АЭРОДИНАМИКА ЗДАНИЯ

Понятие, объединяющее явления, связанные с процессом обтекания здания турбулентным потоком воздуха (ветром). При обтекании ветром около здания образуются застойные зоны. Определение характеристик этих зон необходимо для расчета их загрязнения выбросами вредных веществ технологических и вентиляционных систем. Вихревые зоны образуются за счет отрывных потоков от поверхности земли и кромки здания (сооружения). Эти вихревые зоны представляют собой сложные вихревые неустановившиеся трехмерные потоки. При набегании на здание нижние слои потока воздуха затормаживаются, и кинетическая энергия этой части потока переходит в потенциальную. Следовательно, статическое давление увеличивается. Нарастание статического давления происходит постепенно по мере приближения к зданию, торможение потока начинается на расстоянии от здания, примерно равном 5—8 калибрам (средних размеров фасада). Максимальные значения избыточное давление воздуха достигает на поверхности наветреннего фасада здания. Здесь набегающий поток образует характерную зону циркуляции. Ее вихри как бы дополняют форму здания до удобообтекаемой формы и тем самым уменьшают потерю энергии основного потока. В этой зоне происходит активный обмен воздуха, совершающего вихреобразное движение и уходящего на заветренную сторону здания. Набегающий поток обтекает здание и зону циркуляции сверху и с боков. Обтекающий здание поток за счет его некоторого поджатая имеет скорость несколько большую, чем скорость набегающего на здание ветра. При срыве с кромок здания поток интенсивно эжектирует воздух с заветренней стороны здания, где в результате этого давление уменьшается. Воздух, уносимый из заветренней зоны, компенсируется приземными слоями потока, в которых воздух заторможен настолько, что может изменить направление своего движения. На заветренней стороне здания образуется несколько вихрей. Граница аэродинамического следа в этой области — криволинейная поверхность.
При обтекании ветром группы зданий зоны аэродинамического следа смежных зданий влияют одна на другую, иногда сливаясь, образуя сложные зоны с общей циркуляцией воздуха. Изучение размеров и других характеристик зон необходимо для расчета диффузии вредных примесей вблизи здания, выбора мест расположения устройств, выбрасывающих вредные примеси в атмосферу, степени их очистки, расположения мест воздухозабора. При расчете ветровой нагрузки на здание, а также при определении естественного воздухообмена в его помещениях необходимо знать избыточное статическое давление, возникающее за счет действия ветра. Для определения избыточного давления ветра применяют так называемый аэродинамический коэффециент, показывающий отношение избыточного статического давления в одной из точек наружной поверхности здания к динамическому давлению ветра. Аэродинамический коэффециент обычно определяют экспериментально в аэродинамических трубах на моделях зданий. Значение и знак этого коэффециента зависят от места расположения точки на поверхности здания, наличия близко расположенных зданий, сооружений и деревьев, формы здания, направления ветра, рельефа местности.

на главную