考虑群体效应的高层建筑风力发电可行性风洞试验研究

摘要

为研究建筑群体效应对超高层建筑风荷载及风力发电能力的影响,对某250 m高大底盘、双塔体型不规则超高层建筑进行了缩尺模型风洞试验研究,通过风气候分析计算了建筑场地1年、5年和10年的低重现期风速及排除台风影响的设计风剖面,分别考虑了当前周边建筑群体和未来周边建筑群体两种群体效应工况,根据试验结果计算了该结构考虑群体效应的基底等效风荷载反力、各立面风压分布和风机发电效率。结果表明,建筑外形不规则的双塔对气流有明显的改变且作用效果不同于常规矩形超高层建筑,配合楼层平面尺寸逐层缩小,有效缓和了竖向风荷载在建筑高度上的分布。受群体效应影响,在当前和未来周边建筑群两种工况下,双塔两个主轴方向基底等效风荷载结果变化明显;裙房高度风压分布变化尤为显著,给该处风机取风口的设置造成困难;塔楼竖向风压分布发生改变,影响了风机发电效率。因此设计时须考虑群体效应影响,合理选择风机取风口位置以避免周边建筑群体改变对风力发电的不利影响。