因素，而风可以有效地促进建筑物内部空气的流动，提高通风效果。
通过风洞试验可以评估建筑物在不同风场条件下的通风效果，为设计师们提供合理的通风散热方案。
另外，风还会对建筑物周围的微气候产生影响。
在城市中，高层建筑物往往会改变周围地区的风场分布，形成所谓的城市热岛效应。
通过风洞试验，可以研究建筑物对周围微气候的影响，为城市规划和建设提供科学依据。
除了以上几点，风还对建筑物的外观设计和声环境产生影响。
建筑风能研究现状及分析
建筑风能研究现状及分析摘要：随着城市规模的不断扩大，电力矛盾日渐突出，在现今能源危机日益加剧的情况下，开发可再生绿色能源是十分必要且急迫的。
本文针对城市建筑环境中的风能利用技术，对当前国内外建筑风能利用的研究成果进行了阐述，总结了建筑环境中风能的利用形式及其存在的问题，对之后建筑风能利用研究具有一定意义。
关键词：建筑风能，风力发电，风能利用中图分类号：tm614文献标识码： a 文章编号：1 引言随着化石能源匮乏与生存环境恶化的日益加剧，新能源的开发利用已刻不容缓。
风能是一种清洁无污染、取之不竭的新能源，因其利用便捷、成本低廉而受到人们的青睐；目前风力发电是新能源利用技术中最成熟的，已在很多国家和地区得到广泛开发。
城市是人们活动的中心，随经济文化发展其规模不断扩大，各式各样的建筑逐步兴建起来。
城市风环境由于大量建筑物的存在变得复杂，甚至带来风灾害，影响了人们的工作和生活，在城市规划和建筑设计时，应考虑到这个问题。
最好的选择是利用建筑环境中的风能，将其变害为宝，例如在建筑环境中合适的位置布置风力机，利用风能发电用于建筑本身，缓解了城市中电力短缺问题的同时还降低了输配电成本。
近来有不少的学者开始对城市建筑环境中的风能进行研究。
本文针对城市建筑环境中风能的利用研究情况，总结了目前国内外建筑风能的研究成果，并提出了现存问题为进一步研究建筑风能利用提供参考。
2 建筑风能研究现状2.1国外研究现状国外较早便对城市环境建筑风场进行了研究。
通过风洞试验和现场观测，w.d.baines认为高处的气流会沿建筑被引到低处，使建筑周边受到较强气流的影响，同时会增大地面的风速。
brite和hunt[1]对两个高度不同的建筑模型进行风洞试验，建立了建筑间的风速预测方法。
之后对建筑风环境研究的范围逐渐变大，学者开始对建筑表面的风压和周围的风环境进行研究，且随着计算机技术的发展及cfd理论的成熟，研究对象逐渐从单体建筑增加到多体建筑和建筑群。
强风作用下超高层建筑风环境的数值模拟研究
Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｈｅ ｔ Ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ・ ｈ ｉ ｇ ｈ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ’ Ｓ ｗ ｉ ｎ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｉ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ（ Ｆ Ｖ Ｍ） ，
第２ ７卷 第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ２月
制 冷 与 空 调
Ｒｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｉ ｒ Ｃｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ
、 ， ０１ ． ２ ７ Ｎ Ｏ． １
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ３ ． ８ ６ ～８ ９
文献标识码 Ａ
Ｔｈｅ Ｎｕｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ Ｅｘ ｔ ｒ ａ — ｈｉ ｇｈ Ｂｕｉ ｌ ｄｉ ｎ ｇ Ｗｉ ｎｄ Ｅｎｖ ｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎｔ ｕｎｄｅ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｏ ｎｇ Ｗｉ ｎｄ Ｆｏ ｒ ｃ ｅ
０ 引言
超 高 层 建 筑 作 为城 市 现 代经 济 社 会 发 展 的主 流方 向，是 经济 发展 的标志 ，在城 市节 约用 地 、提 升城 市形 象等 多个方 面起 着举 足轻重 的作 用 。 在 我 国沿 海 地 区 ，风 力较 高 并且 多为 经 济较 发 达 的城 市 ，城 市 的建筑物 密度 日益 加大 ，超 高层建 筑 的群 聚现 象 曰益 明显 。风作 为一 种气 候要 素 ， 对 建筑 物 尤 其 是超高层 建筑 ，有着双 重 的作用 ，既能使 建筑 物 充分 利用风 能 ， 也能使 建筑物 受 到强风 等风 灾 的
风场进行 了数值模拟研究 。主要采用有 限容积法 ，使用计算流 体力学软件 ，分析 得到了不同类 型 建筑物 周围的风场和 风荷 载的分布情 况，对 于超 高层 建筑 的建筑结构设计 以及节能设计提供 了理
基于深度学习的城市风环境优化模拟技术
基于深度学习的城市风环境优化模拟技术一、城市风环境优化模拟技术概述城市风环境是指城市区域中由自然风和人造结构共同作用下形成的风的分布和特性。
随着城市化进程的加快，城市风环境对居民的生活质量、城市气候以及建筑物的能耗等方面产生了显著影响。
优化城市风环境，不仅能够提升居民的舒适度，还能有效降低城市热岛效应，提高能源效率。
基于深度学习的城市风环境优化模拟技术，利用算法模拟和预测城市风场，为城市规划和建筑设计提供科学依据。
1.1 城市风环境的重要性城市风环境对城市居民的健康、舒适度以及城市的可持续发展具有重要影响。
良好的城市风环境可以改善空气质量，降低噪音污染，提升居民的生活质量。
同时，合理的风环境设计还可以减少建筑物的能耗，实现节能减排。
1.2 城市风环境模拟技术的发展传统的城市风环境模拟技术主要依赖于计算流体动力学（CFD）方法，该方法虽然能够提供较为精确的模拟结果，但计算成本高，耗时长，难以应对大规模和复杂的城市环境模拟需求。
近年来，随着深度学习技术的发展，基于深度学习的城市风环境优化模拟技术逐渐成为研究的热点，该技术能够大幅提高模拟效率，降低计算成本。
二、深度学习在城市风环境模拟中的应用深度学习作为一种高效的机器学习方法，通过构建多层次的神经网络模型，能够从大量数据中学习复杂的非线性关系。
在城市风环境模拟中，深度学习技术主要应用于以下几个方面：2.1 数据驱动的风场预测模型深度学习模型可以从历史气象数据和城市结构数据中学习风场的分布规律，构建数据驱动的风场预测模型。
该模型能够快速预测不同气象条件下的城市风场，为城市规划和建筑设计提供参考。
2.2 城市建筑布局优化基于深度学习的优化算法可以用于城市建筑布局的优化设计。
通过学习不同建筑布局对风环境的影响，深度学习模型能够提出优化建议，改善城市风环境，降低建筑物的能耗。
2.3 城市绿化规划城市绿化是改善城市风环境的重要手段。
深度学习技术可以分析不同绿化布局对风环境的影响，为城市绿化规划提供科学依据。
城市风能利用优化研究
城市风能利用优化研究1. 全球气候变化的严峻形势促使各国纷纷加大对可再生能源的利用力度，其中风能作为清洁能源之一备受关注。
而在城市的繁华地带，城市风能资源的利用更是备受关注。
自然风力资源相对较丰富的城市，如果能够合理利用城市风能资源，不仅可以降低对传统能源的依赖，还可以减少环境污染，实现可持续发展。
2. 本文将从城市风能利用的现状分析入手，结合国内外相关研究成果，探讨如何优化城市风能利用，提高风能发电效率，为城市的清洁能源转型提供科学依据和技术支持。
3. 城市风能利用的现状主要有两种形式，一种是通过建造高楼大厦等建筑物，利用其表面所受到的风力，通过风力发电机进行发电。
另一种形式是在城市屋顶或其周边地带设置风力发电机组，利用城市的风资源进行发电。
4. 针对第一种形式，一些国家已经开始在高楼大厦的设计中考虑到风力发电的因素，通过设置特定的结构来利用建筑物所受到的风力。
这种形式的城市风能利用主要受制于建筑物的高度和结构，需要在设计之初就考虑到风能利用的需求，因此并不适用于所有类型的建筑物。
5. 对于第二种形式，在城市范围内的风力发电机组设置较为灵活，可以根据城市的地理环境和风资源分布情况进行调整和布局。
这种形式的城市风能利用更加便捷和灵活，但也面临一些挑战，比如城市居民的反对情绪、城市用地的限制等。
6. 在优化城市风能利用的过程中，首先需要充分了解城市的风能资源分布情况，通过风能资源评估和风场测量，确定最佳的风能利用点，并选择合适的风力发电技术和设备。
7. 针对建筑物型城市风能利用，可以通过提高建筑物的高度和改进建筑物结构，增强风力捕捉效率；同时还可以通过优化风力发电机的设计，提高发电效率。
8. 在城市中设置风力发电机组时，需要考虑到城市用地的限制因素，避免对城市环境造成不利影响。
同时，在选择风力发电机组类型和容量时，要综合考虑城市风能资源情况和发电需求，确保发电效率和经济效益的最大化。
9. 此外，城市风能利用还需要考虑到与城市其他能源系统的协调，比如与城市光伏发电系统的互补性，通过相互配合，形成能源互补的系统，提高城市清洁能源供应的稳定性和可靠性。
风能在建筑环境中的利用研究
风能在建筑环境中的利用研究嘿，咱今天来聊聊风能在建筑环境里的利用，这事儿可有意思啦！先说说我自己的一个小经历。
有一回我去一个海边的小镇旅行，那里风可大了。
我住的那个小旅馆，它的外形就特别独特，不是那种方方正正的，而是有点像个大帆船的形状。
我当时就好奇，问了老板，这才知道原来这独特的外形设计是为了更好地利用风能。
风能在建筑环境中的利用，那可不是随便说说的。
比如说在建筑的选址上就得好好琢磨。
要是在一个风资源丰富的地方盖房子，那可就占了大便宜啦。
就像那个海边小镇，常年有风，要是能把这风利用好，那能省不少能源呢！再来说说建筑的外形设计。
像前面提到的那个像帆船的旅馆，它的流线型设计能让风更顺畅地流过，减少风的阻力。
还有一些建筑会设计成螺旋状或者有弧度的，也是为了跟风更好地“打交道”。
通风系统也是风能利用的一个重要方面。
有的建筑会在顶部设置一些通风口，风一吹进来，就能把室内的陈旧空气给换出去，让房间里始终保持清新。
这就好比咱们在闷热的夏天，突然吹来一阵凉风，那感觉，爽！还有啊，现在不少高楼大厦都会安装风力发电设备。
想象一下，在大楼的顶部或者外墙上，一排排的小风车呼呼地转，发出来的电能供楼里使用。
这不仅节能，还成了一道独特的风景线。
不过，风能在建筑环境中的利用也不是一帆风顺的。
比如说，风有时候不稳定，一会儿大一会儿小，这就给能源的储存和利用带来了难题。
还有，要是建筑设计不合理，风可能会在某些地方形成漩涡或者乱流，不仅不能利用好风能，还可能会影响建筑的结构安全。
但是，办法总比困难多。
科学家和建筑师们一直在努力，不断地研究和改进。
他们通过更精确的风洞实验，模拟不同的风况，来优化建筑的设计。
还有的利用智能控制系统，根据风的大小和方向，自动调整建筑的通风和发电设备。
未来，我相信风能在建筑环境中的利用会越来越成熟。
说不定以后咱们住的房子，不仅能自己发电，还能根据风的情况自动调节室内的温度和湿度，那得多舒服啊！就像我在那个海边小镇的旅馆里，晚上伴着轻柔的海风入睡，早上被清新的空气唤醒，这种与自然和谐共处的感觉，真的太棒啦！总之，风能在建筑环境中的利用有着巨大的潜力和前景。
建筑环境中风能利用的研究的开题报告
建筑环境中风能利用的研究的开题报告
一、研究背景
当前的社会发展越来越依赖于能源，而传统的能源形式往往会对环境造成一定的影响，因此人们开始关注新型的能源利用方式。
风能作为一种可再生能源，受到了越来越多的关注。
随着城市化的进一步发展，建筑环境中的风能利用将成为一种重要的能源利用方式。
二、研究意义
建筑环境中的风能利用可以为城市能源提供一种新的补充方式，能够达到减少环境污染的目的。
此外，建筑环境中的风能利用还可以提高建筑物的使用效率，减少建筑能源的浪费，对于建筑节能和环境保护有着重要的意义。
三、研究内容和方法
本研究将探讨建筑环境中风能的利用方式和技术，主要研究内容包括以下方面：
1.建筑环境中风能的来源和分布规律
2.建筑环境中风能的捕捉与转化技术
3.建筑环境中风能的应用领域和效果评价
本研究主要采用文献综合、实地调查与案例分析的方法，对相关领域的文献进行系统性的搜集与整理，结合实地调查与案例研究，探讨建筑环境中风能的利用方式和技术，对风能利用效果进行评价。
四、预期成果和贡献
本研究将为建筑环境中风能利用的实践和推广提供理论依据和技术支持，为推动城市能源的可持续发展作出贡献。
同时，通过对风能利用效果的评价，进一步完善风能利用技术，提高城市能源利用的效率，促进城市可持续发展。
建筑环境中的风能利用的开题报告
建筑环境中的风能利用的开题报告
一、选题背景
近年来，随着社会的不断发展和人们环保意识的不断增强，建筑环境中进行绿色能源利用已成为热门话题之一。
而风能是一种非常重要的绿色能源，其在建筑环境中的利用，既可以减少对传统能源的依赖，也可以达到节能减排的效果。
因此，本文将探讨在建筑环境中风能的利用问题，以期为现代建筑环境能源利用提供可行性和可靠性解决方案。
二、选题意义
传统的能源利用方式已经面临着越来越多的问题，比如燃煤和燃油等化石能源燃烧会产生大量的二氧化碳和废气污染物等，这对环境造成了难以挽回的破坏。
而在新能源领域中，风能在其可再生、清洁等诸多优点上表现出色。
通过对建筑环境中的风能进行合理的利用，不仅可以减少对环境的污染，同时经济效益也很显著。
三、选题内容
本文主要分为以下两个方面进行研究：
1、建筑环境中风能的利用技术：介绍建筑中常用的风力发电和风能利用技术，包括垂直轴风力发电技术、水平轴风力发电技术、风能热泵技术等。
2、建筑环境中风能利用的优缺点分析：基于前面介绍的风能利用技术，分析其在建筑领域中的优缺点，包括经济、环保、安全、可靠性等因素。
四、研究思路
通过阅读相关文献，了解建筑环境中风能利用的基本原理和技术，对目前的应用状况进行实地调查，将收集到的数据进行分析总结，最终提出可行的风能利用方案以及相关的经济和环保效益预测等。
五、结论
考虑到当前环保和可持续发展的要求，建筑环境中的风能利用将成为未来的热门发展方向之一。
因此，本文的研究成果将有助于解决建筑环境中能源问题，提升建筑节能减排能力，同时也有望推动我国新能源领域的快速发展。
风能在城市建筑中的应用前景研究教材
风能在城市建筑中的应用前景研究摘要风能作为可再生能源，在节能领域得到了大力推广。
目前风能发电技术在我国尚处于起步阶段，在城市建筑中的应用更是少之又少。
通过分析风能发展与城市建筑环境，得到风能在城市建筑中的发展方向。
以城市高层建筑、公共建筑、民用住宅三方面进行举例论证，得出风能发电在建筑节能的应用方向。
关键字风能；城市建筑；建筑节能1.背景地球受太阳辐射导致其表面温度分布不均，直接引起大气压力也呈现不均，这就使得水平方向产生压力梯度，从而出现空气流动，流动的空气所具有的动能就是风能。
从世界范围看来，风能利用历史已经相当悠久，几千年前的尼罗河上就有了风帆船的身影。
在电出现以后，丹麦人在19世界末研发制造出了可用风力发电的机器，后来又紧接着建成了世界上第一座风力发电站。
技术的不断传播、发展和完善，使得时至今日各地出现多个各种规模的风力发电站。
分布广、投产量大，风电事业的蓬勃发展对全世界尤其是发展中国家益处巨大。
在偏远的用电极不方便甚至没有电用的地区，风力发电可借助地利和当地气候条件提供每家每户的小额用电量。
看似解决家庭问题，实则解决了国家的大问题。
根据目前气候和资源现状，风能不断为人所用，预测到21世纪中叶，风能将会成为全球一大支柱能源，为所有国家的民族的可持续健康发展提供源源不断的动力。
2.风能在建筑中的应用前景2.1风能发展前景2006年我国《可再生能源法》实施，对风电的发展有很大的推动作用。
二氧化碳是产生温室效应的主要原因，它会导致全球气候变化，引起灾难性气候的发生。
而每生产100万kWh的风电，平均可减排二氧化碳600t。
至2020年，每年生产的风电可减排二氧化碳18.32亿t，累计减排二氧化碳107.71亿t。
目前，中国各大动力公司都已进入风电国产领域。
虽然由于受电网建设滞后与严重缺乏调峰手段两大瓶颈制约，已造成不少风机空转，浪费严重，国内风机也从供给不足演变成了产能过剩。
但事实上应该说，过剩的只是风机整机制造的产能，且“过剩”只是暂时现象。
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Advances in Energy and Power Engineering 电力与能源进展, 2016, 4(1), 17-27Published Online February 2016 in Hans. /journal/aepe/10.12677/aepe.2016.41003Research on Wind Environment Simulation and Wind Energy Utilization in UrbanConstruction EnvironmentPing Ding, Ying Deng, De TianNorth China Electric Power University, BeijingReceived: Mar. 2nd 2016; accepted: Mar. 25th, 2016; published: Mar. 29th, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractWith the rapid development of distributed energy resource and urbanization, it gradually be-comes a great concern on utilizing wind energy resources in city buildings. In this study, a model of the main building of North China Electric Power University was built by Gambit and the numer-ical calculation was performed in the flow field to discuss the wind power generation potential with the computational fluid dynamics method. Then, characteristics of wind energy distribution were analyzed, and some sections with large wind velocity, such as passageway, rooftops and cor-ners, were chosen to conduct further analysis with denser meshes. Finally, considering different types of wind power use patterns and different constructions, the optimization design of wind turbines was proposed to solve the problem of wind power utilization in cities and the concen-trated concept was brought in wind power utilization of constructions for the first time. Study re-sults of this paper can provide references for the wind power utilization in buildings and distri-buted generation in the urban areas.KeywordsUrban Architectural Wind Environment, Wind Power Generation, Computational Fluid Dynamics Method城市建筑风环境模拟及风能利用研究丁平，邓英，田德华北电力大学，北京丁平等收稿日期：2016年3月2日；录用日期：2016年3月25日；发布日期：2016年3月29日摘要随着分布式能源和城市化进程的快速发展，城市建筑环境的风能利用逐步引起人们的注意。
本文运用Fluent计算流体方法对华北电力大学主楼建筑群处的风环境进行数值模拟，探讨在其中进行风力发电的可能性。
首先进行Gambit几何建模；然后分析城市建筑环境下的风能分布特点，针对风能分布密集以及流动复杂区域，设计加密网格划分方案，尤其对建筑环境中风电机组可能的安装位置即夹道、楼顶、拐角等进行了详细分析；最后，为解决城市建筑风能利用的风力强化与集中问题，综合考虑了不同风能利用方式和不同建筑风环境，提出了适应于城市风能利用的风电机组改型设计要求，并首次将“浓缩概念”引入城市建筑风能利用以改善风力强化与集中问题。
研究结果将为城市建筑环境中风能的利用、城市分布式发电提供参考。
关键词城市建筑风环境，风力发电，计算流体力学1. 引言随着现代化和城市化的快速发展，越来越多的高层、超高层建筑相继出现，复杂的城市环境出现风能聚集效应，形成局地强风。
局地强风影响到了居民们工作、生活的舒适与安全，同时具有一定的风力发电潜能，而我国风力发电场主要设置在偏远人烟稀少的地区，增加了城市供电的成本。
城市建筑环境局地强风风能利用为解决风力发电城市化带来的能源的巨大消耗、严重的环境危机、电力紧缺等问题提供了解决思路。
近年来，“分布式发电”凭借其投资成本较低、输出功率控制方式灵活、和环境和谐等优点逐渐得到各界重视。
城市建筑环境风能利用也为分布式发电提供了新的思路，将小型风力发电机置于城市建筑环境中，变害为利，也能进一步改善风电场远距离输送问题。
建筑环境中风能利用的主要形式是在其中安装风电机组。
英国和瑞典从2001年开始研究适应于城区风能发电的平板型及扩散型风能集中器；Metens [1]较早提出实现城市建筑风能利用必须解决风力强化与集中问题，并运用计算流体方法(CFD)方法分析了不同流线体型建筑的集风特点。
国外早前已出现过英国strata大厦、迪拜旋转大楼、巴林世贸中心等一些城市建筑环境风力发电运用的实际案例。
国内，已有珠江大厦、青岛“生态大厦”，以及2010年上海世博会出现的“零排放”场馆等实例，但对于在城市建筑环境中风能利用的研究仍处于起步阶段。
据估计，到2020年，每年仅靠建筑物环境的风电机组可发1.7~5.0 TW[2]。
因此，城市建筑环境中的风能利用对缓解能源与环境矛盾，推进清洁能源的利用有着重要而深远的意义。
然而以往的研究通常以简易模型代替建筑物，并不能真实反映建筑群内风能的分布情况。
本文以华北电力大学主楼建筑群真实模型为例，进行CFD数值模拟，探讨此环境中风能的分布情况，分析风力发电的可行性。
尤其针对风能分布密集以及流动复杂区域，设计加密网格划分方案，对建筑环境中风电机组可能的安装位置即夹道、楼顶、拐角等进行了详细分析；最后，为解决城市建筑风能利用的风力强化与集中问题，综合考虑了不同风能利用方式和不同建筑风环境，提出了适应于城市风能利用的风电机组改型的设计要求以改善风力强化与集中问题。
丁平等2. 城市建筑环境风能利用2.1. 城市建筑环境风能特点城市建筑物聚集，建筑外形各异，布局不同，所处地貌环境差异，增加了风流动时的阻力，降低了城市风速。
然而，由于城市的地表面如同地形复杂的山区一般，较为粗糙，同时街道中以及两幢高楼之间，形同山区中的风口具有明显的集风效果，可以在低风速区制造出局地大风来[3]。
如图1所示，当风接触高大建筑物时，迎风面高处高能量风遇建筑物阻碍从上而下形成垂直方向的漩涡，形成逆风；背风面楼顶高能量风下降而产生下冲风，气流紊乱，危害很大；楼顶会出现一个较大的风速区，即“楼顶小急流”，环境干扰小，是风能利用最佳位置，根据英国Renewable Devices公司对建筑物附近的风场进行了模拟分析，实验证明受建筑物阻挡后的风速比相同高度其他处风速高20%[4]；当气流穿过建筑开口部位时，由于迎风面和背风面存在压力差，形成“穿堂风”。
如图2所示，来流风受到建筑物的阻挡分离的绕建筑物两侧的自由流区域形成分流风，由于“夹道效应”，可在无风时形成局部大风。
特别需要说明的是，根据风洞实验，位于楼前的涡流区和绕大楼的角流区，风速提高30%左右，若是建筑楼底层设有风道，则风道口附近的风速将提升为平时的2倍左右。
此外，下冲风区风能分布不均匀，流线无规则，风向随机变化，常为风害多发区。
因此，利用城市建筑环境风能必须首要了解其风力分布特点[5]。
2.2. 城市建筑风能利用形式目前，城市建筑风环境的风能利用主要有以下两种形式：1) 在建筑环境中安装风力发电机组；2) 风能建筑一体化。
而供电模式主要有以下几种：1) 独立运行模式，将风力发电机输出的电能经储蓄电池储能，再供用户使用；2) 与其他发电方式互补运行模式，例如风光互补形成风光储一体化发电系统；3) 与电网联合供电模式[6]。
3. 风环境数值模拟建模过程由于城市建筑物均位于大气边界层以内，建筑物附近的空气流动具有紊乱性和随机性，因此本文研究的建筑环境中空气流动属于湍流流动。
为了简化问题，本文对空气流动作如下基本假定：流体是不可压缩的牛顿流体，忽略粘性耗散；流体在固壁上无滑移；流体是各向同性的；流体为稳态情况。
由于城市建筑风环境较复杂，单靠空气动力学在理论上是难以解决的。
本文运用软件Gambit进行几何建模和网格划分，再运用FLUENT15.0模拟分析建筑环境中空气流动及流体动力学问题。
3.1. 几何模型建立及网格划分本文以华北电力大学主楼建筑群为例，进行城市建筑环境风能利用可行性的分析及证明。
如图3、图4所示，此建筑群位于北京市昌平区，所处位置较为空旷，西邻京藏高速，北邻平房区。
此建筑群所在地盛行西北风，年平均风速为3 m/s[7]。
几何模型根据建筑物真实尺寸建立，建筑物有6个主体部分组成，其楼高36~60 m不等，但明显高于周边建筑物。
B栋和C栋、E栋和F栋均靠长廊连接。
综合考虑计算精度和计算量，确定如下计算流域：取该建筑群最高60 m为H，建筑物正北面迎风面距入口边界取10 H，正南面背风面距出口边界取20 H，正西面迎风面距入口边界取10 H，正东面背风面距出口边界取10 H，高度取3 H，来流方向设为正西北方向，此时阻塞率为3% [8]。